愛犯錯的智慧體 (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

序　智慧體和程式體的對話

前言

簡單視覺錯覺
1　視覺倒像
2　顛倒的視界
3　看不見的薩摩耶
4　看得見的斑點狗
5　火星人臉的陰影
6　外國的月亮比較圓

複雜視覺錯覺
7　眼中的黎曼流形與距離錯覺
8　由粗到細、大範圍優先的視覺
9　抽象的顏色與高層認知
10　自舉的視覺與智慧
11　主觀時間與運動錯覺

聽覺、體感和語言
12　聽覺錯覺與語音、歌唱的智慧分析
13　視聽錯覺與無限音階中的拓撲
14　我思故我在
15　可塑與多義

夢、頓悟與情感
16　莊周夢蝶與夢境學習
17　靈光一閃與認知錯覺
18　情感與回憶錯覺

群體智慧
19　群體的情感共鳴：AI寫歌，抓不住回憶
20　群體智慧與錯覺

總結
21　平衡：機器vs智慧

附錄
附錄一：深度學習，你就是那位116歲的長壽老奶奶！
附錄二：童話（同化）世界的人工智慧

參考文獻
圖片來源
圖片版權聲明

前言

「軍平，我覺得你不妨用科普的形式把你的觀點寫出來！」
看完我寫的技術報告，我的博士指導教授王珏研究員對我說道。

1　萌芽

　　那是2006年11月，我博士已畢業3年。小朋友剛2歲，每天抱著她閒逛，看著她日漸成長，痛並快樂著。她雖尚不能流暢交流，但我相信，多跟她說些話，她總能潛移默化吸收一些，也許對她今後的智力發育會有大的幫助。出於天生的好奇心重，我也順便觀察著她的智力發育變化，比如發錯音的問題、顏色辨識困難的現象，諸如此類。那段時間，我對人的認知心理也有些興趣，順便看了點皮亞杰的《兒童發展心理學》、華生的《行為主義》等心理學方面的書籍。有一陣子，經常為自己在智慧發育方面的一些奇思怪想激動不已。為了能方便總結，我向陸汝鈐老師申請了去北京的中科院數學所訪問2個月。陸老師很快就答應了，並將中科院計算所他的辦公室借給我使用。在那裡，我完成了技術報告，還見到了就在隔壁房間辦公，我一直很仰慕的人工智慧老前輩史忠植老師。偶爾也會去隔壁辦公室，跟當時正在用傳統機器學習和電腦視覺方法在人臉識別領域奮鬥著的山世光，以及在生物訊息學領域鑽研著的賀思敏閒聊。

　　我把技術報告給陸老師看後，他說還不夠深入。王珏老師也說，缺乏實驗在電腦領域是站不住腳的。如果只是想表達自己的觀點，不如用科普的形式寫出來，就像廈門大學的集禪宗、古琴、機器作曲於一身的周昌樂教授寫的《無心的機器》那樣。

　　仔細想了想，感覺工作確實也不是太完整，不如放一放，再多積累點，多看看世界，也許會更豐滿。

2　修身

　　時間過得飛快。2007年9月，我去加州大學聖地亞哥分校訪問了半年，旁聽了不少課程和報告，如提出Adaboost算法的約法夫·弗洛德（Yoav Freund）的「機器學習」課，也聽到杰弗裡·希爾頓（Geoffrey Hinton）介紹他2006年發表在Science（《科學》）上，在深度玻爾茲曼機方面的研究進展。不過當時，大家多還處在對「深度學習」將信將疑的階段，畢竟第二波人工智慧的低潮把大家打擊壞了。回國後，我繼續做我的博士研究方向——基於流形學習的降維研究。我們小組針對高維數據降維後如何做統一的客觀評估提出了一套準則，也基於代數拓撲中的持續同調思想，構造了主單純復形的監督學習算法。在遠距離身分識別這一塊，基於人可以根據人的走路輪廓而不需要對圖像進行細粒度的分析就能識別行人這一特點，提出了基於時間不變的步態模板的行人識別算法。

　　這期間，我也為人工智慧兩個主流會議做了些服務性工作，包括給2013年在北京舉行的「人工智慧國際會議」（IJCAI）做學生志願者主席，以及2014年在北京舉行的「機器學習國際會議」（ICML）做當地組委會成員。2013年11月的第一個週末，我和西安電子科技大學高新波教授承辦了「第十一屆中國機器學習及其應用研討會」。該會議2002年始於復旦，由陸汝鈐老師發起，2005年轉至南京大學，在王珏老師、周志華教授的推動下，成為國內機器學習領域最負盛名的研討會。透過參加這些會議，我對人工智慧的認識也深入了一些。

　　2014年8月—2015年8月再次赴美國訪問，並被賓夕法尼亞州立大學聘為研究助理（Research Associate），在訊息科學技術學院王則（James Z. Wang）教授的指導下做些機器學習和氣象預測等相關的研究。臨行前，特地去拜見了我的博士導師，他又給我講了一些他對人工智慧發展近況的思考，並給我建議了一些值得關注的方向。而我到美國後，也利用這一年的時間，安安靜靜地思考了人工智慧的發展與不足。

　　回國後，發現深度學習已經如火如荼，不跟進幾乎很難在預測性能上占得優勢。在發現單塊顯卡處理能力的問題後，我們便開始陸續購入了更多的GPU（圖形處理器）顯卡，來幫助增加計算能力，目前已經有了22塊像樣的顯卡。對我來說，與以往最明顯的區別，就是發論文的成本高了，這讓人多少有些心痛。以前一支粉筆、一塊黑板、一個仿真程式可能解決的事，現在靠大數據、GPU、硬碟存儲系統，一篇論文的成本可能接近10萬元。更何況，還經常會碰到參數調了半天，算法不收斂的狀況。

　　2017年5月左右，應邀去西安參加了兩次鄭南寧老師主持的人工智慧的相關研討會，並參與籌備中國自動化學會混合智慧專委會。7月，國務院發佈了《新一代人工智慧規劃》，其中談到了人機回路。8月，混合智慧專委會成立，西安交通大學薛建儒老師任主任，我很榮幸當選為副主任之一。同年，我們開通了專委會的微信公眾號。

3　科普

　　2018年上半年，機緣巧合在《科技日報》上寫了一篇關於對抗生成網的訪談報導。想著要給大眾讀，趣味性就得加強一點。所以，我在報導中講了兩個小故事，一是奧地利小說家斯蒂芬·茨威格寫於1941年的小說《象棋的故事》裡，一個囚犯在監獄裡自己跟自己下國際象棋的故事，另一個是金庸的《射鵰英雄傳》裡周伯通被困桃花島後的雙手互搏。雖然內容與對抗生成網的目的有一定的出入，但這兩個故事都比較形象地講述了同一個模型裡存在對抗的事實。後來從閱讀量來看，反響還不錯。

　　於是感覺自己可以嘗試寫點科普文章。剛巧專委會也需要對微信公眾號進行宣傳，而我又一直對論文成本上升太快、經費有點撐不住耿耿於懷。某天在「追尋長壽之道」時突然發覺個體和統計的差異如此明顯，覺得這個道理似乎能解釋深度學習的優異和不穩定性，便給專委會微信公眾號連續寫了兩篇文章，《深度學習，你就是那個116歲的長壽老奶奶》和《童話（同化）世界的人工智慧》，科普深度學習之現狀以及對現在產業和學術界帶來的同化效應。在文章的最後，我留了個尾巴，我認為現在的研究尚不能完全解開智慧的謎團。也許，答案要從犯錯中去尋找。

　　這兩篇文章的反響也是出奇的大，我便跟我博士導師的好朋友、對我有很大幫助的中國科學院自動化所的王飛躍老師在微信上說了這件事。開心之餘，他建議我不妨寫個科普系列。

　　要寫科普系列，我想起了2000—2003年在北京讀博士期間經常逛北京大學校區二手書攤時偶得的一本科普書《哥德爾，艾舍爾，巴赫——集異璧之大成》。王珏老師告訴我這是本好書，要好好看看。然後跟我講了譯者之一、嚴勇的導師、北京大學馬希文教授（也是周昌樂的導師）的一些軼事，比如精通六國語言，對此書在信達雅的翻譯處理方面讚歎不已。2016年，陸汝鈐老師來復旦時又給我補充了一些對馬希文教授的回憶。再說說這本書，它在美國一直是本科普暢銷書。不過，不足在於，這本書第一版發行的時間是1979年，正處在人工智慧第一波的寒冬中，對於1979年以後的人工智慧的進展、觀點變更沒有涉及。其次，書還是太厚了。真心有興趣把這本書細細讀完的，十有八九是與人工智慧相關的科學研究工作者或從業人員。另一本是2015年我在美國買的暢銷圖畫書，克萊夫·吉福德（Clive Gifford）撰寫的Eye Benders： The Science of Seeing and Believing（《眼睛彎管：看和相信的科學》），書中講了不少視覺錯覺的例子，但並沒有從人工智慧的角度去做深入分析。

　　所以，我想結合兩本書的一些背景知識，再加上我2006年以來對智慧結構發育的一些認識和再認識，以及近年來對人工智慧的許多更新理念來撰寫。
而在寫作手法上，我希望能做到專業和引人入勝。俗話說，科學家上報紙，就會少一圈朋友；科學家上電視，就沒有朋友了。所以，寫的內容我都反覆斟酌過，確保邏輯通暢、無漏洞，防止沒朋友。但人不是神，總有可能會出錯。如果仍有遺漏和問題，後面我會做個勘誤表。而關於如何引人入勝，我採用了與我所讀過的科普書不太一樣的風格，即小故事加嚴肅科普的形式，偶爾會穿插幾個科學笑話，當然還要有點中國特色，這個風格基本貫穿了全書。

　　不過，萬事開頭難。雖然每一節要寫的基本路線我都清楚，但怎麼開頭都挺頭痛的。所以，我想了一些辦法。比如跑跑步、遛遛狗，期望緩解之餘還能釋放點多巴胺來啟發一下，一有好的點子就趕緊記下。當然，還得有充足的時間投入。所以，在完成這個系列的過程中，我把很多朋友的講座邀請、登門討論都無情地拒絕了。沒辦法，有時候創作和研究都需要一個人有不間斷的獨立思考時間。這應該就是做科學研究要有的狂熱吧。另外，有的時候短時間高強度的集中思考，確實能促進思維、幫助人更深入細緻地思索問題的可能答案。雖然這段時間平均每天睡眠約5個半小時，確實很累，每當想放棄時，我就會想起美國作家羅伯特·卡尼格爾寫的《知無涯者：拉馬努金傳》中描述過的印度數學家拉馬努金追求數學真理的過程，就會想起因玻爾茲曼方程和朗道阻尼的工作而於2010年獲得「數學界的諾貝爾獎」——菲爾茲獎、主攻最優輸運理論的塞德里克·維拉尼（Cédric Villani）在其書《一個定理的誕生：我與菲爾茨獎的一千個日夜》中提到的堅持和努力。也會想起近代著名學者王國維在《人間詞話》中提及的古今成大事業、大學問者必經之三重境界：

　　1. 昨夜西風凋碧樹。獨上高樓，望盡天涯路。——北宋晏殊《蝶戀花·檻菊愁煙蘭泣露》
　　2. 衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴。——北宋柳永《蝶戀花·佇倚危樓風細細》
　　3. 眾裡尋他千百度。驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處。——南宋辛棄疾《青玉案·元夕》

　　總之，寫這個系列對我來說，是物超所值的，因為在科普的同時，我也在其中總結了不少我對人工智慧諸多問題的觀點和探討，希望能給那些對人工智慧感興趣的人有所啟發。

　　最後感謝中國自動化學會混合智慧專委會薛建儒主任、陳德旺副主任、王曉師妹對本科普系列在微信公眾號傳播的大力支持，感謝科學網連續20餘次推薦本科普系列文章至科學網頭條，也感謝眾多微信公眾號如中國工程院院刊、中國自動化學會等的推薦。這些支持，讓更多對人工智慧感興趣的人瞭解了這個科普系列的工作。另外，我也衷心感謝很多朋友在本書撰寫中提出的寶貴意見，尤其是與我一同從2002年「第一屆中國機器學習及其應用研討會」出道的、北京交通大學的於劍教授對本書一些概念的討論。感謝家人和我的學生們的理解和默默支持。沒有他們在生活和科學研究上的順暢配合，我也不可能有多餘的時間來寫這個科普系列。也感謝國家自然科學基金（資助號：61673118）、上海市「腦與類腦智慧基礎轉化應用研究」市級科技重大專項資助（項目編號：NO.2018SHZDZX01）和張江實驗室對本書的支持。

僅以此書獻給我的博士導師：王珏研究員