03|符号主义输在哪里,联结主义又赢在哪里?
同样是想造出会思考的机器,为什么把智能写成规则手册的那条路失败了,而模仿大脑的那条路最后赢了?
一、先说结论
张笑宇在《AI文明史·前史》里把二十世纪的 AI 研究史,看成两条路线的竞争。
第一条叫符号主义:既然思考是逻辑,那就把逻辑规则一条条写进机器,机器就会思考。这条路从 1956 年的达特茅斯会议开始,曾经是主流。
第二条叫联结主义:它不写规则,而是模仿大脑的结构——神经元通过突触互相连接,信息在里面传递、被反复调整。这条路被嘲笑、被冷落,坐了三十年冷板凳。
作者的判断是:符号主义输,不是因为它不够聪明,而是因为它面对的世界太复杂,规则永远写不完;联结主义赢,也不是因为它一开始更先进,而是因为它等到了三件事——数据、算力、算法。2012 年,辛顿点燃了 AI 时代的火花。
但作者真正想说的不只是技术史。他由此提出一个更硬的判断:创新不是设计出来的。
二、我们先理解一个问题
先想一个问题:如果你要教一个从没见过猫的人认识猫,你会怎么做?
第一种办法是写一本手册:「猫有四条腿,有胡须,耳朵是三角形,体长约五十厘米……」听起来很靠谱。但麻烦马上来了:三脚猫怎么办?折耳猫怎么办?毛色和背景混在一起、只看得到半张脸的猫怎么办?你会发现,规则要不断地补,补到几千条还是会有例外。
第二种办法是:给他看十万张猫的照片,让他自己总结。他说不出猫的定义,但他能一眼认出猫。
这就是符号主义与联结主义的分野。 前者相信智能可以被写下来,后者相信智能可以被练出来。
而在二十世纪中期,几乎所有聪明人都押在了第一种办法上。这不是因为他们笨,而是因为当时的条件只能支持第一种办法。
三、作者到底提出了什么观点?
作者在书中写道,1956 年的达特茅斯会议开启了 AI 研究。早期研究者的目标是:让机器像人一样学会逻辑思考,而其中最重要的标志,是学会证明数学定理。
为什么是证明定理?因为在那个年代的人看来,数学证明是人类理性最纯粹的形态:有明确的规则,有确定的真假,有可以一步步检查的过程。如果机器能证明定理,那它就抓住了理性的骨架——这是一个从苏格拉底一路继承下来的信念:思考就是逻辑,逻辑就是数学。
于是符号主义成了第一代 AI 的主流方法:把知识写成符号,把推理写成规则,把问题写成搜索。作者在书中的判断是,这条路线走了几十年之后撞了墙。
墙在哪里?作者的说法是:现实世界太复杂了。你可以写出「所有人都会死,苏格拉底是人,所以苏格拉底会死」这样的规则,但你写不出「这句话是什么意思」「这个人为什么生气」。规则手册越写越厚,能覆盖的场景却始终有限。
而联结主义提供的是另一种答案:它不去定义智能,它去模仿产生智能的器官。作者在书中解释了它的灵感来源:神经元之间通过突触连接,信息以化学信号转电信号的方式传递;一个神经元很笨,但大量神经元连成的网络可以处理极其复杂的信息。
四、把这个观点翻译成人话
用大白话总结这两条路线的差别:
符号主义是「先懂再做」:先把知识整理清楚,写成规则,再让机器照着规则走。它的前提是——我们必须先知道智能是怎么回事。 联结主义是「先做再懂」:先搭一个粗糙的网络,喂数据,让它自己调参数;它变强了,我们再去研究它为什么变强。它的前提是——我们不必先知道智能是怎么回事。
第一条路听着更让人安心,因为它可控、可解释。但它有一个致命的负担:世界上的知识不是可以写完的。 你写下的每一条规则,都需要有人先把它想清楚;而人类大量的能力,恰恰存在于说不清楚的地方。
第二条路听着很不靠谱,但它有一个巨大的优势——它不需要有人先把规则想清楚。 网络自己会从数据里把规律找出来。
两条路线的胜负,其实不取决于哪条路更聪明,取决于哪条路等得起。
五、为什么会这样?
把符号主义的困境和联结主义的复兴串起来,推理链条是这样的:
graph TD
A[前提:智能就是逻辑
逻辑可以写成规则] --> B[符号主义路线
把知识写成符号与规则]
B --> C[撞墙:现实世界太复杂
规则永远写不完]
C --> D[联结主义另辟蹊径
模仿神经元与突触]
D --> E[中间过程:三十年冷板凳
数据不足、算力不足]
E --> F[条件成熟:数据、算力、算法
三件事同时到位]
F --> G[结果:2012 年深度学习爆发
联结主义胜出]
G --> H[更深一层:创新不是设计出来的
它需要被交给市场去跑]
这条链条里最容易被忽略的是第五步。联结主义不是突然变聪明了,而是它需要的东西终于凑齐了。 神经网络的基本原理在几十年前就已经写出来了,它之所以没成功,是因为当时没有足够多的数据喂它、没有足够快的芯片算它、也没有足够好的技巧训练它。
这也是作者那句话的意思:创新不是设计出来的。如果创新可以设计,那么几十年前那些最聪明的头脑,早就应该把神经网络设计出来了——条件只能靠无数人在市场里试错、失败、再来,慢慢攒出来。
六、举一个现实生活中的例子
最典型的例子是感知机和它引发的 AI 寒冬。
感知机是联结主义最早的具体形态之一:一个很简单的模型,模仿神经元的结构,输入信号,加权求和,超过阈值就输出。它在五十年代末出现时引起了巨大的兴奋。
然后它被泼了冷水。批评者论证:感知机的能力有严格限制,连一些很简单的逻辑关系都学不会;它被承诺的那些宏大能力,在数学上是不可能实现的。这个批评极有杀伤力,因为它不是观点之争,而是证明。
后果是漫长的沉寂。资金撤了,研究者散了,这段时期后来被称为 AI 寒冬,前后持续了二十年左右。
这里面最值得琢磨的,不是谁对谁错,而是「被证明有局限」和「这条路走不通」是两回事。感知机确实有局限,但网络加深、层数增加之后,那些局限就不存在了。批评者证明了单层感知机不行,却被读成了神经网络不行。一个正确的结论被过度推广,代价是二十年的停滞。
而转折点来得很晚。作者在书中写道,2012 年,辛顿点燃了 AI 时代的火花。这背后正是数据、算力和算法三件事的合力:李飞飞推动的 ImageNet 提供了海量标注数据,GPU 提供了廉价算力,算法上的改进让深层网络可以被训练起来。作者还提到吴恩达 2009 年的一篇论文,发现用 GPU 实现的检测器比传统软件版本快了 90 倍,而且能轻松处理数以百万计的实例。
同一个想法,几十年后重新拿出来,结果完全不同——变的不是想法,是条件。顺带说一句后续:辛顿、杨立昆、本吉奥因为在深度学习上的贡献,2018 年获得了图灵奖,被称为「人工智能教父」。而辛顿本人后来对 AI 的风险感到害怕,用「盗火的普罗米修斯」来形容自己。
七、回到书中重新理解
作者写这段技术史,其实是在为一件事做铺垫。
如果智能可以被设计,那么谁的设计能力强,谁就能造出智能——这听起来像一个可以规划、可以集中投入的任务。但历史给出的答案不是这样:神经网络的基本原理早就有了,真正决定胜负的是数据、算力和算法这三件看起来不那么高级的东西。它们没有一件是靠某个天才的设计完成的,都是整个产业和市场长期积累的结果。
作者由此得出的推论超出了技术史。他说创新最好交给市场,理由是市场上的企业数量远远超过任何一个中心机构能调动的资源——「政府虽然比单个企业有钱,但绝不可能比市场上千千万万的企业加起来还有钱」。这句话的重点不在钱,而在试错的并行度:一千家企业同时试一千条路,失败九百九十九条,剩下一条可能就是通往未来的路。
这也和全书的第一块基石接上了:智能不是被设计出来的,而是涌现出来的;创新也是一样。
八、这个观点背后还有什么?
第一,「输在哪里」的答案,往往在技术之外。 符号主义的失败,表面上是方法问题,实质上是知识获取的成本问题;联结主义的胜利,表面上是算法问题,实质上是产业条件问题。
第二,冷板凳是一种基础设施。 这三十年里神经网络并没有消失,而是一直有人在做、在改进、在被嘲笑中坚持。等到条件成熟,需要有人接得住这个机会。作者的叙事里有一种很冷静的提醒:任何一项真正的创新,在它成功之前,看起来都像是一个错误。
第三,这两条路线未必是终局。 作者讲的是一个历史胜负,但符号与联结的边界今天其实在重新模糊:模型可以调用工具、执行代码、做形式化推理,符号主义的很多想法以新的形态回来了。
九、这个观点有问题吗?
十、今天再看这个观点
以下部分是基于作者思想的现代延伸,不是作者原话。
今天最有意思的现象是:两条路线正在合流。用强化学习延长思维链的推理模型,会把推理过程一步步写出来,这看起来非常像符号主义;但它的底层依然是神经网络。可以说,联结主义提供了能力,符号主义提供了形式。
另一件事是,作者那句「创新最好交给市场」在今天遇到了新的问法。当算力和数据的门槛高到只有少数几家公司能跨过时,「市场」这个词的含义本身就在收缩——它从千千万万家企业,变成了几家巨头。这不必然推翻作者的判断,但确实让分散试错这个前提变得不那么自动成立。
对普通人来说,这一段历史最实际的提醒也许是:不要用现在看起来有没有用来判断一件事的价值。
十一、这一篇真正应该记住什么?
- 符号主义想把智能写成规则手册,它撞墙的原因不是规则写错了,而是现实世界复杂到规则永远写不完。
- 联结主义不去定义智能,而是模仿神经元与突触,让网络自己从数据里找规律。
- 神经网络坐了三十年冷板凳,复兴靠的是数据、算力、算法三件事同时到位,而不是某个天才的灵光一现。
- 「被证明有局限」不等于「这条路走不通」——一个正确的结论被过度推广,代价可能是二十年的停滞。
- 作者由此得出的判断是:创新不是设计出来的,它更适合交给市场去并行试错。
十二、留一个问题
如果联结主义的胜利靠的是数据、算力和算法,那么接下来的问题就很自然了:如果继续把这三样东西往上堆,会发生什么?
神经网络坐冷板凳的那些年,它连简单的任务都做不好;而到了 2012 年之后,它开始在很多任务上超过人类。有意思的是,这种进步并不是平滑的——它更像是在某个规模上突然跳了一下:之前几乎什么都不会,之后就什么都会了一点。
这种「突然变聪明」到底是怎么发生的?它会不会一直持续下去,直到机器比所有人都聪明?这是我们下一篇要讨论的问题。