人工智能的三大教父，譜寫了一段關于勇氣的寓言

上世紀80年代末，還在加拿大攻讀碩的尤舒亞·本吉奧（Yoshua Bengio）被一個當時并不怎么流行的想法迷住了。那時，有少數(shù)從事人工智能研究的計算機科學家試圖研發(fā)這樣一種軟件，這種軟件可以大致模仿神經(jīng)元網(wǎng)絡在大腦中處理數(shù)據(jù)的方式，雖然當時并沒有證據(jù)表明這是一種行得通的想法。

○ 神經(jīng)元模擬。

20多年后，科技行業(yè)也后知后覺地愛上了這個想法。近年來，人工智能領域的長足進步使得自動駕駛汽車等項目能達到幾乎與人類相差無幾的智能程度，而神經(jīng)網(wǎng)絡就是人工智能蓬勃發(fā)展的幕后推手。

現(xiàn)在，55歲的本吉奧已成為了蒙特利爾大學的一名教授，就在本周，他與71歲的杰弗里·欣頓（Geoffrey Hinton）和58歲的楊立昆（Yann LeCun），共同獲得了計算機科學的獎項——ACM圖靈獎（該獎項自1966年起每年頒發(fā)一次，以計算機之父艾倫·圖靈的名字命名）。

○ 從左至右：楊立昆、杰弗里·欣頓、尤舒亞·本吉奧。| 圖片來源：Facebook/Google/Bolter AI

他們三人的探索之旅仿佛是一則關于勇氣的寓言。在遠離追捧與聚光燈的地方，他們潛心研究了幾十年，把一個不被看好的、被邊緣化的想法，變成了計算機科學中熱門的想法?，F(xiàn)如今，他們所倡導的技術已經(jīng)成為了每家大型科技公司的未來戰(zhàn)略的核心。谷歌測試中的軟件得以讀取醫(yī)學掃描，特斯拉的自動駕駛儀得以讀取道路標志，臉書得以自動刪除一些惡毒言論，都是得益于他們三人所創(chuàng)造的技術。

此次將圖靈獎授予這三位深度學習的教父，不僅是對他們工作的肯定，更表明了機器學習已經(jīng)成為了計算機科學中的一個核心領域。

這個學科有一個悠久的傳統(tǒng)，那就是重視問題的解決方案的數(shù)學證明。但機器學習算法會以一種更為混亂的方式完成任務，它會跟蹤數(shù)據(jù)的統(tǒng)計軌跡，來找到在實際中行之有效的方法，即使我們并不清楚具體是如何做到的。

神經(jīng)網(wǎng)絡是人工智能古老的方法之一，當這個領域在20世紀50年代末剛起步時就已經(jīng)建立起來了。研究人員將神經(jīng)科學家創(chuàng)造的神經(jīng)元的簡單模型改造成數(shù)學網(wǎng)絡，這種數(shù)學網(wǎng)絡可以通過讓一系列人工的“神經(jīng)元”對數(shù)據(jù)進行過濾，來學習如何對數(shù)據(jù)進行分類。

早期成功的例子包括占據(jù)整個房間的感知機馬克1號，它能學習如何分辨屏幕上的形狀。但當時還不清楚要如何訓練具有多層神經(jīng)元的大型網(wǎng)絡，讓這項技術超越模擬的小型任務。

欣頓提出的解決方案是訓練深度網(wǎng)絡。1986年，他與他人共同發(fā)表了一篇題為“Learning Internal Representations by Error Propagation”的開創(chuàng)性論文，提出了全新的反向傳播算法。欣頓證明了反向傳播算法可以讓神經(jīng)網(wǎng)絡去發(fā)現(xiàn)其自身對數(shù)據(jù)的內部表達，從而讓利用神經(jīng)網(wǎng)絡來解決之前無法解決的問題成為可能。如今，反向傳播算法處于深度學習的核心，但當時這項技術還不夠成熟。

楊立昆說：“從90年代中期到21世紀的頭幾年，除了少數(shù)像我們這樣瘋狂的人，基本上沒有人研究神經(jīng)網(wǎng)絡?！?br />
楊立昆的貢獻包括發(fā)展了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡，上世紀80年代末，他是首位用手寫數(shù)字圖像訓練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的人。如今，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡已成為計算機視覺、語音識別、語音合成、圖像合成和自然語言處理等領域的一個行業(yè)標準。它們在諸多領域均具有廣泛應用，例如自動駕駛、醫(yī)學圖像分析、聲控助手和信息過濾等等。

本吉奧開創(chuàng)了將深度學習應用于序列（比如語音和理解文本）的方法。但直到本世紀初，在研究人員發(fā)現(xiàn)如何利用圖形處理器的能力之后，深度學習才觸及到更廣泛的領域。

一個關鍵的時刻出現(xiàn)在了2012年，當時，欣頓與他的兩名學生一起利用兩種算法對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡進行了改進。在非常有名的 ImageNet 比賽中，欣頓和他的學生出人意料地獲得了勝利。他們以5次的猜測機會，將10萬多張照片正確地分成1000個類別，準確率高達85%，比后面一名高出十多個百分點。這一勝利使得原本在該領域備受青睞的方法被拋諸腦后。

2013年初，谷歌收購了由他們三人創(chuàng)立的一家初創(chuàng)公司，自那之后，欣頓便一直留在了那里工作。同年，臉書也聘請了楊立昆。

欣頓說，他和他的合作者能夠長期堅持這些不受青睞的想法，是因為在內心深處，他們都是特立獨行的人?，F(xiàn)在，無論在學術圈還是技術行業(yè)，三位獲獎者都是主流的一部分。

盡管深度學習已經(jīng)在實踐中取得了諸多成功，但它仍然有許多無法做到的事。神經(jīng)網(wǎng)絡的概念受到的是人類大腦的啟發(fā)，但它與大腦并沒有太多的相似之處。深度學習賦予計算機的智能讓它可以在一些簡單的任務上表現(xiàn)出眾，例如玩某個特定的游戲，識別某些特定的聲音等，但它不像人類智能那樣具有適應性和通用性。

欣頓和楊立昆說，他們希望能結束現(xiàn)有系統(tǒng)中對人來進行的明確而又廣泛的訓練的依賴。深度學習項目依賴于大量標注的數(shù)據(jù)來解釋眼前的任務，這是醫(yī)學等領域所面臨的一個主要限制。本吉奧強調，盡管在一些領域我們取得了成功，比如擁有了更好的翻譯工具，但這一技術還遠遠不能正確地理解語言。

三位獲獎者稱，他們不知道要如何解決余下的這些挑戰(zhàn)。他們建議，******希望在人工智能領域取得下一個突進突破的人，都應效仿他們過去的做法——無視主流想法的意愿。本吉奧說：“他們不應該隨波逐流，現(xiàn)在深度學習就是這股洪流?！?br />
參考鏈接：
https://awards.acm.org/about/2018-turing
https://www.wired.com/story/godfathers-ai-boom-win-computings-highest-honor/

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