人工智能之父Marvin Minsky:求索“智能”奥秘的一生

2019-04-18 | 作者:微软亚洲研究院

编者按:在70年的人工智能浪潮中,马文·明斯基(Marvin Minsky)是一个如雷贯耳的名字,与机器学习、神经网络、虚拟现实、框架理论等热门名词紧紧联系在一起。他是定义和发展“人工智能”的先驱者之一,也是人工智能领域的首位图灵奖获得者,被尊称为“人工智能之父”。他的学术贡献璀璨夺目,横跨人工智能、机器人、图形与显微镜技术、数学、认知心理学等多个学科领域。今天的“AI大师”就为大家讲述Marvin Minsky在计算机科学领域的传奇故事。


马文·明斯基(Marvin Minsky)

探究智能的狂热

1927年,Marvin Minsky出生于美国纽约的一个犹太家庭。他从小在私立学校接受教育,高中毕业后遵循犹太传统应征入伍,在二战末期经历了两年海军生涯。退伍后,他在哈佛大学主修数学,同时选修了电气工程、遗传学、心理学等学科的课程。广泛的学科涉猎为他对人工智能研究发起挑战打下了基础。

在哈佛学习期间,Marvin Minsky就对人类心智起源、认知事物的奥秘产生了浓厚的兴趣,决定探寻真理。于是他一头扎进机器智能的研究,在本科的最后一年与同学Dean Edmonds一起建造了世界上第一台神经网络计算机SNARC(Stochastic Neural Analog Reinforcement Calculator)。在普林斯顿大学攻读数学博士学位时,他继续遵从兴趣,完成了在当时的评审委员会看来格外离经叛道的博士论文——“神经网络和脑模型问题”。在《纽约时报》的一次采访中,他谈及了这一选择:“智能问题看起来深不见底,我想这是值得我奉献一生的领域。”

Marvin Minsky博士毕业时,正是控制论兴起的时候,他开始投入用计算机模拟人类的心理和思维的研究。当时,计算机科学之父图灵也发表了颇具影响力的文章《计算机器与智能》,提出了机器学习、图灵测试、遗传算法等概念,与Marvin Minsky的想法不谋而合。

“传授” 智能于机器

Marvin Minsky始终坚持着一个信念,他认为智能的本质是许多有着各异能力的代理之间的一种受管理的互动,因此智能不是人类所特有的,人的思维过程也可以用机器去模拟,让机器也拥有智能。

也正是基于这种信念,Marvin Minsky与当时在达特茅斯学院任教的约翰·麦卡锡(John McCarthy ),以及信息论之父克劳德·香农(Claude Shannon)等学者共同促成了1956年的一场著名的会议——达特茅斯夏季人工智能研究会议。在这次头脑风暴式的会议中,“人工智能”的概念第一次被提出,人工智能正式被看作一个独立的研究领域。

这个夏天的达特茅斯,聚集了多位未来的图灵奖得主。在随后的几十年中,这些重量级人物和他们遍布麻省理工学院、斯坦福大学、卡内基梅隆大学等高校的学生们,在人工智能和计算机科学领域大放异彩。

达特茅斯会议五十年后重聚,2006

左起:Trenchard More,J. McCarthy,Marvin Minsky,Oliver Selfridge,Ray Solomonoff

上世纪50到60年代,Marvin Minsky带领他的学生们在人工智能这片新开垦的知识领域快速地开疆拓土。“当时我们习惯于每两三天就有一个重要的新发现,并且觉得理所当然”,Minsky说。1960年,Minsky在论文“Steps toward Artificial Intelligence”中提出了由启发式搜索、模式识别、学习、计划、归纳等部分构成的符号操作(symbol manipulation),掀起了一场人工智能的革命。此后,这些主题成为了人们对人工智能的探索的核心。

60年代早期,Marvin Minsky与志同道合的John McCarthy在麻省理工学院再次会和,共同创建了世界上第一个人工智能实验室——MIT AI Lab。在这个实验室里,Marvin Minsky不仅致力于向机器“传授”人类的感知与智能,还寻求人工智能技术和实用机器人的结合。他发明了世界上最早的几款光学扫描仪,和带有扫描仪和触觉传感器的14度自由机械手,也开发了世界上最早的能够模拟人类活动的机器人Robot C。这些进展对现代的机器人学产生了深远的影响,使机器人技术迈上了一个新台阶。

Marvin Minsky与机械手

机械手像人手一样搭积木

除了众多领先的研究成果,MIT AI Lab对共享电子信息的倡议也促进了计算机领域一种重要文化的形成,为开源软件和互联网的前身ARPA奠定了基础。

Minsky也对计算机图形研究兴趣浓厚。1963年,他发明了首款头戴式图形显示器,这种模式在今天的头戴式虚拟现实显示器中继续得以应用。Marvin Minsky在当时率先提出了“远程呈现”(telepresence)的概念,通过微型摄像机和运动传感器等设备让人类“体验而不真实介入”,成为虚拟现实的先驱。

60年代末,Marvin Minsky开始研究能捕捉部分神经行为特征的感知器(perceptrons),将受神经活动启发的人工智能研究提高到一个全新的水平。而神经网络在经历20余年的沉寂后重回人们的视野,再次掀起人工智能领域的革命。

1969年,Marvin Minsky因他在创造、形塑和推进人工智能的进程中扮演的核心角色而摘得图灵奖的桂冠。2011年,他因对人工智能和智能系统的重大贡献入选IEEE AI名人堂。

兴趣广泛的跨界明星

极其广泛的跨学科背景让Marvin Minsky的科研成果也横跨众多领域。在人工智能之外,他还为显微镜技术做出了贡献,在1956年发明制作了第一台共聚焦扫描显微镜,这种光学仪器拥有极好的分辨率和影像质量,后来在生物科学和材料科学领域被广泛采用。

1975年,Marvin Minsky首次提出了重要的框架理论(frame theory),以框架系统的形式完整地表示知识。框架理论结合了心理学与社会学,提供了一种描述人类认知结构的全新方式,不仅对人工智能系统的开发影响深远,还被引入大众传播研究等多个学科领域,成为重要的理论基础。

作为颇负盛名的麻省理工学院名誉教授, Marvin Minsky也出版了多本开创性著作,包括《语义信息处理》(Semantic Information Processing)、《心智社会》(The Society of Mind)和《情感机器》(The Emotion Machine)。

Minsky不仅在众多科学领域有着丰富的经历,对音乐也有不少研究。在学术研究之外的生活中,他是一位颇有建树的即兴钢琴演奏者,享受用音乐表达他的哲思。

有趣的是,Marvin Minsky还作为顾问参与了1968年的史诗级科幻巨作《2001:太空漫游》的制作。导演库布里克亲自上门咨询电影中的技术细节,比如影片中著名的AI大反派“HAL 9000”计算机外型应该如何设计,在Minsky的建议下,原本包裹着花花绿绿标签的“未来计算机”成为了电影最终呈现的无数小盒组成的机器。

《2001太空漫游》HAL 9000主机内部

无尽的科学求索

“我认为没有什么是我们最终无法认知的,区别在于时间、难度以及优先级。”晚年接受采访时,Marvin Minsky回忆起上世纪五六十年代人工智能“每周都有新突破”的黄金时代,依然流露出无限向往的神情。

Marvin Minsky一生致力于开拓人工智能疆界,几乎见证了人工智能兴起后所有的潮起潮落。他本人亦是这风浪中的弄潮儿,对人工智能发展的影响深远。

Marvin Minsky始终相信计算机是有史以来能最大限度增强人类能力的东西,这也是他最初为人工智能奉献一生的信念和目的。他期待比人类更优秀的机器人担任工程师、数学家、物理学家,来为人类更好的理解经济的本质,解决我们正面临的人口老龄化、贫困、教育等问题。正如这位高瞻远瞩的人工智能之父所言:“我们必须为我们自己的未来打算。”

参考资料:

[1] Marvin Minsky. Wikipedia

[2] 探寻大师足迹,一览马文·明斯基学术风采

[3] 马文·明斯基一生做了什么,为什么他被称为“人工智能之父”?

[4] 人工智能之父马文·明斯基回忆AI的发展

[5] TED:人工智能之父马文·明斯基解读人工智

[6] 从马文·明斯基到AlphaGo,人工智能走过了怎样的70年?

[7] Marvin Minsky, Turing Award Winners

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