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AI會比人類更懂宇宙嗎

發(fā)布時間:2023-08-01 09:53:00來源: 科技日報

  憑借快速準(zhǔn)確處理、分析和模擬大量數(shù)據(jù)的能力,AI可以幫助科學(xué)家識別并檢測出人類可能無法立即理解的數(shù)據(jù),進(jìn)而做出預(yù)測,有望徹底改變我們對宇宙的理解。

  吳家驥

  西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院教授

  近日,埃隆·馬斯克官宣成立人工智能(AI)公司xAI,其首要目的是試圖理解宇宙,專注于回答深層次的科學(xué)問題。

  茫茫宇宙,未知似乎永遠(yuǎn)大于已知。那么,AI能夠幫人類理解宇宙嗎?讓AI幫助人類理解宇宙,有哪些技術(shù)路線?未來,AI和人類又將如何發(fā)揮各自優(yōu)勢,讓人類的科學(xué)探索之路更加順暢?

  可像生物一樣自我學(xué)習(xí)自我“進(jìn)化”

  “從原子核到宇宙誕生,這些都屬于宇宙本質(zhì)的范疇。馬斯克宣布成立xAI的目標(biāo)是要理解宇宙本質(zhì),因此他所期望做出的AI一定要比所有其他AI競品具有更深刻、更底層的智慧境界?!苯眨靼搽娮涌萍即髮W(xué)電子工程學(xué)院教授吳家驥接受科技日報記者采訪時說。

  在馬斯克看來,這個競品很大程度上就是ChatGPT等生成式AI。很多生成式AI都能夠回答人類提出的問題,那么它們與馬斯克所設(shè)想的能理解宇宙的AI在技術(shù)原理上有何不同?

  吳家驥解釋道,生成式AI主要通過學(xué)習(xí)和提取樣本中的規(guī)律進(jìn)而生成新的數(shù)據(jù),它更側(cè)重于預(yù)測和生成自然語言,在文本或圖像等領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛,但深度和廣度相對有限。而能夠理解宇宙的AI不僅要能生成新的數(shù)據(jù),更要關(guān)注如何深入理解和解析宇宙中的各種信息、事物的發(fā)展規(guī)律以及事物的完整結(jié)構(gòu),其深度和廣度相對來說也更深更大。這就需要AI具備更強(qiáng)的智能水平和泛化能力,以及更高的認(rèn)知和“想象力”水平。

  但是AI并不具備思維能力,不具備思維能力的AI又怎么能深入理解各種問題并幫助人類探尋事物發(fā)展規(guī)律呢?

  “人們之所以認(rèn)為AI不具備思維能力,是因為以往的AI都是依賴大量已有數(shù)據(jù)訓(xùn)練出來的,無法突破在訓(xùn)練數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上構(gòu)建的知識邊界。但馬斯克設(shè)想的AI可能將使用組合式遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RCNN),它能讓AI做到像生物一樣自我學(xué)習(xí)、不斷‘進(jìn)化’,進(jìn)而涌現(xiàn)出不可預(yù)知的自我啟發(fā)能力,甚至是解決未知問題的能力?!眳羌殷K說。

  那么,讓AI擁有這些能力需滿足什么條件?吳家驥認(rèn)為,這需要有大量的數(shù)據(jù)、完善的算法和強(qiáng)大的算力及存儲能力的支持。數(shù)據(jù)是AI的“飼料”,AI需要數(shù)據(jù)才能進(jìn)行深度學(xué)習(xí);具備自主性和適應(yīng)性的算法是AI深度理解和解析宇宙中各種復(fù)雜信息和規(guī)律的關(guān)鍵;強(qiáng)大的計算和存儲能力則是AI的“后勤保障”,是AI發(fā)揮其應(yīng)有能力的底座。有了這些條件,才能初步構(gòu)建出能夠理解宇宙的AI。

  訓(xùn)練能理解宇宙的AI有兩條技術(shù)路線

  宇宙浩瀚而復(fù)雜。為了理解宇宙的本質(zhì),科學(xué)家需要分析來自望遠(yuǎn)鏡、衛(wèi)星和其他觀測儀器的大規(guī)模數(shù)據(jù),而分析處理數(shù)據(jù)正是AI的強(qiáng)項。

  “憑借快速準(zhǔn)確處理、分析和模擬大量數(shù)據(jù)的能力,AI可以幫助科學(xué)家識別并檢測出人類可能無法立即理解的數(shù)據(jù),進(jìn)而做出預(yù)測,有望徹底改變我們對宇宙的理解。同時,考慮到宇宙中存在大量不可觀測的暗物質(zhì),因此科學(xué)家可能需要利用具備一定啟發(fā)學(xué)習(xí)和創(chuàng)造能力的AI開展假設(shè)性思想實驗。”吳家驥表示。

  比如,天文學(xué)家們試圖構(gòu)建宇宙模型來解釋宇宙的起源、演化和結(jié)構(gòu),然而目前囿于算力,各類宇宙模型都只能用有限的特征來描述它,這對于龐大的宇宙來說并不準(zhǔn)確。吳家驥指出,如果利用AI for Science(即人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究)的思路,通過結(jié)合已有的天文觀測數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),就有可能探索出新的宇宙模型。這種模型具有非常好的表征能力和泛化能力,可以在沒有大量數(shù)據(jù)標(biāo)記的情況下進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和進(jìn)化。

  那么,訓(xùn)練出能理解宇宙的AI有哪些技術(shù)路線呢?

  吳家驥表示,具身智能和腦智能是兩種較有潛力的技術(shù)路線。具身智能是一種綜合的智能體,它能夠像人類一樣主動與現(xiàn)實或虛擬環(huán)境交互并從中學(xué)習(xí),而非僅在預(yù)先準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)。具身智能將會具備更強(qiáng)的邏輯推理能力,降低AI不受控制地輸出人類不想要的內(nèi)容的可能,更加精確地解釋和模擬現(xiàn)實世界。但是這種技術(shù)路線的實現(xiàn)需要大量的虛實數(shù)據(jù)和計算資源,并且模型的訓(xùn)練和測試速度較慢。

  腦智能是通過模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能,構(gòu)建出來的數(shù)字版“人腦”。它可以讓大模型具備類似于人類的感知、認(rèn)知和決策能力,但是這種技術(shù)路線需要解決很多復(fù)雜的生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)問題,并且模型的構(gòu)建和訓(xùn)練也需要大量的計算資源,目前還在探索之中。

  實現(xiàn)“AI理解宇宙”的目標(biāo)尚面臨諸多困難

  “目前,計算機(jī)模擬技術(shù)是天文學(xué)家理解宇宙的重要途徑。然而,僅通過使用計算機(jī)模擬一個演變了130多億年的宇宙是非常困難的,因為有無數(shù)的變量需要考慮。同理,若想實現(xiàn)‘AI理解宇宙’這個目標(biāo),所需要的算力可能也會大到不可想象?!边h(yuǎn)望智庫人工智能事業(yè)部部長、圖靈機(jī)器人首席戰(zhàn)略官譚茗洲指出。

  譚茗洲說,除了算力的困難外,如果過度依靠觀測數(shù)據(jù)或仿真數(shù)據(jù)訓(xùn)練AI,也有可能會導(dǎo)致我們對宇宙的理解出現(xiàn)偏差。與任何科學(xué)工具一樣,將AI與其他方法結(jié)合使用以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性非常重要。

  在AI理解宇宙的過程中,必定離不開人類的參與。而在有人的地方,就必須確保AI的行為符合人類社會的道德、倫理和法律要求,以保障人類的基本權(quán)利和尊嚴(yán)。

  譚茗洲強(qiáng)調(diào),我們有必要基于人類社會為AI理解宇宙制訂一套道德倫理準(zhǔn)則和相應(yīng)的法律、監(jiān)管措施,確保AI的行為符合人類的價值觀和道德原則。同時,也要研究面向新社會形態(tài)的隱私和數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù),以及用于提高模型算法透明度和可解釋性的技術(shù)。

  若AI能理解宇宙,又是否意味著它超越了人類?譚茗洲指出,如果AI能夠真正地理解宇宙,它可能確實會在諸如數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)挖掘等方面超越人類,但也僅僅是這些方面。這是因為AI具備處理和分析大量數(shù)據(jù)的天然優(yōu)勢,而在創(chuàng)造力、情感體驗、感知決策等方面,其與人類還存在較大差距。人類和AI可以相互取長補短,共同發(fā)揮各自的優(yōu)勢,最終實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。

  AI已在天文研究中大顯身手

  如今,天文學(xué)家正在利用多項技術(shù)來研究宇宙的奧秘,AI便是其中的一種。有觀點稱,AI和天文學(xué)是“天造地設(shè)”的一對,因為AI需要大量數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí),而海量的天文觀測數(shù)據(jù)恰恰能滿足AI的“胃口”。

  AI大顯身手的天文學(xué)領(lǐng)域之一是尋找系外行星。利用觀測到的光變曲線庫,天文學(xué)家已經(jīng)能夠開發(fā)出基于機(jī)器學(xué)習(xí)的模型,這些模型在尋找系外行星方面的能力可能會勝過人類。AI不僅可以發(fā)現(xiàn)系外行星,還可以拓展天文學(xué)家對系外行星的認(rèn)識。

  基于龐大的訓(xùn)練數(shù)據(jù),AI還可以生成星系圖像。據(jù)了解,OpenAI已經(jīng)開發(fā)出了一系列根據(jù)書面提示生成星系圖像的模型,這些模型的真實性之高往往讓許多優(yōu)秀的天文學(xué)家都難辨真假。據(jù)稱,這些生成的星系圖像可以被用來模擬和預(yù)測宇宙演化,也可用于訓(xùn)練那些分析處理星際數(shù)據(jù)的AI算法。(記者 華凌)

(責(zé)編:李雅妮)

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