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《世界博览》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

《世界博览》由中华人民共和国外交部主管,世界知识出版社主办,为国家百种重点期刊之一。创刊于1984年,曾伴随跨世纪的一代少年、青年一步步走向成熟,名字为众多的中国人所熟悉。

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阿法狗大胜,人类该怎么办

2016-09-08 18:06:26

阿法狗的核心技术是深度学习方法,也就是说,它的围棋知识不是像“深蓝”那样是编在程序里的,而是它通过大量棋谱和自我对弈自己学会掌握的。

起源于中国的围棋一向是智者的运动。其变化多端以及对大局观和战略观的高度要求常常被人称道。1998年电脑深蓝战胜国际象棋冠军卡斯帕罗夫之后,围棋被认为是人工智能无法战胜人类的最后一项棋类运动。然而事情发生了变化:最近的人机大战中,电脑阿法狗(AlphaGo)继50战胜欧洲冠军樊麾三段后,又以41的总比分将现世界围棋职业大赛百灵杯亚军、前世界围棋第一人并夺取过14个世界冠军头衔的韩国围棋名将李世石九段挑落下马。这不仅是世界围棋史上的大事,也是人工智能发展的新阶段。

 

国运兴,棋运兴

围棋是中国的国粹,在南北朝时传入日本。在唐朝年间,两国棋手也有过不少切磋,中国围棋名家顾师言以三十三手“镇神头”击败“日本国王子”的故事更是流传甚广。就竞技水平而言,中国围棋水平在日本之上。此后,中日围棋交流一直没有中断,一直到明清时代。进入16世纪,日本围棋开始走上职业化的道路,棋手水平开始反超中国。特别是进入近代之后,中国国力贫弱,围棋水平不升反降。围棋名手吴清源甚至不惜在抗战期间背负骂名加入日本国籍,以此来维系自己的职业生涯。

改革开放之后的中国与日本在各方面开展了交流,围棋自然也不例外。1984年开始的中日围棋擂台赛成就了聂卫平和常昊等国手的威名。正当中国棋手在中日围棋擂台赛上斩将夺旗,大展雄风之际,韩国围棋开始异军突起,并开始对棋坛长达十数年的统治。自从1988年曹薰铉击败聂卫平夺得应氏杯冠军以来,韩国至20151月在世界大赛中共计57次夺冠,超过中日两国的总和。其中李昌镐、李世石、曹薰铉分别夺得17149个冠军,位列前三位。一时间,韩国围棋压得中日同行喘不过气来。

随着2010年第14LG棋王杯决赛中国棋手孔杰零封李昌镐夺得虎年首冠,中国围棋开始吹响反攻的号角。在古力领军的中国围棋80后选手的强力反击下,韩国围棋甚至在2013年度颗粒无收。而韩国天王级的棋手李昌镐5年期间收获8个亚军;李世石则在2014年后再没有登上世界冠军的领奖台,最近结束的百灵杯中以半目告负于中国小将柯洁,成就了这位少年英雄的三冠梦想。让韩国围棋界灰心的是,自二李之后,韩国围棋界再无天才,除朴廷桓和申真谞外,其他皆不堪重用。日本更惨,所谓的少年天才井山裕太被柯洁杀得“血溅五步”,连招架之功都没有。至于一力辽之流,更是不值一提。反观中国,除柯洁外,时越、陈耀烨、芈昱廷、唐韦星、江维杰等一大批少年天才棋手横空出世,标志着中国围棋的复兴已经成为现实,中国棋手统治棋坛的时代已经到来。

国运兴,棋运兴。日本棋手横行棋坛的时代正是日本国势强盛的时代;韩国棋手称雄棋坛的十年正是韩国经济腾飞的十年;而中国棋手统治棋坛的那一年,中国的GDP超过日本,成为世界第二,三年之后,中国成为世界上最大的工业国。

 

阿法狗大胜

然而,正当人们对世界围棋格局的中国王朝进行展望时,一位“棋手”横空出世,“他”不是中日韩棋手,甚至不是人,而是人工智能棋手——阿法狗。

2016127英国《自然》杂志刊登文章称,谷歌的人工智能系统阿尔法围棋201510月份以50的战绩完胜欧洲冠军、职业围棋二段樊麾,这是人类历史上,围棋人工智能(AI)第一次在公平比赛中战胜职业围棋手。20163月,人机大战开始升级:阿法狗的对手换成了韩国名将,14次世界冠军的获得者李世石九段。尽管与世界围棋第一人柯洁九段交手的记录为难堪的28负,但谁也不敢小觑这位百灵杯的新科榜眼的实力。李世石与阿尔法围棋的围棋人机大战为五番棋挑战,但无论比分如何将下满五局,比赛采用中国围棋规则,执黑一方贴33/4子(即7.5目),各方用时为2小时,360秒的读秒机会。

201639,围棋人机大战首局在韩国首尔四季酒店打响。赛前猜先阿尔法围棋猜错,李世石选择黑棋,等阿尔法围棋下了186手,李世石算清后投子认输。310,围棋人机大战展开第二局较量。阿尔法围棋执黑先行,最终阿尔法围棋执黑于211手获胜且优势明显,总比分20领先。312,围棋人机大战展开第三局较量。李世石执黑先行,到阿尔法围棋下了176手后,李世石只有投子认负。围棋人机大战前三盘人类三连败。313,围棋人机大战展开第四局较量。在接连三局负于“阿尔法围棋”后,“输得只剩裤衩”的李世石放下包袱,终于迎来了“围棋人机大战”的首次胜利。315,围棋人机大战展开第五局对决。第280手,李世石投子认负。这次围棋人机大战的最终比分定格为14

 

阿法狗的优点与缺陷

阿法狗之所以获胜,在其具备的三个巨大优势:第一,与“深蓝”完全不同的学习能力。1997年“深蓝”战胜国际象棋大师卡斯帕罗夫,但它的意义完全不能同阿法狗。相比。阿法狗的核心技术是深度学习方法,也就是说,它的围棋知识不是像“深蓝”那样是编在程序里的,而是它通过大量棋谱和自我对弈自己学会掌握的。而且,这种学习能力具有相当大的通用性。自己学习的能力,使得计算机有了进化的可能;而通用性,则使其不再局限在围棋领域。尽管这个能力目前还很初级,但却展现了极好前景,使得以前困扰我们的人工智能自我学习问题,有了解决的可能。这是一个很大的创新和进步。

第二,局部落子和整体棋局着法的平衡能力。阿法狗通过深度学习产生出来的策略网络(或称走棋网络),在对抗过程中可以实现局部着法的优化;通过估值网络实现对全局的不间断的评估,用于判定每一步棋对全局棋胜负的影响。而且,还可以通过快速走子算法和蒙特卡洛树搜索机制,加快走棋速度,实现对弈质量和速度保证的合理折衷。这些技术使得计算机初步可以既考虑局部得失,又考虑全局整体胜负。而这种全局性“直觉”平衡能力,正是过去我们认为是人类独有的。

第三,超出人类对围棋博弈规律的理解能力。在五番棋的对抗过程中,从观战的超一流棋手讨论和反应可以发现,阿法狗的着法有些超出了他们的预料,但事后评估又认为是好棋。有棋手就认为,人类真的可以向计算机学习围棋,加深对围棋规律的理解,觉得“它可能比我们更接近围棋之神”。这意味什么?意味着阿法狗的深度学习算法,甚至可以从大数据中发现人类千百年来还未发现的规律和知识,为人类扩展自己知识体系开辟了新的认识通道。

阿法狗如此神奇,是不是就无法战胜?也未必。有专家提出两点克制方式:一、攻其策略网络,加大搜索空间。进入中盘后,职业选手如能建立起比较复杂的局面,每一步棋都牵连很多个局部棋的命运(避免单块、局部作战),则阿法狗需要搜索空间则急剧加大,短时间内得到的解的精度就会大打折扣。通俗地说,非常复杂的变化,人算不清楚,现阶段计算机的计算力更没办法。李世石九段的第四局棋就有这个意思,所以扳回一局。

二、攻其价值网络,万劫不复。阿法狗的价值网络极大地提高了之前单纯依靠MCTS来做局势判断的精度,但离准确判断围棋局势还有不小的差距。神经网络还不能完全避免在某些时候出现一些怪异(甚至错误)的判断,更何况其训练样本还远远不足。这也是为什么有了价值网络还仍然需要依靠快速走棋来判断局势。不能说阿法狗不会打劫,而是害怕在棋局早期的多劫并存。即,打劫要乘早,太晚了搜索空间变小,即便价值网络失效,还可以靠快速走棋网络来弥补。开劫应该以在刚刚进入中盘时期为好(太早劫财还不够),并且保持长时间不消劫,最好在盘面上能同时有两处以上打劫。没有了价值网络的阿法狗其实水平也就职业3-5段左右。

 

人工智能并非全是福音

当今世界第一人柯洁已经放出豪言,要和阿法狗一较高下。这将是一场胜利。首先,在刚刚过去的人机大战中,阿法狗的优势和缺点想必柯洁已经了然于胸并引起足够重视,相比起李世石刚开始迎战时的无知无畏甚至自大,柯洁的心理状态应该更好;其次,柯洁对李世石的胜率达到80%,棋力远在后者这个过气明星之上,因此,柯洁对阵阿法狗的胜率更高。何况李世石也曾赢过一局,说明阿法狗并非不可战胜。

然而这场人机大战的意义不仅仅是在围棋领域,更在于人工智能方面。一般说来,机器智能主要分为三大类:计算智能、感知智能和认知智能。在计算智能领域,以科学运算、逻辑处理、统计查询等形式化规则运算为核心,在有些方面计算机早已超过了人类,比如“天河”的科学运算和“深蓝”基于规则的暴力搜索。但也有些还无法超越人类,比如复杂符号推理。在感知智能领域,以图像理解、语音识别、语言翻译、运动控制等为代表,近期由于深度学习方法的突破,取得了重大进展,开始逐步趋于实用水平。

但是,在认知智能领域,以理解、推理和决策为代表,强调“会思考”、“能决策”等,因其综合性更强,更接近人类智能,研究难度更大,长期以来一直进展缓慢。阿法狗在深度学习技术上的突破,使其在自主学习、理解和推理能力上取得重大进步,使我们终于在认知智能方面看到了曙光,尽管现在还非常非常的初步。然而这种进步对人类来说带来的并非全是福音。由于人工智能在催生更多的聪明武器和自主化无人平台、提高对战场态势的认知速度、拓展认识信息化战争机理的新途径、助推兵棋推演实现真正的人机对抗、使指挥信息系统克服智能辅助上瓶颈等防务领域的巨大价值,必然会被用于战争,如果是这样,恐非人类之福。

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