AI之書：圖解人工智慧發展史

人工智慧一詞在一九五五年被創造出來時，人類持續尋求增強大腦的方法已有數千年了。

從中世紀機器人到人造神經網路，本書重點介紹了從西元前一千三百年到二○一八年間，人工智慧發展史上新奇和重要的實際觀念。

按時間順序排列，獲獎作家柯利弗德‧皮寇弗的書寫範圍遠從一千多年前遠古時代的遊戲發明開始，巧妙地集合了科技與文化上的劃時代成就，從神話故事、虛構作品（蘭斯洛特的銅騎士、《魔鬼終結者》）到現實世界的創造（達文西的機械武士、掃地機器人），從遊戲（井字棋、西洋雙陸棋、魔術方塊、《危險邊緣》益智問答節目）到更認真的研究（臉部和語音辨識、自主式機器人手術），還有許多大家耳熟能詳的名字，如亞里斯多德、特斯拉、ENIAC、Hal 9000……

不論是早期的自動機械，還是人工智慧程式失控對人類造成的威脅，針對人工智慧這個現今最熱門、最引人注目的科學議題，本書不僅討論科學和技術，也關注道德議題，圖文並茂地闡述了我們如何打造這種壯大自己、甚而超越人類的智慧形式。

經典暢銷名作《數學之書》、《物理之書》作者，科普界全能鬼才皮寇弗最新作品！

柯利弗德‧皮寇弗 （Clifford A. Pickover）

他是一位多產作家，累計發行已超過五十本書，著作被翻譯成數十種語言，涉獵主題從科學、數學一路涵蓋到宗教、藝術及歷史。

皮寇弗在耶魯大學取得博士學位，在美國擁有六百多項專利，他的推特發文有三萬八千人訂閱追蹤。他的專利被許多不同的公司收購，包括IBM、eBay、Google、推特（Twitter）、雅虎（Yahoo!）、PayPal、領英（LinkedIn）等等。個人網站（Pickover.com）的造訪人次數以百萬計。

《紐約時報》這樣描述他的著作、創造力與好奇心：「皮寇弗縝密思維所構成的王國，已超越一般人所認知的現實世界。」《連線》雜誌則說：「富勒（Bucky Fuller）曾經是充滿想像力的代名詞，如今，克拉克（Arthur C. Clarke）已取而代之，不過，皮寇弗的表現則顯然更勝前人。」《基督教科學箴言報》（Christian Science Monitor）如此盛讚：「皮寇弗啟發新一代的達文西，刺激他們製造出未知的飛行機器，創造出全新的蒙娜麗莎。」

林柏宏
臺灣師範大學英語系、東華大學創作與英語文學研究所畢業。讀字譯人，嗜寫書蟲，譯有《一顆屁的科學》、《月球之書》。

「穿梭人工智慧史的一次漫步之旅，叫人流連忘返……無論是從頭到尾讀完，或是隨意跳讀淺嚐，都是一趟輕鬆愉悅的散步行旅。」
──《書目雜誌》（Booklist）

「皮寇弗的最新著作是一本便捷的快速學習指南，讓讀者無須進行所有必要的艱苦研究，就能和大量多樣的資訊無縫接軌。彷彿進入他榮獲專利、充滿新奇古怪玩意兒的『現實狂歡節』（Reality Carnival）中來一趟刺激之旅。
我們可看到各式各樣的機器人、人形機械，與栩栩如生的人造鴕鳥、鴨子和其他展示出的自動機器，以及巨大的電子大腦、致命的軍武機器人，甚至還有為你吸除灰塵的Roomba……他解釋了井字棋、亞里斯多德的三段論邏輯、算盤、布爾代數，甚至是西洋棋等事物如何使我們取得了意想不到的研發突破，如機器學習、模糊邏輯、遺傳演算法和人工神經網路等……
對於人工智慧悠久歷史背後的藝術、科學和技術知識，皮寇弗本身似乎有著近乎人工智慧的精準掌握。」
──Amazon讀者Ray Erskins

〈序言〉

不只是人工智慧

在人類歷史上，心靈的奧祕、思維的本質以及人造生物的可能性令藝術家、科學家、哲學家甚至神學家著迷。神話、藝術、音樂和文學中到處可見關於自動機械──為了模仿人類而製作、會動的機械設備──的種種符號和故事。我們對人工智慧（AI）──機器的行為表現彷若擁有心智──的迷戀也反映在賣座電影或電玩遊戲中，其主題怪誕詭異或超驗脫俗，題材內容包含了有情感的機器人和我們幾乎無法理解的超高智慧體。

在這本書裡，我們將依隨年代順序踏上這趟主題之旅，從古代遊戲到先進的現代計算方法，這些現代計算技術涉及人工神經網路，神經網路可以學習並提高自己的性能，而且通常不太需要為特定任務編寫程式和規則，或可說是根本就不需要。一路上，我們會遇到一些古怪的、令人困惑的神奇事物，例如亞瑟王傳說中的神祕銅騎士。還會遇到法國發明家雅克．德．沃康松（Jacques de Vaucanson）的「消化鴨」，這隻風格相當超現實的自動機器鴨在兩百五十多年後成了美國作家托馬斯．品欽（Thomas Pynchon）寫歷史小說《梅森與迪克森》（Mason ＆ Dixon）的靈感來源，並啟發了十三世紀的加泰羅尼亞哲學家拉蒙．柳利（Ramon Llull）率先思索一種有系統的方法，企圖使用機械裝置以人為方式來產生概念想法。再快轉到一八九三年，我們會讀到《威力鮑勃之暗黑大鴕鳥》（Electric Bob's Big Black Ostrich），這個古怪有趣的故事與《草原上的蒸汽動力人》（The Steam Man of the Prairies）系列都是蒸汽龐克風潮的著名代表，反映了維多利亞時代對所有機械玩意的熱愛。

來到與今日較近的時代，我們會與IBM科學家亞瑟．薩繆爾（Arthur Samuel）碰面，他在一九五二年製作出最早用於玩跳棋的電腦程式之一，隨後在一九五五年研發了一種不需外力介入就學會玩遊戲的程式。如今，人工智慧一詞通常是指能學習、解決問題，並使用自然語言處理技術與人類互動的系統。像是亞馬遜的Alexa、蘋果的Siri和微軟的Cortana這類智慧個人助理，都呈現出人工智慧的某些面向。

我們也會談到一些引人思索、與使用人工智慧的道德考量有關的議題，甚至討論到一旦人工智慧的超高智商變得有威脅性，要將高級人工智慧體置於「完全密閉」的箱中與外界隔離有多麼困難。當然，人工智慧的界限和格局會隨著時間變化，一些專家做出了更廣義的解釋，使它們包含一系列用來幫助人類進行認知工作的科技。為了更深入了解人工智慧的歷史，我還列入了幾種設備或機器，它們能解決一般需要人類思考和計算的問題，包括算盤、安提基特拉機械（Antikythera mechanism，西元前一二五年）、ENIAC（一九四六年）等等。畢竟如果沒有這些早期技術，現在就不會出現先進的西洋棋遊戲軟體和自動車駕駛系統。

當您閱讀本書時，請記住，即使某些關於人造生物的古老想像或預測讓人感覺天馬行空，但是一旦出現更快、更先進的電腦硬體，實現這些古舊想法很可能就突然變得可行了。人類的科技預測，甚至包括神話故事，至少是人類理解力和創造力的有趣雛型，也讓我們知道如何跨越各種文化和時空限制互相了解，知道人們認為什麼事物對於社會才是神聖或有益的。不過，即使我們讚揚人類的想像力和創造力，關注意外的後果（包括人工智慧的潛在危險）也至關重要。正如理論物理學家史蒂芬．霍金二○一四年接受BBC採訪時所說：「全能人工智慧的發展可能標誌著人類的終結……它會自行一飛沖天，以不斷增長的速度重新改造自己。」換句話說，人工智慧體或許會聰明能幹到有辦法不斷提高自身水平，進而創造出一種超級智能，而這可能給人類帶來巨大風險。這種失控的技術增長，有時又稱為科技奇點（technological singularity），可能對人類文明、社會和生活造成無法想像的變化。

因此，儘管人工智慧可能帶來的好處──自動駕駛汽車、高效率業務流程，甚至在無數領域都可成為好幫手──確實不少，但在開發自動武器系統時，人類必須格外謹慎，並避免過度依賴背後機制裡有時難以理解的人工智慧技術。例如，有研究顯示，只要對圖像做些人類也無法察覺的修改，就能輕鬆地「誤導」某些人工智慧（神經網路）識圖系統，讓它們將動物看成步槍，或將飛機的圖像誤認為狗。如果恐怖分子有辦法使購物中心或醫院在無人機系統中看起來像是軍事目標，後果將會很可怕。另一方面，也許具備適當感測器和道德守則的武裝機器能夠減少平民傷亡。我們需要制訂明智周全的政策，確保人工智慧的潛在危險不會使其驚人的優點相形失色。

隨著我們愈來愈信任具有許多複雜深度學習神經網路的人工智慧，有個有趣研究領域企圖開發能夠向人類解釋人工智慧如何做出某些決定的人工智慧系統。不過，迫使人工智慧說明自己的原理可能會削弱它們的能力，至少某些應用程式的情況是如此。這類機器創造出來的現實模型，許多可能比人類有辦法理解的還深奧複雜得多。人工智慧專家大衛．岡寧（David Gunning）甚至認為，性能最強的系統將是最難以解析的。

本書架構與主旨

我長期以來對運算和不同科學領域的中間地帶這類主題深感興趣，寫這本書的目的是想為廣大讀者提供簡要指南，介紹人工智慧發展史上新奇和重要的實際觀念，人工智慧這個詞直到一九五五年才由電腦科學家約翰．麥卡錫（John McCarthy）創造出來。書中每一條目的說明只有數段文字，讀者可以隨意從任何感興趣的部分開始讀，無需耐著性子翻找。當然，這意味著我無法深入講解某個主題，若想進一步閱讀或查找引文或引文作者的身分背景，建議翻閱書末「註釋說明和參考資料」。

本書討論內容涉及哲學、流行文化、電腦科學、社會學和神學等廣泛的研究領域，書中條目還包括一些令我個人感興趣的主題。實事上，我年輕時就迷上了佳莎．理查茲特（Jasia Reichardt）於一九六八年出版的《數位神經機緣：電腦與藝術》（Cybernetic Serendipity: the Computer and the Arts）。這本書的特色在於電腦生成的詩歌、繪畫、音樂、圖形等。人工智慧專家在藝術領域取得的巨大突破尤其讓我著迷，他們使用生成對抗網路（GAN）產生模擬人臉、花朵和鳥類的圖像，效果令人驚嘆，宛如相片般逼真。生成對抗網路利用彼此相對的兩個神經網路，一個網路產生點子和模式，另一個網路判斷結果。

如今，人工智慧的應用範圍似乎是無限的，每年有數十億美元投入於人工智慧的開發。人工智慧技術已被用來解密梵蒂岡的祕密檔案，為的是解譯這個龐大歷史收藏中複雜的手寫文字。人工智慧也被用來預測地震，解讀醫學圖像，翻譯語音，以及依據醫院電子健康紀錄中的病患資訊預測死亡時間。已有人採用人工智慧來產生笑話、數學定理、美國專利、遊戲和謎題、天線的創新設計、新的塗漆顏色、新的香氛氣味等等。當今日許多人對著手機和其他設備通話時，我們與機器的關係將來只會變得更加親密和人性化。

本書內容根據與重大事件、出版物或研究發現相關的年分，按時間順序進行組織，決定書中條目的時間點有點主觀。有些年代只是大概的估計；只要有辦法，我都會為所採用的時間標示給出理由。

您還會注意到，一九五○年以後的條目數量更多。《AI：波瀾起伏的人工智慧探尋史》（AI: The Tumultuous History of the Search for Artificial Intelligence，1993年出版）的作者丹尼爾．克雷維耶（Daniel Crevier）指出，在一九六○年代，「人工智慧百花齊放。人工智慧研究人員將他們新的程式語言技術應用於許多問題，儘管這些問題確實存在，但已被仔細簡化過了，部分是為了區隔出待解決的問題，另一部分是為了適應當時電腦極有限的記憶體容量。」

意識的奧祕、人工智慧的極限以及思維的本質將在未來幾年中得到研究，實際上也早在古代就已引起人們的興趣。作家潘蜜拉．麥可杜克（Pamela McCorduck）在她的《會思考的機器》（Machines Who Think）一書中指出，人工智慧始於一個古老的願望，即「自造神祇」（“forge the gods”）。

未來人工智慧領域的新知將是人類最大的成就之一。人工智慧的故事不僅與我們如何塑造未來有關，還與人類將如何與周圍不斷加速增長的智力和創造力相融合有關。從現在算起，一百年後「人類」將意指什麼？當人工智慧中介代勞的服務愈來愈多，社會將變成什麼樣子？人們的工作將受到什麼影響？我們會愛上機器人嗎？

如果現在關於錄用人選、約會對象、獲假釋的人、潛在的精神病患，以及如何自動駕駛汽車和無人機，都已經用人工智慧方法和模型來幫忙作決定，那麼未來的人工智慧對我們的生活還會握有多大的控制？當人工智慧為我們做更多決策，人工智慧各組件裝置是否也容易受騙而導致嚴重錯誤？某些機器學習演算法和架構比其他機器學習算法和架構更有效，人工智慧研究人員該如何更加了解其原因，同時又使彼此的成果和實驗更容易複製重現？

此外，我們如何確保人工智慧驅動的設備在運作時合乎道德，而機器會具有與人類相同的精神狀態和感覺呢？毫無疑問地，人工智慧機器將幫助我們發想新思維並夢想新的願景，延伸增強我們軟弱的大腦。對我而言，人工智慧使得人們對思想的局限性、人類的未來以及在我們稱之為家的廣闊時空中自身所處的地位，產生了無止盡的好奇與懷疑。

序言……viii

約西元前1,300年──井字棋
約西元前400年──塔羅斯
約西元前350年──亞里斯多德的《工具論》
約西元前250年──克特西比烏斯的水鐘
約西元前190年──計算板／算盤
約西元前125年──安提基特拉機械
1206年──加扎里的機器人
約1220年──蘭斯洛特的銅騎士
約1300年──埃丹機械莊園
約1305年──拉蒙．柳利的《偉大之術》
1352年──宗教用的自動機器
約1495年──達文西的機械武士
1580年──魔像
1651年──霍布斯的《利維坦》
1714年──心智工廠
1726年──拉格多城的書寫機器
1738年──德．沃康松的自動便便鴨
1770年──機械土耳其人
1774年──雅克─德羅的機器人
1818年──《科學怪人》
1821年──機算創造力
1822年──查爾斯．巴貝奇的機械計算機
1844年──〈追求美的藝術家〉
1854年──布爾代數
1863年──〈機器中的達爾文〉
1868年──《草原上的蒸汽動力人》
1883年──河內塔
1893年──《威力鮑勃之暗黑大鴕鳥》
1898年──特斯拉的「借來的心智」
1907年──TIK-TOK
1907年──尋找靈魂
1913年──光學字元識別（OCR）
1920年──《羅素姆萬能機器人》
1927年──《大都會》
1939年──電動人Elektro
1939年──語音合成
1942年──艾西莫夫的機器人三大法則
1942年──奪命軍武機器人
1943年──人工神經網路
1946年──ENIAC
1949年──《巨大的腦，或思考的機器》
1950年──圖靈測試
1950年──《人有人的用處：控制論與社會》
1951年──強化學習
1952年──語音辨識
1954年──自然語言處理
1956年──達特茅斯人工智慧研討會
1957年──感知器
1957年──超人類主義
1959年──機器學習
1959年──知識表示和推理
1960年──利克萊德發表〈人機共生〉
1964年──心理治療師ELIZA
1964年──臉部辨識
1965年──智慧大爆發
1965年──專家系統
1965年──模糊邏輯
1965年──深度學習
1966年──機器人Shakey
1967年──活在擬仿之境
1968年──《數位神經機緣》
1968年──HAL 9000
1970年──珠璣妙算
1970年──《巨神兵：福賓計計畫》
1971年──SHRDLU
1972年──偏執狂PARRY
1975年──遺傳演算法
1976年──人工智慧倫理
1979年──被擊敗的雙陸棋冠軍
1980年──中文房間
1982年──《銀翼殺手》
1984年──自動駕駛汽車
1984年──《魔鬼終結者》
1986年──人工生命
1986年──群體智慧
1988年──莫拉維克悖論
1988年──四子連線棋
1990年──〈大象不下棋〉
1993年──萬無一失的「人工智慧隔離箱」
1994年──西洋跳棋與人工智慧
1996年──電子寵物
1997年──深藍擊敗西洋棋冠軍
1997年──黑白棋
1999年──愛寶機器狗
2000年──ASIMO與伙伴們
2001年──史蒂芬．史匹柏的《A.I.人工智慧》
2002年──破解西非播棋遊戲
2002年──掃地機器人Roomba
2003年──迴紋針極大量產災難
2006年──Quackle取得拼字遊戲勝利
2011年──華生在「危險邊緣」亮相
2015年──電腦藝術與DEEPDREAM
2015年──〈叫它們人造外星人〉
2015年──火星上的人工智慧
2016年──圍棋霸主AlphaGo
2016年──自主式機器人手術
2017年──人工智慧撲克牌軟體
2018年──對抗圖樣貼布
2018年──魔術方塊機器人
2019年──人工智慧死亡預測程式

參考資料
圖片出處
中英對照與索引