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超级计算机不可能比人类更聪明

2012-11-16 08:13:36 来源: 网易探索
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面对进步神速的计算机科学,人类开始反思自己是否有被取代的可能。然而计算机几乎不可能懂得人类的语法,更难完整的理解信息间复杂的语义,其“聪明”程度不大可能超过人类。

超级计算机不可能比人类更聪明

在国际TOP500组织近期公布的全球超级计算机500强排行榜上,美国的“泰坦”以每秒17.59千万亿次的实测运算速度登上全球榜首,而中国“天河”则由2010年的榜首降至第八,位列第三的日本超级计算机“京”则在不久前刚成功模拟暗物质粒子在初期宇宙空间的运动情形。面对进步神速的计算机科学,人类开始反思自己是否有被取代的可能。然而计算机几乎不可能懂得人类的语法,更难完整的理解信息间复杂的语义,其“聪明”程度不大可能超过人类。

计算机科学进步神速,不论是速度还是智能都一代更胜一代

1929年关于IBM为哥伦比亚大学建造大型报表机(tabulator)的报导让“超级计算”(Supercomputing)这一名词第一次出现在媒体“纽约世界报”上。1964年,世界上第一台超级计算机CDC6600诞生,共安装有35万个晶体管,运算速度为1Mflops,即每秒可执行三百万条指令。70年代初研制成功世界上最早的向量机STAR-100。随后于1974年,诞生了世界上最早的SIMD阵列计算机——ILLIAC-IV并行机。1976年,CRAY公司推出CRAY-1向量机,大幅提高了计算机运算速度,其峰值速度达0.1Gflops,这有利于流水线、多功能部件等的充分利用,但由于时钟周期已接近物理极限,向量计算机的进一步发展到此止步。 

就在传统向量机逐渐萎缩的同时,大规模并行处理MPP机迎来了蓬勃发展的时代。1996年12月宣布的超级计算机ASCIRED运算速度超过了万亿次/秒。2010年中国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”以每秒2570万亿次的测运算速度,暂居世界第一,相当于一台家用电脑计算800年。2011年6月21日国际TOP500组织宣布,日本超级计算机“京”(K computer)以每秒8162万亿次运算速度成为全球最快的超级计算机,而到2012年完全建成时,其运算速度将达到每秒一万万亿次。2012年6月美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的超级计算机“红杉”以及橡树岭国家实验室的“泰坦”分别以每秒16.32千万亿次、每秒17.59千万亿次的实测运算速度登上榜首。

这些超级计算机除了常被用于天气预测、气候研究、运算化学、密码分析等等需要处理大量运算的工作,例如英国科学家还利用超级计算机提升冰淇淋口感,日本科学家则利用超级计算机模拟出了暗物质粒子在初期宇宙空间的运动情形,美国科学家则借助超级计算机排查核弹的安全隐患等。此外,超级计算机也有其人工智能的一面,例如1997年5月由IBM开发的超级计算机“深蓝”战胜了国际象棋世界冠军卡斯巴罗夫,成为人工智能领域的一座里程碑。2011年新一代超级计算机“沃森”则在美国智力问答节目《危机边缘》中,以绝对优势战胜人类选手,使得计算机达到了可以用人类的方式同人类在广泛的知识领域进行沟通的能力。

计算机几乎不可能懂得人类的语法,也难以完整理解信息间错综复杂的语义

如此看来,在某些方面,人类是无法和超级计算机相比的。比如能力相当于5岁孩子的“深蓝”,其棋艺显然远远超过5岁孩子,而能力相当于小学二年级的“沃森”,则能在极短的时间内处理1亿份文件,更别提像“泰坦”这样运算速度能达每秒17.59千万亿次,这些都是一个人穷其一生也无法办到的。

但是,超级计算机要想比人类更聪明,那几乎又是不可能的。人类的大脑虽小,却也经历了上百万年的自然进化,产生了包括本能、直觉、多层次抽象和自我改进等在内的独特功能,。像“沃森”这样智能的计算机,尽管使用了机器学习技术,已经具备一定的学习能力,还是需要有人类的指导,完全的自我学习能力还有待进一步研究。

一般情况下,对于超级计算机而言,大数据运算,也就是扮演一个专家系统相对较容易,而自然语言理解和图像识别是较难的。即便人类将自然语言输入计算机,但不论输入方法先进程度如何,都不能保证计算机能够完整的理解自然语言。除非计算机能够理解人类的语法,才能从输入的自然语言中提取出有用的信息,并且消除歧义。而要理解语法,就不是做一个机械的数据筛选和运算那么简单,这需要计算机在提取信息的同时,还要重建信息间的关系,才能把握完整的语义。这就好比人类大脑的语言学习过程,是从识字、组词再到造句、成文的。但是目前的计算机尚未能建立完整的语义网络,还只能处理机械的操作,也就是识字和组词的程度。

正如“沃森”的研发者罗博·海(Rob High)所说:“人脑中有几百亿神经元,仅视网膜上就有几百万神经元,而每个神经元与其他神经元的突触连接又平均有1000个。大自然花了几十亿年才进化出高等生物,要想清楚大脑的秘密并不容易。因此,超级计算机要想超过人类智慧,至少在我看来,答案肯定是否定的。”

陈雅娟 本文来源:网易探索 作者:陈雅娟 责任编辑:王晓易_NE0011
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