算法改變世界

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算法改變世界

在剛剛舉行的第十四屆中國航展上,一款名為FH-97A的“忠誠僚機”首次公開亮相。憑借著顛覆傳統有人機空戰(zhàn)模式的先進作戰(zhàn)理念,“忠誠僚機”吸引了眾多關注的目光。

FH-97A“忠誠僚機”是一款新型自主無人機編隊系統。該型無人機可以與有人作戰(zhàn)飛機密集編隊、高效協同,執(zhí)行協同偵察、制空作戰(zhàn)、防空壓制等任務。可以說,在未來空戰(zhàn)中,“忠誠僚機”既是傳感器,也是彈藥庫,更是飛行員的智能助手。

據介紹,每架“忠誠僚機”都可以成為空戰(zhàn)體系的智能節(jié)點,獲取局部的作戰(zhàn)信息,并且進行篩選融合,以形成全局的戰(zhàn)場態(tài)勢,輔助飛行員做出決策。而這一篩選融合、輔助決策的過程,終端顯示為類似于人腦的智能化處理,其背后,則有一系列先進算法的支持。事實上,未來戰(zhàn)場上的智能化武器裝備,都需要前期大量訓練數據的輸入和不斷糾錯,也就是智能算法的持續(xù)學習及優(yōu)化。

近年來,從計算機到互聯網,“算法”不斷在各個領域被提及。那么,算法究竟是什么?今天,就帶您走進算法的世界。

跨越千年,算法一直與人類社會和文明同步

很多人認為,算法是計算機時代的產物,其實不然,其發(fā)展歷史遠遠長于計算機和互聯網的歷史。

公元前的一天,希臘數學家埃拉托色尼試圖識別質數。他先把1-100的數字分為10行,先劃掉1;然后圈出2,劃掉2的倍數;再圈出3,劃掉3的倍數……輸入,處理,輸出——這就是由他創(chuàng)造的一個簡單的算法。

算法,除卻廣義上對計算方法的統稱,現在一般特指通過一系列計算步驟,將輸入數據或信息轉換成輸出結果或決策方案。從計算程序的角度看,算法是解決方案的準確而完整的描述,是一系列解決問題的清晰指令。

跨越千年,算法一直與人類社會和文明同步。

縱觀歷史,算法常常被用來解決各種各樣的問題,或天文計算,或制作密碼。很長一段時間,算法都處于非常簡單的狀態(tài),沒有受到過多的關注。然而,隨著計算機和互聯網技術的發(fā)展,已經有“預言家”意識到了算法的重要性。

早在2006年3月,全球知名中文IT技術交流平臺CSDN里,有程序員預言:“今天可以肯定地說,未來的互聯網,將被算法所主宰統治。”

2016年,人工智能機器人阿爾法圍棋(AlphaGo)連勝世界各路圍棋冠軍。以深度學習為代表的人工智能算法,從此變得廣為人知。

近年來,算法已然成為諸多領域的核心技術和核心競爭力。人們對于算法的關注度,顯然已經超越了以往任何一個時期。

由數學家約翰·馮·諾依曼發(fā)明的歸并排序算法,是互聯網時代最重要的算法之一。其次還有快速排序算法、堆積排序算法等。有了這些算法,才有了今天的數據挖掘、人工智能、鏈接分析和一些網頁計算工具。

快速傅里葉變換算法,被稱為“數字信號處理的基石”。因特網、WIFI、電腦、路由器、衛(wèi)星等,或多或少都與之相關,在電子技術、圖像處理、聲學等領域應用極其廣泛……

在“互聯網+”“人工智能+”的時代,大數據、計算力和人工智能技術的發(fā)展,更使算法走向復雜、多項和多能。

然而,算法按照大的分類依然可以“一分為三”:第一類是基礎算法,這是開發(fā)其他算法的工具;第二類是通用算法,比如人臉識別算法,可以在多個領域運用;第三類是針對特定場景的應用算法,如智慧城市管理時用到的算法。

這三類算法,在人類社會的發(fā)展與進步中發(fā)揮著日益重要的作用。

在算法社會,人應該是也必須是規(guī)則的核心

圖靈獎得主巴特勒·蘭普森(Butler Lampson)曾說,“一切皆可計算”。在當今時代,這句話被不少人奉為圭臬。毫無疑問,算法正在深刻地影響著人類社會的方方面面。

出門旅游,導航軟件可以自動規(guī)劃最合理的路徑;打開淘寶,買家需要的商品一應俱全;閱讀資訊,App會將用戶感興趣的內容推送到主頁……“算法,比你還懂你自己”的說法由此而生。

算法正在改變著人類的生產和生活方式??梢哉f,人類已經從互聯網社會進入到算法社會。

在大數據和計算力的助力下,算法設計的思維逐漸由“合理解決問題”向“精確化和優(yōu)化”方向轉變。這也引發(fā)了不少人對算法的恐懼。他們認為“算法利維坦”近在眼前。

1818年,詩人雪萊的妻子瑪麗·雪萊創(chuàng)作了一本名為《弗蘭肯斯坦——現代普羅米修斯的故事》的小說。小說中,一位名叫弗蘭肯斯坦的年輕科學家創(chuàng)造出一個類人生物,并由此帶來痛苦和災難。100多年后,科幻作家阿西莫夫將人類懼怕機器的心理,取名為弗蘭肯斯坦情結。

隨著算法的不斷演進和人工智能技術應用帶來的不確定性,人們的弗蘭肯斯坦情結越來越嚴重。

近期,AI繪畫再一次掀起狂潮。

2022年8月,美國科羅拉多州舉辦藝術博覽會,游戲設計師杰森·艾倫的AI繪畫作品《太空歌劇院》獲得數字藝術類別的冠軍。AI繪畫發(fā)展到今天,已經相對成熟了。任何人都可以獲得AI繪畫的算法,只需要輸入關鍵詞,便可迅速生成不輸于人類一般畫手的作品。

然而,令畫手們恐懼的是,AI繪畫算法是接受“投喂訓練”的。即可以通過將他之前的作品“投喂”給算法,算法便可以生成帶有這個畫手獨特風格的作品。這對畫手們作品的原創(chuàng)性提出了挑戰(zhàn),更是對年輕的畫家們帶來了巨大的沖擊。

算法過度追求效率,也讓“科技倫理”成為社會各界關注的重點。

除此之外,大數據殺熟、過度干預、誘導沉迷、制造信息繭房等,正在對人們的日常生活造成負面影響。這讓許多人擔憂,最懂人心的算法正在“算計”用戶。

耶魯大學教授杰克·巴爾金提出一種觀點:在算法社會,規(guī)則的核心問題不是算法,而是使用算法的人及允許自己被算法支配的人。

算法本身也存在著一定缺陷。比如,對象復雜、數據偏差、模型誤差、黑客攻擊等手段可能造成算法失效甚至失控,從而使得輸出結果偏離實際。另外,由于目前人類依然無法理解部分新型人工智能算法的認知模式,會導致這些缺乏可解釋性的算法很難在某些關鍵領域應用和推廣。

可見,算法在應用過程中,通常需要人類執(zhí)行糾錯、更新數據集、調整參數等操作,才能確保算法運行的可靠性。實現可信算法、可信智能的落地才是最終的目的。目前來看,人類智能與計算機算法的融合和互補,將在很長一段時間內成為改變世界的主流。

算法或將為作戰(zhàn)領域帶來新的不對稱作戰(zhàn)優(yōu)勢

早在古代,算法就被用于軍事密碼的編譯。情報人員往往通過特定的加密算法,將明文信息轉換為密文信息以便于信息的偽裝和傳遞。20世紀中葉以來,隨著信息論的發(fā)展,出現了對稱加密算法、非對稱加密算法、哈希算法等現代加密算法,使得軍事密碼更加科學有效。

在戰(zhàn)爭推演方面,1811年,普魯士宮廷戰(zhàn)爭顧問馮·萊斯維茨發(fā)明了一款戰(zhàn)爭游戲,可以利用基于規(guī)則的算法推演戰(zhàn)爭進程。后來,世界各軍事強國陸續(xù)開發(fā)出基于搜索算法、圖形仿真算法等算法的作戰(zhàn)仿真推演系統,來輔助作戰(zhàn)決策。

先進的算法也被廣泛應用于研發(fā)各型武器裝備。例如,導彈的航跡規(guī)劃算法、地形匹配算法、防空導彈武器系統的指揮決策優(yōu)化算法及控制算法等,對于裝備效能的發(fā)揮至關重要。

很長一段時間以來,作戰(zhàn)領域的不對稱作戰(zhàn)優(yōu)勢大多來自高技術支撐下的撒手锏武器裝備。然而,數據、人工智能算法以及計算力資源,或將通過“以軟制硬”的方式來謀求新的不對稱作戰(zhàn)優(yōu)勢。

在情報偵察領域,隨著信息化進程的不斷推進,戰(zhàn)場中的情報數據量激增。同時,由于先進的加密算法在軍事領域的廣泛應用,使得情報挖掘過程中通常存在大量的復雜問題難以得到有效求解。以深度學習為代表的新型人工智能算法,能夠在較短時間內挖掘出更多有用的信息,從而助力增強偵察情報分析領域的不對稱優(yōu)勢。

在指揮決策領域,以高超聲速武器為代表的全球快速打擊系統的發(fā)展,將使人類進入“讀秒戰(zhàn)爭”時代。這也對指揮員決策效率和效果提出較高要求。面對不同作戰(zhàn)決策問題,通過開發(fā)相應的戰(zhàn)爭算法體系,并在長期訓練中不斷調整和優(yōu)化算法模塊,將大大提高決策能力。

在作戰(zhàn)樣式方面,當前被廣泛認可的分布式作戰(zhàn)概念,其作戰(zhàn)能力達成的關鍵在于“如何在正確的時間、正確的地點,以正確的方式與正確的作戰(zhàn)要素展開協同,以執(zhí)行正確的作戰(zhàn)任務”。廣泛應用于多無人機協同、多彈編隊、作戰(zhàn)任務規(guī)劃、體系對抗等問題中的定位算法、分布式決策算法、防御算法、控制算法、路徑優(yōu)化算法、碰撞檢測算法等,其本質與分布式作戰(zhàn)相似,研究成果也可用于輔助分布式作戰(zhàn)算法體系構建,從而實現作戰(zhàn)樣式方面的不對稱優(yōu)勢。

算法帶來了更快的速度、更高的效率、更持續(xù)的“耐力”和更優(yōu)化的結果??梢韵胂?,未來,推進優(yōu)質算法在軍事領域更廣泛的應用,將成為算法體系的一個重要發(fā)展趨勢。新的作戰(zhàn)樣式都將以算法為基礎,統稱之為“算法戰(zhàn)”也許并不過分。

責任編輯:王梓辰校對:翟婧最后修改:
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