冯诺伊曼与人工智能

    Talenthitsatargetnooneelsecanhit;Geniushitsatargetnooneelsecansee.

    才华能让人击中别人击不中的目标；

    而天才则能击中别人看都看不到的目标。

    ——ArthurSchopenhauer（叔本华）

    冯诺伊曼做了无数一流的工作，但他没有像哥德尔定理或图灵机一样的特级成果。以赛亚·伯林借用古希腊诗人阿基罗库斯（Ar⁃chilochus）关于刺猬和狐狸的比喻，把人分为刺猬和狐狸两种，狐狸是全才，知道很多事，但刺猬只知道一件大事。全才科学家弗里曼·戴森借用类似的说法，把科学家也照此分类，但他用了飞鸟和青蛙的比喻：鸟更像是刺猬，而青蛙更像是狐狸。在戴森看来，希尔伯特、杨振宁都是高瞻远瞩的鸟，而冯诺伊曼和费曼则属接地气的青蛙。爱因斯坦当然是超级大鸟。

    是冯诺伊曼发现了哥德尔定理的重要性，他称哥德尔是亚里士多德以来最伟大的逻辑学家。他曾半开玩笑地说，要是他不知道哥德尔不完全性定理的话，说不定他很快就能证明一阶逻辑是完全的呢——就在他得知哥德尔不完全性定理的前几天，他做梦证明了完全性定理。

    冯诺伊曼欣赏并提携了图灵。其实，在图灵1936年那篇开天辟地的文章刚出来时，冯诺伊曼并没有立即意识到这篇文章的重要性。他在给图灵写奖学金推荐信时，提到了图灵在冯诺伊曼自己感兴趣的几个领域里展现的才能，却没有提及逻辑和图灵机。也许是由于他还没有从1931年哥德尔定理给他造成的心理冲击中缓过劲来。当时所有关注逻辑的主流数学家，在哥德尔定理之后，都与逻辑渐行渐远。倒是哥德尔最早慧眼识英雄，他一开始也没有对自己的递归函数那么有信心，但在得知图灵机的那一刻，他立即认为图灵机比自己的递归函数更令人信服。据冯诺伊曼的朋友们回忆，在1938年图灵回英国前，冯诺伊曼曾想把图灵留在普林斯顿做自己的助手，但已经对美国生活厌恶的图灵婉拒了。冯诺伊曼应该是在1942年左右认真读过图灵1936年的那篇文章。

    冯诺伊曼在计算机工程的开创性工作是计算机产业的基础。所有的人都在受益。他牵头撰写的EDVAC报告定义了“冯诺伊曼”架构，后来IBM等所有其他计算机项目都以此为基础建造计算机。EDVAC报告中最核心的概念是“存储程序”（StoredProgram），冯诺伊曼把这个概念的原创权公正无私地给予了图灵。正像图灵专家、新西兰哲学家寇普兰（JackCopeland）考证的，冯诺伊曼生前向他的同事多次强调，计算机中那些没有被巴贝奇预见到的概念都应该归功于图灵。所谓存储程序就是通用图灵机。EDVAC报告真正的思想原创应该是随机寻址和其衍生品寄存器，但这个重要性和存储程序没法比。有意思的是，弗里曼·戴森的儿子乔治·戴森的一本以普林斯顿高等研究院研制最早的计算机为背景的书竟然以《图灵的大教堂》（Turing’sCathedral）为题，而书中的主角明显是冯诺伊曼，图灵在普林斯顿大学不过是匆匆过客。如果我们看看在谷歌Ngram中“图灵”和“冯诺伊曼”出现的频率，会发现图灵的逆袭出现在20世纪80年代初。

    冯诺伊曼在计算机科学界留下了无数的继承者。他1948年在加州理工学院所在地帕萨迪纳召开的Hixon会议上的演讲“自动机的通用和逻辑理论”（TheGeneralandLogicalTheoryofAutomata）被收入他的全集，这篇文章开启了细胞自动机的理论研究。他在普林斯顿高等研究院制造计算机的助手伯克斯（AuthurBurks）战后回到母校密执安大学开办了美国最早的计算机科学系之一。伯克斯此后一生的研究都没有离开细胞自动机。可以说，受生物学启发的人工智能研究（biology-inspired）或更时髦的说法“类脑计算”的根儿在冯诺伊曼。

    伯克斯培养了第一位计算机科学的博士霍兰德（JohnHolland），而冯诺伊曼在细胞自动机和DNA的工作间接影响到了霍兰德。霍兰德发明了遗传算法，他的大弟子是比他还长六岁的科德（EdgarCodd），科德因发明关系数据库得了图灵奖。霍兰德的另一位学生巴托（AndyBarto）和巴托的大弟子萨顿（RichardSutton）发明了强化学习。通过应用强化学习，谷歌的AlphaGo击败了几乎所有围棋超级大师，卡内基梅隆大学的Libratu赢得了德州扑克大赛。

    冯诺伊曼还影响了天才沃尔弗拉姆（StephenWolfram）。沃尔弗拉姆一直在研究细胞自动机，他的副产品是数学软件Mathematica和搜索引擎Alpha。在沃尔弗拉姆的《新科学》（ANewKindofSci⁃ence）一书中，冯诺伊曼被提及12次，排名第二；排名第一的是图灵，被提及19次。

    冯诺伊曼和经济学家摩根斯顿合作的《博弈论》让另一位数学天才纳什的心灵变得更美丽，助他获得1994年诺贝尔经济学奖。他证明了两人零和游戏中存在Minimax策略，从某种意义上，这是计算机下棋经典算法al⁃pha-beta的前兆。丹奇格的线性规划单纯形算法也得益于冯诺伊曼的指教。

    1955年冯诺伊曼被诊断出癌症，人们认为这和他参与曼哈顿项目受到核辐射有关。在病中，他接受了耶鲁大学西里曼讲座的邀请，但在讲座期间，他身体太虚弱了，没法到现场。1957年他去世时，讲稿也没有完稿，1958年才以《计算机与大脑》为名成书。商务印书馆1965年就出版了这本书第一版的中译本，可惜翻译得有些粗糙，而且冯诺伊曼遗孀写的序言被莫名其妙地删除了。这本书从某种程度上预示了人工智能的发展路线。冯诺伊曼在不同场合都高度评价了图灵机和麦卡洛克·皮茨（McCulloch-Pitts）的神经网络。图灵和麦卡洛克、皮茨尽管在他们的论文中都没有互相参考，但可能彼此知道对方的工作。

    《计算机与大脑》的第一部分是“计算机”，第二部分是“大脑”，但冯诺伊曼没有把这两条路线对立，他认为这是解决同一问题的两种方法。这给当下的启示是，符号派和神经派应该互相倾听互相学习而不是掐架。

    沃尔弗拉姆在2003年冯诺伊曼诞辰100周年时撰文纪念，在文章结尾处提到，冯诺伊曼临终前告知他唯一的孩子玛琳娜（Marina），他有一只大箱子，要在他死后50年时再打开。到2007年2月8日，冯诺伊曼逝世50周年时，玛琳娜把自己的儿孙们聚集在一起，打开了这只箱子。令所有人失望的是这只箱子竟然不是冯诺伊曼的。沃尔弗拉姆在当天的博客里谈及此事，但他猜测这只箱子可能和战时的秘密相关。

    冯诺伊曼的女儿玛琳娜曾任尼克松的经济顾问，她说父亲平日给人的印象是外向乐观，在对苏联政策上也态度强硬，但在他极少数几个朋友的圈子内，他是个愤世嫉俗的悲观派。冯诺伊曼临终时皈依了天主教，这出乎他所有亲近朋友们的意料，因为他被认为是不可知论者。但据为他提供临终关怀的神父说，信教并没有为冯诺伊曼提供任何慰籍或解脱，他对死亡仍然充满恐惧。

    冯诺伊曼的记忆超群，在他患癌时，他的弟弟麦克在病床前大声给他朗诵《浮士德》，他甚至能精确地指出麦克跳过了哪些文字。但他临死的前几天彻底丧失了记忆，对来看望他的人除了说“你好”已经说不出任何其他的话语。

    冯诺伊曼被引用最多的话是：“我们应该预测所有稳定的过程，控制不稳定的过程。”（All stable processes we shall predict.All unstable processes we shall control.）其实这并非是他的原话，而是弗里曼·戴森转述冯诺伊曼1950年在普林斯顿的讲座的精神，那时他是多么自信啊！

    （本文摘自《人工智能简史》，尼克著，人民邮电出版社出版，定价：49.00元）

    （本版文字由燕婵整理）