No.41 🤖人工智能风云录之称霸江湖的符号派:野心与挫败
背景:承接上一期的‘AI三大门派’框架,本期聚焦符号派(Symbolic AI)如何从数学逻辑传统中成长并长期统治早期AI研究。
Metadata
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标题:AI 人工智能风云录(第 41 期):符号派(Symbolic AI)——从“定理证明”到“知识瓶颈”
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作者:刘飞、潇磊
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网址:https://www.xiaoyuzhoufm.com/episode/64073df2752598c2b6a8338f
Overview
这一期把视角放在人工智能三大流派之一的“符号派(Symbolic AI)”早期史:它如何从数学逻辑传统里长出来、在 1956 年达特茅斯会议(Dartmouth Conference)前后迅速成为主流叙事,又如何在学术竞争与路线分歧中一边“刀光剑影”一边把自己的方法论推到极致。节目最后给出的关键判断非常明确:符号派不是没想法、也不是没工具(形式化语言、启发式搜索、物理符号系统等),它真正卡住的是“知识”——要让机器理解世界,需要把海量常识与经验灌进去,而这件事在当时几乎不可完成,于是“知识太多”成为符号派第一阶段最大的天花板,并为后续的转折埋下伏笔。
按主题梳理(主体)
1)从“AI 配音片头”到“三大门派”:符号派登场前的气氛与问题意识
节目一开始用一段“英文片头”制造反差:听起来像是两位主播英语突飞猛进,但他们直接说明这是用 AI 工具把过去录播课的声音采样生成的;其中“我的声音会更像一点,肖磊的声音稍微可能……做出来的业务更好了一点”。这个开场并非炫技,而是在告诉听众:我们今天讨论的主题就是人工智能本身,甚至节目形式也被 AI 技术参与改造。
片头里还密集出现了一串与“技术/机器/思维”有关的名句式表达(节目原话保留):
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“Technology is anything that didn’t exist when you were born.”
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“All of the greatest technological inventions created by humans are showing how lazy people are.”
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“I don’t think there is a human trait that can’t be imitated.”
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“Everything that can be invented has been invented.”
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“I think the global market needs about five computers.”
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“The question of whether computers can think is like asking if a submarine can swim.”
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“I think that technology has made the world a lot closer and will continue to make it even closer.”
这些句子共同把问题拉回到“计算机能不能像人一样思考”“模仿人类特质是否可能”这类宏大命题,而后节目进入《互联网史话》系列下的“人工智能风云录”第二期,明确承接上期:人工智能有“三大门派”,本期开始“要一一拆解”。这里的“三大门派”在节目中反复作为框架出现:符号派(Symbolic AI)、连接派(Connectionism,转录中称连接派)、行为派(Behaviorism/控制论路径,节目后段也称行为派)。
在这样的“门派叙事”里,符号派被摆在一个非常典型的位置:它既像一套学术方案(用形式化符号表示知识,再用逻辑推演求解),也像一个时代情绪(“一统江湖杀红眼自掘后路,寒冬里各自取暖,统计派薪火燎原”——此处是节目对后续格局变化的情绪化预告)。这意味着听众要准备好接受两条线交织:一条是思想史与技术史(概念如何产生、方法如何提出),另一条是“人”的冲突史(路线斗争、争名夺利、互相鄙视)。本期主体基本围绕这两条线展开。
2)王浩(Wang Hao)与“定理证明”战场:IBM 704、9 分钟、P/NP,以及同行之间的鄙视链
节目把一个看似“题外”的人物放到舞台中央:王浩(Wang Hao)。之所以重要,不是因为他属于传统意义上的“人工智能圈”,而是因为他从数学与逻辑学的高地切入,直接与达特茅斯会议后符号派核心人物发生了“交集”与“冲突”。
这段叙述从战争年代的西南联大开始:节目强调这所学校“只存在了 8 年”,却诞生了“2 位诺贝尔奖获得者、4 位国家最高科学技术奖、8 位两弹一星功勋奖章得主、171 位院士和上百位人文学科大师”,并把它称作“共和国学术摇篮”。王浩被描述为“祖籍德州、出生在济南”,考入西南联大数学系且“全系第一”。节目还用一连串人物关系来凸显那个时代的密度:同宿舍是物理专业的杨振宁(Yang Zhenning);隔壁宿舍好友是汪曾祺;高等代数老师是杨武之(转录为“杨武之/杨之芝么”,此处以转录为准),并且还是杨振宁的父亲。这样的铺陈意在说明:王浩的起点是中国数学与学术网络的“巅峰现场”。
随后王浩的学术轨迹被概括为:1946 年在清华读硕士;被哲学系和数学系同时推荐去哈佛大学(Harvard University)读哲学;导师是“蒯音/蒯因(Quine,以转录为准)”,被称为“在罗素(Bertrand Russell)维特根斯坦(Wittgenstein)和卡尔纳普(Carnap)之后最重要的哲学家”。王浩 1948 年博士毕业,两年拿到哈佛的 junior fellow(节目解释为“相当于高级博士后”,当年“全哈佛只有 4 个名额”,并称哈佛历史上到现在“给过的 junior fellow 只有 20 个人”,他是“第一个拿到这个 junior fellow 的中国人”)。之后他去过牛津大学(University of Oxford)实验室、回哈佛、再去洛克菲勒大学(Rockefeller University),并建立以自己姓命名的研究所/实验室,“全球逻辑学的学者全都云集在这儿”。
真正与 AI 主线扣上的,是“定理证明(Theorem Proving)”:
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1956 年达特茅斯会议上,赫伯特·西蒙(Herbert Simon,节目中称“司马赫”)与艾伦·纽厄尔(Allen Newell,节目中称“纽额尔/纽二尔”)做出机器证明《数学原理》(Principia Mathematica,节目称罗素数学原理)中的若干条。
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1958 年王浩拿到 IBM 704 计算机,用“9 分钟”证明了“一阶逻辑”层面的内容:在“150 条定理中证明了 120 条”,并在 1959 年证明了“所有这 150 条定理”,还包括“200 条命题逻辑定理”。
节目用一句非常直白的民间比喻来描述这种“后来者更强”的效果:“顺手就把司马大师给抄过去了呀。”这不仅是技术能力的对比,也引出一个更重要的历史支线:王浩的工作启发了博士生(转录为 teven/Steve,以转录为准),其在 1971 年发表论文《定理证明的复杂性》,从机器证明定理切入“计算复杂度(computational complexity)”,提出 NP 和 P 的概念,进而引到著名的 “P 等于 NP 问题”,节目称其为“七大数学难题之一”,并提到克雷数学研究所(Clay Mathematics Institute)对难题有“100 万美金”悬赏。这里节目还顺带插入一个提醒式玩笑:“不要轻易入坑,可能一入坑一辈子就……”。
更戏剧化的是“鄙视链”与“路线斗争”:王浩“非常不喜欢”西蒙和纽厄尔,认为他们不专业,原话用典是“杀鸡焉用牛刀”。他批评的逻辑是:定理证明属于数学家与逻辑学家的领域,而西蒙/纽厄尔背景是心理学与决策理论,“你这个圈又不懂这些东西”。这种批评因为王浩的权威而产生外溢效应——节目说“还让很多原来在逻辑圈子的人自动跟人工智能这个圈子隔离”,甚至出现对抗式命名:当西蒙/纽厄尔称自己的程序是“启发式程序(heuristic program)”时,逻辑圈子里有人故意把自己机器叫“非启发式程序”,带着“故意恶心他们”的同行情绪。
这段内容的核心价值在于:它把“符号派”从单纯方法论,拉回到一个真实的学术共同体——不同学科背景的人,在同一件事(让机器做推理/证明)上不仅有技术分歧,更有身份边界与话语权争夺。理解这层张力,后面才看得懂为什么符号派在高峰期也会“内耗”,以及为什么后来遇到瓶颈时难以迅速形成统一方案。
3)符号派的思想谱系:从“莱布尼茨之梦”到布尔代数、继电器与《数学原理》——为什么 AI 会从数学逻辑出发
节目花了很长一段篇幅回答一个看似朴素、但其实决定了符号派气质的问题:人工智能为什么要从数学和逻辑出发?答案不是“因为他们喜欢数学”,而是因为在历史上,数学逻辑已经证明过:某些人类思维活动(尤其是推理)可以被形式化,进而被机械化执行。
第一块基石被追溯到 17 世纪的戈特弗里德·莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)。节目提醒听众:莱布尼茨不仅与牛顿(Newton)同一时代、独立发明微积分,同时也是大哲学家;而他在“人工智能方面”提出过一个非常早的想法:阿拉伯符号系统(数字)本身是一个“符号系统”,尤其当用“零和一表示所有的数字”(二进制),系统会显得极其简洁。由此他进一步设想:能不能有一种“普遍的文字”,每一个符号代表非常确定的含义,避免自然语言那种主观性(节目举例:“你说这个人帅,我觉得这个人不帅”)。如果能做到:
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先有“一套全人类知识的百科全书”,把所有知识收进去;
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再让所有知识都能用符号精确表述;
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最后让符号之间可以“互动操作推理演算”,
那么就会出现一个可以与“上帝对话”的机器。节目把这种想象称为“莱布尼茨之梦”。同时也指出,它是图灵(Turing)构思图灵机(Turing Machine)时的重要灵感来源之一。
第二块基石是 1847 年乔治·布尔(George Boole)把逻辑过程用代数方式表达,形成布尔代数(Boolean Algebra)。节目强调它不仅是逻辑运算的法则,也构成计算机的基础原理。紧接着又接上“香农(Claude Shannon,以转录为准)”的工作:继电器与电路如何实现布尔代数——节目称其为“当时世界上最伟大的硕士论文”。这一段的用意是:不仅逻辑能写成公式,甚至还能被具体硬件实现。
第三块基石是 1910 年伯特兰·罗素(Bertrand Russell)写《数学原理》(Principia Mathematica)。节目解释他写书的愿望:把所有数学原理都用数学方法和逻辑方法证明出来,从最基础的公理出发,通过逻辑推演推出全部定理,像“一生二,二生三,三生万物”那样追求一个简洁而万能的体系。节目还补充罗素的跨界身份:在数学、哲学、逻辑学、物理学、宗教学、历史学等方面都有贡献,并在 1950 年获得诺贝尔文学奖。
随后节目把“数学哲学”的三大门派引入(逻辑主义、形式主义、直觉主义),并用非常直观的方式解释前两者如何对应到符号派:
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逻辑主义:研究推理(如布尔代数);
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形式主义:研究如何用符号表示。
符号派某种意义上正是把这两者融合:既要形式化表示知识(符号/语言),又要让符号之间可运算、可推演(逻辑/推理)。节目甚至用中学数学逻辑符号做例子:存在(“左右颠倒的 E”)、对于所有(“上下颠倒的 A”)、集合与“属于”等符号,说明人类早已在数学中训练过“把概念变成符号,再在符号层面操作”的能力。
把这条谱系讲清楚之后,节目才回到当下的争议:为什么心理学背景的西蒙/纽厄尔会去做“定理证明”,而逻辑学家会说他们“民科僭越”。因为从逻辑圈视角看,定理证明不仅是技术问题,更是“圈层正统性”的象征;从符号派视角看,它又是通往“机器智能”的关键路径之一。
4)符号派的“工程化雄心”:常识编程、Advice Taker、Lisp、GPS、物理符号系统与启发式搜索
在人物线上,节目把符号派拆成两大阵营:
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约翰·麦卡锡(John McCarthy,节目称麦卡西)与马文·明斯基(Marvin Minsky,节目称名斯基)等;
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西蒙(Herbert Simon)与纽厄尔(Allen Newell)这一对“绑定得太紧”的搭档(节目还用“卡派/斯派”指代两地团队:卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University)与斯坦福大学(Stanford University))。
但节目也强调:即便同属符号派,内部也并不和谐。达特茅斯会议后,麦卡锡到处演讲总结会议成果,让西蒙/纽厄尔不满——他们认为自己在会上拿出“最干货”的成果,凭什么由麦卡锡来“总结”。最后的妥协是“组合,绑定出街”:麦卡锡总结,你们俩讲机器。
回到方法与系统层面,麦卡锡 1958 年论文《常识编程》提出一个野心:把计算机处理问题的范围从特定专业领域推广到“常识生活”的一般性问题。为了让听众理解“形式化”的含义,节目用“听播客”的日常动作举例:打开手机、打开 App、打开单集、点击播放、遇到好玩的地方点赞、分享给朋友……如果把这些主语谓语宾语的可能性都“形式化/符号化”,机器就能“计算”并做预测与推演。节目也坦承这种设想在当时只能是理论模型,因为“全世界所有的事情哪能穷得尽”,尤其在 1958 年“计算机都没有民用”,实现条件几乎为零。
1960 年麦卡锡发表关于递归函数符号表达式及由机器运算方式的论文,提出用“7 个简单的运算符和用于函数的记号”实现一个完备的图灵机语言。节目把它类比成一种“极简语言”(还插入“跟……脑残语言差不多”的玩笑,但强调它不是行为艺术),并指出:麦卡锡自己没做成产品,但他的学生 Steve Russell(斯蒂夫·罗素,以转录为准)在 IBM 704 上开发出 Lisp(列表处理语言,List Processing),并解释 Lisp 之所以在 AI 领域重要,是因为当时“没啥计算机语言”,C 语言还要十几年之后;而且 Lisp 至今仍健在,节目称其为历史上“第二老”的语言(第一老为 Fortran,以转录为准)。
在西蒙/纽厄尔这条线上,1957 年他们发布 GPS(General Problem Solver,一般问题解决器;节目特地澄清“不是那个 GPS”)。其核心思想是把“大问题拆小问题分解”,源自认知心理学理论。但节目评价也很直接:机器“做出来了,解决不了问题”,更多是“在理论上给大家很多启发,指明方向”。
1975 年西蒙与纽厄尔共同获得图灵奖(Turing Award),节目强调这是图灵奖第一次颁给两个人,并形容坊间一直讨论“到底是谁”,最后“双冠军”,因为两人绑定太紧,“给谁都得打架”。他们获奖贡献被节目浓缩为两个关键词:
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“符号”:提出“物理符号系统(Physical Symbol System)”等表述,强调用“模式”把物理世界映射到符号层(例如看到苹果会产生“水果、甜、酸”等模式;看到黄连知道苦;甚至主播用“看到刘飞小磊就知道是帅的”做类比)。这种做法比“把一切动词宾语形容词全形式化”更可操作,因为先抽象出模式/类别。
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“查询符号”:提出“启发式搜索(Heuristic Search)”,主张不要用暴力穷举解决搜索问题,而应像人类决策那样先靠启发缩小范围。节目举例:从北京望京去五道口,虽然不知道每条路线,但先知道“五道口在西边”,就先上高架往西走,再逐步调整。这类“抄近道”的策略能显著降低计算成本。
节目也补充一个跨界影响:启发式搜索在心理学、经济学、决策论等学科“长出参天大树”,并把西蒙 1978 年获得诺贝尔经济学奖(Nobel Prize in Economics)的“有限理性模型(bounded rationality)”与此关联起来。
总体来看,这一节呈现的不是单一“神话式突破”,而是一整套符号派的工程化路线:用语言/符号描述世界,用搜索/推理在符号空间里做问题求解,再尝试把这些方法推广到“常识”。它们共同构成了符号派早期大厦的“最早的砖”。
5)符号派第一阶段的天花板:不是规则不够聪明,而是“知识太多”无法灌入
节目在尾段给出一个非常清晰的“失败原因”框架:为什么麦卡锡、西蒙/纽厄尔等符号派早期尝试都没有解决实际问题?并不是形式化、推理、启发式搜索这些“规则/算法层”完全没用,而是符号派面对的最大问题是“知识”。节目用两个字重复强调:“知识知识太多了。”
这里的关键逻辑链条是:
- 你可以提出符号体系:把世界描述成形式语言,或者至少抽象成“模式”。
- 你也可以提出推理/搜索体系:让机器别穷举,用启发式降低成本。
- 但你仍然需要“原材料”:机器凭什么知道“什么是苹果”“什么是甜”“开车去五道口应该先往西”?
节目用一个非常形象的对比:科学家们最初以为“当人类小孩养”——小孩靠看世界、尝试世界,随时摄入信息;但计算机“没有五官,没法认知现实世界”,于是你只能把所有事情“灌给他”。大家原本以为“懂逻辑之后,知识告诉他就行了”,结果发现恰恰相反:这一步“最难”,因为知识“无数”。
为了说明“靠人灌知识”为什么不现实,节目举了塞缪尔(Samuel,以转录为准)的跳棋程序:它“死记硬背了 17 万个棋局”,并因此打败美国跳棋周冠军。但 17 万个棋局仍需要人批量放进去,而且这还只是一个游戏领域的一小部分。更极端地说,即便给一个小孩一本百科全书,让他读两年,他可能也只是“背了一些词、知道了一些句子”,距离理解现实世界还很远;而计算机又不是活的,无法像人那样在环境里不断自我校准。
因此节目把符号派第一阶段的困境归结为:
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规则/逻辑/搜索可以让机器“看起来更聪明”,甚至能“抄近道”;
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但没有足够的、可用的、可规模化输入的“知识”,机器就无法把这些规则真正用到现实世界的复杂问题上;
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这一难题在 70 年代初都“没有得到很好的解决”,节目说“到了 70 年代中后期才想到了一些办法”,并明确把“解决办法”留到下期。
结尾处节目还把话题引向“第二章:论计,不论心——行为派”,并开始铺垫诺伯特·维纳(Norbert Wiener,维纳)的身世:1894 年出生于美国密苏里州(Missouri),父亲从白俄罗斯(Belarus)18 岁到美国打零工、靠自学成为哈佛语言学教授;维纳 3 岁能读《格林童话》,但童年在父亲严苛要求下留下阴影,“长期有非常严重的抑郁症”。这段铺垫的意义在于:符号派讲“论理/论符号”,下一章将把镜头转向另一种“论计不论心”的路径,为后续“门派对决”打开新的战线。