悄然而至的认知域技术变革


发布日期:2022-06-10 浏览次数:107

不知不觉,俄乌冲突已持续了一百多天。这场冲突中,无人机、精确制导、星联网等灵巧武器和信息系统纷纷登场,吸引了全球观察者的目光。与此同时,一场“没有硝烟的对抗”也悄然展开。认知域作为一个新的空间,登上军事对抗的舞台。有专家预测,俄乌冲突中的认知战,犹如第一次海湾战争中的信息战,将成为驱动全球高技术加速演进的新引擎。认知域较物理域和信息域有哪些新的特点?如何实现认知域工程技术的跨越式创新?带着这些问题,本报记者与复旦大学大数据研究院的专家教授进行了一次了“隔空对话”,在“头脑风暴”中共同探讨认知域工程技术范式变革的创新之路。

人类的“第三类生存空间”正在形成

从传统意义上讲,认知域是科学哲学术语,泛指人的意识、思维、认知等各种认识活动,无形无象。随着科学技术的进步,认知域和人们“如影随形”,虽然“看不到、摸不着”,但也“舍不掉、挥不去”,看似无形,实则存在。

复旦大学大数据研究院赵星教授指出,在物理空间和网络空间之后,人类正在迎来一个新的生存空间——“认知空间”,这是我们工作生活的“第三类生存空间”。本世纪的前二十年,在互联网技术的强劲推动下,人类形成了“第二类生存空间”——网络空间,一个由载体、信息、用户、交互与应用构成的复杂系统世界。在这个空间中,人类创造了互联网文明,实现了数字化生存,衍生出新业态、新模式等等,实现了科学技术的大跨越。

“未来二十年,人类有望开启另一个新的生存空间”,赵星教授预测到。他指出,人类的“第三类生存空间”就是思维世界、认知空间,也就是认知域。作为生存空间而出现的认知域已经不是科学哲学意义上的认知域,而是一个以“虚实融合、以实映虚、虚为实生”为特征的虚实交互空间,是主观世界和客观世界相互交融的新空间。在这个新空间中,人类通过新的媒介、依托新的工具,进行交流思想,创造知识,涌现智慧,甚至可以跨越时空限制,构建一个人和机器高度融合的超智能社会,类似日本曾提出的“社会5.0”概念。

在网络空间中人们可以做到“所见即所得”,在认知空间里人们可以做到“所思即所得”。认知空间将大大突破人类能力和视域的界限,人工智能作为大脑,机器人作为肌肉和劳动力,大数据作为能源,物联网作为神经,各种信息突破虚拟世界和真实世界的壁垒,最终为全人类提供精准有效的服务。

跨域交链是认知域的核心特征

“如同人的思维不是孤立存在的一样,认知域也不是孤立存在的,认知域是一个跨域交链而形成的新系统。”复旦大学大数据研究院副院长邹宏认为,认知域的核心特征是物理域、信息域、认知域“三域”交织、跨域交链。

“物理—信息—认知”相互交织、相互交链,通俗的讲就是“人机物”或者是“人网物”三元融合,主要表现为四个特点。一是相对独立性。每个领域各有特点、自成体系,严格的讲这是三个具有相互映射关系的平行世界。二是广泛联通性。物理域和信息域通过信息物理系统实现了连接,信息域和认知域通过信息认知系统实现连接。这三域之间还可以通过信息社会系统实现更大范围的连接,形成了大的闭环系统。三是多向传递性。物理域的事件可能会引发信息域或者认知域的事件,比如发生大的自然灾害,有可能会造成网络通信故障甚至形成局部网络瘫痪,进而引起人们的认知恐慌等。再比如,信息域的一些问题,也会传导到物理域、认知域。四是风险叠加性。“三域”交织更容易触发“蝴蝶效应”,往往在现实世界、物理空间出现的一个小问题,经过网络空间这个“放大器”“倍增器”,就形成了认知域的大动荡,最后造成全域震荡甚至是整个社会系统的灾难。“物理—信息—认知”交织程度越深,风险爆发的烈度就越大。

“认知域本身也是由多个子空间构成的复杂系统”,复旦大学郑骁庆副教授指出,“认知主体的认知域可以进一步细分为信念域、怀疑域、未知域。这三域虽互不重叠,但其命题元素可以在三域中转换,从而动态形成某个认知主体对于世界的所有具有逻辑关联的认识”。人们确信的就在信念域,人们尚不知道的就在未知域,已知但不确信则在怀疑域。比如:对于人们没有听说过或者没有看见过的物体,它的颜色对我们来说是未知的。当有人告知它是红色的,我们可能仍有怀疑。当我们亲眼目睹过该物体时,我们可以确信它是红色的。但又被告知在我们观察该物体时,它可能正被红光照射。于是,我们又开始怀疑它是否真为红色,因为任何被红光照射的物体,会看起来像红色。人们对某种颜色的认知,在外界干预下,也可能会“一波三折”,茫茫然而不可知。

认知博弈的目的之一是通过有效获取和传递信息,转变命题在个人或群体认知空间中未知域、怀疑域和信念域的分布,从而形成公共信念。“物理—信息—认知”三域交织和“信念—怀疑—未知”三元互动,构成了认知域的显著特征。

认知域技术面临“三大难题”

当前,我们对认知域的描述大多停留在定性分析的层面,也就是人们常说的“讲故事”的范畴。而作为一类新的生存空间、技术形态,认知域有其独特的技术属性。

复旦大学大数据研究院副院长薛向阳教授认为,在认知域人类至少面临“三大难题”。

一是广义功能安全“壁垒”。在“物理—信息—认知”三域交织的大背景下,出现了认知域的广义功能安全问题。我们知道,人类的认知存在一些“先天缺陷”,比如个体认知偏差不可消除,群体认知极化不可避免。通过研究发现,这些先天不足,可以通过某些方式进行干预和利用,甚至实现某种操控。比如,现在出现的“信息茧房”“回声室效应”等现象。认知功能安全问题和网络安全问题相互叠加,就构成了认知域的广义功能安全问题。“广义功能安全”问题如同一道难以逾越的悬崖峭壁,横亘在“人机物”深度融合的进程之中。不融合,就没有技术进步;融合越深,安全风险就越大。两难选择,进退维谷。

二是人类认知形成“谜题”。认知域不可回避的就是认识,人的认知到底是如何产生的?这还是科学界的一个难题。人们从蛋白、离子通道、化学信号、电信号等易于观测的量出发,建立神经元细胞动力学模型,期望突破生物智能难题。欧盟的HBP项目投入了大量资金,通过扫描动物大脑的切片,获取全脑神经元的拓扑连接,构建超大规模神经元仿真平台,最后能够还原人类认知形成的过程。但是,目前这些研究都还没有取得突破性进展。

三是人工智能对人类认知影响的“噪声问题”。大数据、人工智能技术因其不可解释性、不可预判性、不可推理性等“内生不安全”问题,对人类认知的影响力出现了一些新的倾向。随着人工智能技术快速进步,通过图灵测试的人工智能系统越来越多。人们在社交网络上看到的帖子、图片、音乐、小视频等可能是智能系统自动产生的我们在网上看到各种各样信息最大的问题将是真假难辨,看到的不一定是真的、听到的不一定是真的、有图不一定有真相,人们也无法证实每一条信息的真伪。基于深度学习的深度造假技术已开始大量产生超出人类想象之外的“噪声”,对人的认知影响变得越来越大,甚至将颠覆人类传统的认知模式。

认知域是一个全新的领域,认知域工程技术的每一项变革,都将深刻改变人类自身,也必将改变社会。

用新范式实现新跨越

如果要在认知域技术创新中抢占先机,就必须推进范式变革,用新范式实现新跨越,走出一条独有独创的新路。中国工程院邬江兴院士,率先提出要实现认知域工程技术范式变革,通过构建新范式寻求认知域技术的新突破。

中国工程院邬江兴院士谈到,范式变革最早是由库恩提出,引发了一系列关于科技革命的思考。范式变革一般包括思维视角、方法论、实践规范三个层面。首先是思维视角。认知域工程技术范式变革的思维视角是“物理—信息—认知”三域交织,传统的手工化范式、自动化范式、智能化范式已难以解决认知域的新课题,破解认知域技术面临的“三大难题”,就需要提出新理论、开辟新领域、探索新路径。第二是方法论。认知域工程技术范式变革的方法论就是多模决策与反馈控制,通过相对正确公理的再发现,建立动态异构冗余构造和多智能体协同决策模型,来表达“已知的未知和未知的未知”。第三是实践规范。认知域工程技术范式变革的实践规范,就是要将不确定性问题转化为可量化问题,从而实现各类认知系统的安全功能可量化设计、可验证度量。

对于认知域工程技术范式变革,邬江兴院士给出了一个可能的实现路径,从获取数字制权、构建安全可靠的社交网络、形成感知“未知风险”的预警能力、建立认知免疫体系等四个维度,描绘了认知域工程技术范式变革的技术蓝图。同时,邬院士也指出,推进认知域工程技术范式变革,也要推动智能计算的范式变革。这种变革需要能够突破现有“冯诺依曼”体系架构束缚,构建从单纯追求“通用算力”向获得多元高效“智能算力”转变的领域专用软硬件协同计算技术发展新范式,实现未来“人--物”虚实融合环境中的高效协同,为认知域技术发展提供更加坚实有力的基础支撑。

本文首发光明日报客户端,通讯员尚玉婷,光明日报全媒体记者蔡侗辰,责任编辑张进进。