碾壓美國(guó)的蘇聯(lián)AI事業(yè)：生于赫魯曉夫，死于勃列日涅夫

曉查 賈浩楠 發(fā)自 凹非寺
量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

蘇聯(lián)，一度掌握全球AI起步的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。

1967年，冷戰(zhàn)鐵幕籠罩，蘇美關(guān)系脆弱又敏感，但兩國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家，卻相隔大洋展開一場(chǎng)國(guó)際象棋比賽——通訊方式是原始的一張張電報(bào)。

不同的是，下棋的不是人類，而是美蘇雙方的大型計(jì)算機(jī)。

這是全世界最早的機(jī)機(jī)大戰(zhàn)。

△?美蘇兩國(guó)國(guó)際象棋AI大戰(zhàn)

最終，蘇聯(lián)的計(jì)算機(jī)，以3:1大勝美國(guó)。

這也（可能是）全世界最早的AI對(duì)戰(zhàn)——因?yàn)榫驮谝荒昵暗倪_(dá)特茅斯，Artificial Intelligence，人工智能，首次被明確定義。

更巧的是，這場(chǎng)對(duì)決中的美國(guó)一方領(lǐng)隊(duì)，正是主持召開達(dá)特茅斯會(huì)議的約翰·麥卡錫。

然而，贏得如此“標(biāo)志性”對(duì)決的蘇聯(lián)一方AI先驅(qū)，卻沒能跟麥卡錫一樣載入史冊(cè)，更沒能在全球AI的發(fā)展史冊(cè)中留下只言片語。

他們的故事不僅當(dāng)時(shí)不為外人道，后來還因?yàn)樘K聯(lián)1991年解體倒塌，更不被知道。

直到最近，才有好事者從塵封的故紙堆中找出了這段風(fēng)云往事，連帶揭開了背后的蘇聯(lián)AI發(fā)展往事。

讓人唏噓的是，這背后不僅是個(gè)人成就和命運(yùn)的錯(cuò)配，還有一個(gè)民族和國(guó)家在時(shí)代際遇中的陰差陽錯(cuò)。

跟其他前沿探索一樣，蘇聯(lián)贏得了那場(chǎng)標(biāo)志性的AI對(duì)決，卻輸?shù)袅艘粋€(gè)時(shí)代的先發(fā)之戰(zhàn)。

從核物理所走出的象棋AI

蘇聯(lián)AI事業(yè)的起源，與亞歷山大·科諾羅德（Alexander Kronrod）密不可分。

生于1921年的他，年少就展現(xiàn)出數(shù)學(xué)興趣和天賦。1938年，17歲，進(jìn)入國(guó)立莫斯科大學(xué)學(xué)習(xí)力學(xué)和數(shù)學(xué)。

但生逢亂世，學(xué)業(yè)和研究受到戰(zhàn)爭(zhēng)打亂，科諾羅德兩次入伍，兩次受傷，為后來的羸弱埋下伏筆。

1945年，二戰(zhàn)結(jié)束，從戰(zhàn)場(chǎng)返回的科諾羅德進(jìn)入了蘇聯(lián)庫爾恰托夫研究所（Kurchatov Institute），這是蘇聯(lián)、乃至今日俄羅斯，實(shí)力最強(qiáng)的核物理研究機(jī)構(gòu)。

△?庫爾恰托夫研究所

蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)的重心在重工業(yè)，所以科諾羅德一開始并非從事AI研究，而是在核能所搞計(jì)算數(shù)學(xué)，負(fù)責(zé)反應(yīng)堆和加速器中基本粒子的數(shù)學(xué)計(jì)算、處理云室觀測(cè)結(jié)果。

在工作過程中，科諾羅德逐漸意識(shí)到，計(jì)算不是計(jì)算機(jī)的主要功能，算法可能蘊(yùn)含著更深刻、更強(qiáng)大的內(nèi)涵和功能，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的范疇。

但在當(dāng)時(shí)的制度下，科諾羅德的首要任務(wù)是支持物理研究，很難分出精力去搞算法。

即便如此，科諾羅德憑著對(duì)AI前景的堅(jiān)信不移，沒讓蘇聯(lián)直接錯(cuò)過一個(gè)時(shí)代的開幕。

4年之后，1949年，科諾羅德成為了蘇聯(lián)新成立的理論與實(shí)驗(yàn)物理研究所（ITEP）數(shù)學(xué)室主任。

在這里，他正式開始了AI的探索研究。

憑借他本人在物理所的影響力，他帶領(lǐng)著他的研究小組在完成物理所任務(wù)之外，開始了最早棋牌AI算法研究。

彼時(shí)，正值「通用圖靈機(jī)」提出不久，信息論之父香農(nóng)幾年來一直在嘗試教會(huì)計(jì)算機(jī)玩國(guó)際象棋。

即便鐵幕森嚴(yán)，但香農(nóng)的想法很快就流行開來，美國(guó)和蘇聯(lián)的科研機(jī)構(gòu)紛紛跟進(jìn)。

在美國(guó)，MIT的約翰·麥卡錫小組于1962年首先開發(fā)出了象棋AI「Kotok-McCarthy」。

在蘇聯(lián)，科諾羅德帶領(lǐng)著他的團(tuán)隊(duì)，在1963年也開發(fā)出了象棋AI「Kaissa」，意思是「象棋之母」。

這個(gè)研究小組中，還包括日后蘇聯(lián)AI事業(yè)的重要骨干：喬治·安德森·威爾斯基（Georgy Adelson-Velsky）、弗拉基米爾·阿拉扎洛夫（Vladimir Arlazarov）、安德烈·萊曼（Andrey Leman）等人。

1965年，約翰·麥卡錫訪問蘇聯(lián)，在拜會(huì)了科諾羅德之后，兩人商定舉辦第一次國(guó)際AI象棋比賽。

于是一年后的11月，這場(chǎng)人類史上首次計(jì)算機(jī)程序大戰(zhàn)，拉開帷幕。

比賽前后持續(xù)了9個(gè)月時(shí)間，雙方團(tuán)隊(duì)在各自的實(shí)驗(yàn)室里，通過電報(bào)聯(lián)系，并在各自的棋盤上實(shí)時(shí)復(fù)現(xiàn)對(duì)局，最終蘇聯(lián)的「Kaissa」以3：1的成績(jī)擊敗了美國(guó)象棋AI「Kotok-McCarthy」。

但結(jié)果還不是全部。

1965年的面見，讓麥卡錫記住了科諾羅德的一句名言：“國(guó)際象棋是人工智能的果蠅。”

在科諾羅德看來，如果像遺傳學(xué)家一樣，從1910年開始將精力集中在果蠅的育種上，那么計(jì)算機(jī)象棋就會(huì)發(fā)展到和遺傳學(xué)一樣強(qiáng)大。

只可惜，聽者有意，說的一方卻遭遇來自“同一陣營(yíng)”的不理解。

蘇聯(lián)其他科學(xué)家根本沒有意識(shí)到這是怎樣的時(shí)刻。IETP的物理學(xué)家投訴，說科諾羅德的小組使用實(shí)驗(yàn)室資源玩游戲。

當(dāng)時(shí)，這一批蘇聯(lián)計(jì)算機(jī)先驅(qū)們，正在編寫紙牌和象棋程序，希望教會(huì)計(jì)算機(jī)一種思維模式，卻成了“玩游戲”。

更嚴(yán)重且致命的是，蘇聯(lián)國(guó)內(nèi)嚴(yán)酷的政治環(huán)境，又給了AI小組更重的打擊。

1968年，科諾羅德因營(yíng)救蘇聯(lián)詩人葉賽寧的兒子沃爾品，被當(dāng)局譴責(zé)，早就看他不爽的IETP物理學(xué)家們，趁勢(shì)把他趕下了臺(tái)。

科諾羅德本人還因此被開除莫斯科國(guó)立師范大學(xué)的教授職位，實(shí)驗(yàn)室被迫解散……

他的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)生涯，就此徹底結(jié)束。

另一條路線的成果

象棋AI同時(shí)，蘇聯(lián)還有另一條AI研究路線上的成果。

憑借在基礎(chǔ)學(xué)科上的強(qiáng)大實(shí)力，也為世界AI的發(fā)展留下了寶貴遺產(chǎn)：

AVL樹和GNN。

當(dāng)時(shí)，計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，離散算法的計(jì)算復(fù)雜度問題是一個(gè)熱門課題，蘇聯(lián)的科諾羅德AI團(tuán)隊(duì)為此做出了重要的貢獻(xiàn)。

其研究小組的兩位成員喬治·安德森·威爾斯基（Georgy Adelson-Velsky）和葉甫蓋尼·蘭迪斯（Evgenii Landis），提出了世界首個(gè)自平衡二叉樹，即AVL樹。

之后，隨著首個(gè)多項(xiàng)式可解問題和NP（Non-deterministic Polynomial）完全問題引起計(jì)算機(jī)科學(xué)界的關(guān)注，科諾羅德實(shí)驗(yàn)室開始致力于尋找快速解答算法。

大多數(shù)問題都能很快地排除在P問題和NP完全問題集之外，不過線性規(guī)劃和圖同構(gòu)問題，卻不在其中。

圖同構(gòu)問題吸引了包括安德烈·萊曼（Andrey Leman）和鮑里斯·威斯菲勒（Boris Weisfeiler）在內(nèi)的科諾羅德實(shí)驗(yàn)室成員的關(guān)注。

他們二人在這個(gè)問題上的首個(gè)重要的研究成果便是知名的Weisfeiler-Leman算法。

WL算法奠定了如今機(jī)器學(xué)習(xí)中圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNN）的基礎(chǔ)。

WL算法的內(nèi)容可以簡(jiǎn)單描述為：給定一張圖，圖中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有某種顏色。在每一輪迭代中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)獲取一組其鄰居節(jié)點(diǎn)的顏色信息，并以特定的方式更新其顏色。

該算法主要的用途是檢驗(yàn)兩圖是否同構(gòu)。如果最后的著色情況不同，則這兩張圖「非同構(gòu)」。如果兩張圖有相同的最終著色結(jié)果，那么WL將輸出它們「可能同構(gòu)」，但這仍然意味著它們有很小的概率不是同構(gòu)的。

對(duì)于任意兩個(gè)包含n個(gè)頂點(diǎn)的「d-正則圖」，其他計(jì)算機(jī)科學(xué)家推理得出，當(dāng) n 趨于無窮大時(shí)，WL 算法失敗的可能性為0，這是一種相當(dāng)強(qiáng)大的算法。

近年來隨著GNN的發(fā)展，計(jì)算機(jī)界對(duì)WL算法的關(guān)注度也越來越高。

然而，這篇論文在當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)，卻遭受的不公平的待遇。

1971年，WL算法的提出者之一萊曼在科諾羅德的指導(dǎo)下完成這篇論文，但是負(fù)責(zé)授予高級(jí)學(xué)位的蘇聯(lián)高級(jí)認(rèn)證委員會(huì)（HAC）卻拒絕了萊曼，還給出了“這不是數(shù)學(xué)”的評(píng)價(jià)。

原因是科諾羅德的立場(chǎng)問題。

萊曼憤怒地回應(yīng)說：“我不是數(shù)學(xué)家，我是一名程序員。”

這種以立場(chǎng)來論研究的風(fēng)氣還只是冰山一角。隨著蘇聯(lián)國(guó)內(nèi)越來越嚴(yán)酷的環(huán)境，AI的研究基本陷入了停滯，科諾羅德、萊曼、威斯菲勒等蘇聯(lián)AI先驅(qū)，在歷史的進(jìn)程中走向不同的人生軌跡。

也成為了后來世界格局變幻的前兆和縮影。

先驅(qū)結(jié)局：一個(gè)國(guó)家的時(shí)代遺憾

蘇聯(lián)AI先驅(qū)們，后來在歷史浪潮中作出了不同的個(gè)人選擇。

其中，安德烈·萊曼和鮑里斯·威斯菲勒，兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，最終依然在AI領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱，但建設(shè)的是另一個(gè)國(guó)家。

科諾羅德的實(shí)驗(yàn)室在1968年被解散以后，萊曼繼續(xù)和其他同事在控制問題研究所任職，1976年之后又到系統(tǒng)分析研究所工作，直到蘇聯(lián)解體前夕。

△左側(cè)為安德烈·萊曼

1990年，萊曼移民硅谷，和其他移民的蘇聯(lián)科學(xué)家一起創(chuàng)立了Cognitive Technology公司，從事光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)（OCR）的研發(fā)，并成為了文檔OCR領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

他們的解決方案Cuneiform OCR被許多IT巨頭使用，例如甲骨文、IBM和三星。

從1995年到2012年，萊曼在多家高科技創(chuàng)業(yè)公司擔(dān)任程序員。他最后的雇主是一家基因醫(yī)療公司Invitae，在那里他開發(fā)了至今仍被員工大量使用的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。

萊曼于2012年去世。

WL算法的另一位創(chuàng)造者，鮑里斯·威斯菲勒，猶太裔蘇聯(lián)人，七十年代初，他因拒絕寫聯(lián)名信告發(fā)同事而被扣上「反蘇聯(lián)」的罪名……

1975年離開蘇聯(lián)前往美國(guó)。

威斯菲勒后來到賓夕法尼亞大學(xué)任教授，1981年加入美國(guó)籍。

他的其后的研究進(jìn)展，資料并不多。

最后的“失蹤”也同樣神秘。

威斯菲勒是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的戶外運(yùn)動(dòng)專家，但他在1984年底獨(dú)自前往智利翻越安第斯山脈的過程中，失蹤了。

從此再無音訊。

△蘇聯(lián)AI之父亞歷山大·科諾羅德

相比上述兩位大牛，他們的前輩，后來被譽(yù)為“蘇聯(lián)AI之父”的科諾羅德，在遭受打擊之后依然無法舍棄故土，他一直留在了蘇聯(lián)，但再也沒機(jī)會(huì)接觸他熱愛的學(xué)科。

自1968年被從ITEP被趕出來以后，科諾羅德去了蘇聯(lián)中央地球物理考察實(shí)驗(yàn)室。

在那里從事石油天然氣勘探的計(jì)算工作，這項(xiàng)工作對(duì)他來說既無挑戰(zhàn)也沒有創(chuàng)新機(jī)遇。

之后他開始研究治療癌癥的藥物，并通過醫(yī)生免費(fèi)提供給患者，由于該藥物未獲得批準(zhǔn)，這險(xiǎn)些讓他遭受牢獄之災(zāi)。最后因?yàn)榛颊哂H屬要求用這種藥物繼續(xù)治療，訴訟被駁回。

也有資料稱，科諾羅德曾在當(dāng)局不批準(zhǔn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的情況下，在自己身上進(jìn)行藥物實(shí)驗(yàn)。他自己認(rèn)為抗癌藥物研究是他這一生最重要的工作。

科諾羅德另一項(xiàng)最著名的成果是用于數(shù)值積分法的Gauss-Kronrod求積公式。

但AI方面的進(jìn)展，再也沒有了。

科諾羅德晚年多次中風(fēng)，嚴(yán)重?fù)p害了他的讀寫能力，最終在1986年10月6日因第三次中風(fēng)與世長(zhǎng)辭。

5年后，蘇聯(lián)解體。

復(fù)盤：硬件走錯(cuò)路的蘇聯(lián)AI

除了人才方面沒有抓住機(jī)會(huì)，現(xiàn)在復(fù)盤蘇聯(lián)的錯(cuò)過，也有另一種觀點(diǎn)：

硬件方向走了錯(cuò)路。

蘇聯(lián)在數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有很多優(yōu)勢(shì)，如首次提出提出模糊控制論概念，象棋AI的技術(shù)起點(diǎn)也比美國(guó)高出很多。

但是，這種強(qiáng)大的理論和實(shí)踐的優(yōu)勢(shì)并沒有傳承下來。

進(jìn)入70年代中后期，在勃列日涅夫的統(tǒng)治下，蘇聯(lián)更加激進(jìn)地向戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器轉(zhuǎn)型，主要資源投向軍事工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)。

AI這種類無法快速取得突破并運(yùn)用在軍事上的科研領(lǐng)域，自然進(jìn)展寥寥。

而工業(yè)工程中依賴的計(jì)算機(jī)，蘇聯(lián)則用當(dāng)時(shí)輕易賺來的石油美元從西方進(jìn)口，本國(guó)的計(jì)算機(jī)發(fā)展也趨于停滯。

從另一方面講，蘇聯(lián)在關(guān)鍵的半導(dǎo)體技術(shù)也誤入歧途。

在美蘇兩國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展集成電路的時(shí)期，也正是核武器日新月異高速發(fā)展的時(shí)期。

在核戰(zhàn)環(huán)境下，存在大量的電磁脈沖，電子管基本不受干擾，而晶體管則無法正常工作。

蘇聯(lián)認(rèn)為集成電路并不適合核戰(zhàn)爭(zhēng)，所以走上了一條電子管小型化的道路。直到蘇聯(lián)意識(shí)到真空電子管再也無法縮小，才開始摸索集成電路技術(shù)。

當(dāng)年美蘇兩國(guó)象棋AI大戰(zhàn)里，美方使用的是IBM 7090大型機(jī)，也是第一臺(tái)晶體管商用計(jì)算機(jī)，而蘇方使用的是列別捷夫精密機(jī)械與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院制造的M-20，這臺(tái)計(jì)算機(jī)部分使用晶體管、寄存器。

后來的事情，大家都知道了，IBM一直是商用大型機(jī)的巨頭，美國(guó)還有仙童這樣的半導(dǎo)體企業(yè)為后來的英特爾、AMD孵化了大量人才。

80年代，是美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)飛速發(fā)展的時(shí)代，英特爾8086處理器取得了巨大的成功，而此時(shí)卻是蘇聯(lián)政局最為動(dòng)蕩的時(shí)期。

最終，蘇聯(lián)不僅錯(cuò)過了個(gè)人計(jì)算機(jī)浪潮，也錯(cuò)過了AI革命。

對(duì)了，象棋AI完勝美國(guó)，還不是蘇聯(lián)AI的最高光時(shí)刻。

1974年，瑞典斯德哥爾摩還舉辦了世界首屆計(jì)算機(jī)程序象棋冠軍賽。

比賽持續(xù)了五個(gè)夜晚，總共有來自8個(gè)國(guó)家的13個(gè)象棋程序相互較量。

蘇聯(lián)AI在所有4場(chǎng)比賽中全部取勝，擊敗了美國(guó)在內(nèi)的其他象棋程序，勇奪冠軍。

消息傳回國(guó)內(nèi)，蘇聯(lián)舉國(guó)上下備受鼓舞，都為本國(guó)科學(xué)家取得的成績(jī)驕傲。

然而誰也沒想到，這幾乎成為了蘇聯(lián)AI最后的高光時(shí)刻。

動(dòng)輒上綱上線的氛圍，舉報(bào)盛行的學(xué)術(shù)風(fēng)氣，科研投入的嚴(yán)重失衡……最終讓戰(zhàn)斗民族，在AI始發(fā)站迷失，也趕不上后續(xù)的復(fù)興，大批數(shù)學(xué)物理計(jì)算機(jī)人才，反倒成為了硅谷奇跡的中堅(jiān)。

可悲亦可嘆。

參考鏈接

https://towardsdatascience.com/a-forgotten-story-of-soviet-ai-4af5daaf9cdfhttps://link.springer.com/article/10.1007/BF03025307https://www.chessprogramming.org/Stanford-ITEP_Match