2023年3月31日,我们邀请到了《流浪地球2》电影科学顾问做客直播间,分别有中国科学院计算技术研究所研究员王元卓,中国科学院物理研究所研究员李世亮、梁文杰。
我们还邀请了量子计算领域专家、中国科学院物理研究所特聘研究员沈洁,来和大家分享《流浪地球2》的幕后故事。
重要声明:在场的人都是不知道任何关于球3的剧情的!我们现在的信息量和大家一样,只是不知道我们的脑洞和观众们的哪个更大胆。
沈洁:量子计算机起源于薛定谔方程,我们可以通过解薛定谔方程得到波函数,量子力学中的所有现象都可以用波的形式去解释,比如说刚才讲到的波的干涉。
量子比特和经典比特是不一样的,经典比特只能处于0态或者1态,就像一个开关,只能开或者是关;而量子比特处在0态和1态的叠加态上,像一个旋钮,可以旋到中间任何一个叠加态上,只要可能性加起来等于1。
走在最前面的叫做超导量子比特,用到的就是超导现象;另外一种就是利用自旋电子制备量子比特;还有我们现在在做的拓扑量子比特。
物理学上,所有物体能量越低的时候量子现象越明显,比如说一个电子,在室温下它的能量非常高,以经典现象为主;为了让量子现象丰富起来,我们需要将这个电子冷却,能量降至非常非常低,此时从不确定关系我们可以知道,它可以延伸的空间chǐ dù会更大,也就是更有利于量子相干的产生。
沈洁:刚才说的技术都是利用了固态的电子,其实还有一些其他的技术,比如说光子冷却技术,我们可以抽真空只保留一两个原子,然后用激光将它们冷却,而不需要将整体的温度降下来。
有非常多的实现方式,但是整体思路是一致的,可以用不确定关系来理解,即两个共轭量乘积是固定大于等于一个值,想要让量子现象丰富,就需要将其能量降低到非常低。
王元卓:当时想找一个算力可以无穷大、能耗和体积可控的一台计算机,这个情况下的一台计算机就能够支持超级人工智能对算力的需求。
那么什么样的一个计算机既能让大家耳熟能详、又能让这个听起来有些未来感呢?量子计算机就是一个不二的选择。
但是我就怕像沈洁老师这样的专业人员质疑我,说你们的量子计算机不是我们研究的量子计算机,所以我说加个定语吧,这就是“智能”的由来。
王元卓:计算机的智能是一个不断发展的概念,比如最早期是从感知的角度实现智能化,再往后从认知的角度实现智能化。
简单来讲,最简单的智能可能就是一个识别的能力,能够识别出一个人、一个图像;再复杂一些,便可以描述图片上是有什么样的内容,比如说图片中的羽翼;再往后,便可以实现跨模态之间的识别跟转化,比如文字与图像之间的识别转化。
但是像ChatGPT这样的生成模型,它要做的是跨领域的学习,并在学习之后能够生成一种之前可能不存在的东西,比如我让它画一个牵着猫的小女孩,它画出的图片可能是之前完全没有的东西。
我这段时间有时候会去讲一个讲座,我在不断翻新PPT里的内容,就是“从ChatGPT到MOSS到底还有多远”。
其实我也非常地庆幸,之前我们在《流浪地球2》的设定中选择了或者说创造了现在这样的一套技术路线,它跟ChatGPT的技术路线是非常类似的。
一个是我们前面讲的算力,要有超强的计算算力,同时还要尽量少花钱;一个是要有大量的数据让它学习;还有一个就是算法模型,我们之前的那些应用,比如人脸识别、自然语言处理,他都是这样一组模型,可以在某一方向的功能上面做到准确率越来越高。
王元卓:现在ChatGPT也离不开这三要素,一方面它有非常大的算力资源在支持它,GPT3.5公布的模型有1750亿个参数,通过你给它投喂的数据将这些参数不断地精确化,直到最合适的那个数值。
为什么你问问题它会回答呢?因为它首先学习了一个结构,就是回答你这类问题,什么样的结构通常是最合理的,然后它会去找到相应的事实填充进去,最后生成一个回答。
王元卓:想要实现电影中的强人工智能是不可能的,除非有一个特别强的模型介入进来,加速智能进化的进程,这也是我们在《流浪地球2》中设置数字生命这一存在的原因。
数字生命就像现在ChatGPT里面的GPT-4,是一个大模型,有两种产生方式,第一种是程序员为他写了一个胚胎,让他具有自主学习的能力,然后他通过不断学习不断长大;另一个就是像图丫丫这种,将人脑的意识复制出来变成一个数字生命,可以说是一种投机取巧的方法,直接将人脑中的积累复制出来,实现成熟的强人工智能。
王元卓:图丫丫是促使MOSS产生自我意识觉醒的一个因素,是开启的钥匙,但最终实现的MOSS一定不是图丫丫,它是一个迭代了无数轮的人工智能。
在2022年之前,我一直跟大家强调,不同担心人工智能,人工智能的到来可能是几十上百年后的事,我们要拥抱科技带来的便利,但是ChatGPT的出现也确实颠覆了我对智能发展速度的认识。
我们原先认为人工智能的发展速度是线性的,或者是指数的,但现在它的实际发展速度是阶跃的,这个速度令我很吃惊。
王元卓:我们可以用AlphaGo来看这个问题,AlphaGo能下赢很多棋手,它自我生成了很多棋谱,包括当时的世界冠军在内,一看到这些棋谱就说是没见过的,这就是它自我生成的新棋谱,也就是说人工智能是可以生成新数据的。
王元卓:我有一个博士生是专门做答案可靠性检测的,我们一直说有些答案是叫一本正经胡说八道,就是我们看似很严谨的一个论述,里面很多东西可能是不对的,所以我要去验证它是不是有意产生不对的答案,做一些研究的工作。
比如说它会生成林黛玉倒拔垂杨柳,我的学生拿来问ChatGPT,说你给我讲一个林黛玉倒拔垂杨柳的故事吧,然后它真的编了一个林黛玉是什么样的一个人,看见柳树,最后把柳树拔了的故事。
梁文杰:有一个说法,ChatGPT对于稳定的、有稳定答案和稳定规则的系统,他能做得非常好;但人经常要解决的问题是没有规则的,人要创造规则,这可能就是人工智能欠缺的地方。
比如如果我之前没见过你,不知道该跟你聊什么,但我们聊了一会儿我就知道了你的背景、经历、兴趣爱好以及性格特点等等,那我再说话就很容易,也就是常说的“见人说人话”。
这种学习能力是你要给它一点适应的时间的,ChatGPT也一样,你刚开始问它的时候你觉得这个不对,你就会反复再问它,这时候它就在学习:哦原来他不想要这个想要那个,学了一段时间你再问它类似的问题,它就会给出一个基本符合你需要的答案。
梁文杰:今天是3月31日,我前几天在网上看见有个说法,这叫the March Madness,三月疯狂,就是描述着ChatGPT这个突然的变化,一直到了人类过载说咱们暂时停一停。
我们能够沟通的都是我们以为的ChatGPT,就是能跟个体沟通的那一个;但它其实同时在跟无穷多的人在沟通,整个加起来才是它自己。
李世亮:大家在说四维空间怎么理解的时候,就用三维和二维空间举例,说一只蚂蚁在平面上爬,它只知道这个平面,不知道三维的空间。
那么将来我们的ChatGPT也是,至少目前我们不知道它到底是怎么运作的,它对我们人类来说是个黑箱,我们永远只能接触到它的一小个方面。
我们在给《流浪地球2》设置MOSS的技术路线的时候,其实就是给球1里的MOSS找一个可行的路线,那如果从现在开始找的话,就是ChatGPT。
李世亮:现在从科幻的角度来说,MOSS说不一定是第一个实现的,我们物理学发展太慢,到流浪地球的时候行星发动机可能还真实现不了。
虽说这听起来是一个要保护人类的一个指令,但实际上你并不知道MOSS基于元指令和它背后复杂的思考推断出来的行为,到底是不是延续人类文明。
我觉得这就是人工智能,无论是MOSS还是ChatGPT,我们可能都需要担心一个事情,就是即使我们给了它一个我们认为是善的旨意,它最后会做出什么样的行为是无法预计的。
李世亮:是的,这个结果有很多科幻影视剧讨论过,比如说很经典的《太空漫游2001》,里面的人工智能把保密的指令理解成“人sǐ了是最保密的”,从这个角度上我们很难确保一个无害的人工智能。
王元卓:首先从视觉呈现这个角度来讲,这是一个非常好的镜头,和《星际穿越》中高维时空的片段有些神似。
这些年好多人在讨论元宇宙,这也是我们当时在设计《流浪地球2》时chā入非常多和数字生命、数字空间相关内容的一个原因。
一方面,数字空间在理论上是无限大的,只要有足够的算力支撑,这样的房间可以无限延展;另一方面,只有进入到数字空间,才能看到周边这种无限延伸的房子的情况,所以插上那个卡就是一个进入元宇宙的过程。
王元卓:对我来说这段呈现非常漂亮,作为科学顾问也好,大家作为科学家也好,反倒没必张家港气象局天气预报要强去做科学解读。
李世亮:关于这个片段我可以给一个解释,就是在做理论计算算格点的时候,因为算力的问题,你其实只能算有限格点,但我实际的材料是无限多的,那我怎么能够模拟呢?必须假设一个边界条件,最常见的就是周期性边界条件。
王元卓:其实你感觉MOSS像是有好多个,但它们其实都是那一个MOSS的分MOSS而已,它们其实都是一个核心,大模型只有一个。
那从MOSS的角度来讲,数据定义了它是一个独立的个体,比如有两个MOSS,物理上断开网络链接,一旦联网,数据之间没有隔阂,它本质上就是一个生命。
梁文杰:物理上有一个拉普拉斯妖就是这个概念,如果世界是决定性的,那便可以有美的计算机能够把宇宙开始之后的事情全部算到。
王元卓:现在其实无论是用大数据技术还是人工智能模型,可以做一些较为精准的时序或者时态的预测,就是在某一时间或时间段里面可能会发生什么事。
比如说《少数派报告》中,人的特异功能可以预测未来,提前把犯zuì者控制起来来避免犯zuì行为的发生,从而改变未来。
另外就是我个人非常喜欢的一部美剧《西部世界》,里面有一个超级人工智能雷荷波,它可以控制它知道的每个个体的生命走向,对于无法控制的人,它会选择干掉他,因为它不能允许变量的存在。
李世亮:我们可以知道局域电子的行为、局域的自旋的相互作用,但是它集体的行为是非常复杂的,是无法通过传统局域哈密顿量算出来的,有这样一种拓扑性质的存在。
对于人类或者其他复杂体系,我相信也可能有类似东西的存在,哪怕知道上一个层级每一个个体的行为,但是你还是无法算出整体的行为。
沈洁:MOSS所说的保持人类文明可能就是说的保持我们的拓扑序,这个拓扑序是固定的,至于中间每一个环节是怎么走的,那对它无所谓。
梁文杰:电影里刻画的是未来发云霄天气预报一周7天生的一切MOSS都知道,但对于我们人类来说这就太无趣了,因为我们将来会怎么样都已经定下了,那我们还奋斗啥啊。
李世亮:MOSS设计了这么多的东西,明显是会联系到球3的,所以我预言MOSS在球3里会变成一个好人,它终于理解了什么是牺牲,最后红灯闪闪牺牲了自己。
剧情中拯救水淹服务器一段被网友指出存在BUG,如果让老师们来拍,老师们会怎样安排让剧情更合理?
比如借助发动机让地球转个弯或者停顿一下,使水失重产生一个真空的通道,在通道持续时间内进入将计算机连接上。
李世亮:可以不用复活,还想让吴京出镜,直接在回忆中出现,想起了当年刘培强的事迹,这在影视上是十分容易处理的,不需要科幻来做。
沈洁:还是逆向思维,我们现在看到的电影只是MOSS模拟的世界发展中的一条线,这条线到最后发展不下去了就要重启换一条线。
李世亮:要复活也行,可以作为数字生命再次出现,和刘德华来一场真正的对手戏,然后他们跟MOSS有一个激烈的争斗,最后MOSS终于理解了牺牲。
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