“我，人工智能”专栏 | 从工具使用到人工智能
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作者|周熠(中国科学技术大学9700校友）
上海脑科学与类脑研究中心
张江实验室脑与智能科技研究院
人与动物的根本区别是人能制造和使用工具 。
——马克思
●“使用和创造工具”是智慧的主要表现形式之一 。
●人类文明发展史很大程度上就是一部人类发明工具帮助人类做事情的历史 。
●机器是最强大的工具；自动化复现是帮助的极致；而智能行为是所有事情的最高级形式 。
●因此 ， 工具帮助做事的巅峰为机器复现智能 ， 即人工智能 。
曾几何时 ， 人们普遍认为“使用工具”是人和动物最大的区别 。 人类是唯一能使用和创造工具的物种 ， 为万灵之长 。
随着时间的推移 ， 越来越多的研究发现 ， 很多动物也能够使用工具 。 例如 ， 黑猩猩会使用草棍吊蚂蚁；卷尾猴会使用石头去砸坚果；海豚会利用海绵来保护它们的嘴唇[1] 。 动物不仅仅是使用工具 ， 还有一定的制造工具的能力 。
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正在使用工具的动物们
我们往往会因为动物的这些行为而惊奇和赞叹 。 这恰恰说明 ， 使用和创造工具是智慧最重要的表现形式之一 。 人类学家认为使用工具在人类进化的历史长河中扮演了至关重要的地位[2] 。 而在使用和创造工具方面 ， 作为地球唯一的智慧生物的人类 ， 无论在复杂程度还是应用广度上 ， 都比我们的竞争对手胜出太多 。
人类的文明发展史 ， 很大程度上就是一部人类发明工具来帮助我们做各种各样事情的历史 。 我们发明刀刃和弓箭狩猎；我们发明指南针寻路；我们发明算盘计算；我们发明枪炮打仗；我们发明纸笔记录；我们发明蒸汽机获得动力；我们发明洗衣机帮助洗衣；我们发明汽车代替步行；我们发明电冰箱保鲜粮食；我们发明手机方便通讯 。 当然 ， 我们也发明了电子计算机帮助我们做形形色色的事情 。 经验告诉我们 ， 工具能显著提高效率 ， 从而解放人类 ， 让人类有更多的时间做更有意义的事情 。 当然 ， 也许大部分人用这些时间来享受人生 ， 而人们也有权利这么做 。 因此 ， 我们常说 ， 科技是第一生产力 。
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人类文明发展史 ， 很大程度上是一部创造并使用工具来帮助人们完成各种事情的历史
我们现在已经离不开各式各样的工具 。 大至飞机卫星；小至抽纸订书钉 。 我们的日常生活 ， 无时无刻不被工具所包围 。 清早 ， 被“工具”闹钟弄醒；睁开朦胧的双眼 ， 看到天花板挂着的“工具”吊灯；强忍着困意 ， 从“工具”床上爬起；开始换穿“工具”衣服；使用“工具”牙刷牙膏清洁口腔；部分人群还需要使用N种“工具”让自己看上去更美！天呐 ， 这才开始了我们每天同“工具”们亲密接触的一小部分 。 事实上 ， 我们一天的生活中 ， 需要直接或间接地使用成千上万种工具 。
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每天的生活中 ， 需要直接或间接地使用成千上万种工具
在所有工具中 ， 最强大的就是机器（Machine） ， 例如计算器、洗衣机、农用机、空调、电冰箱、汽车、火车、打印机、手机等等 。 大体上来说 ， 机器是一种通常由多个部分组成的机械装置；每个部分完成一定的功能；而它们组装在一起是为了完成一类具体的任务 。 和一般的工具相比 ， 机器结构更加复杂 ， 其功能也更加复杂和强大 。 机器的出现极大程度上提高了生产的效率；代替了人类的劳动；改善了人类的生活 。 就在不远的几十年前 ， 交通基本靠走；取暖基本靠抖；通讯基本靠吼；挖掘基本靠手；耕地基本靠牛；保鲜基本靠齁 。 而汽车、空调、手机、挖掘机、农用机、电冰箱等 ， 已经彻底改变了这些领域 。 智能手机大规模普及 ， 也不过12年 。 而它现在 ， 已经成为很多人“最好的朋友” 。 甚至 ， 在某些特定的任务上面 ， 机器的能力已经超过了人类 。 例如 ， 在算术运算方面 ， 计算器比大多数人算得又快又准；在交通出行方面 ， 汽车火车速度碾压人类世界冠军 ， 想想从北京到上海 ， 高铁和长跑哪个更方便；在通讯交流方面 ， 手机同面对面的交流以及传统的书写信件相比 ， 其作用距离远了很多 ， 也方便了很多 。
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机器改善了人类生活
此外 ， 和以往的工具相比 ， 机器在自动化程度上也要超出许多 。 人们用算盘的时候 ， 还需要记住和使用珠算口诀（当年还学过“三下五去二”、“四去六进一”）；然而现在使用计算器 ， 我们只需要把算式输入进去 。 在古代 ， 骑马是需要高超的技巧和严格的训练；而汽车大体上只有油门、刹车和方向盘 ， 甚至这点权利都很有可能会被自动驾驶所剥夺 。 之前提到 ， 人们发明工具 ， 是为了帮助我们做各种各样的事情和行为、如计算、狩猎等 。 而“帮助” ， 在程度上有所差别 ， 这取决于人类参与的程度 。 一个极端是该工具什么忙也没帮上 ， 全部需要人类来操作 。 而另外一个极端是该工具已经实现了自动化 ， 能自主完整地复现目标行为 。 自然而然 ， 我们期望我们所发明的工具从前者往后者走 。 而机器 ， 正在朝着这个方向大踏步迈进 。 随着机器越来越强大和普及 ， 人类所要参与的程度越来越低 ， 人类越来越舒适 ， 也在某种程度上越来越懒惰 。
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机器：自动化程度的不断提升
在人类所做的事情和行为中 ， 最令人神往的就是智能行为 。 人类最引以为傲的地方 ， 就是因为我们有“智慧” 。 论速度 ， 我们比不过云豹；论力量 ， 我们比不过灰熊；论耐力 ， 我们比不过骏马；论视觉 ， 我们比不过老鹰；论听觉 ， 我们比不过海豚；论嗅觉 ， 我们比不过猎狗；飞不过鸟；游不过鱼；跑不过兽 。 但是 ， 我们有智慧 。 因此 ， 我们才能打败在某些方面远甚于我们的竞争者；翻身占据地球食物链的最顶端；甚至自以为是认为我们成了地球的主宰 。 而这一切 ， 都是拜智慧所赐 。
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也许很难完整地定义出智能行为的种类和范畴 ， 但是我们至少有模糊的观念 。 我们往往把推理、下棋、写诗、翻译等等归入到智能的范畴里面 ， 而把发光、发热、进食等等排除在外 。 而有一大类的行为 ， 包括识别、反应、匹配、记忆等等 ， 可能就是仁者见仁智者见智了 。
创造也是一种智能行为 。 和动物相比 ， 人类使用工具更大的特点在于创造 。 动物界也有个别的例子创造简单的工具 ， 但在人类的创造力面前 ， 那是相当的初级和原始 。 随着知识的积累 ， 人类能够创造越来越紧庞大、越来越复杂和越来越精密的工具 。 微软所推出的操作系统Windows10有大约5千万行的代码[3] 。 欧洲大型强子对撞机深埋于地下100米 ， 它的环状隧道有27公里长 ， 其主要的几个组成部分重量均高达1万吨 ， 所能够产生的高温是太阳内部温度的10万倍[4] 。 而在所有的创造中 ， 最重要的一类是能创造出具有自身能力的事物来 。 正如3D打印机有可能打印出一台3D打印机一样 ， 人类也有可能创造出具有人类（部分）能力的机器 。 一旦成功 ， 将有无限可能 。
机器是最强大的工具；自动化复现是帮助的极致；而智能行为是所有事情和行为中的最高级 。 因此 ， 人类发明工具帮助做事的巅峰即为人类发明机器复现智能 。
而这 ， 就是人工智能 ， 是人类工具发明史的皇冠 ， 是人类文明史上最璀璨的明珠之一 ， 也是人类最终极的梦想之一 。
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作者介绍
周熠 ， 现任张江实验室脑与智能科技研究院/上海脑科学与类脑研究中心认知智能研究组课题组长 ， 研究员 ， 中国科学技术大学兼职教授 。 研究方向为认知人工智能 ， 主要的研究兴趣为如何受脑启发 ， 深度融合基于逻辑的符号流派和基于神经网络的连接流派 ， 及其在认知人工智能领域中的应用 ， 包括AI+教育、自动智商测试、智能语言处理等 。
参考文献
[1]ShumakerRW,WalkupKR,Beck,BB.Animaltoolbehavior:theuseandmanufactureoftoolsbyanimals.JohnsHopkinsUniversityPress,2011.
[2]LilleyS.Men,machinesandhistory:thestoryoftoolsandmachinesinrelationtosocialprogress.CobbettPress,1948.
[3]https://informationisbeautiful.net/visualizations/million-lines-of-code/
[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider
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