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AI机器学习之道:鉴往知来,瞬间洞察

作者:高焕堂(台湾铭传大学,长庚大学 教授)时间:2022-04-01来源:电子产品世界收藏


本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202204/432715.htm

1   AI是深谙“鉴往知来艺术”的大师

在网络时代里,大数据呈现出量大、不一致、又不确定性,使人们困扰。因为人们的许多行为都面临着在模糊未明的情况下进行规划和决策,这已成为今天的普遍现象了,它就像迷雾或月光的效果一样,常常使事物的局部扩大、模糊了面貌,无法掌握其本质。

那么,我们该如何通过瞬间洞察(Flash of insight)来穿越迷雾呢? 最有效的途径是:吸取经验、培养直觉,发挥“鉴往知来的艺术(The art of what works)”。

而当今主流的AI( 人工智能) 就是一位深谙“鉴往知来艺术”的大师,它融合了统计( 学) 回归分析方法、搭配互联网普及和机器高效运算,而获得专家直觉和瞬间洞察的能力,可强力协助人们穿越这层迷雾。

所谓鉴往知来的艺术,就是可以看出眼前或未“来”的情况和过“往”发生情况的某些相似( 特征)点。愈多的经验和专业知识,就愈能看出许多似曾相识的情况,而在缺乏经验的新手的眼中,可能每一个情况都是新颖而且独特的。这又称为:专家直觉(Expert intuition)。

AI 从大数据的统计分析或人类专家传授的不同途径中,获取瞬间洞察,点燃了鉴往知来艺术的火花。面对眼前事物的不完全信息、未来的不确定,AI 可以吸取经验、发挥直觉,协助您摆脱疑云的纠缠,拥有警醒的双眼,冷静洞悉通往成功之路。

当专家从一堆事物中辨识出似曾相识的情况时,会采取类似的解决方法,可以有效节省许多的尝试错误和摸索探寻的功夫。同样地,AI 也通过统计( 学) 回归分析算法而拥有和专家一样的辨识事物,以及探寻相似性(Similarity),并对事物进行分类(Classification) 的能力。

换句话说,AI 也拥有丰富的专家直觉。在《科学革命的结构》(The structure of scientific revolution) 一书里,作者Kuhn( 孔恩) 曾经说道:“直觉不是个人的……,直觉是一个成功群体成员经过测试而共同具有的,新手人员可以经由训练( 学习) 而获得直觉,这是他们为成为这个群体成员所做的准备。”

同样,AI( 机器) 也能通过训练( 学习) 而获得直觉和瞬间洞察的眼光。这称为:机器学习(Machine learning)[1]

2   AI(机器学习)是一门“看”(Seeing)的艺术

AI( 机器学习) 是一门“看”(Seeing) 的艺术。例如,日本著名武士宫本武藏在他写的《五轮书》里,传授专家直觉的禅道:“在策略中,你必须能不移动眼珠而观看到两边,您无法快速地学会这种能力,请照着以下的方法练习:在每天的生活中练习使用这种注视法,不论发生什么事都不要改变它。”

注视眼前的全局征兆,以专家直觉衬托出全貌。计算机科学界诺贝尔奖“图灵奖”得主Judea Pearl( 珀尔)在其2019 年的新书《因果革命》里,也以图片里的猫头鹰来强调当今主流AI 的专家直觉及洞察眼光(Seeing)的艺术,如图1。

过去数千年来,专家们就得以鉴往知来为基础,穿越迷雾,多方尝试,保留最可奏效的方法,以迅速强有力的行动抓住突然降临的好机运。如今,的AI( 机器学习) 也懂得“多方尝试,保留奏效的途径”的模式。例如AI 强化学习(Reinforcement learning)。

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图1 以猫头鹰来强调当今主流AI的专家直觉及洞察眼光的艺术 来源:https://www.sohu.com/a/321480619_129720

3   AI如何“看”出事物的全貌

AI 擅于计算相似性,并据之分群、分类。我们也一样可以给AI 归类,然后我发现AI 与专家直觉两者具极高的相似度。既然这两者属于同一类别,我们就可以发挥“鉴往知来”的艺术。通过我们过“往”经验和知识,而衬托出AI 的全貌,并推估它的未“来”发展。于是,什么是AI 呢? AI 有什么用呢? 就非常清晰明朗了。

3.1 鉴往

从我们的既有经验中,可以看出来最典型的专家直觉就是:开车。其最大特征是:直觉反应,不假思考。

现在,AI 和司机是归于同一类,意味着AI 也具备上述两项特征;因而也能推知如下。

●   未来发展:AI 司机将大量取代人类司机。

●   AI 人工智能,是不假思索、不经理性逻辑推理的直觉性智能。

●   AI 的推论结果就没有高度正确性,只有准确性。

●   AI 人工智能与IT 信息科技,两者并不同类。例如,许多学校把AI 归入信息科技类,其实是违背专家直觉的“非专家见识”。

无论是人或AI,都会鉴古,手段是:拿一堆历史的殊相( 资料),归纳出共相。在人方面,采归纳法找出万变不离其宗的恒常性,谓之“道”。在AI 方面,采统计学回归分析,找出最中庸的回归曲线或面等。

3.2 知来

刚才说明了AI 最核心能力是“鉴往知来”,其最亮丽的表现是“瞬间洞察”。道与中庸皆为共相。求道而得道,谓之高人、圣人,乃专家也。高人圣人身怀专家直觉,就可观察眼前事物的征兆( 殊相),然后进行:殊相 + 同类的共相 = 该事物的( 推测) 全貌就能洞悉出未来发展的全貌了。于此,举个生活中例子来说明之。例如小胜和小淑两人是一家信息科技公司的同事。有一天的中午前,小胜打电话向自助餐老板订购两个午餐便当(如图2)。

老板问小胜:您今天想吃什么便当呢?

小胜回答说:我今天要排骨便当;另外还要一个便当,我来问小淑同事。

老板又问小淑:您今天想吃什么便当呢?

小淑回答说:我今天要鸡腿便当。

最后老板又问:你们要配什么菜呢?

小胜、小淑回答:都可以。

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图2 小胜打电话向自助餐老板订午餐便当

到了中午吃饭时,小胜、小淑两人打开便当,看到了排骨便当里有一个卤蛋;而鸡腿便当里有一个荷包蛋。小胜、小淑异口同声说道:这位老板很像我们正在训练的AI 模型呀,他和AI 一样能鉴往知来、瞬间洞悉事物( 便当) 的全貌。

4   AI技术能力从哪里来

当今基于机器学习的AI,其具备两项的逻辑思维技能:“归纳逻辑”与“推论逻辑”。

●   归纳逻辑:人类先把算法( 程序) 喂给AI,就成为它“鉴古”的“归纳”逻辑能力。

●   推论逻辑:接着,引领它去“归纳( 鉴古)”,此时就把一群特定领域的大数据喂给它,让它去归纳( 又称学习)。所谓学而时习之,不断探索数据里的相关性(Correlation),逐渐归纳出这个领域大数据里的规律性。就成为它“知来”的推论逻辑能力了。

人类设计算法、编写Python 等程序(Program),来叙述“归纳逻辑”,然后把程序植入计算机里,让计算机拥有:归纳思维能力。所以AI 算法的“编程逻辑”所表达的就是“归纳逻辑”,它让AI 有能力自行归纳出“推论逻辑”。所以,AI 的编程逻辑,并不等于AI的推论逻辑。

简而言之,AI 的“推论逻辑”与工程师的算法“程序逻辑”是有很大不同的。程序逻辑仍有影响力,但只是建议的角色,而非控制的角色。所以对于人类而言,AI 的“推论逻辑”是无从理解的,通称为:黑盒子(Black box),或黑箱。因之,以对于人类而言,AI 的推论结果即其行为是不确定(Uncertain) 的。所以说,AI 的两项特质就是:黑盒子和不确定性行为。

5   结语

专家直觉来自“鉴往”,又称“考古”。也就是来自归纳思维的抽象,抽出共同现象:共相。然后,把共相套用于眼前的殊相上,就不一定100% 正确。更何况眼前事物只出现一些征兆( 非全貌) 而已,AI 不仅仅拿眼前的大量数据来处理,而依公式计算出结论而已;而是先去探索过往的历史资料( 如古代读书人勤读古书经史),而获得共相( 道),谓之:知道。在AI 方面谓之:训练(Training)。

大家常说:学以致用。学而知“道”,然后巧妙地应“用”于眼前或未来的新事物上。AI 的训练就是让AI“知道”;而AI 的预测就是道之用。这是AI 的预测的本质。

参考文献:

[1] DUGGAN W.直觉(The Art of What Works)[M].李芳龄,译.北京:中国财政经济出版社,2005.

(本文来源于《电子产品世界》杂志2021年1月期)



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