2023年6月30日星期五

書評丨創新的目標路徑之辯

鄭磊

創新活動既是科學學研究的目標,也是經濟學研究的重要課題,甚至也引發了管理專家的興趣。但是,至今人們對如何創新還沒有取得共識和定論。創新不是一個簡單的概念,而且創新的層次和形式有很多種。近期由兩位OPEN AI研究員肯尼斯·斯坦利和喬爾·雷曼撰寫的討論科學研究創新的書,引起了坊間熱烈討論。兩位作者都是人工智能專家和GPT大語言模型的參與者,他們基於自身經歷提出了一個值得商榷的觀點。正如書名《為什麼偉大不能被計劃》,作者認為創新更多是來自無目的、無目標的自由探索。

很少有人能夠提前知道自己將會發現什麼,更無從按既定計劃取得發明成果。依靠目標導向的思維很難引導人們達成創新,很多偉大的創新是自由探索的結果,是科研工作者的興趣而不是明確的目標和計劃,為偉大的發現打下了基礎。從現有的發明成果中,我們能夠清晰地看到一條發明路徑,比如從燈泡到陰極射線管、發光二極管、發光三極管、模擬計算機晶體管、半導體、集成電路、芯片、電子計算機,但是排在後面的發明的出現,都具有偶然性,並沒有人為了最終發明電子計算機而預先規劃出這樣一個路線圖。

該書作者捨棄了科研管理最推崇的目標和計劃,更多地強調研究過程的中間步驟(踏腳石)對創新產生的作用。書中,作者通過人工智能研究的兩個實例,說明瞭如果一開始就向著一個明確的目標努力,目標會收窄你的探索範圍,而這無疑會阻礙研究者發掘必不可少的真正的踏腳石。以機器人走迷宮為例,作者通過實驗發現,先設定AI算法的目標,以更接近目標為篩選下一步行動的標準,這種做法對於復雜的迷宮,效果並不好。而與之相對,他們還發明了一種稱作"新奇性搜索"的算法,算法會隨機生成一組解決方案,通過評估新奇性,讓機器人按照新奇性較高的方案行動,很多時候反而能夠解決更複雜的迷宮問題。這個算法有可能導致機器人往牆上撞,或者一站起來就跌倒,但這類情況通常不會發生在以目標為導向的算法中。類似的結果也出現在圖片孵化器項目中,創作者可以選擇網站推薦的自己喜歡的圖片作為母本,交給網站進行加工處理,然後再從中選擇一幅自己喜歡的圖片,依此進行任意多次重複操作,就能得到與開始選擇的簡單圖片完全不同的驚豔的複雜圖像。作者展示了其中一些作品,像是一些簡單的幾何圖形,在經過創作者多輪即興選擇之後,也會變成"蠟燭""鯨魚""熱水壺""人臉""汽車"等各式各樣的現代藝術作品。

作者在得出上述結論之後,對科研項目的立項流程和教育的目標考核制度進行了分析和批評,他們指出:過於關注目標和形式化導致教育科研管理違背創新規律,進而阻礙了創新。筆者贊同作者對這些問題的分析。但是筆者認為該書作者在論述中有些偏頗之處,而這可能來源於作者工作領域帶來的認知偏見,即計算機數據處理能力的飛躍提升,讓人工智能取得了令人震驚的進展的同時,也極大地消除了人類研究能力的限制。

為什麼發明創造不能預設目標或者提前規劃,筆者認為這裡面至少有兩個原因。其一是不確定性,我們從現有的發明成果向前追溯時,就會發現導致出現這個結果的前一項發明可能有多種選擇,比如N種,再往前追溯又會發現同樣的情況,比如也存在N種可能。一項複雜的發明成果可以追溯到很多個前置發明,比如M個,那麼我們看到的是一個樹形結構,最終取得成功的路徑是N的M次方中的一條。因此,人類碰到的真正問題是如何才能更快找到正確的那條路徑。比如電子計算機這樣複雜的創新,需要很多種重要部件,比如多層線路板、開關電源、硬盤等等,它們都需要這樣一個複雜的創新過程,條件同時具備,才可能出現電子計算機,許多個單獨創造發明的"樹形結構"又構成了更複雜的"網狀結構"。在缺乏快速計算和推理能力的情況下,人類能夠解決的複雜問題很有限,這就導致了研究者不得不盡可能將問題進行簡化處理,而預設目標的作用也正在於此。

其二是,每一項前置成果可能都需要耗費很長時間才能取得。發明創造是突然湧現的,並不是連續出現,要想得到M個前置發明,也許需要花費幾百年的時間。任何一個人都沒有超越幾百年時間的"慧眼",這屬於"上帝視角"而非人力所能及。研究者受到時間和資源限制,只能在較短的時間裡進行個人力所能及的嘗試。人工智能領域的創新和其他科技領域不同之處,在於前者主要依靠算法進行數據處理,而現代計算機超級運算速度和處理能力已經遠遠突破了人類大腦思考的極限。人工智能專家利用這種強大的技術工具,已經能將前面所說的樹狀和網狀選擇過程壓縮到微不足道的時間。以前借助於計算工具進行人工思考可能需要幾年時間的工作,現在只需要幾分鐘就能完成,而且不易出錯。在人工智能的幫助下,我們解決複雜問題的能力越來越強大,但是還有很多方面的研究並不如此,尤其是對於方向和目標較明確的研究任務,這意味著研究者已經預測到了最可能成功的有限幾條路徑,此時採用非目標導向的方法,可能效果適得其反。工欲善其事,不僅要利其器,選擇最合適的工具和方法同樣重要。

(作者係薩摩耶雲科技集團首席經濟學家)

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