馬文·明斯基 - 生平
和麥卡錫(J.McCarthy)一起在1956年發(fā)起“達(dá)特茅斯會議”并提出人工智能(artificial intelligenee)概念的計(jì)算機(jī)科學(xué)家馬文·明斯基(Marvin Lee Minsky)被授予了1969年度圖靈獎。這是第一位獲此殊榮的人工智能學(xué)者。其后,麥卡錫(1971年),西蒙(H.A.Simon)和紐厄爾(A.Newell.1975年),費(fèi)根鮑姆(E.A.Feigenbaum)和勞伊·雷迪(Raj Reddy,1994年)等5名人工智能學(xué)者先后獲獎,在至今獲圖獎的40名學(xué)者中占了近1/6,可見人工智能學(xué)科影響之深遠(yuǎn)。馬文·明斯基 - 簡介
明斯基1927年8月9日生于紐約市。他的父親是一名眼科醫(yī)生,同時又是一位藝術(shù)家。他的母親則是一個活躍的猶太復(fù)國主義者(真是有趣的巧合:麥卡錫的母親是來自立陶宛的猶太人,活躍的女權(quán)主義者)。小學(xué)和中學(xué),明斯基上的是私立學(xué)校,對電子學(xué)和化學(xué)表現(xiàn)出興趣。的活動范圍基本上是知識分子階層。1945年高中畢業(yè)后明斯基應(yīng)征入伍,在芝加哥北邊的大湖海軍培訓(xùn)中心(Great Lakes Naval training Center)和其他約120名新兵一起接受了訓(xùn)練。按明斯基本人后來的說法,這是他第一次、也是最后一次和非學(xué)術(shù)界的人員混在一起。退伍后,1946年他進(jìn)入哈佛大學(xué)主修物理,但他選修的課程相當(dāng)廣泛,從電氣工程,數(shù)學(xué),到遺傳學(xué)等涉及多個學(xué)科專業(yè),有一段時間他還在心理學(xué)系參加過課題研究。當(dāng)時流行的一些關(guān)于心智起源的學(xué)說與理論使他難以接受,比如新行為主義心理學(xué)家斯金納(Burrhus Frederic Skinner,1904—1990)根據(jù)一些動物行為的事實(shí)提出理論,把人的學(xué)習(xí)與動物的學(xué)習(xí)等同起來,明斯基就不以為然,并激發(fā)了他要把這個困難問題弄清楚的決心。后來他放棄物理改修數(shù)學(xué),并于1950年畢業(yè),之后進(jìn)入普林斯頓大學(xué)研究生院深造造。二次世界大戰(zhàn)以前,圖靈正是在這里開始研究機(jī)器是否可以思考這個問題的,明斯基也在這里開始研究同一問題。1951年他提出了關(guān)于思維如何萌發(fā)并形成的一些基本理論,并建造了一臺學(xué)習(xí)機(jī),名為Snare。Snare是世界上第一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬器,其目的是學(xué)習(xí)如何穿過迷宮,其組成中包括40個“代理”(agent,國內(nèi)資料也有把它譯為“主體”、“智能體”的)和一個對成功給予獎勵的系統(tǒng);赼gent的計(jì)算和分布式智能是當(dāng)前人工智能研究中的一個熱點(diǎn),明斯基也許是最早提出agent概念的學(xué)者之一。Snarc雖然還比較粗糙和不夠靈活,畢竟是人工智能研究中最早的嘗試之一。在Snare的基礎(chǔ)上,明斯基綜合利用他多學(xué)科的知識,解決了使機(jī)器能基于對過去行為的知識預(yù)測其當(dāng)前行為的結(jié)果這一問題,并以“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和腦模型問題”(Neural Nets and the Brain Model Problem)為題完成了他的博土論文,1954年取得博士學(xué)位。學(xué)成以后,他留校工作3年,其問他與麥卡錫、香農(nóng)等人一起發(fā)起并組織了成為人工智能起點(diǎn)的“達(dá)特茅斯會議”,在這個具有歷史意義的會議上,明斯基的Snare,麥卡錫的α-β搜索法,以及西蒙和紐厄爾的“邏輯理論家”(10sicTheorist)是會議的三個亮點(diǎn)。1958年,明斯基從哈佛轉(zhuǎn)至MIT,同時麥卡錫也由達(dá)特茅斯來到MIT與他會合,他們在這里共同創(chuàng)建了世界上第一個人工智能實(shí)驗(yàn)室。明斯基在人工智能方面的貢獻(xiàn)是多方面的。1975年他首創(chuàng)框架理論(frame theory)?蚣芾碚摰暮诵氖且钥蚣苓@種形式來表示知識?蚣艿捻攲邮枪潭ǖ模硎竟潭ǖ母拍、對象或事件。下層由若干槽(slot)組成,其中可填人具體值,以描述具體事物特征。每個槽可有若干側(cè)面(facet),對槽作附加說明,如槽的取值范圍、求值方法等。這樣,框架就可以包含各種各樣的信息,例如描述事物的信息,如何使用框架的信息,對下一步發(fā)生什么的期望,期望如果沒有發(fā)生該怎么辦,等等。利用多個有一定關(guān)聯(lián)的框架組成框架系統(tǒng),就可以完整而確切地把知識表示出來。例如,有一個關(guān)于汽車的框架如下:
name:汽車
super-class:交通工具
sub-class:轎車,面包車,吉普車
車輪個數(shù):
value-class:整數(shù)
default:4
value:未知
車身長度:
value-class:浮點(diǎn)數(shù)
unit:米
value:未知
其中super-class和sub-class分別表示該對象的父類和子類,“車輪個數(shù)”和“車身長度”是兩個槽,反映汽車的結(jié)構(gòu)屬性,分別由若干側(cè)面組成,例中有value,表示屬性的值,value-class(或type)表示屬性值的類型,default表示默認(rèn)的屬性值,等等。
明斯基最初是把框架作為視覺感知、自然語言對話和其他復(fù)雜行為的基礎(chǔ)提出來的,但一經(jīng)提出,就因?yàn)樗仁菍哟位,又是模塊化的,在人工智能界引起了極大的反響,成為通用的知識表示方法被廣泛接受和應(yīng)用。不但如此,它的一些基本概念和結(jié)構(gòu),也被后來興起的面向?qū)ο蠹夹g(shù)和方法所利用。此外,明斯基的框架理論也成為當(dāng)前流行的一些專家系統(tǒng)開發(fā)工具和人工智能語言的基礎(chǔ),例如,著名的KRL(Knowledge Representation Language)就是1979年由鮑勃羅夫(D.G.Boborow,他也是1992年獲得ACM軟件系統(tǒng)獎的Interlisp的主要開發(fā)者之一)基于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的?蚣芾碚摰牧硗鈨蓚特殊貢獻(xiàn)是:一、它最早提出了“缺省”(default)的概念,成為常識知識表示的重要研究對象。二、從框架發(fā)展出“腳本”表示方法,可以描述事件及時間順序,并成為基于示例的推理CBR(case-based reasoning)的基礎(chǔ)之一。
明斯基還把人工智能技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)結(jié)合起來,開發(fā)出了世界上最早的能夠模擬人活動的機(jī)器人Robot C,使機(jī)器人技術(shù)躍上了一個新臺階。明斯基的另一個大舉措是創(chuàng)建了著名的“思維機(jī)公司”(Thinking Machines,Inc.),開發(fā)具有智能的計(jì)算機(jī)。20世紀(jì)80年代中期思維機(jī)公司開始推出著名的“連接機(jī)”(Connection Machine)系列CM-1,CM-2和CM-5,把大量簡單的存儲一處理單元連接成一個多維結(jié)構(gòu),在宏觀上構(gòu)成大容量的智能存儲器,再通過常規(guī)計(jì)算機(jī)執(zhí)行控制、I/O和用戶接口功能,能有效地用于智能信息處理。CM—l由4個象限組成,每個象限包含多達(dá)16 384個一位處理器,全部處理器則分為4096組,組間形成12維超立方體結(jié)構(gòu),其集成峰值速度達(dá)到每秒600億次。CM-5的結(jié)點(diǎn)數(shù)更多,功能更強(qiáng)。
明斯基也是“虛擬現(xiàn)實(shí)”(virtual reality)的倡導(dǎo)者,雖然VR這個名詞與概念是20世紀(jì)90年代才出現(xiàn)與明朗起來的。早在20世紀(jì)60年代,明斯基就自己造了一個名詞,叫telepresence,直譯應(yīng)為“遙遠(yuǎn)的存在”或“遠(yuǎn)距離介入”,明斯基所謂的telepresence是這樣一種設(shè)備或環(huán)境,它允許人體驗(yàn)?zāi)撤N事件,而不需要真正介入這種事件,比如感覺自己在駕駛飛機(jī),在戰(zhàn)場上參加戰(zhàn)斗,在水下游泳,等等,實(shí)際上這些事都沒有發(fā)生。明斯基提出過利用微型攝像機(jī)、運(yùn)動傳感器等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)telepresence的一些方案。明斯基的telepresence不是和現(xiàn)在研究的虛擬現(xiàn)實(shí)如出一轍嗎?
明斯基作為人工智能的倡導(dǎo)者之一,是堅(jiān)信人的思維過程可以用機(jī)器去模擬,機(jī)器也可以有智能的。他的一句流傳頗廣的話就是:“大腦無非是肉做的機(jī)器而已”(the brain happens to be a meat machine)。我們前面已經(jīng)提到,他的這種觀點(diǎn)遭到了另一位圖靈獎獲得者威爾克斯針鋒相對的抨擊,孰是孰非有待進(jìn)一步的科學(xué)研究和實(shí)踐去判斷。
明斯基的主要著作有:
《計(jì)算:有限與無限的機(jī)器》(Computation:Finite and Infinite Machines,Prentice-Hall,1967)
《語義信息處理》(Semantic Information Processing,MIT Pr., 11968)
《感知器》(Perceptrons,MIT Pr.,1969;expanded edition,1988)
《表示知識的框架》(A Framework for Representating Knowledge,McGraw-Hill,1975)
《心智的社會》(The Society of Mind,Simon & Schuster,1986)
《機(jī)器人學(xué)》(Robotics,Anchor Pr./Doubleday,1985)
明斯基是美國科學(xué)院和美國工程院院士。他曾出任美國人工智能學(xué)會AAAI的第三任主席(1981—1982)。除了獲得圖靈獎外,1989年他還獲得MIT所授予的Killian獎。1990年他獲得日本政府所設(shè)立的“日本獎”。
明斯基在接受圖靈獎時發(fā)表了題為“計(jì)算機(jī)科學(xué)的形式和內(nèi)容”的演說,刊載于Journal of ACM,1970年4月,197—215頁。也可見(前20年的圖靈獎演說集)(ACM Turing Award Lectures The First20Years:1966—1985,ACM pr.),219—242頁。明斯基在演說中討論
了在計(jì)算理論、程序設(shè)計(jì)語言和教育三個方面的所謂“形式和內(nèi)容的混淆”問題(form-content confusion),并發(fā)表了自己的看法。其中相當(dāng)篇幅是批評當(dāng)時的“新數(shù)學(xué)”(New Mathematics>的。他主張對兒童的數(shù)學(xué)教育,不但要強(qiáng)調(diào)形式,也要注重內(nèi)容而不應(yīng)忽略內(nèi)容。