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現如今,阿蘭·圖靈、馬文·明斯基、約翰·麥卡錫這些來自西方國家的計算機科學和人工智能之父的姓名即便還不是家喻户曉,但至少在相關領域內人盡皆知。但是,很少有人知道蘇聯的鐵幕之下也曾有過人工智能開發活動,儘管有時在這一領域中兩種體制之間競爭的激烈程度要低於太空競賽。本文通過主角 Andrey Leman 及其同事的人生故事,帶你回首被世人遺忘的蘇聯 AI 往事。
選自medium
作者:Sergei lvanov
機器之心編譯
參與:Panda
本文通過數學家 Andrey Leman 及其同事的人生故事,帶你回首被世人遺忘的蘇聯 AI 往事。
Andrey Leman
蘇聯的 AI 故事始於 1955 年,那時候,一組蘇聯數學家獲得了計算機 M-2 的使用權,然後開始通過軟件工程來求解科學問題和數學謎題。
當時這個團隊正在開發第一個 AI 程序,領導者是蘇聯著名數學家和計算機科學家亞歷山大·克朗羅德(Alexander Kronrod),而我們的主角 Andrey Leman(1940–2012)則是該團隊的早期成員之一。也許你曾在一些技術方法或其它事蹟中聽説過 Leman 的名字,比如他參與研發了 Weisfeiler-Leman 算法、參與構建了蘇聯第一個數據庫 INES、參與設計了首個計算機國際象棋世錦賽冠軍 Kaissa。
他的人生歷程在他那一代蘇聯工程師和數學家人才中是頗為典型的:先是在學校中贏得了數學奧林匹克競賽,然後在 AI 實驗室中工作,後來移居到了美國硅谷。
數學奧林匹克競賽
硅谷
Andrey Leman 的教育經歷是那個年代的聰明男孩所經歷的典型教育:數學好,在數學奧林匹克競賽上取得好成績,然後進入該國最好的大學學習。在沒有互聯網的年代,在數學奧林匹克競賽上取得好成績通常意味着未來會走向職業數學家道路,Andrey 也不例外。
1958 年的數學奧林匹克競賽頒獎儀式
這種求解謎題的興趣持續了 Andrey 的一生——他一開始以數學家的身份解決難題,後來則換成了程序員的身份。後來,他將這些問題彙集成了一本書;多年以後,這本書仍然是蘇聯學生準備數學競賽的一大主要資源。
17 歲那年,Andrey 進入蘇聯最好的大學莫斯科國立大學就讀。他與 Boris Weisfeiler 是同學,而且兩人一直密切合作,直到 1975 年 Boris 移民去美國才停止。1962 年,他從莫斯科國立大學畢業,加入了蘇聯「首個人工智能實驗室」。
人工智能實驗室
亞歷山大·克朗羅德,蘇聯的人工智能之父
如果非要説誰是蘇聯的人工智能之父,那麼蘇聯首個 AI 實驗室的負責人亞歷山大·克朗羅德(Alexander Kronrod)必定當之無愧。克朗羅德的科學家生涯很有意思。他一開始是一位研究復變分析和微分方程的出色年輕數學家,後來在第二次世界大戰開始時志願參軍,並在軍中獲得了多枚英勇勳章,但也受了兩次傷,使得他無法再繼續服役。1945 年,他加入蘇聯核科學技術領導者伊戈爾·庫爾恰托夫(Igori Kurchatov)的研究所研究數值數學,但後來他意識到計算比「純數學」更容易出成果。
蘇聯(俄羅斯)理論與實驗物理研究所(ITEP)
四年後,他成為新成立的理論與實驗物理研究所(ITEP)數學部門負責人,而該研究所的目標是領導核物理的創新,包括計算核反應堆與基本粒子加速器、處理雲室中的觀察結果等等。如果不是因為克朗羅德對 AI 有很強的執念,那麼該實驗室可能只會進行數值模擬,AI 也就永遠不會在這個研究所出現。但是,由於克朗羅德有很高的聲望,因此他和他的團隊還可以額外研究玩紙牌遊戲和下國際象棋的智能系統。
當時計算機科學領域一個熱門研究主題是離散算法的計算複雜性,克朗羅德團隊對此亦有貢獻。該團隊的兩位成員 G. Adelson-Velsky 和 E. Landis 提出了首個自平衡二叉查找樹,現在被稱為 AVL 樹。
向 AVL 樹注入元素,AVL 樹方法來自 ITEP。
引入了最早的多項式可解問題和 NP 完全問題後,該實驗室希望找到能快速求解各種問題的算法。
大多數問題都可以很快地分類到 P 或 NP 完全問題類別中,但線性規劃和圖同構(graph isomorphism)卻很難分類。
後來,另一位蘇聯數學家 Leonid Khachiyan 提出了一種用於線性規劃問題的多項式時間算法,但人們仍不知道圖同構問題是否屬於 P 類別。
很自然,包括 Andrey Leman 和 Boris Weisfeiler 在內的克朗羅德實驗室成員對圖同構問題很感興趣。他們的第一個重大成果就是今天的 Weisfeiler-Leman 算法(1968)。
Andrey Leman 和 Boris Weisfeiler
近來隨着圖機器學習及圖神經網絡的發展,人們對 Weisfeiler-Leman 算法的興趣與日俱增。
對圖同構問題的這項研究成就了 Andrey Leman 在克朗羅德指導下的第一篇論文,但是,由於克朗羅德與高級認證委員會(HAC)負責人之間存在個人恩怨,這篇論文以「不是數學」的理論被拒了。
「我不是數學家,我是程序員。」Andrey 痛苦地回應道。
然後,他的研究興趣從組合學轉向了更偏程序員的問題,並在 1973 年捍衞了自己在 V. Arlazarov 指導下寫的第二篇論文——一個關於數據庫管理的研究成果。他為蘇聯第一個數據庫 INES 做出了重大貢獻,而且因為這個數據庫在蘇聯得到了廣泛的使用,蘇聯還授予了他部長理事會獎。
Andrey 沒有止步於數據庫編程,他還研究了軟件工程的其它問題。其中之一是開發能玩國際象棋的 AI 程序,而且他開發的 AI 程序還成為國際象棋 AI 比賽的首個世界冠軍。
國際象棋 AI
克勞德·香農、約翰·麥卡錫、Ed Fredkin 與約瑟夫·維森鮑姆(1966)
在阿蘭·圖靈發明了「通用圖靈機」概念一年之後,信息論之父克勞德·香農想要教會計算機下國際象棋。後來,這個思路日漸流行,美國和蘇聯都各自有團隊在開發能下國際象棋的算法。
美國這邊,約翰·麥卡錫在 MIT 帶一羣學生在做這件事。約翰·麥卡錫是 1952 年與圖靈等人共同確定「artificial intelligence」這一術語的人之一,是 AI 領域當之無愧的先驅人物。
而在蘇聯這邊,開發國際象棋 AI 程序的正是 ITEP 的克朗羅德團隊。克朗羅德實驗室的開發工作始於 1963 年,很多天才數學家參與其中,其中包括 G. Adelson-Velskyi、V. Arlazarov 和 Andrey Leman。蘇聯的《Komsomolka》報組織過一場讀者與該程序的比賽,而這些讀者最後決定將這個程序命名為 Kaissa——國際象棋女神。
1965 年,約翰·麥卡錫造訪蘇聯並與克朗羅德達成協議,舉辦兩個程序之間的首場國際比賽。1967 年,兩個程序迎來首次交鋒。比賽共 4 場,Kaissa 憑藉在開局知識和分析技術上的強大能力,以 3:1 的成績贏得比賽。但這只是世界盃之前的熱身賽。
國際象棋計算機程序的首次國際競賽:蘇聯(白棋)vs 美國(黑棋)
1969 年,克朗羅德與其他一些數學家簽署了一封呼籲信,以捍衞另一位遭受不公正譴責的蘇聯數學家 Esenin-Volpin。在蘇聯,這種在大學裏的運動是被嚴格禁止的,於是克朗羅德不幸被開除了,他的實驗室也慘遭解散。
實驗室解散後,其他成員併入了控制問題研究所(ICP),克朗羅德沒去,V. Arlazarov 成了領導 Kaissa 開發的團隊負責人,為國際象棋 AI 程序首屆世界級比賽做準備。
Vladimir Arlazarov,他率領 Kaissa 開發團隊參加了首次國際象棋程序錦標賽
1974 年,比賽正式開始,來自 8 個國家的 13 個程序在斯德哥爾摩爭奪世界冠軍頭銜。比賽在該市最大酒店的音樂廳裏持續了五晚。開賽時六場比賽同時進行。Kaissa 贏得了全部 4 場比賽,分別以 3 分成績勝過來自美國的競爭對手 Chess-4、Chaos 和 Ribbit。對蘇聯而言,看到他們的科學家拿下首個國際象棋 AI 冠軍,這算得上是整個國家的榮譽。
Tech-2(美國)對陣 Kaissa(蘇聯),1974 年,斯德哥爾摩。右邊的 M. Donskoy 通過電話接聽走法並代為移動棋子。
後來,克朗羅德説:「國際象棋是人工智能的果蠅。」這是一種研究者可以用來運行實驗和測試猜想的出色實驗動物。
Andrey 繼續與來自克朗羅德前實驗室的朋友合作:首先是在 1968–76 年之間在 ICP 合作,然後在 1976–90 年之間在系統分析研究所工作;再然後,蘇聯的鐵幕崩潰了。1990 年,Andrey 加入了在硅谷的「登陸黨」(landing party)。
在登陸硅谷之後,Andrey 與同事推出的第一款成功產品是 Cuneiform OCR。
他們在創業公司 Cognitive Technology Inc 裏開發的這套光學識別系統成了掃描識別不同語言文本的領軍產品。Oracle、IBM 和三星等多家 IT 巨頭使用了他們的解決方案 Cuneiform OCR。
從 1995 年到 2012 年,Andrey 在多家高科技創業公司裏當程序員。他最後的僱主是 Invitae,這是一家基因公司,他為該公司開發的架構系統至今仍被其員工廣泛使用。他並不熟悉生物信息學,但他對解決難題的好奇心讓他在這一領域也取得了成功。
Andrey Leman 在美國
2012 年,Andrey 離開了人世,但人們仍然記得他是一位可靠的同事、忠誠的朋友,以及富有幽默感和樂於助人的人。
在 AI 從數學的一個子學科成長為最富影響力的科學領域之一的過程中,他與其同事做出了自己的貢獻,而他們的故事也是蘇聯 AI 歷史的一部分。
原文鏈接:https://towardsdatascience.com/a-forgotten-story-of-soviet-ai-4af5daaf9cdf
來源:機器之心
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