阿尔法元来了，人类限制了机器的想象力吗？

原标题：阿尔法元来了，人类限制了机器的想象力吗？

谁能想到，我们会在一年之内连续被AlphaGo刷屏两次？关于阿尔法元如何快速学习成长击败AlphaGo Lee和AlphaGo Master的新闻这里就不再赘述，给出两个关键信息，供读者一起思考。

一、阿尔法元没有录入人类棋谱数据，单纯通过自我对弈，依靠强化学习取得了现在的能力。

二、阿尔法元的工作和训练效率都有了很大的提升，仅用了三天的时间就能击败原版阿尔法狗，同时在推理时，阿尔法元只用了4块TPU。

阿尔法元之所以震撼了整个业界，是因为当我们以为Master已经封神时，它用三天的时间告诉人类，人类以为的最高水平，在机器面前不值一提。人类经验成了阿尔法狗的累赘，甩掉这些，算法可以更快更好的完成任务。

对于很多人来说，这是一个巨大的打击：我们引以为傲的大数据不仅仅会误导算法，还会占用更多的计算资源，阻碍了通用人工智能的发展。

这篇文章的主要任务，就是来安抚一下惊慌失措的人类。先从第一个问题说起，看看阿尔法元到底是怎么提升计算效率的。

从监督学习到强化学习

以前在国际象棋的人机对弈中，计算机使用暴力穷举法推算双方对峙时的种种可能，通过运算速度取胜。可穷举法一度曾经被认为不适合围棋，围棋每走一步就会创造出19×19种可能，运算量太过巨大。

直到有人开始用卷积神经网络解决围棋问题，用卷积神经网络擅长的降维降低搜索空间，机器便有了战胜人类的可能。

在击败了柯洁的阿尔法狗大师版本中，应用了整整40层的策略网络/价值网络，前者用于确定当前局面，预测下一步行动，价值网络则用来判断执黑执白两方的胜率。另外，还要加入快速走子系统，以在稍微牺牲走棋质量的前提下，极高的提升运算速度。最后，再用蒙特卡罗树搜索算法把以上三者连接起来。

而阿尔法元则直接将策略网络和价值网络相结合，并且去掉了快速走子系统。也就是说，以往由三部分组成的阿尔法狗在如今直接变成了一个整体。

简化之后，策略+价值网络的输入特征由48个减少到了17个，加上被删掉的快速走子系统，基本关于人类围棋的知识都被去掉了。

从图中可以看到，没有任何人类知识的阿尔法元，在自我对弈的初期常常出现一些毫无逻辑的诡异棋局，可到了后期，却总能有出其不意的打法。

去掉人类已知知识的特征输入，意味着阿尔法元从监督学习走向了强化学习——分裂成两个一无所知的棋手，开始对弈，出现胜者后用结果进行训练，然后继续循环对弈。

而走向强化学习，不仅仅是因为去掉了人类棋谱的监督，还有关于残差网络的应用。残差网络可以理解为卷积神经网络的深化，简单来说，就是尽量减少每一层网络的神经元，而把网络做的更深。结合阿尔法元从监督学习转向强化学习，减少了输入特征，也利于把整个神经网络做的更加简单粗暴。

总之，阿尔法元的重点就在于，去掉人类的围棋知识所需的计算的资源，把网络做的更深，好让阿尔法元在越来越深的网络中自己发现这些知识。

而阿尔法元的确做到了。

甩掉数据，通用人工智能就来了吗？

所以，阿尔法元效率提升的重点在于，去掉人类数据的监督，才有可能实现结构的优化。

那么同样的套路，可以应用在其他领域吗？

答案很有可能让人失望。

首先，围棋这种游戏本身就是透明规则的数学计算，此前的Master和Lee，无非是在没法单纯使用推理时的权宜之计。到了其他无法使用通行透明规则的领域，深度学习可能就没那么好用了。

今年DeepMind对《星际争霸》的挑战就是案例之一，把整个游戏拆分成多个仿真场景，企图以分布式的模拟训练解决整体问题。可目前来看，结果却不尽如人意。毕竟在不完全信息环境中，对长期规划能力、多智能体协作能力的考验都太过严苛了。机器都不一定能很好的模仿人类的经验，更不必提完全依靠机器的自己了。

在强化学习中，最容易出现的情况就是机器只顾获取单一条件下的奖励，无法顾及到多任务环境中的整体进程。

游戏中尚且如此，那在语音识别、图像识别等等其他领域中，数据的价值就更为重要了。现在提出强化学习=通用人工智能，还为时尚早。

所以，没有必要因为数学游戏中的失败就去否定人类存在的价值。用自己短处去和机器的长处相比，才是最没意义的事。

人类限制了机器的想象力吗？

而提到人类的短处，就不得不说在阿尔法元和Master对弈中发现的有趣的信息。对典型的，就是在人类的影响下，Master常常走向局部最优。而一些围棋手们在刚刚接触围棋时就要学习的打法，阿尔法元却在训练的极后期才能发现。

用我们常常评论学校教育的话讲，就是人类的规则限制了机器的想象力。

这一切提醒了我们两件事，第一，由于人类自身能力所限，我们常常限于局部收敛而不自知，进而会影响机器学习的能力；第二，大数据中的信息噪声不可忽视。

也就是说，如果总是依靠人类经验和数据，依靠机器学习的人工智能的水平顶多是一个脑子特别好使人类。

而阿尔法元的成功，是不是告诉了我们，依靠强化学习绕过大数据的局限、甚至是人类本身的局限？

虽然在很多没有明确规则的场景中强化学习还表现乏力，但我们是否可以创造仿真环境，尝试用强化学习重新解读那些我们习以为常的基础问题？比如分子的组成和运动甚至基础物理，以此能影响到的材料、生物等等领域，都有着无限的想象空间。

阿尔法元对通用人工智能的推进虽然有限，却证实了用物美价廉的强化学习解决更多问题的可能。在未来，我们可以期待更多商业化的场景，看看强化学习是不是真的能让机器学习有更多的应用空间。

作为一个从小就数学不好的人，我非常坦然的接受了自己的失败——作为人类，我们的计算能力的确输了机器一大截。那些通过计算而得来的智慧，显然也不见得比机器更高明。

可我们存在的意义，从来不是算数，而是把自己的能力付诸到更高级的系统上，发挥出更强大的作用。就像我们不曾被计算器打败一样，虽然在计算这件事上，阿尔法元青出于蓝。可换个角度想想，我们自己作为算法的发明者，看着自己的造物补足了自己能力上的不足，是不是应该露出造物神一样的微笑呢？