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AI發展史(一):會下棋的土耳其機器人

編者注:AI史的敘述方式往往是機器隨時間轉移而變得越來越聰明。但這種敘述缺少了人的要素,沒有講清楚智能機器是如何由人的身體和思想來設計、訓練與賦能的。

爲此,IEEE推出了總共六篇的AI秘史系列文章,希望從創新者、思想家、工人甚至小販等人如何創造可複制人類思想和行爲的算法的角度來彌補這一缺失。盡管無需人類輸入的超智計算機令人興奮,但智能機器的真正曆史已經證明,AI的水平只能跟我們一樣的好。此文爲系列的第一篇,作者是 Oscar Schwartz,原文標題爲:Untold History of AI: When Charles Babbage Played Chess With the Original Mechanical Turk

AI發展史(二):美國第一台計算機背後的女程序員

AI發展史(三):爲什麽圖靈希望AI代理犯錯

AI發展史(四):憧憬人機共生的“DARPA夢想家”

AI發展史(五):誕生于1980年代的算法偏見

AI發展史(五):人機混合的“亞馬遜 Mechanical Turk”項目

第一部分:查理斯·巴貝奇與土耳其機器人

1770年,在奧地利女皇瑪利亞·特蕾莎的宮廷上,一位叫做Wolfgang von Kempelen的發明家展示了一台下國際象棋的機器。Kempelen把他的發明叫做土耳其機器人,這是用楓木雕刻出來的真人大小的機器人,它身披土耳其禮服,坐在一個上面放後棋盤的木制櫃背後。

Kempelen宣稱這台機器可以擊敗宮廷裏面任何一個人,瑪利亞·特蕾莎的一個顧問接受了他的挑戰。Kempelen打開木櫃的門,展示一個像時鍾一樣的機械裝置——一個由杠杆和齒輪組成的複雜網絡——然後將一把鑰匙插入機器,上好發條。機器人竟然開始動力,舉起了木質的手臂下出第一步。不到30分鍾,它就擊敗了挑戰者。

土耳其機器人于是引起了轟動。在接下來的10年時間裏,Kempelen帶著這個下棋機器在歐洲巡遊,擊敗了當時其中一些頭腦最強大的人,包括本傑明·富蘭克林和菲特烈大帝。1804年,von Kempelen過世,土耳其機器人被賣給了德國大學學生兼儀器制造者Johann Nepomuk Maelzel,後者又帶著它繼續世界巡遊。

著名的英國工程師和數學家查理斯·巴貝奇是有機會仔細觀察這台機器的人之一。1819年,巴貝奇跟這台機器下過兩次棋,結果都輸掉了。按照土耳其機器人史作者Tom Standage的說法,巴貝奇懷疑這個機器人並不“智能”,二十一個精心制作的騙局,他懷疑裏面藏有一個人在設法控制該土耳其機器人的下法。

The Picture Art Collection/AlamyAn的插畫演示了人是如何操控土耳其機器人的

巴貝奇是對的。土耳其機器人看似發條的裝置背後的真相是這個:Kempelen和Maelzel雇來國際象棋大師躲在那個大木櫃的裏面。國際象棋大師可以通過磁鐵將上面的棋局鏡像到底下,讓他觀察發生了什麽。

爲了移動土耳其機器人的手臂,隱匿的棋手利用了一個縮放儀——這是一個可以將他的手臂運動與坐在上面的土耳其機器人進行同步的滑輪組。棋手讓一個杠杆在他的磁鐵棋盤上移動,通過扭動它來讓開合土耳其機器人的手指,然後移動棋子到想要落下的位置。國際象棋大師藏身的地方有若幹滑動面板以及一把可以在上油的滑軌上移動的輪椅,這樣當Maelze開門讓大家觀察土耳其機器人內部時,藏在裏面的操控者就能滑動到沒有被打開的部門躲起來(編者注:所以不能同時打開所有的門)。

盡管巴貝奇對這種騙術表示懷疑,但並沒有像他的同齡人一樣花時間寫一篇文章去揭露。不過土耳其機器人在隨後的日子裏似乎已經在他腦海裏留下了印記。

1847至1949年間,巴貝奇設計了差分機2號,但建造卻不是在他有生之年完成的。1999年,爲了紀念巴貝奇誕辰200周年,倫敦的科學博物館造了一版的差分機2號。

很快,他開始致力于一個叫做差分機的自動機械計算器的設計,目的是用來生成沒有錯誤的對數表。他的第一個設計重達4噸,需要約25000塊金屬零件。但1830年代左右他放棄了這個項目,開始致力于一個更加複雜的裝置,叫做分析機。這種機器有一個存貯庫(Store)以及一個“運算室(mill)”,分別充當內存和處理器,以及通過穿孔卡片解析程序指令的能力。

巴貝奇一開始對分析機設想是充當升級版的差分機。但他的協作者Ada Lovelace卻意識到這種機器的可編程性可賦予它概括的功能。她指出,這種機器將導致一種全新類型的“詩意科學(poetical science)”的崛起,數學家將通過對機器進行編程來教機器如何執行任務。她甚至預測這種機器因此能編寫“精良的、科學的曲子”。

AlamyAda Lovelace與巴貝奇

巴貝奇最終認可了Lovelace的願景,開始想象一種能做的遠不止處理數字的通用機器改變世界的潛能。很明顯,他的想法又回到了與土耳其機器人的邂逅。1864年,他在日子中寫到了自己使用“機械符號”來處理全新類型挑戰的渴望。“經過充分考慮之後,我選擇了發明一種機器作爲試驗。這種機器應該可以成功地玩純粹需要智力技能的遊戲,比如國際象棋。”

盡管土耳其機器人和巴貝奇的機器之間並無技術聯系,但Kempelen的騙局所體現的機器智能的可能性似乎給巴貝奇提供了靈感,讓他從全新的方式去思考機器。正如巴貝奇的協作者David Brewster爵士後來所寫那樣:“那些一度逗樂平民百姓的自動化玩具,現在正被用于拓展我們人類的能力並提升我們的文明。”

巴貝奇與土耳其機器人的邂逅是計算史的開端,這提醒我們,有時候炒作和創新是攜手並進的,但它還教給了我們另一個教訓:被認爲是機器的智能幾乎總是依賴于將人類的技能隱藏其中。

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