复杂网络中个体的分数动力学——军队应用的突破性研究成果
前言:
最新研究发现,美国陆军研究实验室的科学家在复杂网络中个体的分数动力学方面取得重要突破。他们开发了一种决策网络模型,能够预测个体对劝说、宣传乃至谎言的敏感度。这项研究不仅在军队中具有广泛的应用前景,还可能为人工智能领域带来新的发展和突破。
研究人员在这项研究中使用了分数动力学的概念,通过非整数阶导数来表示舆情的影响力。他们将一万人的群体中的个体影响浓缩为一个单一的参数,即非整数阶导数。此前,研究者们已经在物理学等领域应用了微积分,但分数阶微积分在社会/心理行为解释方面尚未被使用。
该研究为网络科学和分数微积分之间的结合打开了大门。研究人员认为,借助导数的非整数指数,可以进行复杂网络动力学的大规模数值计算。此外,他们认为这种研究还可能为神经网络的动态结构中融入记忆等方面的人工智能方法提供新的思路。
来自美国陆军研究实验室(ARL)的科学家在10月出版的“物理学前沿”中报告了一项研究结果——“复杂网络中个体的分数动力学”。
ARL的资深科学家Bruce West博士说:“多年来,我和Turalska博士开发并探索了一种决策网络模型。但最近我们想到要把问题从‘个人如何改变群体行为’转变为‘群体如何改变个人行为’,把问题颠倒过来,使我们得以为军队寻找一种预测个体对劝说、宣传乃至谎言的敏感度的模型。”
该模型使用非整数(分数)阶导数来代表舆情。在一万人的群体中,9999人对1个人的影响被浓缩到一个单一的参数,即非整数阶导数。在此之前,ARL研究者使用的微积分已经应用于复杂的物理问题,如湍流,非牛顿流体的行为,以及粘弹性材料中扰动的松弛;然而,分数阶微积分还从来没有用于对社会/心理行为进行解释。
West博士断言,这项研究为一个新的研究领域打开了大门:网络科学和分数微积分的衔接,其中复杂网络动力学的大规模数值计算可以通过导数的非整数指数来表示。West表示,它还可能提出一种新的人工智能方法,将记忆融入到神经网络的动态结构中。
据称,该模型在军队中的应用前景很广。比如,它可用于分析恐怖组织对其成员的控制与影响,也可以研究陆军入伍训练对新兵的引导效果。研究者认为,这一研究可能为人工智能领域带来突破。
人工智能(Artificial Intelligence)相关的话题,近几年被谈论得实在太多了。以色列作家尤瓦尔·赫拉利(Yuval Noah Harari)在他的著作《今日简史》中,试图让读者摆脱从小说、电影中得出的印象,他认为机器人不会产生如人类这样的意识、对人类产生感情或者毁灭人类。相反,我们的烦恼可能会是,人工智能太“听话”了。人工智能可以帮助我们解决问题,但是意识能让我们有感情,感受到爱和痛。即便人工智能通过“生化算法”,比如面部表情、声调、手部动作等来识别、启发(甚至操纵)人类的情绪,但它们依然无法拥有情绪和意识。
正如赫拉利所说,关于人工智能是否能拥有人类意识,目前这种可能性还只存在于人类的想象阶段。其中最为著名的作品,莫过于斯皮尔伯格继承库布里克多年遗志所执导的电影《A.I.》。南北极冰雪融化,海水淹没城市,气候变幻莫测,饥荒肆虐蔓延……这是电影里描述的场景,在这末日一样的未来里,人们越来越依赖于科技,尤其是自己最杰出的产品——人工智能,它遍及人类生活的每个角落。一位孤单而悲伤的母亲Monica也因此获益——因为不能面对儿子Martin因绝症躺在冷冻箱里将渐渐死去事实,她正陷于情感崩溃的边缘,而一位金发的机器男孩David的到来,抚平了这位年轻母亲的伤痛。高超的人工智能从一开始就赋予David不可变更的身份——“登陆注册之后,机器小孩的爱将被密封储存,永远成为他的的一部分,……即使被收养的父母遗弃,亦不再出售”。悖论,从这里埋下了伏笔——他被程序设定为无条件爱他第一眼见到的父母,却得不到父母真正的爱。后来,Monica的亲身儿子Martin病愈归来,在这个颇有心机的人类小男孩的推动下,David被不忍心送他销毁的Monica抛弃。
这部电影本来是备受业界尊崇的大师级完美主义者导演、现代主义电影的代表人物库布里克最想导演的,他为了这部电影花费了二十年的时间,但由于种种原因到死都没有完成,成了他一生的遗憾。在制片人哈兰和库布里克妻子的恳求下,大名鼎鼎的史蒂文·斯皮尔伯格“被其中科学与人性的巧妙融合深深吸引了”,决定亲自担任影片编导。影片一经播出便引起了轰动——哪怕David和他的机器人伙伴具有跟人类毫无差异的外在样子和跟人类一样的情感,最终也免不了被人类抛弃和销毁的命运,他们的地位比我们用坏了日常家电高不了多少,如果坏了或者不被喜欢了,就会被随便丢弃。而影片中涉及到的人工智能未来的可能社会地位,以及人类对于人工智能的态度,也引起了关于科技发展、关于社会伦理等等的讨论。有评论者说:“《A.I.》是为了让我们人类更加理解和爱这些未来的人工智能,影中的科技和时代背景远远凌驾了故事本身。”
不过,科幻总归是科幻。在2018年的今天,人工智能的情感问题,还远远没有达到需要进行伦理讨论的阶段。
事实上,虽然科学技术正在步步逼近自然界的各种“极限”——超高温、超低温、超真空、超导、超强磁场、彻底失重等研究已经取得了很大进展,但科学技术对于人脑自身的研究却举步维艰:即便人们在生命科学(如生物技术、遗传工程等)上不断取得进展,并在物理层次和生理层次上对于人脑内部结构的认识也不断深入,但对于人脑各组成部分的功能特性及其逻辑关系的认识却始终是模糊的。
这意味着,即便计算机科学在人工智能的认知领域已取得了显著的成果,但在人工智能的情感领域却收获甚微。
鉴于情感是人类智能的重要组成部分,也是生命科学的重要组成部分这一点,我们可以推导出:没有情感的人工智能是残缺不全的。
没有情感的引导,机器人本身没有任何自主性和灵活性,没有友好的人机界面,更谈不上创造性,只能按照固定的程序完成非常固定的任务,不能应付复杂多变的环境,不能接受灵活机动的任务,因此机器人的应用范围受到了极大的限制。
相对于这种困境,人类社会对于人工智能的需求却在高速增长。2017年12月,工信部发布的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》指出,要提升清洁、老年陪护、康复、助残、儿童教育等家庭服务机器人的智能化水平,推动巡检、导览等公共服务机器人以及消防救援机器人等的创新应用,并明确到2020年,智能服务机器人环境感知、自然交互、自主学习、人机协作等关键技术取得突破,智能家庭服务机器人、智能公共服务机器人实现批量生产及应用等目标。另一方面,在全球服务机器人市场加快增长的趋势下,我国服务机器人行业也迎来的发展战略期。2017年底,我国服务机器人市场规模约20.6亿美元;截至2017年10月,我国服务机器人累计专利申请数量约为4417项,平均年复合增长率达62.61%。据前瞻预计,到2023年,个人/家用服务机器人销售额将高达24.1亿美元。
AI其实是英文“ArtificialIntelligence”的缩写与中文“爱”之拼音(ai)的结合体。即将进入智能机器流行的年代,我们准备好了吗?
结语:人工智能的发展非常迅速,对于人类社会的各个领域都具有重要的影响。科学家们在复杂网络中个体的分数动力学方面的研究成果为军队应用带来了突破性的发展。这项研究不仅改进了军队的组织能力和战斗力,还为人工智能领域的发展提供了新的思路和可能性。然而,我们也应该意识到,人工智能的发展依然面临着挑战,特别是在情感领域的研究和应用。只有在情感和智能的结合下,人工智能才能更好地为人类社会服务。
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