探秘阿爾法圍棋機器人

3月10日，“阿爾法圍棋”再次戰勝李世石。無論執黑執白，李世石均無還手之力。有人欣喜，有人哀嘆，有人驚掉下巴。機器殺伐決斷，只憑三種武器：神經網絡、蒙特卡洛算法和評估局面。

首先，“阿爾法圍棋”是一團神經網絡，不是一本大全棋譜。它下棋不是翻譜，而是跟人一樣靠計算和直覺，但它“少年老成”，直覺更準。

職業棋手有種“棋感”，那是下了上萬盤棋后，大腦見多識廣，感覺到某一手的優劣，盡管說不出道理。畫畫、騎車、拿榔頭敲釘子，都是憑感覺，“唯技熟耳”。有個極端的例子，中國有種專業，可以辨認剛孵蛋出來的小雞雄雌，他們說不出怎么辨認，憑感覺去選，基本沒錯。

臨帖一萬次，有了書法感覺；打譜一萬遍就有了棋感。為什么？大腦=神經細胞+神經突觸，突觸是大腦的電線，經常“過電”的突觸會更強壯。小孩子的大腦正是如此學習：伴隨成功的快樂，剛用過的神經突觸就會加強，習慣就養成了。

早在馮·諾依曼時代，科學家就想到用電腦模擬大腦：計算單元+通路，通路的強度可調節。虛擬大腦一次次接受任務，每次調用不同的神經通路去做，如果任務成功，剛用過的通路強度會被提高，反之強度降低。

“阿爾法圍棋”復制了小孩子的學習過程，成功調高相關通路強度，失敗了就調低，使神經網絡在自我對弈百萬盤（用不同風格）后調整到最優。

“阿爾法圍棋”的“肉身”是神經網絡；在此基礎上，它有兩套心法：蒙特卡洛算法和評估局面。

蒙特卡洛算法很好理解，很多棋類軟件都這么干。你吩咐狗熊去玉米田里掰一個最大的棒子，但玉米田太大，累死了也走不完。狗熊想了個主意：根據經驗選十來個常出大棒子的地方，仔細找一遍。最后掰的大棒子，就算不是整塊田里最大的，也差不離。這就是蒙特卡洛式的狗熊。

圍棋盤有19乘19個位置，以前大家認為天文數字的可能性，電腦算不過來的。但蒙特卡洛算法只選取一小部分有希望的點來考慮。“阿爾法圍棋”跟之前的“ZEN”等圍棋軟件都是如此，倒不出奇。

但加上了“價值網絡”，“阿爾法圍棋”一步登頂珠穆朗瑪，它不需要推演到終局，只考慮落子之后20步的局面優劣。“價值網絡”負責給局勢打分，只要保證落子20步后局面不落下風，它就大膽地下。

跟李世石對弈兩局，“阿爾法圍棋”下出一些貌似的弱智棋，該占的便宜不占，還有一些“大俗招”（高手看來目光短淺的選擇），旁觀者說不清為什么。或許是“阿爾法圍棋”在幾百萬盤對弈的經驗基礎上，選擇了一條最沒風險的去路，而人類所謂正招卻排除不了局勢轉劣的可能？

人類下圍棋，除了計算，更重要的是評估或者說“審美”，職業棋手們用“均衡”“厚實”去描述理想的棋形，并非算準了要贏，只是感覺棋局更美（等同于更有價值，勝率更高），“阿爾法圍棋”再現了人類的天賦。

話說“評估價值”的能力，正是機器缺乏的。電腦的記憶好、計算快，但評估方面是白癡。舉個例子，小孩子都能辨認人臉，還能說出美丑（高價值和低價值），但機器做不到。目前最好的Google圖片搜索，錯誤率已經降到1%了，有時還是把人的照片說成大猩猩，把熊貓的照片說成是鴕鳥，評估美丑就更難了。

相似地，機器能搜索文章，但不能評論文章；機器試圖理解人的言語，但經常驢唇不對馬嘴，你跟它開玩笑，它跟你照本宣科。因為理解語言和辨識人臉，都要評估。人的大腦能瞬間體會到哪些東西對勁（高價值），哪些不對勁（低價值），但機器不能。

當年的“深藍”，就是傻電腦的代表，它針對國際象棋比賽開發，考慮4個象棋參數，用超強計算能力選擇棋步，但它沒法評判卡斯帕羅夫的水平高低。

早在“阿爾法圍棋”戰勝歐洲冠軍時，就有專家預言2016年為人工智能元年。或許因為它代表了機器評估能力的突破。還有美國的“沃森”超級電腦，2011年在美國全國智力答題比賽中戰勝人類，最近已經能根據病歷做初步診斷，或幫律師準備法庭材料了。

隨著機器演化出評估能力，一些智力勞動，比如整理筆記、駕駛汽車、美容顧問，或許會徹底被機器取代；有人當大老板，有人會再就業。“阿爾法圍棋”掀起的機器風暴，將從紋枰刮向人間。

延伸閱讀

盤點機器對人4：1的比分本身，其實有諸多值得玩味之處：棋界從賽前堅信“人不會輸”，到0：3之后絕望至“‘阿爾法狗’能讓天下一先”，再到第4、5盤的“看到希望”。人們既見識了人工智能前所未有的強大，也察覺出其明顯的弱點：綜合多位職業高手的點評，“阿爾法狗”還遠未終結圍棋，一種被人導向“開放的復雜局面”是其短板；但已有的棋局顛覆了以往“計算機強于、精于局部計算，而在難以量化的落子價值、形勢判斷上較弱”的觀念，事實上，它的盤面平衡感，尤其是優勢后的簡化定型能力極強。這種對人腦學習、判斷機制的深度模仿，證明它已經朝著“擬人化”走在了“正確”的路上。

迄今為止，生命對客體的感應及其派生出的情緒、意識，是宇宙間最為復雜精妙、也最引人入勝的課題。但如果把這種感應看成是造物賦予生命體（特別是人）的特權，那就太一廂情愿了。現代生命科學還遠未窮盡人腦反應、肌體應激機制，但可以肯定地說，意識是有物質基礎的——沒有神經元、突觸，感知覺就無所依存；沒有多巴胺、腎上腺素，也就無所謂愛恨和情緒漲落……在此意義上，作為人類終極關切的物質和意識的二元對立是個偽命題。只要承認感應直至意識是有物質基礎的，那么這個物質基礎的密碼被破譯就一定只是個時間問題。

從目前已知的跡象看，人工智能在以算法為基礎的封閉系統突破的速度越來越快，應用越來越廣，這樣的封閉系統涵蓋了人類簡單勞動（如工業流水線）和復雜思維（如圍棋）。介于簡單勞動、復雜思維之間的，通常被我們稱為不可名狀、全憑經驗的領域，最典型的如采茶、騎自行車等等，人工智能的突破尚待時日。而與圍棋盤上的情形相類似，最大的“開放式復雜局面”，就是我們人類社會本身。我們愿意相信，機器永遠不會懂社會管理；如果它試圖這么做，人類文明就走到了盡頭。人類不想等到“見棺材掉淚”的那一天，就必須“從這一刻起”。既然我們這一代是機器“上路”的始作俑者，那么，劃定路線圖、制定行路規則，是我們對自己、也送對子孫無可回避的責任。瞿劍

擁有強大“保護”力

的新型橡膠涂層

飛機、汽車以及輸電線等設備上如果堆積冰的話，將會是一件非常危險的事情，而解決起來則又相當麻煩。現在，材料學家研制出一種新的橡膠涂層，可以使很小的冰渣也能夠在自身的重力之下從表面脫落。

這當然并不是第一種抗冰涂層，但是以往的材料往往都是一次性的，會在一定時間內迅速地自然分解掉。就以飛機為例，你很難保證在一次飛行過程中它不會存在二次結冰的可能性。于是，耐久性的涂層材料就成了非常必要的東西。

研究人員日前在《科學進展》雜志上報告稱，他們發明了一種將橡膠塑料中的單個分子相互連接起來從而阻止冰在表面抓住“據點”的新方法。和大部分涂層中的分子被連接在一起不同，該涂層表面上的分子能自由移動，從而使冰更容易滑落。并且，這種強勁的涂層還是透明的，幾乎可以被作用于任何表面，其保護能力從汽車玻璃到飛機機翼上都能夠得到很好的體現。魏峰

灰發基因被發現

日前Nature Communications雜志公布的一項最新研究結果稱，發現第一個灰色頭發基因，證實灰發是受遺傳因素而非環境的影響。報道稱，研究分析拉美地區不同血統超過6000人，其中45%為男性，55%為女性，從中找到與灰色頭發、頭發密度及形狀（直發或天然卷發）有關的新基因。

研究人員發現灰色頭發基因“IRF4”調控黑色素生長和儲存，頭發呈灰白色是由于頭發中缺乏黑色素。了解“IRF4”如何影響頭發顏色，還能幫助改變發色，減緩或延遲灰發的出現。研究人員還發現影響頭發卷曲度的基因“PRSS53”，毛囊中的“PRSS53”酶功能，會影響頭發纖維生長過程，研究還發現東亞人和美洲原住民直發有關的這一遺傳變異。

此外，科學家還發現與頭發形狀、胡子厚度有關的EDAR基因。不過倫敦大學學院遺傳學家阿迪卡里指出，基因無法單獨引發頭發變灰或直發，需要結合其他因素，例如情緒抑郁或經歷創傷事件。鐘鑫

大腦的“迷宮”，你知道多少？

最近，發表在《自然·物理》期刊上的其中一項研究成果很吸引人們的眼球，研究者們將一個凝膠做成人的大腦模型放進有機溶劑中泡脹，完成了這次“大腦發育“的模擬。這個泡在溶劑中的模型將幫助人們理解大腦溝回的形成過程。最后，研究者們認為，大腦溝回或許是在皮層生長過程中自然而然地“擠”出來的。

大腦溝回的形成似乎是一個單純的物理過程，不過研究者也指出，不排除分子生物學層面的機制也發揮著作用。大腦的溝回到底是怎么形成的？這個問題和大腦中的很多謎團一樣，還沒有確切的答案。

署名為“Alulull”的神經科學博士生在果殼網上撰文稱，“針對這個問題，科學家們在過去提出了不少理論。有人推測在發育過程中，大腦胚胎通過某種生化機制預設了溝回的位置；另一些人則認為，大腦白質當中的神經纖維充當了‘牽引繩’，神經連接豐富的皮層被收得更緊，中間區域就在周圍的擠壓之下拱了起來。”

早在2007年4月，美國麻省理工學院和哈佛醫學院等機構的科學家獲取了11名不同年齡嬰幼兒的核磁共振頭部圖像，利用先進的圖像處理和人工智能技術對其進行分析，建立了大腦皮層溝回發育的定量模型。利用這些模型，可以精確地測量不同尺度的大腦溝回的發育時間和速度。最終，發現大尺度的溝回比小尺度的溝回發育得早，也更慢。

為了弄清大腦中溝回形成的過程，研究者們進行了多種嘗試，包括在有機溶液中“泡發大腦”，并用計算機建模進行模擬。

果殼網的文章稱，研究者對此前的實驗研究進行了總結，認為包括大腦胚胎初始形狀、組織的性質以及生長速度在內的因素在很大程度上決定了大腦溝回的生長，而每個人大腦溝回形狀上的差異也可以從這些因素中尋找原因。過去已有實驗表明，一些影響大腦體積和皮層厚度的基因變異會導致皮層結構的異常發育，而他們的大腦發育模型或許就能從生物物理學的角度為這些疾病提供解釋。

“從這個研究來看，大腦溝回的形成似乎是一個單純的物理過程，不過研究者也指出，不排除分子生物學層面的機制也在其中發揮著作用。”

大腦中的溝回是一部分大型哺乳動物的獨有特征。從演化的過程來看，大腦溝回起著重要的意義，它可以讓我們在體積有限的顱腔里裝下足夠大的皮層，同時也使得信息的傳導變得更有效率。

在大腦發育過程中，主要的溝回是在妊娠中迅速成長并在嬰兒出生時完全成型。隨著大腦在嬰幼兒期間的進一步發育，大腦溝回的形狀和深度也會發生相對變化直至成年。

首都醫科大學三博腦科醫院吳斌教授指出說：“大腦皮層是形成人類思維能力的重要部位，皮層表面積越大，思維能力也就越強，這是人類大腦進化的方向。”

華盛頓大學科學家為比較人類和黑猩猩大腦發育的遺傳學差異，對218個人和206個黑猩猩大腦進行了磁共振成像掃描。

研究人員已經獲得了黑猩猩的詳細家庭樹，能夠對遺傳相關個體比較大腦的相似性。同樣，對包括雙胞胎和遺傳背景相關性的人類大腦核磁共振掃描也進行了類似分析。研究測量了大腦體積和溝形狀位置等信息，比較這些大腦皮層結構的差異。

在大腦體積上，不同家庭成員之間沒有明顯差別，但大腦溝回存在明顯差異。更重要的是，人類溝回差異的變異程度顯著超過黑猩猩。黑猩猩兄弟之間的大腦溝回幾乎一樣，但人類兄弟之間的大腦溝回相差懸殊。這說明黑猩猩在出生后大腦的發育出現的變化不如人類那么明顯，可能是人類更聰明的原因。

有研究表明，腦表面的復雜程度與大腦皮層厚度有著密切的聯系，溝回的復雜度的變化程度至少有一半可以由皮層厚度來決定。同時，這種復雜程度也是與智商、受教育程度的高低相關的。

人的大腦溝回是比較特別的，越是高等哺乳動物，溝回就會越明顯。有溝回才會形成褶皺，溝回會容納更多的大腦皮層，大腦皮層就會容納更多的神經元，從而有助于從事更高級的智力活動。

在高等動物的世界里，尤其是它們中的大型種類，溝回的數目非常多，溝回的結構也相應地變得復雜起來。像海豚、猿猴及人的大腦表面都出現了迷宮路徑般的迂回褶皺。類人猿的大腦溝回已經在細節上與人的大腦溝回相差無幾了。

但人類中也會出現大腦沒有溝回的個例，醫學研究表明，一些大腦缺少溝回或是溝回比較少的原因是一類名為無腦回畸形的罕見畸形病癥，胚胎發育時期的不正常神經元遷移是造成這種疾病的原因。患有無腦回畸形病癥，但是無腦回面積不大的病人，經常會感覺吞咽困難、肌肉痙攣而且學習困難，患有該種疾病的人大多死在十歲之前。

有研究者試圖從腦結構的性別差異中尋找“女性大腦不如男性發達”的根據。他們認為男性大腦的溝回比女性大腦的溝回多，所以女性智力不如男性。真是這樣嗎？吳斌教授說：“對于男人腦回比女人的腦回多并沒有明確的解剖學證據。”要從男女兩性大腦溝回的比較中得出男女兩性智力的差異，目前在解剖學上尚未有定論。

愛因斯坦逝世后，醫學界對他的大腦進行了精細的解剖，但并沒有發現他的大腦在溝回結構上與女人有明顯區別。有些人用大腦溝回來臆斷女性與男性在智力水平上的差別，顯然是沒有科學依據的。

之前，一些研究小組在對大腦分析中發現，女性大腦的表層有更多的溝回和褶皺。按照科學家的看法，這些突出的溝回是人類進化過程的產物。德國法蘭克福大學的研究人員艾倫·路德斯曾解釋過為何男性和女性在特定才智方面的表現有所不同的問題，盡管女性大腦的體積略小，但女性擁有與男性同樣的能力，而這可能歸因于女性大腦表面皮層比男性更發達。姬詩文

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