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4.2 機器下棋與達特茅斯會議(1950–1956)#

1950 年,香農發表論文〈為計算機編程以 下棋〉(Programming a Computer for Playing Chess)——這是史上第一篇系統論述機器下棋的論文,比圖靈的棋類程式構想更具工程細節。六年後的 1956 年夏天,他成為達特茅斯會議的共同發起人——「人工智慧」一詞在此誕生。這六個年頭,是香農親手把資訊理論的火種,移植進新興的機器智能運動。

1950:下棋作為「智能的果蠅」#

香農選擇下棋的理由,後來被遺傳學家穆勒的比喻反襯而廣為流傳——下棋是智能研究的果蠅(遺傳學家用果蠅做實驗,因為它便宜、快、可觀察):

  • 規則完全明確、搜索空間巨大(約 \(10^{120}\) 種局面)、評估直觀;
  • 論文提出了完整的程式架構,其中的名詞至今仍在使用:
  • 搜尋樹與極大極小演算法(minimax);
  • 位置評估函數(材料、機動性、王的安全……的加權);
  • α-β 剪枝的思想先驅;
  • 論文還證明了局限:暴力搜索無法戰勝人類,必須依賴評估與剪枝——這個判斷引導了之後四十年的電腦象棋;
  • 他估計,按當時的技術,一台每秒百萬次的機器也「最多達到業餘水準」——嚴謹的預測,而深藍 1997 年擊敗卡斯帕羅夫時,靠的正是算力成長一百萬倍+評估函數+剪枝的組合。

從洛克菲勒會議到達特茅斯#

1955 年,年輕的數學家約翰·麥卡錫(John McCarthy)決定發起一個「夏季研究計畫」,研究「基於『學習』或『智能』任何特徵的猜想,可被機器精確描述的每一個面向」(→ 詳見《麥卡錫傳記》第 2 章)。他拉起了一個黃金陣容的發起人名單:

  • 香農(貝爾實驗室):資訊理論之父,學界的超級品牌;
  • 麥卡錫(達特茅斯):提案主筆;
  • 明斯基(哈佛):年輕的神經網路批評者,日後的 AI 大師;
  • 羅徹斯特(IBM):701 電腦總設計師,提供產業後盾。

1956 年 6 月至 8 月,會議在新罕布什爾州漢諾瓦的達特茅斯學院舉行。與會者包括麥卡錫、明斯基、香農、紐厄爾、西蒙、薩繆爾(塞繆爾的西洋跳棋程式正在此期間演示自我學習)等。「Artificial Intelligence」一詞由麥卡錫定下,會議成為這門學科的正式誕生地。

香農在其中的獨特角色#

  • 他是會議中唯一已經擁有兩門奠基性理論(開關電路、資訊理論)的人;
  • 他帶去了下棋論文與 Theseus 的經驗,把「搜索+學習」的範式正式帶入會議議程;
  • 會後他與明斯基合編文集《自動機研究》(Automata Studies, 1956),把圖靈機、神經網路與資訊論收進同一本文集——這本書是 AI 與可計算性理論的早期橋樑(→ 詳見《圖靈傳記》第 3 章)。

事件關聯與前因後果#

年份 事件 後續影響
1950 機器下棋論文 電腦象棋四十年的範式:搜索+評估+剪枝
1950 Theseus 演示 學習機器的實體展示(見 4.1)
1952 貝爾實驗室主辦智慧機器會議 美國 AI 運動的前哨
1955 麥卡錫起草達特茅斯提案 香農列入發起人
1956 夏 達特茅斯會議 AI 學科誕生
1956 《自動機研究》文集 AI 理論化的重要文獻
1997 深藍勝卡斯帕羅夫 香農 1950 框架的最終兌現

因果:達特茅斯會議之所以可能,前一半功勞屬於麥卡錫的組織才能,後一半屬於香農與圖靈在 1940 年代埋下的理論與示範。沒有 1950 年的棋類論文,「機器能展現智能」就只是哲學爭論;有了它與 Theseus,這變成了一個可操作的研究綱領。香農又一次扮演了「翻譯者」——這次是在數學與夢想之間。

小結#

  • 1950 年下棋論文確立了「搜索+評估+剪枝」的範式,1997 年深藍是它的畢業典禮;
  • 1956 年達特茅斯會議上,香農以兩門理論創始人身分為 AI 背書,學科由此命名誕生;
  • 1957 年起,香農離開貝爾實驗室回到母校 MIT 任教,資訊論開始向全世界輻射(見 4.3)。