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博文

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学徒(后记)

我从事数据科学工作,写这篇小说的最初动机来自于技术上的兴趣。随着人工智能技术的发展,常有人担忧未来很多工作都会被机器取代。又有人说,无论科技怎样发达,艺术创作永远无法被人工智能取代。于是我想,假如做一个人工智能艺术创作的项目,要怎么选择具体的课题?会遇到什么技术难关?怎样验证项目成果?思来想去,一个故事在脑海中渐渐成型了。 这篇小说篇幅不长,写作的时间却不算短,前后用了整整三个月(2019年六月至八月)。写作过程中主要遇到了三个难点: 一是文中涉及许多科技知识。为了写这篇小说我读了不少文献,尤其是历届Rencon大赛(Performance Rendering Contest,感兴趣的读者可以自行查阅)的论文。由于小说体裁限制,文中涉及的科技知识都是用通俗手法阐述的,或许细节不够精确,但全都有根有据。 二是钢琴音乐的描写。为了描写人工智能如何演绎巴赫、贝多芬、肖邦,真的让我煞费苦心,音乐会那一章简直是呕心沥血才写出来的。我每天都要抽时间听古典音乐,然后问自己:如果我真的开发出了能像天才一般演奏钢琴的人工智能,它的首场音乐会要弹哪些曲目?今天听的这首能不能入选?写作过程中我还咨询了一些弹钢琴的朋友,非常感谢他们的帮助。 三是情节处理与人物塑造。通过前面的介绍,我想读者能看出我的创作思路,我主要想表达的是对于科技与艺术的探讨。我采用了纪实文学的风格,就是因为这样更容易阐述多方观点。中篇小说的篇幅不好施展,难免顾此失彼,导致情节与人物上的薄弱。我希望读者能更多地关注我着力描写的部分。如果有读者由此而对人工智能产生兴趣,或是按照文中的曲目找古典音乐来听,那我就心满意足了。 最后感谢您的阅读,如果您对人工智能与古典音乐有什么想法,欢迎探讨指教。

学徒(八)

根据相关机构统计,学徒演奏会直播在全球的观众人数达到了三十亿。电视重播与网上视频的点击就更加不计其数了。这是一场名副其实的世纪演出,成了全人类的共同记忆。 路璐的担忧并没有成真,钢琴家不但没有被淘汰,反而过得更好了。虽然学徒证明了人工智能的演奏实力,但是成本太高,距离商用化还有很长的路要走。而且学徒缺少沟通能力,目前还不适合与乐队合作,只能独奏。短期来看,学徒的演出提高了钢琴的曝光度,大众对钢琴的热情反而更加强烈了。职业钢琴家的演出机会多了,音乐会票房激增,钢琴教学机构的报名人数更是数倍于以往。如果有一天,学徒的造价能降低到合理的范围内,钢琴家的饭碗恐怕真要不保。也存在一种乐观的观点,认为人总是偏好人类的演出,机器的演奏水平再高也取代不了人类钢琴家。至于结果究竟如何,只能等待时间的验证了。  想听学徒的现场演奏很难,听录音就容易多了。学徒的音乐会录音发售后,很快就成了年度最畅销的音乐专辑。在音乐市场的巨大成功,使得学徒成了有史以来商业回报最快、收入最高的人工智能项目。沉思公司计划逐年发布新专辑,系统地演奏经典作品。最支持这项企划的就是路璐这样的职业钢琴家,学徒的专辑将成为最佳的学习材料。路璐相信,通过向学徒学习,人类钢琴家也能达到同样的高度。 至于学徒项目在技术上的下一步发展,短期目标是提高协作能力。王博士提议开发学徒二号,两位学徒共同演绎双钢琴作品。除钢琴外,学徒还可以学更多的乐器。也许有一天,能实现全部由机器组成的交响乐队。王博士的最终目标是让学徒自己作曲。在人工智能技术发展过程中,有无数的难题等待着科学家们去挑战。 作为旁观者的沈沛,他的人生也在不经意间被改变了。他在这一年里一直跟踪报道学徒项目,这一经历使他重新燃起写作热情。他决定投身于纪实文学创作,把人类最美好的一面——也即是对真与美的追求——真真切切地记录下来。沈沛感受到奔涌向前的时代洪流,每个人都是洪流中渺小而又重要的一分子。 人类文明的历史,正在翻开新的一页。

学徒(七)

转眼到了秋高气爽的时节,学徒的钢琴独奏音乐会如期而至。这场音乐会可谓声势浩大,举世瞩目,公开售票十分钟内门票就卖光了。为了保证音响效果,古典音乐厅的观众席位有限。这场音乐会选择了一座近年修建的音乐厅,采用了最顶尖的建筑声学设计,总共也只有三千五百个席位。而且,实质上只有五百个席位是向公众出售的,其它席位早就被众多音乐家、科学家以及各界名流预定了。沈沛由于记者身份获得了一个大后排的工作席位,已经感到荣幸之至。这次演出在全球同步直播,不能亲临现场的观众只好守在屏幕前了。 会场外硕大的海报上,印着学徒弹钢琴的画面。不过这个学徒与沈沛当初见过的那台怪模怪样的机器在外形上大不相同。为了宣传效果,沉思公司与零熵旗下的另一所分公司合作,给学徒换了一个人形的身躯。宣传图中的学徒是个表情严肃的铁皮人,两只大眼睛让人忍俊不禁。在演奏会之前,沈沛对后台工作的王博士进行了一段匆忙简短的采访。王博士对这个机器人外形很不以为然,他觉得人形身体不过是装饰品罢了。不过,大众对这个形象的反响倒是相当好。 沈沛还远远地望见了路璐,可惜没找到机会采访。路璐盛装出席,在人群簇拥中依然闪亮夺目。进入会场后,路璐坐在了最前面的贵宾席。 自从出道以后,路璐忙于表演与练习,已经很久没有听过别人的演奏会了。这次居然是听机器人的独奏,真是难以想象。身为音乐界的代表,路璐今天绝不是一个普通的观众,事后她必然有责任点评这场历史性的表演。学徒的水平究竟如何,今天终于能一见分晓了。 学徒登场了,迈着机器人式匀速平稳的步伐。它走到钢琴前,向着观众深鞠一躬,然后转身坐下。它的动作略显滑稽,隐约可以听见人群中轻微的笑声。当它抬起手来,做出准备演奏的架势,全场立即肃静下来。 路璐想起自己第一次在观众面前独奏的情形,当时紧张的不得了,以至于没能完全发挥出自己的水平来。学徒显然比人类稳健多了,毫不动摇地开始了演奏,欢畅、愉悦的音符流泻而出。 第一首是莫扎特的《D大调回旋曲》。这首曲子富有活力,清新舒畅。路璐仔细观察着学徒的动作,它坐姿极为端正,上半身近乎一动不动,只有两只手臂轻柔舞动。路璐注意到它的手掌平铺在琴键之上,高度相当低,几乎贴在琴键上。它细长的手指动作非常细微,收展自如。学徒的整体动作幅度很小,给人一种举重若轻的感觉。路璐心想,这机械手指看似纤细,实际上不知有多强大的力量。假使人类也用同样的姿势弹琴,

学徒(六)

沈沛曾经期望的轰动效果终于出现了。包括沈沛所属公司在内的众多新闻媒体对其轮番报道,学徒成了国际上最重大的新闻,已经远远超出了科技新闻的范畴。如果说之前大众对人工智能的反应还包含着玩笑的意味,这次则是真真正正地被惊讶到了。在过去,各地的人工智能道德委员会并不为人注意,现如今他们的工作则逐渐浮上台面。如何面对人工智能,如何理解人工智能与人类之间的关系,如何将人工智能融入人类社会,这些问题不再是玩笑,而是迫在眉睫的真实问题。 一如既往地,沈沛对学徒项目投入了巨大的热情。他尝试阅读了沉思公司近期发表的论文,争取做出科学准确的报道。一些具体的技术细节超出了沈沛的理解能力,但是整体的实验思路还是非常清晰明了的。沈沛赞叹于沉思公司设计实验时的深思熟虑,各种情况都照顾的面面俱到。 任何热门新闻都会引起争议,这次也不例外。多数声音是颂扬科技的进步,也有一部分人认为媒体过于夸大其词。唱反调的人中就包括著名的青年钢琴家路璐。 路璐与沈沛年龄相仿,可是她成名极早。沈沛还在上小学的时候,路璐已经在国际钢琴比赛中扬名了,现在更是被公认为世界顶级的钢琴艺术家。也许是因为天才人物生来与众不同,路璐一直以特立独行著称。比如说古典音乐一向给人严肃高雅的印象,无论表演者还是观众都庄重着装,路璐却喜欢穿时尚性感的短裙,大胆地展露自己的姣好身材。尽管惹人议论纷纷,她却对此不屑一顾。此外,路璐还喜欢在网上发表言论,褒贬时事毫无顾忌。她直来直去的发言惹火了不少人,真诚的态度也赢得了普通民众的喝彩。总而言之,这位钢琴女王常年处于舆论焦点,这次的大胆发言也保持了她一贯的风格。 沈沛读了路璐在社交网络上的几条发言,她说听过学徒在网上公开的几段录音后,觉得不过尔尔。她读到一则留言,说人工智能将取代钢琴家,钢琴家们的饭碗即将难保,这一下子惹火了她。路璐义正言辞地抨击国民音乐素质低下,缺少基本的古典音乐欣赏能力,无力区分艺术高下。她说,满足于机器演奏的人都对古典音乐尚未入门。 读过路璐的发言后,沈沛灵机一动,心想能不能采访路璐,让她尽情发表一下高见呢?沈沛在科技板块工作,一般来讲没有机会接触路璐这样的明星,不过这次或许是个好机会,借由明星进一步扩展科技新闻的受众。沈沛随即与娱乐版的同事联系,要到了路璐经纪人的电话,向经纪人表达了采访的意愿。当时沈沛并没有抱太大期望,没想到路璐居然真的同意了。一周后两小

学徒(五)

时间倒退回三个月前。当第一波新闻宣传结束后,沉思公司正式展开了下一步企划。媒体的反响很不错,可这对于沉思公司来讲远远不够。沉思公司有着改革人工智能技术的远大目标,并不满足于浮于表面的大众关注。为了取得学术界的认可,沉思公司需要更严谨、切实的科学结论。学徒能演奏钢琴,但是到底演奏得有多好呢?作为人工智能,学徒的表现有多接近人类呢?找出这些问题的确切答案,才算真正证明了学徒的科学意义。 想要评定学徒的钢琴水平有多好、多接近人类,并不是一件容易的事。音乐的评判是主观的,不能像测量长度、质量、速度一样给出精确的数值。评判人工智能的好坏就更困难了。人工智能的发展仍处于初级阶段,没有一个世所公认的衡量标准。所以,沉思公司决定自行设计一套实验检测方案。如果设计成功,很有可能成为人工智能业界的一项基准化测试,在将来获得广泛的应用。 虽然明知不太可能成立,沉思公司的研究人员在一开始时还是尝试了建立一套机械化的数值测量体系。测试内容是演奏数首经典钢琴曲,其中包括了巴赫、柴可夫斯基、肖邦等著名音乐家的作品。测试的指标是演奏速度、强度、音符时长等数值。同时,研究人员统计了大量人类钢琴家的演奏数据,同样记录了以上的数项指标,以其作为基准参考数值。最后,将人工智能的测试数值与人类基准数值相比较,差异小于某个阈值则算为通过测试。 在实际进行之后,研究人员发现:由于人类钢琴家的演奏风格不同,基准参考数值本身存在比较大的方差,很难确定一个准确的范围。如果范围定的过大,几乎任意演奏都能通过测试。如果范围定的过于狭窄,那么连人类的演奏都可能被误判为机器演奏。 经过一段时间的调研过后,研究人员终于得出结论:要创造一个能判断演奏者是不是人类的程序,其难度不亚于开发一个演奏水平接近人类的人工智能。如此规模的项目,在短期内不具有可行性。 既然机械测试被排除,那么只剩下显而易见的唯一选项了,就是让人类来评判。于是有人提出进行图灵测试。 图灵测试是人工智能领域的著名测试,用来检测机器是否拥有智能。其大概内容是,测试人员与两个测试对象(分别为机器和人类)彼此不能看见,只能通过文字交流。测试人员可以向两个测试对象用文字提问,测试对象要作出回答。根据回答,测试人员要判断哪个是人类,哪个是机器。如果无法判断,那么就认为机器通过了图灵测试。 这个测试的核心思想是:我们很难对智能下定义,人类是唯一

学徒(四)

王博士的解说完毕后,正式采访告一段落。离开研究所之前,工作人员向沈沛提供了数段学徒的音乐录音。回旅馆的路上,沈沛一边听录音,一边整理自己的思绪。仅仅一天的采访,内容却极其充实。沈沛在脑海中构思文章结构,试着梳理出一条清晰的思路来。 沈沛向自己发问,作为一个旁观者,自己有怎样的感受? 首先,最强烈的感受就是高科技带来的震撼。沈沛作为科技新闻工作者,对新技术新产品已经见怪不怪了。但是这次听到学徒的音乐,沈沛确实被惊到了。在研究所听两首钢琴曲时的强烈冲击,一直在脑海中挥之不去,真可谓余音绕梁。在路上听的几段录音都是片段小样,而且耳机无法重现钢琴现场表演的效果,给沈沛的冲击力有所减弱,可是高超的艺术水准依然显露无疑。所以,文章的重点一定是突显技术创新,宣扬这是多么杰出的一项发明。与此同时,沈沛也知道音乐的魅力很难用语言来形容。几段录音小样也只能作为参考,和现场的差距太大了。如果没有足够的音乐修养,很难从中听出子丑寅卯来。对于绝大多数的新闻读者来说,光靠音乐是没用的,一定要详细说明学徒与此前的技术(诸如自动钢琴等等)的决定性差异,点明技术上的突破。 再有,这项发明最重要的意义绝不单单是演奏钢琴,而是人工智能在艺术领域中首次取得重大成果,是人工智能技术发展历史上一座新的里程碑。既然这项技术能应用在钢琴上,将来会不会应用于绘画、文学中呢?虽然沈沛没有足够的知识在技术层面进行评判,但他相信学徒一定会给无数科研工作者带来灵感。正如他一开始以新闻工作者的本能所意识到的,这将会是一个历史性的转折点。 此外,王博士在讲解时的激情也感染了他。学徒是一个长达数年的艰苦项目,充斥着技术难题。钻研一个科学项目无异于一场前途未卜的冒险。像王博士提到的,没有人能事前预测这个项目成功的概率,有些人中途丧失信心选择退出。能够坚持到最后,不但需要智慧,还需要勇气,需要责任感,更需要对科学的热爱。沈沛通过这些年来对科研工作者的观察,发现取得成就的人无不对科学抱有巨大的热情。在普通人眼里,科学研究是枯燥无味的。学校里的数学、物理课不知道给多少人留下了痛苦的回忆。而对于热爱科学的人来说,科研有辛苦的一面,同时也有探索未知领域的刺激感,有满足求知欲的成就感。能从中体会到快乐的人才能走到最后。 最后,沈沛心中也有困惑的情绪。一开始听到学徒的音乐时,沈沛感觉自己面对的是有情感的活物。在王博士详细解

学徒(三)

王博士带两人去员工咖啡厅休息。这里舒适宽敞,提供各式饮品和点心。休息时大家闲聊了几句,得知王博士年少时学过点钢琴,还学过一段时间的萨克斯风,不过水平都有限。短暂休息过后,大家回到会议室,开始进一步的深度访问。 沈沛问王博士,机器演奏钢琴有着悠久的历史,自动钢琴在百年前就发明出来了,学徒为什么与众不同? 王博士说,不同的地方在于「智能」。以往的设计,无论采用什么原理,都需要人类的调教。从古早的打孔纸带,到现代的电子程序,原理都是把人类演奏记录下来,再由控制装置操作钢琴。虽然脱离了人类手脚的实际操作,始终还是由人来把控的。而学徒最初的设计目标就是让人工智能理解音乐,学徒对音乐的演绎是完全自主的。输入任意一首乐谱,学徒会自行思考如何处理。学徒的演奏不是一成不变的,每次都会有随机的变化。学徒会根据以往的经验改善自己的表演,日臻完善。 沈沛说道:「这简直是跟人类学琴一样啊!」 王博士继续讲道,通过经验来学习,这种设计方式正是对人类智能的模仿。正如飞机的设计模仿了鸟类和昆虫,人工智能的设计同样参考了目前所知的唯一的高级智能,也即是人类自身。机器模拟人类的学习行为,从数据和经验中总结规律,改善自身,这种手段被称之为机器学习。 机器学习涉及到高深复杂的数学知识,无法向沈沛详细说明。王博士尝试用简明易懂的方式来讲解学徒的设计原理。 首先要为学徒设计一个「大脑」。如果没有大脑提供的分析、记忆能力,任何经验都会左耳入右耳出,无法将经验提炼为知识。在早期的人工智能研究中,「大脑」的设计充满了人造的痕迹,预先加入了许多知识和条件规则。就以钢琴演奏为例,设计者会加入演奏的规则,比如慢板和快板分别对应怎样的弹奏速度。人工智能记下这条规则,遇到慢板和快板时就按照规则处理。但是,设计者能人为提供的知识总是有限的,不能应对所有情况,使得人工智能局限于特定用途;再者,这些预先提供的知识可能是有害的,妨碍了人工智能的自主学习,给人工智能的发展加了一道天花板。 现行设计则是受到人脑的启发。人类的大脑经过了数百万年的进化,是大自然的奇迹。人的大脑天生就是多功能的,能处理变化多样的任务,具有强大的可塑性。人脑有超过一千亿个神经细胞,细胞间可以传递生化信号,构成了一个复杂的网络。人脑工作时,并不是靠单个神经细胞去完成特定的任务,而是利用神经网络集体地、并发地运算。人脑神经细胞间的连接

学徒(二)

出行之前沈沛一直在准备材料,查阅相关领域文章。沈沛自知对音乐和人工智能了解有限,还临时抱佛脚去背专业词汇,生怕耽误了采访。与沈沛同行的摄影师小张是个年轻小伙子,刚入职不久,看样子是把这次出差当旅游了,为此兴奋了好几天,还说要给女朋友买这买那。论年纪沈沛不过比小张大上四五岁,相形之下沈沛却觉得自己有些老气,不由得感慨生活的磨炼让人变了样子。 数日后,两人一同出行,飞赴欧洲。飞到西欧要十个小时,他们特意选了夜间航班。沈沛向来睡眠不太好,换个地方就睡不安稳,在飞机上就更睡不着了。沈沛翻来覆去睡不着,就插上耳机听音乐。自从接手这个人工智能的新闻,沈沛开始听起古典音乐来,算是稍稍有了些心得。对于现代人来讲,古典音乐乍一听来不如流行乐吸引人。流行乐长度短小,简单直接,很容易抓住人的耳朵,听了几遍就能哼唱出来。古典音乐篇幅较长,复杂多样,没经过训练的人很难一下子听出个所以然来。这也使得古典音乐更耐听,即便是同一首曲目,每次听都有新的体会。流行乐有着强烈的情感表达,力争在最短的时间内调动情绪,或是让人振奋,或是使人感动落泪,在情感表达上大起大落。古典音乐规模更大、主题更庞杂,无法用一两个简单的情绪来概括。沈沛最近很喜欢听巴赫,尤其欣赏其中情感的中性,不会特意强调欢乐或悲伤,任何心境下都听得下去。一边听着音乐,沈沛一边暗暗期待,不知道人工智能会弹出什么样的曲子来。 抵达时已是第二天早晨。沈沛和小张两人在旅馆短暂休息,吃了一顿便餐,随后赶往研究所。研究所位于市郊,外表平平无奇,规模倒是不小,看样子员工人数很可观。到研究所讲明身份来意后,接待人员向他们介绍了一位名叫王文的华人博士。王博士是这个项目的核心研究人员,而且是中国人便于沟通,所以这次由王博士来做项目演示说明。 王博士大约四十岁上下,外观略有些木讷,带着一副黑框眼镜。虽然衣着很整洁,还是能一眼看出是个不善打理外表的人。简单交流介绍之后,得知王博士来自国内西北,曾在美国留学,后来又来到欧洲工作。王博士谈起自己时总有些不好意思的样子,沈沛一开始以为他不善言谈。没想到一谈到正题,王博士的话匣子一下子就打开了,变得侃侃而谈,充满热情。 采访的第一个问题是,为什么要研究人工智能弹钢琴?这个项目有什么科学意义? 王博士从事人工智能研究已经有十多年了,最大的梦想就是能创造出真正的智能来。他表示,现有的人工智能都是针对专门的实

学徒(一)

引言 能像天才一般演奏钢琴的人工智能诞生了。它通过了音乐版图灵测试,还举办了举世瞩目的钢琴独奏音乐会。它是怎样被创造出来的?围绕它产生了怎样的科技与艺术探讨?这部科幻中篇小说将为您带来脑力激荡,传递古典音乐之美。 —————— 昨晚沈沛熬夜赶稿,以至于错过了早上的闹钟,醒来时已经快迟到了。沈沛从困意中挣扎出来,匆忙洗漱过后,跑向地铁站。早高峰的地铁一如既往地拥挤,人群像货物一样堆叠在一起。沈沛握着车厢顶部的拉手,随着列车一起摇晃,不一会儿就又昏昏欲睡,差一点要摔倒。幸亏前后左右都贴着一层层的人,想动也动不了。出站后初春略带寒意的晨风迎面吹来,终于把沈沛的精神彻底唤醒,忙碌的一天正式开始了。 阳光如此明媚,沈沛却要在办公室里对着电脑屏幕。即便早就习惯了这样的生活,他还是觉得有些不痛快。遥想当年,沈沛曾对未来充满幻想,怎料到自己会陷入如此乏味的生活中。沈沛沉着干练,在公司里有口皆碑。现在的同事恐怕想像不到沈沛曾经是个性格内向敏感的少年。沈沛从小喜欢文学,经常写些诗文自娱。读中学时沈沛成绩出众,加上青春期荷尔蒙作祟,他常处在「众人都醉我独醒」的状态,为自己的特立独行而陶醉,总是愤世嫉俗。高考之后沈沛从北方小镇来到沿海的商业都市,在一所名校的中文系就读。小镇才子来到花花世界,发现自己的才华并没有多少人稀罕。临到毕业更是当头一棒,让他明白什么是「毕业即失业」。虽然大学期间他曾在杂志上发表过几篇得意的稿子,但是离以写作为生还差得好远。眼见着文学之路行不通了,他加入求职大军,四处奔波面试。好在凭借学校的名声加上自己的努力,他成功地得到两份工作的要约邀请。其中一份是银行的文员,另一份是网站记者。家里人都劝他去银行,可是他固执地选择了记者的工作,只因这份工作和自己喜欢的文学关系更近些。 沈沛所在的这家公司规模庞大,在国内相当知名。沈沛的工作说出去算是有头有脸,工资也算体面,可是他心中颇有不满。在这里工作了将近四年,这份不满累积的越来越深。沈沛在科技新闻部门工作,虽然称作记者,但是外出采访的机会很少,多数时候都是将其它一线媒体的新闻编辑成文,工作实质更近似于小编。由于国外前沿科技发展较快,沈沛每天都要阅读大量的外文博客、报道,然后翻译整理。昨晚沈沛就是熬夜看完十多篇有关某公司最新芯片的科技报道,之后再编辑汇总、写成文章。这种新闻写作与沈沛所钟爱文学创作实在相差