第三章 VAI

更新时间2011-7-110：22：53字数：7380

什么是VAI？说来话长。

刚到杭城时，李庄在报纸上看到科学院某院士在玩人工神经网络，便在网上搜集了一批有关人工智能的资料。最开始是当故事看，他那时的水平最多算个普通的电子工程师，还是偏向于应用方面的。转行做机械是因为喜欢机械，自觉在机械方面更有天赋，工作经历证明他的想法没错。

这厮在机械方面的天赋少有人可比，只用了三年时间便成为出色的加工工程师。当上车间主任后，他在加工方面被徒弟鲁同超过，于是转变方向，很快便能维护厂里所有的设备，基本不用设备供应商插手。不久带了仨徒弟，其中最出色的曹奇峰现在是祐城机械设备维护部的主管，徒弟们只有搞不定的时候才会呼叫师父支援，他因此有了大把的时间精研自动化相关科目。

设备的硬件不容易改，涉及到方方面面，控制系统优化是第一选择，即在硬件不变或无法进行根本变更的情况下将控制系统优化到极限。控制系统灵活，可以降低零配件和附件的要求，节省维护成本；在使用同样质量的零配件和附件的情况下，可以提高加工效率和加工质量。想要控制系统灵活，程序必须尽可能地智能化。

将现有框架内的程序设计改进到极限后，李庄仍不满意。此外，自动化设备的设置非常繁琐，很耗时间，不喜欢重复劳动的他终于下定决心要研究真正的人工智能，不再像过去那样小打小闹。

在大部分人看来，人工智能即AI是典型的前沿，但它实际上不是什么新鲜玩意，如果从性格孤僻的同性恋老头图灵发表论文的时间算起，迄今已有六十年的历史。老头认为，如果第三者无法辨别人类与机器反应的差别，就可以论定该机器具有智慧。他的标准似乎不高，但想通过图灵测试不容易。

AI是自然学和社会学的交叉学科，涉及到哲学、认知学、数学、心理学、计算机学、控制论、决定论和不确定性原理。“人工”好理解，也不容易起争论，“智能”问题就多了，比如意识、自我、心灵等。人类对自身的了解有限，不同的观念带来了不同的流派，主要有三个，心理学派即符号主义，主要原理为物理符号系统假设和有限合理性原理；仿生学派即连接主义，主要原理为神经网络及神经网络间的连接机制及学习算法；控制论学派即进化主义，其原理为控制论及感知－动作型控制系统。

怎样才能使计算机具有智能或者说表现出智能行为，迄今仍是个未解决的问题。各流派以认知心理学、神经生理学、人类社会学及生物进化论为模拟基础提出了知识处理与符号处理、人工神经网络、层次化的智力社会模型及基于生物进化的智能系统等理论。不管怎样，AI的核心问题是推理、知识、规划、学习、交流、感知、移动和操作物体的能力。

此外，AI还有强AI和弱AI之分，连AI的定义大牛之间也一顿好吵，因为涉及到自主意识，短期内无法理清。虽然弱AI领域的成果一直没断过，但强AI仍是AI领域的长远目标。

上个世纪八十到九十年代是智能机研发的高峰期，诞生了不少有指导意义的理论和工程实现方案。AI研究者前赴后继，逐一验证猜想，最后只剩下两种方案。第一种，工程学方法，即采用传统的编程技术，使系统呈现智能的效果，而不考虑所用方法是否与人或动物机体所用的方法相同。第二种是模拟法，它不仅要看效果，还要求实现方法也和人类或生物机体所用的方法相同或相似。换句话说，一种是纯软件，即在冯。诺依曼型计算机系统上用软件实现AI；一种是软硬结合，通过硬件和软件相配合来实现AI。

和软件实现相比，软硬结合由于相关学科的研究没跟上，智能技术在很多方面也没有取得预期的成功，五代智能机研究不出意外地失败了。与此同时，计算机技术在网络和信息处理等领域蓬勃发展，智能机研究陷入低潮，由热门学科变成了偏门的前沿学科，甚至连大部分IT从业人员都不了解，只有少数人进行基础研究。

冯。诺依曼型计算机系统能产生真正的人工智能吗？AI界的争论非常激烈，但大部分人还是认为不可行，因为两个单纯的一维符号无法完美呈现非此非彼经常出现的物质和社会现象。人的想法经常是非线性的，比如很常见的虚伪，说一套做一套，中间的调整甚至是双向无级的，思维跳跃性很大。如果用传统计算机模仿人的思维方式，非得被数据给噎死不可，就算有技术手段可以辅助，最多减少数据冗余，绝对做不到像人类一样思维如电。

李庄的观点与主流科学家的看法一致，他相信在我们这个物质世界，思维方式由运行底层决定，在线性运作的冯。诺依曼型计算机系统上产生非线性运作的人工智能绝无可能，运行机制不一样，即使勉强实现，也是低能儿。那些信奉纯软件实现的研究员要么是在玩虚拟机，要么是在玩火。依靠虚拟机实现的AI与真正的人类相差甚远，略聪明的人便能识破它们的身份。互联网发展到今天已不可或缺，先不说能不能点起火来，就算能点，也不能点。相比之下，有运行底层的软硬结合智能机研究要实际得多。

AI学科一直在革新中，新思想新观念层出不穷，但真正靠得住的不多，大多没有验证过，因为验证需要钱，或多或少。理论归理论，工程是工程。智能机研究同时涉及到AI理论和工程实现，两者相辅相成，理论不完善，工程实现难度大增。工程实现如果做得好，可以弥补理论的缺陷。虽然很多时候都是理论先行，但生活中很常见的是先有现象，再总结推导出理论。

符号处理与知识处理是目前研究的主流，但李庄对人工神经网络更感兴趣。实际上这种仿生学实现方案也是大公司研究的重要方向，诞生了大批的成果，广泛应用于语言识别、图像识别与理解、计算机视觉、智能机器人故检测、实时语言翻译、企业管理、市场分析、决策优化、物资调运、自适应控制、专家系统、智能接口、神经生理学、心理学和认知学研究等领域。

人工神经网络ANN源自于神经生理学的研究成果，即用大量相对简单的处理单元（人工神经元）通过复杂的互连构成神经网络计算机。这个实现途径强调大规模并行、分布式的表示与处理、非线性的动力学系统行为、系统的训练与学习以及模拟量的处理等等，本质上是一种仿生学设计方案，经常与符号处理和知识处理配合使用。

李庄相信这种方案，也有信心能玩出点花样来，但觉得纯粹的仿生学设计只会死路一条，因为物质基础不一样。人类使用生物网络，而智能机使用硅光网络，两种网络的运行方式有别，不能生搬硬套。

信心归信心，没人知道用ANN能否设计出真正的智能机，不但智能本身定义不明确，而且也没人完全清楚智能产生的真实原因。智能机研究的沉寂跟巨额投资无法短期内见到成果有关，当然不乏科学界忽悠势力阶层的成分在内，这些年科学家们没少做这种事。

李庄不能赌，他要吃饭，还要赚钱买房子；也没有必要赌，他最喜欢的是自动化和精密加工，连承接的软件订单也跟这两个领域有关，用不着冒进，因此选择逐步理清。

首先是纯软件实现，计算机领域都是相通的，站在巨人的肩膀上才能更进一步，前提是能站上去。发达国家在纯软件实现上做得比较好，李庄替工厂维护进口高级自动生产线时经常碰到类似的系统，改进了四五次，觉得这种方案最多能做到心目中的三级智能，当然以他目前的水平，最多能做到比国外大厂稍微好一点，也就是他自己分类中的一级智能。自动化界的AI水平一般，跟AI专业研究机构不能比，毕竟方向不同。虽然现在机器翻译的水平仍不高，但这个领域本来就难，不容易出高级成果，无论如何，高级研发机构的真实水准应该远不止一级。

纯软件实现的难度不用说，受制于冯。诺依曼系统的运行规则，可拓展空间很有限。完全不受硬件底层影响的数字生命估计只有写小说的能想得出来，连大自然都要自愧不如，它的诸多造物没有一种是能完全抛开物质和能量运行体系的。

当然李庄觉得这种设计方案也不无优点，最大限度地利用现有体系，减少投资，可以用在比较低级的场合，如冯。诺依曼系统的软件上，比传统的软件要高一个档次。没办法更进一步，以前被鄙视的虚拟机方案重新进入视线。他设计了一种虚拟机，这个虚拟机后来发展成为人工神经网络电脑的测试平台。

李庄给基于这种设计理念的纯软件模拟方案取了个名字叫“虚空模拟”，即在虚拟平台上模拟简单的人工神经网络，然后通过高效转换程序连接到硬件底层，代号为S。同时给传统方案取了另外一个代号叫TS，将基于两种不同设计理念的软件区分开。S方案的数据结构非常复杂，但可最大限度减少对硬件的依赖及硬件对软件的影响，执行效率则会大打折扣。这是必然的，再好的虚拟机还是虚拟机，只能想办法尽可能地提高。

用S方案编出的智能核心李庄已能做到二级智能，去年他设计了一套新的嵌入式集成方案，用在老公司的自动线上，使用效果还不错，思路得到了验证。新方案没花多少钱，软件主要是个人成本，硬件都是厂里出的，连外部设备杨董也很爽快地买了单。

忙忙碌碌下来，一样样都被验证，研究者精心计算后发现，随着智能级别的提升，软件的架构越来越复杂，对硬件系统的运算速度要求也有些离谱，S最多到能到五级智能，虽然聪明，但仍是伪智能。

所谓伪智能，就是看起来聪明，实际上却无法实现自我升级、自我创造和自我调整的智能。在李庄设想的体系中，只有六级才算达标线，跟五级相比有质的飞跃。六十分及格，少一分就是不及格，小小的一分让两种结果天差地别。这些年他研究了大量的工程实现方案，总觉得有一条无法绕过，就是计算机语言。复杂的模块互联需要一种高效执行的跨平台语言，最好是能通用于硅光网络。用这种新语言编写的神经网络电脑操作系统软件可以将运行平稳性提到最高，效率则依赖于算法和数据结构。

设计新语言？这是个很狂妄的念头，因为只有大师级人物才能玩这个领域。

“总有人可以完成，这人未必不是我李庄！”某人的执着或者说倔强非一般人可比，虽然了解内情的夏元德不止一次劝他。

“大师级人物是天生的吗？”李庄反问。

“行，你继续琢磨，不要忘了找女朋友。”

帅哥夏元德结婚之前不缺女朋友，但李庄没有女人缘。他不修边幅，呆的地方不是车间、实验室、设计室就是图书馆、书店和大学。这位身上老是带着机油味的高级修理工让众多美眉掩鼻而走，长相普通的他不属于开朗型，说话不多，更让人觉得难以接近。

创造一种新语言的难度毋庸置疑，这么多大师级人物都没法完成，李庄还没有自大到认为能比所有的人都强，他给自己定了一个原则，“只有合适的才是有用的，不需要跟其他的语言比功能和易用性。”

计算机语言有数十种，常用的如C，C＋＋，JAVA，VB等，不过自动化领域用的语言跟IT领域有差别，最常用的是VHDL、C和汇编。每种语言的安全性、功能、可移植性和工作目标都有不同，不存在一种可以随意移植到所有平台而又不影响安全性和程序执行效率的语言。

李庄现在不喜欢PLC，他为圈子里的工厂设计的嵌入式控制模块程序都是用VHDL或C描述的。汇编也经常使用，不是他喜欢，而是想省钱。他觉得自己似乎有一种天赋，难整的的汇编像亲人一样，看了不到一个月就很熟练。

“NND，莫非哥是机器人，怎么这么喜欢汇编？”

李庄不知道为什么会出现这种情况，只能解释为天赋和偏好。用汇编编写的程序执行效率高，也很精练，但可移植性极差，所以喜欢偷懒的他只在需要用到高效执行的小场合才会使用。计算机语言虽多，但常用的涉及到人工智能方面的语言并不多，LISP、Prolog和Smalltalk是分析的重点，C＋＋他很熟，但不怎么喜欢，觉得太复杂而且漏洞多多。新语言的目标就是优良的跨平台移植性，名字他已经想好了，叫VAI，即虚拟人工智能语言。VAI完善后将用于编写人工神经网络电脑的操作系统，满足各模块之间复杂互联的需要。

沿着别人的思路前进，容易受制于整体架构设计，最多算个高级修理工，不会有杰出的成就。即使人类用最科学的方法训练，也绝对不会比成年大象力气还大。总结各种语言的优缺点，然后将分析结果上升到理论高度，重新设计一种框架，就是李庄现在正在做的工作。

“休息时间到，眼保健操开始！”电脑突然提示。

思路被打断，李庄有些不高兴，随即哑然失笑，站起来在客厅里踱步，但没有做眼保健操，过去的一个小时他用眼不多，主要是沉思。转了一阵，去车库看看，回来又拿出翡翠球和石球瞅了瞅，轻轻地叹了口气。艾尔塔这事消耗了他不少的精力，得到的东西却很遥远，收获不是没有，外星人的超级游记加异宝翡翠球。

“嘿嘿，别人能得到这种稀有物品吗？就算帝王绿在它面前都是一把渣，只花了我五万块，太划算。嗯，可以作为传家宝，老妈给的那个档次太低了。”

李庄失落之后自我安慰。严格来说也不算安慰，翡翠球练功还是不错的，虽然地球上有类似的物品可以凝神，但估计五万块买不到。艾尔塔不在了，有些资料根本没有答案，他完全看不懂，没有必要再浪费精力，转了一阵，刚准备继续工作，鲁显来电话了，只好出发去厂里。

“师傅，您过来了，我特意出来迎接。”刚到厂门口，鲁显便打招呼。

李庄哭笑不得，这厮嘴里叼着一根烟，明显是趁机出来放风，居然卖乖，懒得跟他计较，直奔主题，“那台韩国货结构不好，有先天缺陷，我再怎么完善也不可能不出问题。”

鲁显很惊讶，“不会吧，你要是搞不定，麻烦就大了，现在生产任务重，替我想想办法。”

李庄摇头，“娘胎里带的病，再修修补补也不可能跟合理的设计相媲美。铝模加工设备我早说了不要图便宜，还是买日本货和德国货好，哪怕花旗国货也比韩国货强。”

鲁显辩解道：“是杨董拿的主意，还不是周董那边的工程师说好，不然我怎么也要据理力争。”

李庄哼了一声，“那边知道个屁，经验主义，做了这么多年还做不好，接分包订单时居然没人问过我。”

鲁显嬉笑道：“你不是离职了吗，我们也不好老麻烦你。”

再说下去又敏感了，李庄只好转移话题，“这样吧，我改装一下试试，不过费用肯定不低，有些零件我们得自己做。”

“大约要多少？”鲁显问。

李庄沉思片刻，“初步估计在20～30万之间，没法很省，设计余量过小，安装空间不大，市面上能找到的合金钢强度不够，只能在空间提升上下功夫，加大零件的尺寸。”

鲁显有些为难，李庄劝道：“不改就没法正常工作，或者退货，还得打官司，你看着办。”

鲁显一咬牙，“我向杨董报告一下，估计只能这样了。”说完急匆匆地走了。

李庄摇摇头，进车间开始忙活。老公司没有选择，只能改装，得尽早准备。他猜的没错，杨董看到技术分析后同意了，一面吩咐采购部和技术部与韩国人谈判，争取有利筹码，一面要求李庄出图纸。

两周后，在公司技术和设备部门的配合下，改装顺利完工，李庄升级了控制模块，运行正常。改装的稳定性需要时间检验，而这是那台韩国加工中心最大的缺陷，短期内看不到，他没在意，吩咐曹奇峰盯着，回去继续分析。

一晃到了十一月底，再过一个月就是传说中危险的2012，就在天天沉迷于研究的李庄差不多忘了还没拿辛苦费的时候，杨董来电话了，“小李，不忙吧？有时间到行政楼来一下。”

李庄一乐，有钱了，忙答应。杨董的习惯他知道，要是有问题，见面肯定在车间，老头很敬业。

……

改装方案很成功，硬件在其次，祐城机械本就是生产传动件的，技术部有能力设计简单的齿轮箱，升级后的控制模块则让人惊讶，鲁显拉着问了好久。

杨老头见怪不怪，似乎没什么大不了的，也许跟这些年的变化有关。随着对各种语言解析的逐步完成，李庄的数学水平大有长进，对数据结构和算法的研究越来越深入。他信奉“学以致用”，水平提高后，多次完善公司设备的控制软件，有些觉得很烂的干脆自己重写，并改装了设备，车间生产效率因此大幅提升。

辛苦费到手了，厚厚的一叠，李庄很满意。这就是默契，他在厂里很少跟杨董谈条件，但老狐狸每次都能摸到他的脉搏，给的钱不多不少。

刚想走人，杨董拉住他，给了一张请柬，“婧依元旦结婚。”

李庄很惊讶，同时松了一口气，有些好奇，“阿依什么时候找的男朋友？”

老狐狸哈哈大笑，“交往快一年了，她不小，妹妹都结了婚，你莫非以为非你不嫁？”

李庄干笑两声，飞也似地逃走了，杨老头望着远去的背影摇头苦笑。

……

杨婧依结婚对李庄来说是件大事，虽然杨老头似乎也不是太清楚女儿的故事，但元旦婚礼过后，小菜鸟和老狐狸之间的相处简单了许多，没有再兜圈子。

尴尬的感情纠葛没有了，李庄去工厂便很频，主要是自动化。他向来不屑于做下棋类的考试型系统，认为只能存在于实验室的东西没有意义，从研究开始就直指能用到自动化系统上的伪人工智能，而不是只会玩所谓智商游戏的无聊工具。不过他知道扬基佬的习惯，阴险而且喜欢显摆，摆出来的东西都落后于研究进度，虽然这种情况哪里都有，但只有扬基佬这么喜欢显摆。

杨董任由李庄在厂里折腾，不过其他人也没有什么意见，看到的都是好处，但他们很少想过成天忙忙碌碌的家伙的高级货都在车库里藏着，小作坊才是精华版。当然用研究者的话来说，这些都是不成熟的货色，不能用到大规模生产中。

夏元德帮忙买回来的测试仪与其他设备连线的兼容性解决后，工作效率提高了不少，主要是因为新研发的S2.11智能核心。S2.11是S2.00的小升级版，重点优化了内存占用和数据结构，应用程序没改，支持服务器还是原来那台，执行效率却大幅提升，耗电也小了。

“AI是个好东西，看来得加强研究了。”提前赶完交给沪上的控制模块，李庄坐在椅子上自言自语，随即有些头疼，时间似乎不够用。

计算机领域思想众多，就连程序到底是什么也能引起争论，不过不管使用哪种方案，都得编程，而想编程绝对逃不过语言、算法和数据结构。语言是实现算法的工具，算法是解决问题的方法，数据结构是程序的基础，精心选择的数据结构能带来更高的运行效率。三者之间的关系既简单又复杂，不是一句两句能说清的，如果牵扯到硬件，更让人挠头。数据的逻辑结构决定了算法，存储结构决定了如何实现算法，但算法是数据结构中最重要的部分，直接关系到程序的运行效率。表达数据结构和算法思想不依赖于语言，实现数据结构和算法必须依赖于语言，否则硬件无法识别。

高级自动化技术需要考虑大型数据库，但李庄不喜欢编写大型数据库，觉得容易出漏洞不说还特耗时间，设计的数据库基本上都不大，特色一如既往，小而高效，重点在数据管理模型上下功夫。他虽熟悉SQL，但平常用的最多的是C，跟工作内容有关，C语言绘图和数据处理强，可移植，适合编写系统软件和图形。

“唉，还是继续吧，想样样占全，还是得自己来。”

有些苦闷的研究者揉揉鼻子，转身继续工作，一忙就忘了时间，连过年都没回去。四月初，春光明媚，不冷不热，他意外地接到了师父梁灿的电话。

“阿庄，我们全家后天到杭城旅游，有空没？”

李庄有些惊喜，忙回应，“有空，没空也有空，我现在自由着呢，没有固定工作，随时欢迎。”

梁灿呵呵一笑，“具体时间到杭城后再给你电话，现在拿不准。”