群星闪耀达特茅斯会议，香农大神见证人工智能的诞生
作者 刘韩
2017.2.27
1956年，人工智能元年。
这一年夏天，在美国新罕步什尔州的汉诺威（Hanover)小镇，美丽的常春藤名校达特茅斯学院，群星闪耀，一批大师级的人物聚在一起共同研究两个月，目标是“精确、全面地描述人类的学习和其他智能，并制造机器来模拟”，这次“达特茅斯会议”被公认为“人工智能”（Artificial Intelligence)这一学科的起源。
当时，年仅29岁的约翰·麦卡锡（John McCarthy)正在达特茅斯学院任教，他说服了香农、马文·明斯基（Marvin Minsky)和IBM公司的内森内尔·罗切斯特（Nathaniel Rochester),共同组织一个为期两个月的研讨会，会议的提案中说：
“我们提议1956年夏天在新罕步什尔州汉诺威市的达特茅斯学院开展一次由10个人为期两个月的人工智能研究。学习的每个方面或智能的任何其他特征原则上可被精确地描述，以至于能够建造一台机器来模拟它。该研究将基于这样一个推断来进行，并尝试着发现如何使机器使用语言，形成抽象和概念，求解多种现在注定由人来求解的问题，进而改进机器。我们认为：如果仔细选择一组科学家对这些问题一起工作一个夏天，那么对其中的一个或多个问题就能够取得意义重大的进展。”
会议由洛克菲勒基金会提供7500美元的资金支持，如果考虑这次会议的开创意义和深远影响，应该说洛克菲勒基金会这笔钱花得太有品味了，很值得今天花大钱办会的中国土豪们学习。
参加会议的10位与会者，还包括：来自卡耐基技术学院（现在的卡耐基梅隆大学）的赫伯特·西蒙（Herbert Simon)和艾伦·纽厄尔（Allen Newell)、来自普林斯顿大学的Trenchard More、来自IBM公司的Arthur Samuel、来自麻省理工学院的Ray Solomonoff和Oliver Selfridge。
让我们来聊聊参加会议这一批大师。最伟大的当然是克劳德·香农（Claude Shannon)，信息论的创始人。这一年，香农离开了AT&T公司的贝尔实验室，到麻省理工学院作访问教授。信息论是今天数字化时代的奠基石，计算机、互联网、电信、电视这些万亿级的产业，都离不开信息论这一重要基础。而如此重要的学科，基本上由香农凭着一己之力开创，古往今来，好像也只有爱因斯坦开创相对论可以比美了。
香农1916年出生于美国密歇根州的彼得斯基市，在附近的盖罗德小镇长大。香农的家族有发明家的基因，伟大的爱迪生就是他家的远亲。香农的祖父是农场主，经常喜欢搞些小发明，曾经设计过一款全自动洗衣机。香农的父亲是个生意人，做过小镇的法官，母亲做过中学校长，父亲经常给儿子买各种模型玩具和电子原件，而香农一生也一直喜欢亲手制造各种机器。
1936年，香农在密歇根大学获得电子工程和数学学士之后，到麻省理工学院读研究生。香农的硕士论文题为《继电器与开关电路的符号分析》（《A Symbolic Analysis of Relay and Swithching》），论文中分析了电话交换电路和布尔代数之间的类似性，即把布尔代数的“真”与“假”和电路系统的“开”与“关”对应起来，并用1和0表示。香农用布尔代数分析并优化了开关电路，这就奠定了数字电路的理论基础。哈佛大学的Howard Gardner教授评价：“这可能是本世纪最重要、最著名的一篇硕士论文。”
电路系统的“开”和“关”，对应二进制的1和0。这就是现实世界与虚拟世界最关键的一个对应，可以说是香农的天才思想建立了现实与虚拟之间的一个桥梁。布尔代数的逻辑运算中“与”、“或”、“非”，可以通过电路系统的逻辑门：“与门”、“或门”、“非门”来实现。电路系统的逻辑门，通过组合，就可以实现二进制的加减法运算。数学家已经证明，简单的加减法运算可以搭建乘法、除法、三角函数、对数函数等任何其它运算，进而描述世间万物的物理过程和化学过程。在二进制1和0的基础上，通过二进制与十进制之间的转换，我们时常使用的十进位数字得以表达。通过Unicode编码，全球主要的语言文字，如中文、英文、德文、日文等都可以转化为二进制编码。通过数字化技术，图像、声音、视频等等都可以用二进制编码来存储。这一切，就将现实物理系统的一切现象和处理过程，对应到了计算机中的虚拟世界。在此基础上，随着电子技术的发展，半导体、集成电路性能极速提升，工艺尺寸不断减小至纳米层次，个人电脑和手机等改变整个人类生活的发明得以实现。
关于香农的更多传奇，我们在后面的章节会作更详细地介绍。
会议上最引人瞩目的成果，是赫伯特·西蒙和艾伦·纽厄尔介绍的一个程序“逻辑理论家”（Logic Theorist)，这个程序可以证明罗素和怀特海《数学原理》中命题逻辑部分的一个很大子集，“逻辑理论家”程序被许多人认为是第一款可工作的人工智能程序。
顺便提一下，两年之后的1958年，来自中国的逻辑学家王浩，在一台IBM704机上，只用9分钟就证明了《数学原理》中一阶逻辑的全部定理，也成为机器证明领域的开创性人物。帮文艺青年八卦一下，毕业于西南联大数学系的王浩，他的逻辑学老师就是金岳霖先生，而金岳霖先生正是一代才女林徽因最好的朋友。
赫伯特·西蒙对中国颇为友好，还有个中文名字叫司马贺，他是美国著名的经济学家、社会学家、管理学家、心理学家和计算机科学家，令人不可思议的是，在每个领域，他都取得了世界级的成就。1975年，他和艾伦·纽厄尔共同获得计算机届的最高奖－－图灵奖，1978年获得诺贝尔经济学奖，1986年获得美国国家科学奖。才华横溢的西蒙，在一次采访中这样介绍他的跨学科研究：“其实在我看来，早在19岁时，我已下决心投身于人类决策行为和问题解决的相关研究了。有限理性可以看作是它在经济学领域的一个具体体现。而当我接触到计算机技术时，更是第一次感觉到终于有了一种得力的研究工具，可以让我随心所欲地进行自己钟爱的理论研究了。所以后来我投身到这个领域，并进一步接触到了心理学。”
西蒙40多年的亲密合作伙伴，艾伦·纽厄尔这样形容自己的工作：“其实我们所研究的科学问题，并不是由自己决定的，换句话说，是科学问题选择了我，而不是我选择了它们。在进行科学研究时，我习惯于钻研一个特定的问题，人们通常把它叫作人类思维的本质。在我的整个科学研究生涯中，我都在对这个问题进行探索，而且还将一直探索下去，直到生命的尽头。”在我看来，纽厄尔终生钻研的“人类思维的本质”，正是人工智能最难和最本质的课题！
西蒙比纽厄尔大11岁，西蒙在RAND公司学术休假时认识了只有25岁的纽厄尔，两人相见恨晚，十分投机。西蒙那时已经是卡耐基理工学院（卡耐基梅隆大学的前身）工业管理系的年轻系主任，他后来力邀纽厄尔到卡耐基梅隆大学，给他发了博士学位，并开始了他们终生的合作。虽然西蒙是纽厄尔的老师，他们的合作却是平等的，合作的文章署名，都是按照字母顺序，纽厄尔在前，西蒙在后，而且，西蒙每次见到别人把他的名字放在纽厄尔之前时，都会纠正。西蒙这样谦虚的人品，实在太值得中国的知识分子好好学习。
西蒙和纽厄尔双剑合壁，创建了人工智能的重要流派：符号派。符号派的哲学思路称为“物理符号系统假说”，简单理解就是：智能是对符号的操作，最原始的符号对应于物理客体。
西蒙、纽厄尔和第一届图灵奖得主艾伦·佩利（Alan Perlis)一起创立了卡耐基梅隆大学的计算机系，从此，卡耐基梅隆大学（CMU)就成为计算机科学和人工智能的重镇。作为ALGOL语言的核心设计者，佩利说过这样一句话：“任何名词都可以变为动词”（any noun canbe verbed）。他的意思是说，任何远大的理想、志向、抱负和对新事物的追求，通过努力和不懈的实践，都是可以实现的。这是佩利总结自己的一生所形成的至理名言。
麦卡锡1927年出生在波士顿，父母都是美国共产党员，曾经为劳工和妇女的权利做出过斗争和贡献。麦卡锡似乎从父母那里继承了一些理想主义和组织才能。麦卡锡从小就表现出了惊人的聪明，小学时连续跳级，高中时开始自学加州理工学院一二年级的微积分教材，把书上练习题全作了一遍，后来，他被加州理工学院数学系录取后，立刻申请直接进入大学三年级学习，而且很快得到了批准。
在加州理工学院的一次学术研讨会上，麦卡锡听到了伟大的计算机先驱冯·诺伊曼的学术报告：“自动操作下的自我复制”。在报告中，冯·诺伊曼提出能够设计具有自我复制能力的机器，这种观点引发了麦卡锡的极大兴趣，他不禁暗暗思索，这种机器能不能拥有像人类一样的智能呢？可以说，与冯·诺伊曼的这次相遇和后来的交流最终确定了麦卡锡终生的职业方向。
麦卡锡24岁时就拿到了普林斯顿大学的博士学位，后来又结识了香农和IBM公司的内森内尔·罗切斯特这些大师，还认识了他的好友明斯基。这些交往使得达特茅斯会议的组织成为可能。
明斯基1927年出生在纽约，和麦卡锡同岁，父亲是一名眼科专家，也是画家和音乐家，母亲是一个活跃的犹太复国主义者。明斯基回忆童年时，说起过父亲：“我们家没有什么复杂的家具，只是到处都布满了各种各样都透镜、棱镜和光圈。我经常把父亲的这些器材拆得七零八落，但他从来不会因此责备我，而只是不声不响地将这些零件重新组装回去。”
父母亲创造的充满科学和艺术氛围的环境，帮助明斯基从小就对自然科学表现出了很高的天分和学习热情，并取得了优异的学习成绩。二战的爆发暂时终止了他的学业，明斯基应征加入海军，接受了电子学的训练，退伍后他进入哈佛大学攻读数学。明斯基的专业是数学，同时对物理学和生物学也有浓厚的兴趣，后来他又对人类最复杂的器官－－大脑的奥秘开始着迷。
1951年，明斯基和迪安·爱德蒙（Dean Edmonds)合作设计了SNARC,即随机强化神经模拟计算机。尽管SNARC只是用几百个真空管来模拟大脑中数以亿计的神经元，但它仍然能够在不断地尝试过程中学会一些解决问题的方法。明斯基将这项结果写成了博士论文，在进行博士论文答辩时，因为是数学博士论文，一位答辩导师抱怨说，明斯基所做的这些研究跟数学并没有多大的关系。对此，当时世界上最牛的数学家之一，伟大的冯·诺伊曼为他辩护说：“就算现在看起来它跟数学关系不大，但总有一天，你会发现它们之间是存在着密切联系的。”明斯基顺利地拿到了博士学位，我想，他当时也许有“人生得一知己，当浮一大白”的感受吧。
在达特茅斯会议上，西蒙和纽厄尔的“逻辑理论家”、明斯基的SNARC和麦卡锡的α-β搜索法，是最受关注的学术成果。另一关键事件，是麦卡锡首次提出“人工智能”（artificial intelligence）这一概念，大师们的深入讨论和传播，推动“人工智能”成为计算机科学中一门独立的学科。
1958年后，麦卡锡和明斯基先后转到MIT（麻省理工学院）工作，他们共同创建了MAC项目（MIT 人工智能项目），这个项目后来演化为MIT人工智能实验室，这是世界上第一个人工智能实验室，为AI行业培养了无数的精英人才。1969年，明斯基获得图灵奖。1971年，麦卡锡获得图灵奖。他们两人都曾被人称为“人工智能之父”。