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升維思考,降維行動

2024-11-25 07:44:58

聰明如你,請做題:

一個盲人有5雙白襪子和5雙黑襪子,除了顏色差異,其它一模一樣,弄混了,請問如何分開?

這是一個簡單而有啟示的智力題。

答案很簡單:拿到太陽下去曬。‍‍‍‍

在陽光下,黑襪子吸熱更快,所以透過觸控,盲人可以感知到襪子的溫度差異,從而將白襪子和黑襪子分開。

最初,盲人只能透過觸控襪子的材質,但無法區分顏色。因此,我們可以引入“溫度”這個維度,透過陽光加熱,創造了一個新的識別維度(溫度差)。

這就類似於在複雜問題中引入額外的資訊維度,以便更好地理解問題。

我曾經寫過“灰度認知,黑白決策”,本文像是下聯。

順著這一點,我想談及資訊的“維度”。

最有名的“升維思考”,也許是愛因斯坦的相對論。‍‍‍

在牛頓物理學中,我們處理的通常是三維空間中的物體運動,時間是一個獨立的量。

但愛因斯坦在狹義相對論中提出了一個全新的框架,稱為四維時空,將時間和空間視為相互關聯的統一結構。

在廣義相對論中,物質和能量會彎曲時空,而物體在彎曲時空中的運動實際上是沿著時空曲線運動。

由此,人類對物理世界有了更加精確的解釋。

就你我而言,我們究竟是如何理解這個世界的?我們如何判斷一個未知的事物?我們如何在資訊不充分的情況下做出決策?‍‍‍‍‍‍‍‍

也許每個人都是如盲人摸像一般,透過不同角度的特徵做出推斷。‍‍‍‍

了不起的高手,往往比普通人有更高的認知維度,例如圍棋天才獨具的“感覺”,楊振寧推崇的“Taste”。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

AI透過降維簡化問題,透過升維來揭示更多的隱藏資訊,這一點在深度學習的領域產生了神奇的效果,以至於機器可以獲得8年前人類還自以為獨具的“感覺”。‍‍

在大模型時代,AI藉助於演算法、算力和資料,獲得了在某些方面超越人類的“高維思考”能力。

而此時,人類的聯想和提問能力,就像是構建一個維度,或是在大模型的向量空間裡,勾出一段彩虹。

就像扔出一個骰子,對於未來的可能性,我們要升維思考,考慮6個面的機率,可結果只有一面。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

這大概是“升維思考、降維行動”的一個簡單隱喻。

《人工智慧:現代方法》說:

‍人工智慧(artificial intelligence,AI)領域不僅涉及理解,還涉及構建智慧實體。這些智慧實體機器需要在各種各樣新奇的情況下,計算如何有效和安全地行動。

我們需要理性思考,也需要理性行為,尤其要在“存在不確定性時取得最佳期望結果而採取行動。”

升維思考與灰度認知,都和機率論有關,再加上基於時間的與外部環境的互動,貝葉斯定律常常現身其中。‍‍‍‍‍‍‍‍‍

更現實一點的場景是:對於一個投資者,需要升維思考。例如芒格的多元思維模型。但是他的模型是透過多個維度的證偽,來切割出鑽石的。--本文提及的樸素貝葉斯分類,底層的原理(可感知的那部分)是想通的。‍‍‍‍

而行動本身,往往是降維的。

從數學的角度看,我們需要一個(相對)最優機率;‍‍‍

從物理的角度看,系統需要(相對)最低勢能狀態;‍‍‍‍‍

從決策的角度看,人類必須採取行動並接受一個黑白分明的結果。

多面骰子在空中飛舞,最終只能選擇一面朝上。

投資者最終需要做出“買或不買、賣或不買”的決策,而且行動越少越簡單越好。

降維行動的例子:京東說要“多快好省”,拼多多隻要一個“省”。‍‍‍‍

那些大事不糊塗的人,那些過得不錯並且還能輕鬆的人,大多是在維度上取得了勝利。

現在做事不容易,許多行業和公司都在談“轉型”。但是,如果沒有維度上的突破,可能只是在原路上瞎撲騰。

活在二維世界裡的生物的死局,往往要靠超越維度來破解。‍

“井底之蛙”看似是關於視野的隱喻,其實是關於維度的類比。

本文從一個我喜歡的智力題開始,將毒酒問題的二進位制解法,類比為更高維度的勝利。‍‍‍‍‍‍

類比可能是鮮活的,但絕不嚴謹。甚至於在文章的推進過程中,升維和降維都會出現一些概念的交錯。

類比和隱喻都是思考的腳手架,請你能用且用,用完後記得拆除。

更廣闊的意義上,每個人都是全體人類的一個維度。

所以,請活出你自己。

一

讓我們從一道有趣的題開始:

國王有一百桶酒,比自己的生命還重要。結果有一天其中一桶被投了慢性毒藥,喝了以後半個小時就會死掉。國王大怒,命令翫忽職守的侍衛去試毒。酒不能被混合,一個侍衛可以喝多桶酒,一桶酒也可以由多個侍衛喝。

請問:怎麼樣才能用最少的侍衛、在半小時內知道哪桶是毒酒?

解法1:一維法

最簡單的方案,是讓每個人試一桶酒,用時30分鐘,就可以判斷出哪一桶酒有毒。

這個是“一維”的直線思維,在現實生活中也未嘗不可,好過什麼都不幹。

這樣的解法,答案是:99個人。

解法2:二維法

從二維層面去思考,引入笛卡爾的座標。

把100桶酒擺成10✖️10的矩陣,如下:

接下來:

讓阿拉伯數字編號的1號侍衛(如上圖,黃色),把第1行酒每桶喝一口,一直到10號喝第10行;

讓漢字編號的一號侍衛,把第一列酒每桶喝一口,一直到十號喝第十列;

由於座標的定位功能,假如毒酒在圖中綠色的位置,那麼3號侍衛和二號侍衛都會死,自然可以鎖定毒酒的位置。

但是因為第10行和第十列可以不用安排人,也能獲取資訊,所以可以減少兩個人。‍‍‍‍‍

這樣的解法,答案是:18個人。

解法3:三維法

能否再延伸至三維層面去思考呢?

我們很容易想到,搭建一個5✖️5✖️4的三維模型,正好有100個位置放酒,如下:

接下來(和二維解法差不多):

讓阿拉伯數字編號的1號侍衛(如上圖,黃色),把黃色箭頭這一面牆的酒每桶喝一口,一直到5號喝第5面牆;

讓漢字編號的一號侍衛(如上圖,橙色),把橙色箭頭這一面牆的酒每桶喝一口,一直到五號喝第五面牆;

讓字母編號的a號侍衛(如上圖,藍色),把藍色箭頭這一層的酒每桶喝一口,一直到d號喝第四層;

同理,透過三個維度,也可以鎖定毒酒的位置;

以及,每個維度都可以少一個人。‍‍

這樣的解法,答案是:11個人。

最笨的方法1,會死一個侍衛;方法2會死兩個(或1個,或零個),方法3會死三個(或兩個,或一個,或零個),總之一個維度需要獲取一個資訊,可能會死一個,或者提供零的資訊。

所以題目中有含糊的地方,到底是用最少的侍衛,還是死最少的侍衛?考慮到國王的殘酷,我們姑且認為是前者。

然而,即使聰明如你想明白了上面三個維度的解法,還是沒有找到最優答案。

解法4:二進位制

如果用計算機的思維來分析這個問題,那麼首先考慮如何儲存這100桶酒。100桶酒可以用二進位制7個位元來表示(2的7次方>100)。

上面的解法1到解法3,都是用100個位置儲存100桶酒,只是描述位置的座標,從一維到三維,效率越來越高,所以用的侍衛越來越少。

如果用二進位制呢?

二進位制,是逢二進一的計數編碼方法,只有0和1兩個數位。那到了2怎麼辦?只有往前進一位,變成10。

所以,十進位制的2、3、4、5,二進位制分別表示為10、11、100、101。二進位制廣泛應用於電子計算機的資料處理。

回到我們的題目,計算如下:

第一步:對於每一桶酒的二進位制表示,編碼後,最長的數字是7位數,不足七位前面用0表示;

1號桶是0000001,

2號桶是0000010,

3號桶是0000011,

4號桶是0000100,

100號桶是1100100;

第二步:可以找七個侍衛,從左到右,編號“一”至“七”,每人對應一個位數,從第一位到第七位。

第三步:負責第一位數的侍衛“一”,只要這100桶酒中,二進位制編碼的該位數對應的數字是1,則喝掉此桶酒。

如此類推,每個侍衛喝掉他所負責的位數上數字是1的酒。

第四步:30分鐘後,侍衛按照“一”至“七”,死掉的置為1,活著的置為0。

例如,假如第七桶酒為毒酒,其二進位制編碼是0000111。那麼按照上面的喝酒規則,其五、六、七位都是“1”,所以編號五、六、七的侍衛都會死。

前四個侍衛,遇到這瓶毒酒,因為對應的數字是0,所以都會活。

二進位制的0和1,正好對應了活和死。

根據7個侍衛喝酒後半小時的生死狀態,能夠得出毒酒的二進位制編碼。

這樣的解法,答案是:7個人。

以下,請允許我從一個非專業人士的“感知”的角度,來說說這道題的啟示:

1、第一種方法,是簡單的線性搜尋;

2、第二、第三兩種方法,是增加了維度的線性搜尋,可以理解為交叉搜尋,等價於座標系;

3、前三種解法,維度越高,效率也就越高;

4、因為有“半小時”的時間約定,所以不能用簡單的二分法來解答。所以,第四種解法用二進位制為100瓶酒編碼,進而用0和1對應不喝與喝(也對應了撞見毒酒後的生和死)。

5、那麼第四種用二進位制的解法,是否可以理解為“7維”的解法?

第一種解法有1個維度,該維度上有100種可能。這其中的99種,每種可能都需要1個侍衛去透過喝酒“消除不確定性”;

第二種解法有2個維度,每個維度上有10種可能,每種可能都需要1個侍衛去透過喝酒“消除不確定性”,然後這兩個維度的交叉點,就是毒酒的位置;

第四種解法有7個維度,每個維度上有兩種可能,每兩種可能,只需要1個侍衛去透過喝酒,就可以“消除不確定性”。於是,這七個維度的交叉點(表述為一串二進位制數字),就是毒酒的位置。

在這道題目中,使用二進位制編碼的策略是核心。透過將100桶酒編碼為7位二進位制數,我們能夠用最少的侍衛(7個)來解決問題。

這種方法背後的原因是二進位制的指數效應:每增加一位二進位制位,就可以表示更多的狀態,極大地減少了解決問題所需的資源(在這個例子中是侍衛的數量)。

相比於簡單的線性搜尋,二進位制讓我們進入了一個更高效的“維度”空間。

在這個空間裡,每個侍衛只需要判斷一個“0”或“1”的狀態,就能為100桶酒中的每一桶賦予唯一的二進位制編碼。

這種策略不僅有效地消除了不確定性,還展示了透過增加維度解決問題的力量。

這一過程展現了升維和降維的相互配合:

升維思考:透過引入多個侍衛,每個侍衛相當於引入了一個新的維度,讓我們能夠從更多角度捕捉資訊。

降維行動:透過侍衛生死的二值化狀態,我們將所有複雜性壓縮為一串二進位制資訊,這一資訊指向毒酒的唯一桶號。

二

在上面遞進的解體過程中,將二進位制的方法,類比為7維,是一個有趣的想法。‍‍‍

進而,我們可以用一種更直觀的方式,來闡述“升維思考、降維行動”。‍‍

我喜歡用可感知的思考來理解一些概念,而不是單靠文字本身的解釋。‍

讓我們再來看一道有趣的題目,以感知“維度”。

有三盞白熾燈泡和三個開關,每個開關控制一盞燈泡,但你不知道哪個開關對應哪個燈泡。

你可以進入一個房間控制開關,但燈泡在另一個房間,你只能進入燈泡房間一次來檢查結果。

如何在最短時間內確定每個開關對應的燈泡?

聰明如你,即使知道答案,也不妨從維度的角度重新思考一遍。‍

難題在於,開和關只有兩個維度,要想界定出三個燈泡,必須創造出一個新的維度。

白熾燈的另外一個屬性是發熱,所以可以引入“冷熱的維度”。

解決方法:

開啟第一個開關,保持它開啟。

開啟第二個開關一段時間後關閉它。

保持第三個開關關閉。

然後進入燈泡房間檢查燈泡:

點亮的燈泡對應第一個開關。

熱的但不亮的燈泡對應第二個開關。

冷的並且不亮的燈泡對應第三個開關。

這三種狀態相當於在這個系統中添加了不同的維度:

亮/不亮的維度:開關是否正在控制燈泡。

熱/不熱的維度:燈泡是否曾被開啟過但關閉。

冷/熱的維度:燈泡的物理狀態(熱與冷)提供了額外的資訊。

上面的冷和熱,也是與時間的維度關聯的。

事實上,精確而言,如上方法應該能夠識別出四個燈泡。你覺得呢?

三

用類比和隱喻的方式,來表達一些主題,有“生動性”的優點,也有不精確的缺點。

再次宣告,請你務必僅僅將其視為理解和感知的腳手架。‍‍‍‍‍‍‍

讓我們回到數學和物理。

1854年,黎曼在哥廷根大學發表的演講改變了數學和物理學的程序。他引入了一個革命性的概念:高維幾何學,推翻了歐幾里得幾何的傳統觀念。

(圖片來自網路)

在歐幾里得幾何中,空間是平坦的,二維或三維的,而黎曼發現了空間的彎曲性質,提出可以透過引入更高維度來解釋自然界的現象。

黎曼的幾何學不僅改變了數學的基礎,也為物理學提供了新的工具。

尤其是在1915年,愛因斯坦藉助黎曼的幾何學,提出了廣義相對論,用四維時空的彎曲來解釋引力。黎曼的思想啟發了後來的科學家,使他們進一步探索更高維的宇宙。

歐幾里得幾何學認為兩點之間的最短距離是直線,而黎曼指出,這個定律只適用於平坦空間。

在彎曲空間中,比如球面上,兩點之間的最短路徑是曲線。黎曼透過引入“度規張量”這一工具,能夠精確描述空間在每一點的彎曲程度。

這一創新讓科學家可以用數學來描述任何維度的空間,無論是平坦的還是彎曲的。

更令人驚歎的是,黎曼的理論揭示了“力”可能只是空間幾何變形的結果。

比如,當我們在三維空間中感受到引力時,實際上是因為空間在我們感知不到的第四維中發生了褶皺。這一概念為將來用高維幾何學統一所有物理定律鋪平了道路。

高斯較早前已經提出了平面“書蟲”的思想實驗,黎曼進一步將其擴充:

如果一張紙上生活著二維生物,把它們生活的紙褶皺之後,它們依然會覺得世界是平的,但當它們在褶皺的紙上運動時,它們就會感到一股看不見的“力”阻止它們沿直線運動。

黎曼幾何不僅讓愛因斯坦能夠理解引力的本質,還讓他開始思考,其他的自然力是否也是時空在更高維度中的褶皺結果。

這種思維方式為後來物理學家嘗試統一電磁力、弱力和強力奠定了理論基礎,併成為現代超弦理論的先聲。

黎曼還提出了“黎曼切口”的假設,在這一模型中,兩張紙代表兩個不同的二維曲面,切口則是這兩個曲面之間的通道。

(圖片來自《超空間》)

二維的“書蟲”在自己的世界裡是無法察覺到這個切口的存在的,但如果它無意中進入切口,就會突然出現在另一個曲面上。

這個切口是它們在二維世界中無法理解的,而在更高維度的觀察者眼中,這個過程卻是可以輕鬆解釋的。

黎曼切口可以看作是後來物理學家提出的“蟲洞”概念的早期雛形。蟲洞是一種理論上連線不同空間或時空的橋樑,可以讓物體穿過極端彎曲的時空區域,在看似瞬間移動到另一個位置,甚至是另一個時空。

在愛因斯坦的廣義相對論框架下,黎曼切口的思路進一步發展,成為探索時空結構和多連通空間的一種方式。

物理學家馬裡特10歲的時候,33歲的父親就去世了。他一直渴望建造一臺時光機器。從物理學的角度看,“蟲洞”是實現時光旅行的一種方法。

神秘的時間之箭。

你還記得上面那兩個智力題嗎?靠溫度差別來區分的燈泡和襪子,依然要靠時間來實現。‍‍‍‍‍

溫度,熱力學,時間,我們似乎隱隱約約能看到玻爾茲曼的身影。

四

在電影《星際穿越》中,導演克里斯托弗·諾蘭透過五維空間的設計來表現時間、空間和平行宇宙的概念,尤其在影片結尾,主人公庫珀進入的“Tesseract”(超立方體)成為了關鍵場景之一。

四維的時空,建立在愛因斯坦的理論之上,過去、現在和未來是“平鋪”著的。時間是四維生物能夠感知到的某種“實體”,就像我們對二維世界生物的某種優勢。

電影裡的小布蘭德博士對此這樣解釋:“過去是可以穿行的峽谷,未來是可以攀爬的山峰”。

諾蘭加入的第五個維度,是平行宇宙的概念。

五維空間不僅包含了四維時空,還包括了不同可能性的存在,反映了量子力學中關於平行宇宙的理論。

這意味著,在五維空間中,可以同時訪問不同時間節點和不同的空間狀態。

(圖片來自網路)

在我們日常的感知中,世界似乎是線性的:我們生活在一個三維的空間中,並經歷時間的流逝。

然而,物理學中存在一種更為複雜的理論——如果有第五維度存在,並且這個維度代表的是平行宇宙,那麼我們的宇宙可能只是這些平行宇宙中的一個“投影”。

想象一下,所有的量子事件、選擇和行為就像擲骰子。

每次擲骰子,骰子會展示一個面,這是我們所感知到的“現實”。但在更高維度的五維空間中,骰子的其他面仍然存在,意味著還有無數可能的結果。

平行宇宙理論認為,每一種可能的量子狀態都對應著一個新的宇宙,因此我們當前的宇宙只不過是五維空間中無數可能性之一的“坍縮”結果。

這種理論被稱為多世界詮釋,它告訴我們,每一次選擇和量子事件都可能創造一個平行宇宙。

我們的四維現實——即三維空間加一維時間——是這無數可能性的其中之一。

就像骰子在擲出後展示的某一面一樣,我們的宇宙是基於機率選擇的,其他可能性雖然存在,但我們無法直接觀察到它們。

這為我們提供了一個深刻的視角:我們所體驗到的世界,或許只是無數可能世界中的一個,而真正的“全貌”還隱藏在更高維度的神秘之中。

五

人類到底是如何理解這個世界的?

什麼叫“看到”?

又有什麼可以稱為“知道”?

而在休謨看來,“人類心靈中的一切素材,不管是簡單的還是複雜的,不管是具體的還是抽象的,都無一例外地來自人的感覺經驗。”

他有一段槓精似的驚人陳述:‍‍

實體(substance)觀念是從感覺印象得來的呢,還是從反省印象得來的呢?如果實體觀念是從我們的感官傳給我們的,請問是從哪一個感官傳來的,並以什麼方式傳來的?

如果它是被眼睛所知覺的,那麼這個觀念必然是一種顏色;如果是被耳朵所知覺,那麼它必然是一種聲音;如果是被味覺所知覺,那麼它必然是一種滋味;其他感官也是如此。

但是我相信,沒有人會說:實體是一種顏色,或是一個聲音,或是一種滋味。因此實體觀念如果確實存在,它必然是從反省印象得來的。但是反省印象歸結為情感和情緒,兩者之中沒有一個能夠表象實體。

因此,我們的實體觀念,只是一些特殊性質的集合體的觀念,而當我們談論實體或關於實體進行推理時,我們也沒有其他的意義。

在“看到”一物時,我們不僅僅是接收光線,還透過經驗和知識賦予這個物體意義。

看到一棵樹,我們不僅識別出形狀和顏色,還透過記憶理解這是一棵樹,它可能有著生長、開花、落葉等屬性。

“知道”是一種更復雜的認知過程。我們不僅依靠感官“看到”事物,還要透過思維、推理、記憶和反思來理解事物。

知識的獲取過程常常基於經驗:我們透過觀察、思考、學習、互動等方式形成對世界的理解。

然而,這種知識是否真實或完整?

《科學之死》一書對此解讀道:

蘋果很常見,很多人都愛吃,但蘋果是什麼東西呢?首先,從感官經驗的角度,我們可以說蘋果是紅的、圓的、甜的、脆的、硬的、能解渴的、能充飢的等等;

其次,除此之外,人們一般還會認為,有一個實體性的東西承載著所有感官告訴我們的這些性質,而這個實體性的東西才是真正的“蘋果”。

休謨的意思是,事實上人們對蘋果的認識只能限於上述的第一個階段,至於說是不是有一個實體性的“蘋果”存在,人們是一無所知的,因為這個實體沒有在人的感官當中引起任何印象。

經驗主義的另一位代表人物洛克提出,知識的來源有兩種:

外部感官經驗(透過五感獲取的資訊)和內在反思經驗(對心靈自身活動的反思)。

感官經驗幫助我們接觸外部世界的事物;

反思經驗則是透過觀察我們自己的思維過程來理解抽象概念。

為了解釋我們如何透過感知理解物質,洛克提出了物質的第一性質和第二性質的區分。

第一性質:這些是物體固有的屬性,它們獨立於觀察者的感知存在。無論有沒有人感知,這些性質都客觀存在,如物體的形狀、大小、堅硬度、重量、密度等。

洛克認為,這些性質是物體本身構成的一部分,任何物質都具有這些性質。

第二性質:這些性質是物體在與感知者互動時產生的,它們依賴於觀察者的感官才能存在,如顏色、味道、氣味和聲音等。

洛克認為,第二性質並不直接存在於物體中,而是透過第一性質的作用在感官中產生的感覺。例如,顏色並不是物體本身的固有屬性,而是光線與物體表面的相互作用在我們眼中產生的結果。

人類如何識別一個蘋果?

按照洛克的理論,當我們面對一個蘋果時,我們的感官透過接觸蘋果的不同性質來認識它。

第一性質:形狀,重量,硬度等等;

第二性質:味道,口感,氣味,甚至顏色,等等。

(圖片來自網路)

以我們“早熟”的哲學習慣,看到洛克和休謨的觀點,會感覺非常幼稚,極其囉嗦,這有啥用?‍‍‍‍‍‍

的確有用。

接下來,我們看一下,AI如何識別出一個水果。

六

延續洛克樸素而直白的思想,我們識別一個蘋果,是根據其性質,將其與別的物體、別的水果區別開來,這是一個分類的過程。‍

洛克和休謨槓精似的哲學背後,是對因果論的懷疑,是“人類知道自己不知道”的關鍵一步。‍‍‍‍‍

儘管被休謨們斬斷了因果的“必然”幻覺,但世界的推理並沒有因此而終止。捍衛上帝這一最大“因”的虔誠教士貝葉斯,用自己的數學天賦造出了一架懸梯。‍‍‍

現在,假設我們造出了一個初級的機器人,我們如何教會它識別水果?‍

這個機器人沒有任何人類的常識和經驗,也因此沒有任何“我以為我知道的幻覺”。

它只能像洛克所說的那樣,如同一張白紙,一點點學習。‍

現在,我們把一個未知水果放在它面前,已知它只能知道三個基本特徵:

顏色是黃的,味道是甜的,形狀是長的。‍‍

這個問題對人類來說很簡單。可是對於機器智慧,或者是對於一個初生的孩子,都是個難題。不要嘲笑,在那些我們並不熟知的領域,我們還不如這個初級的機器人。‍‍‍‍‍‍‍

黃色的可能是任何一種水果;

甜味兒是個很主觀的概念,有些人覺得酸甜就不是甜;

長是一個相對概念,還是絕對概念?‍

總之,一切都很模糊,條件十分不充分,但我們必須做出判斷。--這和我們的現實世界非常像。‍‍‍‍‍

洛克和休謨對人類的提醒是,別認為那些顯而易見的東西就是真相,別以為那些理所當然的東西就是因果分明。‍‍‍

所以,本質而言,機器人的任務,是在資訊模糊的情況下,去猜測該水果最有可能是哪一種?

所謂可能,就是機率。

首先,我們要有最基本的資訊,對人類而言是對“第一性質”和“第二性質”等客觀和主觀特徵的觀察與統計,對機器人而言則是獲取資料和訓練資料。‍

(以下案例由網路上未署名文章改寫)

假設我們收集了1000個水果的資料,這些水果包括蘋果、香蕉和梨子。

每個水果都有三個特徵:形狀(是否長)、味道(是否甜)、顏色(是否黃)。

現在,我們要用貝葉斯分類器來判斷一個新水果,它的特徵是“長、甜、黃”。

(圖片來自網路)

從資料中,我們知道:

50%的水果是香蕉,30%是蘋果,20%是梨子。

80%的香蕉是長的,70%是甜的,90%是黃的。

蘋果中沒有長的,50%是甜的,100%是黃的。

50%的梨子是長的,75%是甜的,25%是黃的。

現在我們使用貝葉斯公式來計算這個新水果的可能性。

香蕉的機率:我們計算“長、甜、黃”的條件下,水果是香蕉的機率。P(長甜黃|香蕉) = 0.8 * 0.7 * 0.9 = 0.504P(香蕉|長甜黃) = 0.504 * 0.5 = 0.252

蘋果的機率:蘋果沒有長的,所以機率為0。P(長甜黃|蘋果) = 0 * 0.5 * 1 = 0P(蘋果|長甜黃) = 0

梨子的機率:P(長甜黃|梨子) = 0.5 * 0.75 * 0.25 = 0.09375P(梨子|長甜黃) = 0.09375 * 0.2 = 0.01875

接著,計算分母P(長甜黃):

P(長甜黃) = 0.252 + 0 + 0.01875 = 0.27075

最後計算後驗機率:

P(香蕉|長甜黃) = 0.252 / 0.27075 ≈ 93%

P(梨子|長甜黃) = 0.01875 / 0.27075 ≈ 7%

P(蘋果|長甜黃) = 0

因此,這個水果有93%的可能性是香蕉,7%的可能性是梨子,而不可能是蘋果。

在這個過程中,每一個特徵(如顏色、形狀、味道)都可以看作是一個維度,而貝葉斯分類器透過將這些維度結合起來,從不同的角度對水果進行推斷和分類。

這種方法本質上是對多維資訊的整合,透過各個維度上的資訊貢獻來計算某種結論出現的機率。

機器人費了很大力氣,才計算出一個機率,而人類也許不需要一秒鐘就能夠識別。‍‍‍‍‍‍‍

然而,就像一個孩子學下棋之處顯得很傻,但是可能只需要三個月就能夠戰勝下了三十年臭棋的成年人。

洛克是對的。但是,他的懷疑,並不影響人類基於不完全資訊來推斷未來。

機器透過演算法,例如貝葉斯推理,模擬了人類的推理過程,經驗主義的理念在今天的數字化時代展現出強大的生命力和影響力。

洛克和休謨的深刻思考,儘管在當時或許被視為繁瑣的哲學辯論,卻為現代人工智慧的核心邏輯奠定了基礎。

經驗主義並沒有止步於哲學課堂,而是透過現代技術的實現,重新在矽谷和全球科技前沿煥發出新的火焰。

七

一切皆可計算

有時信仰束縛人的思想,有時信仰令思考者更加狂放。‍

對上帝的堅信,令牛頓在“解釋宇宙”的時候,不會因為因果鏈條的某些缺失而停頓。‍‍

既然有“上帝”設計一切,他只管去探尋設計的規則就好了。引力到底是如何產生的?與距離的平方成反比到底是個什麼東東?牛頓絕不糾結於探索路途中的“無知”,亦不因此陷入虛無主義。‍‍‍‍‍

愛因斯坦是未知論者,所以他要藉助於斯賓諾莎的“萬物之神”的力量。

而辛頓則有賴於“差異化的信仰”,用一生去賭相當長時間內毫無希望的神經網路。

萊布尼茲更復雜一些。他相信這個世界是所有可能世界中最好的一個,但什麼是“所有可能的世界”?難道上帝在扔骰子嗎?難道已知的宇宙還有另外的選項嗎?

一方面相信“神的目的”,另外一方面,萊布尼茲則相信機械論的宇宙,並且這個宇宙是由不可再分的“單子”組成的。而令所有這些彼此不受影響的單子,經由上帝的演算法,如鐘錶般穩妥地執行著。

理性主義的萊布尼茲作為十七世紀的全才,他發明了微積分,提出了二進位制,製造出世界上第一臺能做加減乘除的計算機器。

萊布尼茲堅信,能夠建立起一種普遍的方法,“把一切正確的推理歸結為一種計算”,這一思想成為現代計算機科學和人工智慧的遠祖,預示了“一切皆可計算”的未來。

離散與組合‍

如同原子論或者微積分的思想,計算機科學和人工智慧透過將複雜問題拆解為簡單的、低維的元素(0和1),然後再透過組合形成多維空間來解決更復雜的問題。

計算機透過將一切資訊,無論是文字、影象、聲音還是影片,都拆解為0和1的序列。

每一個0或1代表一個位元位,計算機透過這些位元位的組合,可以表示任何複雜的資料或結構。

這種拆解和組合的能力,是計算機處理複雜問題的核心。

就像在數學的微積分中,連續的函式被分解成無數個小的微小變化(微分),從而能夠精確地理解和計算變化的累積效果,計算機科學的核心也是透過二進位制(0和1)來表示離散資訊,並進行高效的處理。

以影象資料為例,計算機將影象的每一個畫素拆解為數值表示,其中每個畫素的顏色資訊通常以RGB通道表示。

對於一張224x224的彩色影象,它的表示形式為一個三維張量:224 x 224 x 3,其中:

224x224是影象的高度和寬度,表示每個畫素的空間位置。

**3個通道(RGB)**代表每個畫素的顏色強度(紅、綠、藍)。

每個畫素的顏色值本質上也是由0和1組成的二進位制數字,這些數字透過不同的強度值(通常是0到255的範圍)來編碼顏色。

如上,這是將一維的位元組合成更高維的空間,從而能精確表示顏色、位置等資訊。

這種構建方式類似於透過多維度理解現實問題,AI也能夠透過維度的擴充套件與降維操作,更深入地解析複雜的現實世界。維度是處理複雜問題的關鍵工具。

分層處理機制‍‍‍‍‍‍‍

人工智慧的起源可以追溯到公元前400年,哲學家如柏拉圖和亞里士多德提出,大腦在某種程度上類似於一臺機器,利用內部語言編碼知識,透過邏輯推理選擇行動,這為人工智慧的可行性奠定了思想基礎。

此後,數學家們引入了運算邏輯和機率推理的工具,進一步推動了對計算和演算法的理解。

20世紀中期,AI開始從理論走向實踐,隨著技術進步,AI從最初的基於布林邏輯的推理,逐漸轉向機率推理和資料驅動的機器學習。

這一轉變顯著提升了AI的複雜問題處理能力,推動了實際系統的功能改進,並與其他學科深度融合,使人工智慧逐漸成熟為一個多學科交匯的領域。

(以上概述參考了斯圖爾特.羅素的總結。)

在此過程中,深度學習之父辛頓扮演了重要角色。‍‍‍‍‍

辛頓此生對“神經網路”有一種偏執狂般的投入。這個過程漫長而跌宕。‍‍‍‍‍‍‍‍

20世紀中期,神經生物學家大衛·休伯爾和託斯坦·威澤爾透過實驗揭示了大腦視覺系統的分層處理機制:

人類認知過程被視為一種分層迭代、逐步抽象的過程。

辛頓受到的啟發是:大腦透過分層處理逐步提取資訊,人工神經網路也可以模仿這一過程。

他意識到,神經網路可以像大腦那樣,使用多層結構從低階特徵(如畫素或邊緣)到高階特徵(如物件或面部識別)逐層抽象。

辛頓在1986年提出的誤差反向傳播演算法,使多層網路的訓練成為可能,但其真正突破是在2006年,他透過“逐層預訓練”有效地克服了深層神經網路訓練的困難。

深度學習的核心優勢之一,是自動化的分層特徵提取。

繼續我們自由的類比,深度學習可以自己發現維度,自己定義維度,甚至不用對人解釋--有些也解釋不了。‍‍‍‍

傳統的機器學習依賴人工定義和選擇特徵,而深度學習透過多層神經網路逐層自動學習,提取資料中的高層次特徵。

這一過程不需要人為介入,可以從低階資訊(如畫素、聲音波形)中逐步提取出更抽象的特徵(如物體、語義)。這種自動化極大減少了特徵工程的複雜性。

這像是一個逐步升維、從區域性到全域性的理解過程。

每一層的神經網路透過對低維度資訊的處理和組合,提取出更高維的特徵,最終形成對資料的全面認知。

正如爬山、解謎、搭建樂高或繪畫的過程一樣,深度學習透過分層抽象,讓計算機能夠自動從簡單到複雜、從具體到抽象地理解世界。

高維向量‍‍

在機器學習和神經網路中,維度通常指的是特徵空間的大小。

我們輸入的每一個數據點(無論是影象、文字還是其他形式的輸入)都在一個高維空間中表示。

類似於毒酒問題中將100桶酒用7個二進位制位表示,在神經網路中,模型將複雜的輸入資料對映到一個更緊湊的表示空間中,確保透過最低的維度表示出最多的資訊。

我們來透過一個實際的簡單例子,描述大模型和Transformer的工作原理。

假設我們要用一個Transformer模型來完成一個常見任務:翻譯一句簡單的英文句子到中文。句子是:“I love cats.”

1. 輸入的準備:將句子轉化為向量

Transformer模型不能直接處理文字,它需要將輸入的句子“I love cats.”轉化為向量(數字形式)。這一過程稱為詞嵌入(Word Embedding)。

詞嵌入的過程:每個詞都會被轉換成一個高維向量。例如,假設模型使用768維的向量,那麼每個詞都會用一個768維的向量來表示。這些向量不僅僅是隨機數字,它們包含了詞的語義資訊。例如,“love”和“like”在語義上相近,它們的向量可能相似。

因此,句子“I love cats.”被轉換為以下向量序列:

I → [0.5, 0.2, ... , 0.8](768維向量)

love → [0.3, 0.9, ... , 0.1](768維向量)

cats → [0.7, 0.4, ... , 0.2](768維向量)

透過將每個詞轉換成高維向量,模型可以更好地表示每個詞的複雜含義和它與其他詞之間的關係。

這就是升維思考的第一步:將簡單的文字對映到更高維度的空間,從而捕捉它們的複雜語義和語境資訊。

2. Transformer的自注意力機制

接下來,Transformer模型 使用其核心機制——多頭自注意力機制 來處理這個向量序列。

自注意力機制幫助模型理解每個詞與句子中其他詞的關係,併為每個詞在句子中的重要性分配不同的權重。

自注意力機制會為每個詞計算它與句子中其他詞的關係。例如:

透過這種關係的計算,模型可以更好地理解整個句子的結構和含義。

“I”和“love”有關係(主語和謂語)。

“love”和“cats”有關係(動詞和賓語)。

多頭自注意力機制:每個注意力頭關注句子中的不同關係。例如:

一個注意力頭可能專注於“love”和“cats”之間的關係。

另一個注意力頭可能專注於句子的整體結構,比如“主語—動詞—賓語”的模式。

這些注意力頭會從不同角度理解句子的每個詞,使模型能夠生成一個更全面的表示。

類比一下:我們可以將注意力機制類比為毒酒問題中的侍衛,每個侍衛負責檢查一個特定的桶。

每個注意力頭就像一個侍衛,負責檢查輸入中的特定模式。最終,模型透過多個“頭”捕捉到句子中的豐富資訊,類似於侍衛透過喝酒推斷哪個是毒酒。

3. 基於機率的輸出生成

輸出生成是基於機率分佈的。在每一步翻譯過程中,模型並不是直接生成一個確定的翻譯,而是計算每個可能翻譯的機率分佈,並選擇機率最高的詞作為輸出。

例如,當模型要翻譯“love”時,它會計算多個可能的翻譯,並生成以下機率分佈:

模型會選擇機率最高的詞“愛”作為翻譯。

“愛” → 85%的機率

“喜歡” → 10%的機率

其他翻譯 → 5%的機率

最後,模型會輸出句子“我愛貓”。

概括而言,大模型之所以能夠在多個任務上表現出色,主要是因為它們透過大量資料學習到了豐富的高維表示。

這些表示能夠很好地捕捉輸入資料中的模式和複雜關係。

相比於傳統模型,大模型的高維表示具有更好的泛化能力,能夠在不同任務之間遷移學習。

為什麼大語言模型像最聰明的人那些,能夠學習不同領域的知識,並且可以自由遷移?‍‍‍‍‍‍‍

辛頓的解釋非常有趣:

這些大語言模型所做的是尋找共同的結構,透過發現共同結構,它們可以用更有效的方式對事物進行編碼。

讓我給你一個例子,如果你問GPT-4"為什麼堆肥堆和原子彈類似",大多數人都無法回答,他們認為堆肥堆和原子彈是完全不同的事物。

但GPT-4會告訴你,雖然能量和時間尺度不同,但它們都涉及鏈式反應,當堆肥堆越熱就會發熱越快,當原子彈產生的中子越多,產生的中子就越快,所以它們其實都是鏈式反應的形式。

許多人覺得大模型不過是在拼湊人類已有的知識,辛頓認為這是錯誤的。對此我深感認同。我最喜歡向ChatGPT問的問題,經常與打比方有關。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

現實世界中,許多人假裝自己是聰明人,但是有兩點最難偽裝:打比方的能力,和幽默感。

辛頓認為大模型能夠理解知識的本質(至少是從人類角度定義的“本質”),並且把“這種理解壓縮到了它的權重引數中”。

多模態

儘管語言模型已經表現出相當的空間推理能力,但引入多模態處理將使這些模型獲得更深層次的理解和推理能力。

多模態模型整合了來自不同感官的資訊源——如影象、影片、聲音、甚至機器人操作——這使得模型能夠不僅僅依賴語言來學習世界。

多模態模型使得機器可以像人類一樣,在更復雜的“維度”中進行操作。‍

例如,當模型能夠透過視覺看到一個物體,並透過模擬或物理操作與該物體進行互動,它就會更直觀地理解物體之間的空間關係和物理規律。

這種轉變相當於將AI從一個符號處理的世界提升到了一個接觸現實的高維世界,從而讓AI更好地理解物理世界中那些難以用語言描述的複雜概念。

計算既是工具,也是理解世界的視角。

隨著AI技術的不斷發展,我們不僅在追求更強大的計算能力,更是在探索“何為智慧”的本質問題。

從萊布尼茲的普遍計算設想,到當下的大模型和多模態,世界似乎正在逼近一個神秘的邊界——那就是對世界的全面認知,這認知可能不僅僅來自演算法,更或許是人類與機器在複雜維度中的共同演化與創造。

那麼,人類正在逼近“上帝的演算法”嗎?

八

以上“五、六、七”三節,我們探討了人類如何理解世界以及何謂“看到”和“知道”。

休謨透過懷疑因果關係和實體的觀念,提出了經驗主義的核心觀點:

我們所有的知識都來自於感官經驗。

人類在理解世界時,實際上是透過感官所獲取的印象,將這些印象進行組合、記憶和反思,從而形成對事物的認知。

而洛克則進一步區分了第一性質(物體的固有屬性)和第二性質(透過感官與物體互動產生的屬性),為我們提供了一個系統的框架,解釋了人類如何透過經驗識別和分類物體。

這種基於經驗和感知的認知方式,似乎為現代人工智慧提供了某種隱喻——機器透過演算法,尤其是大模型和神經網路,也在執行類似的感知任務。

機器學習模型不具備人類經驗的複雜性,但它們透過多維特徵的整合和分類,能夠在模糊資訊中找到機率上的最佳解。

這種“經驗”不再依賴於人類的主觀感受,而是透過龐大的資料和機率統計進行決策。

隨著大模型的出現,人工智慧透過位元世界中的多維計算,在某種程度上複製了人類從經驗中學習的過程。

就像我們在面對一個蘋果時,透過顏色、形狀、味道等特徵將其歸類為一種特定的水果,機器也透過將複雜資訊降維為高維向量來完成分類和推理。

貝葉斯推理等技術幫助機器在不確定性中進行推斷,模擬了人類在因果關係模糊時依賴機率推理的方式。

然而,大模型帶來的不僅僅是經驗的複製,它透過升維思考進入了更高層次的智慧探索。

大模型能夠透過多層神經網路提取出超越人類感知的特徵,不僅是在我們所理解的空間內“看到”世界,還能在我們無法直接感知的高維空間中進行推理和決策。

正如我們前面所討論的,AI透過“高維空間”在資訊上實現了穿牆破壁,彷彿成為了能夠超越感官侷限的存在。

似乎只有“神”才可以如此。

從最初的人類經驗主義出發,我們透過大模型進入了一個新的認知維度,也標誌著人類對理解世界的新方式:

我們不僅依賴感官經驗,透過數學和定律,經由推理和實驗,還藉助AI來拓展我們的認知邊界,進入那些我們無法直觀感知的高維領域。

AI能夠構建出“上帝的演算法”嗎?

或許,並非如此簡單。

儘管大模型能夠透過高維向量解析複雜的現實,捕捉無數的特徵和模式,甚至超越人類的感知範圍,但它仍然受限於我們所提供的資料和演算法規則。

我們所逼近的,並非上帝的視角,而是人類所能構建的最複雜、最精確的理解工具。

在不斷的升維過程中,我們確實擁有了窺見更多維度的能力,但真正的“上帝演算法”或許仍然超越我們所能觸及的範圍。

我們依然處於對宇宙深層次奧秘的探索階段。透過AI和大模型,我們能夠在多維空間中捕捉到更多的細節,重點也許不是找到終極答案,而是維度的突破。

我個人的好奇之處是:

大模型以及之後的AI,是幫助人類完成愛因斯坦的一樣的宇宙認知革命,還是說我們不再需要人類的知識結構和因果推理?

畢竟,愛因斯坦是一位堅定的因果信徒。並非是他不接受機率化的方法,而是不相信上帝只是在扔骰子。即使是扔骰子,那是一顆什麼樣的骰子?

即使是今天,大部分也無法理解愛因斯坦的相對論。

在相對論的框架中,愛因斯坦提出物質不僅能影響空間,還能重塑四維時空。

《歡樂數學之瘋狂微積分》裡有一個形象的比喻:

太陽並不像盒子裡的保齡球那樣靜止不動,而是像床墊上的保齡球,壓在織物上,扭曲了周圍的時空區域。因此,當一顆行星繞太陽執行,或一個蘋果朝地球的方向墜落時,它們並不會陷入某種牛頓引力無法解釋的痛苦之中,只是在沿著阻力最小的路徑穿過一個彎曲的四維空間而已。

對此,物理學家約翰·惠勒總結道:

“物質告訴時空該如何彎曲,而彎曲的空間則告訴物質該如何運動。”

也許,我們會用一種混合了碳基生物和矽基生物智慧優勢的模式,繼續擴充套件地球文明智慧的邊界。‍‍‍‍‍‍‍‍

一個簡單而生動的證據是:

理論上,一百萬只猴子胡亂敲打鍵盤,一定有一隻能夠創作出莎士比亞的劇作。但是,這個時間卻要比宇宙的生命還要長。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

那麼,為什麼地球上會出現一個叫莎士比亞的人,創作出那麼多劇作?

我的這個思想實驗,一定會有機率上的先後設定問題。即使如此,下面的答案依然是有利於人類的:‍

因為莎士比亞並不是一個在鍵盤前隨機敲打的猴子,他是基於全體人類的一個知識模型來創作的,包括語言,符號,傳說......甚至可能還夾雜有尼安德特人在篝火旁的故事。所有的在地球上存活的人,都從機率的角度,幫助了一個叫莎士比亞的人消除了雜亂,100%地創作出偉大的作品。‍‍‍‍‍‍‍

也許人類的故事才剛剛開始。

在這一程序中,許多時候,維度的突破可能會是關鍵。

從維度的角度,我們更容易理解愛因斯坦的那句名言:

我們不能用製造問題時同一水平的思維來解決問題。

(The significant problems we face cannot be solved at the same level of thinking we were at when we created them.)‍

而所謂更高的水平,往往是基於維度的。

九

關於思維或者認知的維度,我不打算做一些老生常談的陳述。‍‍

我想談及三個關鍵詞:

厚薄、Taste、隨機。

厚薄

圍棋是最複雜的遊戲之一,規則卻很簡單,在一個19✖️19的二維格子上,演繹出比宇宙間所有原子數量還要多的變化。‍‍‍

一個圍棋高手最厲害的地方是什麼?

他能夠從更高維度去理解一個局面。

20世紀最偉大的兩個棋手之一吳清源,在晚年提出了“六合”圍棋。‍‍‍‍‍‍‍‍

所謂“六合”,指的是四方(東南西北)和天地(上下)。

吳清源認為:棋的一子一子必須和所有的方面相和諧,追求的是恰到好處地處於當時的位置。

不止是重視中腹,六合之棋的“天地”之維度,超出了棋盤平面的二維世界。

在一個僅有二維的棋盤上,哪有什麼天地呢?‍‍‍

他解釋說:子是有厚度和重量的。

所謂棋的厚與薄,外勢與實力,實質上與時間有關。

圍棋很有趣--由於棋子並不具備可移動性(除非被吃),圍棋的過去和現在是被壓縮在一個座標化的棋盤上的。

我在人生演算法裡,說人生像是很多個切片串起來的。

圍棋則像是將這些切片層層疊放在一起。

這就是“厚”和“薄”。

理解並區隔圍棋的厚勢與實利,與許多重要的智慧“同源”。‍‍‍

20世紀最偉大的兩個棋手之二李昌鎬,有一個被廣泛誤讀的名言:‍‍‍‍‍

我的每手棋只追求51%的效率。‍‍‍‍‍

也許這個話題值得另外寫一篇。對此我的一個簡單解構是:‍‍‍‍‍‍‍

假如綠皮火車和高鐵一樣價格,你選哪一個?

除非你要體驗一下新奇或者懷舊,當然是高鐵。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

那麼,假如有一手棋的效率是51%,另一手棋的效率是81%,如果代價是一樣的,為什麼要選擇51%的,而不是81%的?‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

對於一個職業棋手而言,每一盤棋的目標是非常明確的:

令“比對手至少領先半目”的結果機率最大化。‍‍‍

李昌鎬也不例外。‍‍‍

他所說的51%,其實是關於區域性最優和全劇最優的取捨:

某一手棋A,就區域性效率而言,是51%,全域性效率是81%;‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

另一手棋A,就區域性效率而言,是81%,全域性效率是71%。‍

那麼,當然是選擇51%的A。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

李昌鎬尤其擅長在領先的局面下,迅速縮短戰線,把棋盤“變小”。他會主動走一些看起來不是最優的招法,但是卻能消除掉那些不確定性因素,從而把優勢變成了勝勢。‍‍‍‍

吳清源和李昌鎬的秘密,都與愛因斯坦的四維時空宇宙觀有相通之處--‍‍‍‍‍‍‍‍

在圍棋這樣一個基於二圍棋盤的遊戲中,他們比對手有著維度之上的碾壓優勢。‍‍‍‍‍‍‍

這也是天才棋手和厲害棋手之間的最大區別所在。‍‍‍

Taste‍‍

楊振寧曾在紐約州立大學石溪分校遇到一個15歲的學生,這個孩子非常聰明,輕鬆地回答了他提出的幾個量子力學問題。

楊振寧接著問他:這些量子力學的問題,哪一個你覺得是妙的?

然而,他卻講不出來。“對他講起來,整個量子力學就像是茫茫一片。”

楊振寧對他的看法是:儘管他吸收了很多東西,可是他沒有發展成一個Taste。

什麼是Taste?似乎模糊。

還是讓楊振寧來解釋吧:

“......學一個東西不只是要學到一些知識,學到一些技術上面的特別的方法,而是更要對他的意義有一些瞭解,有一些欣賞。

假如一個人在學了量子力學以後,他不覺得其中有的東西是重要的,有的東西是美妙的,有的東西是值得跟別人辯論得面紅耳赤而不放手的,那我覺得他對這個東西並沒有學進去。“

楊振寧說在西南聯大七年,對他一生最重要的影響,是對整個物理學的判斷,已有自己的Taste。

接下來這些內容稍顯多餘,但是對於教育的啟示太大了:

楊振寧自幼喜愛觀察自然,表現出強烈的愛美之心與好奇心。

父親是數學家,楊振寧從小接觸數學書籍,打下了紮實基礎。

在西南聯大期間,受到名師教授數學、物理及中文閱讀與寫作。

楊振寧的學術啟蒙得益於吳大猷和王竹溪兩位導師,分別引導他進入對稱原理與統計力學領域。

所以,Taste像是一個人認知世界的多元思維中的高維鳥瞰,未知世界裡隱秘的關聯--哪怕只是關聯的投影。‍‍‍‍‍‍‍‍‍

我們可以說,喬布斯是個很有Taste的人,這不是指藝術上的Taste,或是品味上的Taste,而是他能夠橫跨科技、藝術、商業,來做出一個超越時間的判斷。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

前面說的吳清源的對圍棋的天才感覺,也是一種Taste。‍‍‍‍

也許每個人在獲取知識和發展認知的過程中,都是在構建和訓練一個自己的大模型。‍‍‍

所謂的Taste,就是在”茫茫一片“的神經網路之中,形成的某些石破天驚的重要連線。‍‍

這和Transformer倒也有可以類比之處。‍

Transformer透過自注意力機制,允許模型在不同維度上“看到”資料之間的相關性,提取出最關鍵的連線。

同樣地,Taste也是透過對資訊的深刻理解,能夠超越表面,找到那些石破天驚的關鍵連線。

因此,Taste不僅是一種對知識的理解,更是一種超越時間和空間、對事物本質的高維度判斷。

人們說,大模型時代,一個人重要的能力是提問。

然而,如果沒有Taste,不可能問出了不起的問題。‍

最近一段時間,有些人鼓吹硬科技,重理輕文。可如楊振寧所說,如果沒有Taste,而總是追求有用,可能很難走得遠。‍‍‍‍‍‍‍‍

愛因斯坦也有類似的觀點:

“在一定程度上而言,科學家對自然深層次美的領悟和熱愛,以及所具備的形而上的審美判斷力決定了其研究所能企及的高度。”

這一段落所說的Taste,和上一段落說的厚薄,都像是某種“直覺”。用愛因斯坦的話來說:

“真正有價值的是直覺。在探索的道路之上,智力作用不大。”

這種直覺,也是他眼中“由哲學的洞察力所創造的獨立性”,能夠幫助科學家避免陷入“見樹不見林”,愛因斯坦認為這“正是一個工匠或專家,與一個真正的真理追尋者之間,最大的區別。”

隨機

看起來,不管是厚薄,還是Taste,都是某種只可意會不能言傳的東西。‍‍‍

那麼,機器智慧是如何感知圍棋的“厚薄”的?早在2016年,阿爾法狗已經碾壓了人類自以為無法被超越的“靈性”。‍‍‍

AI可以擁有楊振寧所說的那種Taste嗎?

起初,計算機像是一種純粹的基於邏輯推理的機器,直至不確定性和隨機性被引入。‍‍‍‍‍‍

辛頓的玻爾茲曼機代表了人工智慧發展中的一次關鍵突破。

最早的神經網路,如霍普菲爾德網路,更多是基於確定性原理來處理資訊,擅長記憶和補全任務。

它透過逐步最小化能量進入“能量井”,達到記憶模式的重現。

然而,這類網路的侷限在於,它們只能處理已經學習過的模式,而無法創造新的模式,也無法理解資料的內在結構。

辛頓的貢獻在於引入了不確定性和隨機性。

他提出的玻爾茲曼機透過模擬物理系統中粒子的隨機運動,捕捉資料的機率分佈,從而生成新的資料。

這個系統不再總是選擇最低能量狀態,而是根據波爾茲曼分佈,機率性地做出決定。

這一創新讓機器學習模型從固定的邏輯跳躍到靈活的隨機領域,就像爵士樂手能夠在固定的音樂結構中即興創作。

在物理學中,路德維希·波爾茲曼透過研究氣體分子運動中的能量分佈,提出了著名的波爾茲曼分佈。

他發現,物理系統中低能量狀態的粒子比高能量狀態的粒子出現的機率更大,這種機率與粒子的能量成指數關係。

簡單來說,系統中更穩定的狀態出現的機率更大,而高能量狀態雖然可能出現,但頻率較低。

這一觀點將隨機性帶入了物理學核心概念。波爾茲曼解釋了為什麼在微觀層面上,粒子之間的碰撞會導致能量的分佈不均勻,進一步揭示了宏觀系統中的不確定性。

這為量子力學中的機率解釋奠定了基礎。量子世界中的每個事件都遵循某種機率規律,精確預測每個單獨事件幾乎不可能,但可以透過機率統計對整體行為進行推測。

這種隨機性也滲透到了社會和金融領域。塔勒布的第一本書就叫《隨機漫步的傻瓜》。

在人生中,隨機性也扮演著關鍵角色。正如人類無法預知未來的一切細節,我們的命運也往往受到各種隨機因素的影響。

真正的智慧不是消除不確定性,而是在升維思考中擁抱隨機性,藉助機率找到那個最佳行動方案。

《人工智慧:現代方法》寫到:

“按照常規的理解,邏輯要求關於世界的認知是確定的,而實際上這很難實現......機率(probability)論填補了這一鴻溝,允許我們在掌握不確定資訊的情況下進行嚴格的推理。”

也許隨機性帶來了混亂,帶來了不安,但是,隨機性也是生命之源,是能量之本嗎,甚至也是時間的秘密。‍

假如熱力學第二定律決定了孤立系統會自發地朝著最大熵狀態演化,為什麼地球上會出現生命?為什麼人的大腦能夠以如此複雜的機制去思考宇宙?‍‍‍‍‍‍‍

玻爾茲曼的解釋是:

我們觀測到的低熵世界來源於高熵宇宙的隨機漲落。

大的漲落可以造成熵很低的狀態,機率也很低,但在宇宙廣闊尺度下仍然會發生,而我們自身的存在也是來源於這種漲落帶來的低熵世界。

一個奇怪的演繹是:如果宇宙可以透過某種隨機波動從虛無中冒出來,那麼相比之下,更簡單的東西,比如一個大腦,隨機出現的可能性會更大。

想象一下,你正坐在沙發上刷這篇文章,感覺一切都很真實。

可根據“玻爾茲曼大腦”的假設,你有可能根本不在客廳裡,也沒有在看電影。你只是一個孤立的大腦,突然從虛無中“蹦”出來,帶著完整的記憶和感知。

儘管這個大腦只會存在極短的時間,然後很快消失,但在那短暫的一瞬間,它堅信自己正處於一個完整的、真實的世界裡——正在和舒適的沙發上享受本文的摧殘,然而這一切只是大腦的幻覺。

另外一個懸念是:隨機漲落中生成的人類,有機會更長久地避開熵增定律,逃離死寂的命運,去宇宙深處探尋秘密嗎?‍‍‍‍‍‍‍‍‍

十

請AI幫我為本文總結出10條有價值的思考工具和行動指南--雖然有點兒多餘。

1、升維思考:更高維度和多維度分析

在遇到複雜問題時,引入額外的維度(如時間、溫度、空間)幫助你從多個角度進行分析。就像在毒酒問題中從二維升到三維,再到“七維”,增加維度可以發現更多的資訊和解決方法。

2、降維行動:全域性壓縮與奧卡姆剃刀

在面對複雜問題時,降維行動不僅是簡化思維,而是基於對全域性的深刻理解,將冗餘資訊壓縮,保留最核心的要素。

就像奧卡姆剃刀的原則——去除不必要的假設,選擇最簡潔的路徑。

透過全域性的思考做出區域性的行動決策,確保簡化後的方案依然有效並且精準,避免因過度複雜而拖延或增加不必要的風險。

3、成為有Taste的人:培養獨特的判斷力

透過積累知識、體驗和反思,逐步建立對事物的“感覺”,培養你自己的Taste。‍

Taste 是判斷力的高維版本,能夠幫助你迅速分辨重要資訊,提升你的洞察力和決策效率。

4、機率思維:接受不確定性並最佳化決策

現實中常存在不確定性,採用機率思維可以幫助你在不確定中找到最優方案。透過貝葉斯推理或隨機策略,訓練自己根據有限資訊做出合理的推斷,並擁抱不確定性。

5、訓練你大腦的大模型:持續的權重更新

在深度學習中,權重更新透過反向傳播不斷調整模型,使其表現越來越好。

類似地,我們在生活中的每一次嘗試、成功或失敗,都可以視為對自我權重的“更新”,透過不斷反思和調整行為策略,最佳化自己。

將每一次失敗視為反向傳播的反饋,不斷調整你的思維和行動模式。以成長為目標,注重逐步最佳化,而不是尋求一次性的成功。

6、擁抱隨機性:把握你的機率權‍‍

利用變化中的機會隨機性不僅是混亂的來源,也是機遇的來源。

在你的工作和生活中,適當引入隨機性的概念,在多種可能性中大膽嘗試,利用“漲落”帶來的突破,找到隱藏的解決方案。

7、建立人生的估值函式:以終局目標為導向採取行動

在行動時,不要追求最完美的選擇,減少不必要的思維複雜性。類似於李昌鎬在領先時縮短戰線的做法,鎖定目標後迅速行動,避免過度最佳化帶來的拖延。

8、時間維度利用:加入時間因素來解決問題

在現實世界裡,總是可以看到但又被忽略的,是時間。

長期主義,必須將時間和空間整合成一個系統。

透過觀察事物在時間上的變化來做出判斷,將時間因素融入決策,提升長遠的判斷力。

9、可操作的二進位制思維:把所有複雜難題簡化為二選一

學習二進位制的思維模式,幫助你在複雜情況下簡化決策。透過將問題拆解為“是/否”、“0/1”形式,快速找到核心點,這種思維方式有助於提升處理複雜問題的效率。

10、提問的藝術:用高維問題開啟局面

大模型時代,人類最強的能力是提問。培養提出優質問題的能力。讓AI幫助你在探索過程中找到突破點。

最後

也許你還記得本文以盲人的難題開頭,請允許我用盲人的故事結尾。‍‍‍‍‍

盲人失去了觀察這個世界最重要的維度之一:視覺。這是普通人無法理解的沉重和不公。‍

而有一位盲人不僅失去了視力,還失去了聽力。‍‍

一個人處在這樣一個黑暗的、無聲的世界裡,該如何活下去?

我想分享的故事的主角是海倫·亞當斯·凱勒,她在19個月大的一次疾病中失去了視力和聽力。

1924年2月1日,紐約的WEAF廣播電臺播出了紐約交響樂團現場演奏的貝多芬第九交響曲。

海倫·凱勒在家裡“聽”了這場音樂會。如下圖:

後來她寫信給紐約愛樂,分享了自己的體驗。以下是該信。‍‍‍‍‍‍‍‍‍

(中文翻譯來自網路。)

親愛的朋友們:

雖然我既瞎且聾,我仍然懷著歡躍之情告訴你們:昨晚我度過一段光輝燦爛的時光,靠著收音機聆聽了貝多芬的《第九交響曲》。

我並不是說像其他人一樣“聽到”音樂;我也不知道是否能讓你們瞭解,我如何能從交響曲得到快樂。這連我自己都驚訝不已。

我早已從雜誌上讀到收音機帶給盲者的幸福:它能帶領看不見的人到任何地方去。

我很高興知道盲者獲得了新的樂趣來源;但我從未夢想能得到和他們一樣的快樂。

昨晚,當家人聆聽你們精彩的演出這不朽的交響曲時,有人建議我把手放在收音機上,看看我能不能感受到任何各式各樣的震動。

他旋開收音機的喇叭蓋,於是我輕輕碰觸敏感的震動膜。我驚奇地發現我能感受到的不只是震動,而且是充滿熱情的節奏、以及音樂的悸動和湧蕩!發自各種不同樂器的震動交纏並融合在一起,使我陶醉不已。

我能確切分辨短號、急切的鼓聲、低音的中提琴和優雅合奏的小提琴。當小提琴淹漫並鑽犁過其它樂器的最低音調時,它的演奏是多麼地美妙!

當人聲從和聲的波濤中顫慄躍出時,我馬上分辨出它們是更加狂喜、迅速上揚如燃燒的火焰,直令我的心跳嘎然而止。

而女聲部的歌聲似乎具備了天使般的聲響,在美麗而鼓舞人的聲音洪流中和諧湧動。

接著所有的樂器和人聲一起爆發出來——像在天堂搖盪的海洋——然後像風一樣漸微漸消,於甜蜜音符的柔和沐浴中結束。

當然這不是“聆聽”,但我確知這些音符與和聲傳達給我雄美和壯麗的情愫。同時我感受到——或者我自認為感受到——自然的溫柔歌聲唱進我手中;感受到搖擺的蘆葦和風、以及潺潺的溪流。我以前從未因這麼多的音調震動而狂喜過。

當我聆聽時,黑暗和旋律、陰影和聲音充滿整個房間,我忍不住想到傾注如此甜蜜洪流給世界的這位作曲家,竟是和我一樣耳朵聾了。我驚訝於他不滅的精神所產生的力量,從他的痛苦中為別人粹練出歡樂——而我坐在這兒,用我的手感受這神奇的交響曲,彷彿海洋一般拍擊著他和我兩人寂靜的靈魂海岸。

這是一篇令所有能聽見、能看見的人汗顏的文字。

為什麼失去了觀察世界的很多個維度,海倫·凱勒依然比絕大多數健全的人更能感知這個世界的秘密?

她自己曾經給出過答案:‍

“世界上最好和最美的東西是看不到也摸不到的……它們只能被心靈感受到。”

也許靈魂,才是一個人最重要的維度。

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