神經網絡成功逆襲!AI 發展 80 年的派系鬥爭發展史

【為什麼我們要挑選這篇文章】早在電腦出現之前,就已經有 AI 的討論了。歷史上 AI 有兩大派系:符號主義和連接主義。符號主義主張模仿人類邏輯,用邏輯建立 AI 系統;而連接主義主張模仿人類神經網路,用數據和訓練讓電腦學習知識。

這兩個派系爭鬥了幾十年,中間歷經了兩次 AI 危機,最後誰勝出?他們又是如何度過 AI 危機?請待下文分曉!(責任編輯:郭家宏)

作者: 量子位

有人的地方,就有鬥爭。

華山派有「劍宗」和「氣宗」,相互鬥了幾十年。人工智慧也有「山頭」, AI 兩大派系的鬥爭早在第一台電腦問世前就已經開始了。

AI 兩大派系:符號主義與連接主義

三名法國人把兩派的勢力對決畫成圖,名字叫「神經元的復仇」:

這兩大派系就是:

符號主義(Symbolicism):又稱邏輯主義、電腦學派,主張用公式和邏輯體系搭建一套人工智慧系統。

連接主義(Connectionism):又叫仿生學派,主張模仿人類的神經元,用神經網路的連接機制實現人工智慧。

在符號主義者的眼裡,人工智慧應該模仿人類的邏輯方式獲取知識,而連接主義者奉行大數據和訓練學習知識。

派系鬥爭與兩次 AI 危機

早在達特茅斯會議之前,圖靈就提出過「圖靈機」這樣的人工智慧概念。鬥爭之初的幾十年間,連接主義派的論文引用率一直領先對手。

別看奉行「連接主義」的機器學習如何風光,早年間他們長期受到另一個派別:「符號主義」者的鄙視。

60 年代初,美國國防高級研究計劃署(DARPA)對 AI 領域進行了數百萬美元的投資,人工智慧也迎來的第一黃金發展期。

第一次 AI 危機:運算能力缺乏

情況在 1969 年起了變化,符號主義代表人物馬文.明斯基(Marvin Minsky)寫了一本名為《感知器》(Perceptron)的書,結果直接把神經網路給寫死了。

感知器是那個年代的神經網絡。明斯基在書中向連接主義發難:「你們的感知器連最基本的異或(XOR)都做不到,做出來還有什麼用?」

也是在那一年,明斯基獲得了圖靈獎。

符號主義派勝利後不久, AI 就迎來了第一次寒冬。或者說,運算能力的匱乏導致了第一次 AI 寒冬,幫助符號主義實現逆襲。

第二次 AI 危機:符號主義的失敗

到了 70 年代中期,專家系統(expert system)的出現帶來了 AI 的黃金時代。它其實就是一套電腦軟體,能夠模擬人類專家回答問題,不過它的智慧僅侷限在一個很窄的領域,說它是活字典可能更準確。

同時,連接主義也在悄悄發展,約翰.霍普菲爾德(John Hopfield)在 1982 年發現了具有學習能力的神經網絡算法。

就在符號主義志得意滿的時候, Lisp machine 的失敗讓兩派力量再次發生了逆轉。 Lisp 是當時研究 AI 領域常用的編程語言, Lisp machine 是專門被優化用來運行 Lisp 程序的電腦。

80 年代,研究 AI 的學校都買入了這種機器,最後卻發現用它們做不出來 AI 。之後就出現了 IBM PC 和蘋果機,比 Lisp machine 便宜,運算力更強。

Lisp machine 順理成章狗帶(Go die), AI 進入第二次寒冬。

連接主義的逆襲:提出新演算法,深度學習起死回生

連接主義者在這時候也找到了更簡單的統計方法:支持向量機(SVM),它消耗的計算資源更少。之後,長短期記憶(LSTM)演算法也被提出。

後來,深度學習終於又重新霸佔了學術和工業界。

時間回到當下,從 2010 年開始,機器學習成為 AI 行業主導。人工智慧在機器學習的幫助下,取得了巨大的成就,標誌著 AI 的徹底復甦。如今最熱的 AI 概念均出自連接主義派。

近年來,電腦硬體的發展更是讓連接主義如魚得水,連手機的運算能力都能完成識圖的任務,深度學習能實現也就不奇怪了。

雙方代表人物

說到兩派的鬥爭,就不得不提一下雙方的將領了:

符號主義派:馬文.明斯基(Marvin Minsky),麻省理工人工智慧實驗室創始人之一,他奠定了人工神經網路的研究基礎,早在 1951 年,他設計構建了第一個能自我學習的人工神經網路機器。

連接主義派:約翰.霍普菲爾德(John Hopfield),美國科學家,在物理學和電腦學方面均有很高的成就, 1982 年發明了聯想神經網路,也就是知名的霍普菲爾德網路。

兩派之間也相互引用文章:

除了這兩位名人外,符號主義這邊還有 Herbert A. Simon 、 Allen Newell 。如今連接主義當道,這一派的大老更為我們所熟知:例如 Yann LeCun 、李飛飛、 Geoffrey Hinton 等人。

關於兩派更詳細的內容,有興趣的同學可以看 原文

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(本文經 量子位 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈 “神经网络”的逆袭:图解 80 年 AI 斗争史 〉 。首圖來源:Pixabay, CC Licensed

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