人工智能与人类

该期《自然》杂志封面

　　近日，谷歌公司在国际顶尖期刊《自然》杂志发文宣布，其旗下的人工智能研究团队研发的围棋电脑软件“阿尔法围棋”，以5比0的比分战胜了欧洲围棋冠军、原中国职业二段樊麾。这也是电脑在完全公平（没有让子）的情况下，首次打败围棋职业棋手。此外谷歌还宣布，将在3月份与李世石九段在韩国首尔进行五番棋人机大战，胜者奖金高达100万美元。

　　这一消息的公布，犹如一石激起千层浪，顿时让围棋界和科技界都感到震惊不已——要知道，围棋一直以来被视为人工智能无法超越人类智慧的证据，现在，这座“人类智慧的堡垒”真的开始松动了吗？

　　“阿尔法”为何能取得突破发展？

　　众所周知，围棋被世界公认为是最深奥、最难下、变化最复杂的棋类运动。近几十年来，围棋游戏一直是计算机难以涉足的领域。尽管1997年计算机“深蓝”已在国际象棋的人机大战上击败了世界棋王卡斯帕罗夫，但上世纪90年代获得世界计算机围棋锦标赛冠军的电脑软件，如果跟人类对局，竟然可被初段棋手让到17个子。为此，应氏杯创办者应昌期在1986年曾悬赏100万美元，以奖励给研发出能打败围棋世界冠军软件的人或团队（悬赏有效期截至2000年底）。但到了2000年，这一悬赏依然无人能问津。

　　为什么电脑在国际象棋能打败人类，而在围棋却与人类不成对手呢？这是因为“深蓝”凭借强大的计算能力，借助穷举法已穷尽了国际象棋对弈的所有变化。国际象棋整个对弈过程，在当时已经被电脑软件拆解到每一步都有最佳应手。也就是说，电脑下国际象棋，步步都是正着，而人类棋手因受精力、体能和情绪等因素的影响，避免不了会走出“昏招”，故最终一定会输给不会犯错的电脑。

　　但对围棋，计算机如果仍借助穷举推算，那是不可能做到的事情。因为围棋棋盘横竖19道，共有361个点，其走法大于宇宙中原子的数量（10的80次方），有1后面再加171个零的复杂变化（即有3的361次方的局面）。与国际象棋相比，国际象棋平均每回合只有35种可能，一盘棋可以有80回合；而围棋每回合有250种可能，一盘棋可以长达150回合。这一巨大的计算量，足以令任何蛮力穷举者望而却步。

　　围棋除了变化过于庞大复杂、无法通过计算穷尽外，它还需要有布局、形势判断等整体形象思维的能力，这也是电脑不可能拥有的能力。故此围棋一直被认为是人工智能难以攻克的堡垒，不少计算机专家和程序设计高手都认为，电脑要想在围棋上战胜人类，几乎是不可能的事情，恐怕再过100年也难以实现。

　　就在去年11月于北京举行的世界计算机围棋锦标赛上，获得冠军的韩国电脑围棋软件“石子旋风”，与中国新科名人战冠军连笑七段进行较量，结果被打到让六子后才险胜一盘。对此中国围棋队总教练、对计算机技术颇为熟悉的俞斌九段表示，目前最好的计算机围棋程序也许还没能达到业余5段的水平。即使达到了，离战胜职业高手也还有相当遥远的距离，“我觉得自己有生之年是很难看到，100年也许都还不能”。而专门从事电脑围棋研究的中国计算机专家，虽然没有像俞斌那么悲观，但也预言，起码还要再过15至20年，计算机才有可能打败人类。

　　然而仅仅才过了两个多月，一直处于保密研发的围棋电脑软件“阿尔法围棋”，却向世人公布了其在公平情况下完胜职业棋手的五张棋谱，粉碎了电脑围棋还要许多年才能战胜围棋职业棋手的预言。

　　为什么“阿尔法”能突破电脑围棋的瓶颈、取得如此惊人的进步？很关键的一点，就是其研究团队放弃了“蛮力穷举”方式，选择了正确的模仿人类大师的下棋方式。据悉，它的编程采用了目前人工智能领域最热门的卷积神经网络技术，它能模拟人脑神经元，具有深度学习、主动识别、自适应等功能，其核心是成功应用了两种深度神经网络“策略网络”和 “价值网络”：前者，将围棋盘面落子选点从几百、几十个大大缩减为三五个，逐渐接近职业棋手；后者，也是最难的，在盘面形势判断上，通过职业棋手棋谱的验证、筛选，给出下一步的正确预判。也就是说，“策略网络”负责减少搜索的宽度，“价值网络”负责减少搜索的深度，它们合作“挑选”出那些比较正确的棋着，抛弃明显不该走的错着，从而将计算量控制在程序可以完成的范围里，本质上和人类棋手所做的是完全一样的。

　　此外，更令人生畏的是，“阿尔法”和“深蓝”不同，它还具有强大的自我学习能力。据介绍，研发团队已给“阿尔法围棋”输入了海量的职业棋手的对局，其自我学习演绎的对局数更是达到了3000万局，相当于人类1000年的学习量。

　　“阿尔法”挑战李世石胜算几何？

　　由于樊麾毕竟是已经退役、并非还在一线的职业棋手，因此尽管“阿尔法围棋”直落五盘取得完胜战绩，但也不能就此断定，它已具备可以打败任何围棋职业高手的能力。因此下个月，“阿尔法”挑战世界冠军李世石的五番棋大战，便成为大家更关注和更期待的热点。

　　那么，对这次广受瞩目的人机大战，双方究竟谁能笑到最后？

　　从谷歌公布的“阿尔法”与樊麾的5局对战棋谱来看，对于它的真实实力，中国新锐世界冠军柯洁九段、芈昱廷九段等职业高手一致认为，“阿尔法”的实力大概相当于中国的冲段少年水平，可以说无限接近于职业水平。而韩国围棋界则有不同的见解：一种意见认为，“阿尔法”具有职业二段到五段的实力；另一种意见认为，其实力相当于韩国院生水准，即最高的业余水平，大致为业余6段。

　　在论及双方的对战胜负前景时，目前中国等级分排行第一的柯洁首先在微博发声：“这一次，谷歌悬赏一百万美刀与李世石下，只能说李世石运气太好了。以现在这个计算机的实力战胜李世石的可能性不到5%。”但当他得知“阿尔法”具有不断学习提高的能力后，他的态度便变得谨慎起来：“从这五盘棋展示出来的实力来看，李世石必胜无疑。但这其实是（去年）10月份下的棋，这半年期间（它）可能又有一个飞跃，那我就不知道了，它也会学习嘛。但从现在来看，我还是谨慎看好李世石的。”

　　中国世界冠军时越九段也认为：“虽然我现在还是不能理解电脑是怎么去学习的，但是事实摆在眼前，这5盘棋电脑下得让我惊叹，我认为水平已经迈入了职业的门槛。虽然和顶尖棋手还差得很远，但按照这个进步速度，3月份的对局，我想李世石也不会赢得太轻松。”

　　由于“阿尔法”与樊麾的对局是在去年10月进行的，故棋界也有不少人认为，谷歌方面或许有意隐藏了实力，“阿尔法”有可能至少已经达到职业五段水平，李世石要想取胜并无把握。芈昱廷九段就表示：“这场挑战赛胜负很难说。”参与“阿尔法”研发的计算机专家戴维德-西尔弗也认为，双方的胜率各占50%：“阿尔法会自己学习提高，这种能力是很了不起的。我认为它对李世石的胜负是50比50。”

　　作为本次人机大战的主角之一，迄今已夺得14个围棋世界冠军的李世石，则对这次挑战赛充满信心，他表示：“我知道这是计算机程序首次分先向人类发起挑战，无论结果如何，这都会是围棋史上极其有意义的事件。我知道‘阿尔法’通过不断学习一直在提高实力，而且正在变得更强，但我有自信至少这次能赢。”李世石在接受采访时甚至还发出誓言——人类不能太绵软无力，自己作为人类代表输两盘都不行，要以4比1或5比0击败“阿尔法”。

　　不过，不管“阿尔法”这次是否能战胜李世石，但它已经让我们认识到：人工智能的神经网络运用能力已远远超过人们早前的预期，计算机围棋战胜人类“是迟早的事情”。

　　（葛万里）