原作者:Herbert A. Simon
譯者:dansen
1992 年 7 月 19 日,艾倫·紐厄爾 (Allen Newell) 死于癌症,人工智能領域失去了一位傑出的科學家,他一生站在這個領域的最前沿。職業生涯的提前結束,絲毫沒有減弱他的研究動力。他工作的曆史在一定程度上也是我的曆史,四十年的友誼和近二十年的合作,以及和已故同僚克利夫 · 肖的曆史。我将努力使這個叙述以艾倫為中心,并且不過分介入。如果我偶爾沒做到這點,希望能得到原諒。
如果你問艾倫 · 紐厄爾他是幹什麼的,他會說: "我是一名科學家。"在他成年後的每一天,他幾乎每時每刻都在扮演這個角色。他會如何回答"是什麼樣的科學家?"這個問題。我們人類長期以來一直癡迷于四大問題:物質的本質,宇宙的起源,生命的本質,思想的運作。艾倫 · 紐厄爾一生的工作就是回答這些問題中的第四個。他是一個不僅有夢想,而且還是實作夢想的人。他對人類的思維有着遠見卓識。他一生都在擴大這個願景,塑造它,并将其具體化為一系列計算機程式,這些程式展示了他們所解釋的智能。
職業生涯
1991 年 12 月,也就是他去世前七個月,他在卡内基梅隆大學就他的研究政策和曆史進行了一次非凡的演講,艾倫将他的職業描述為一心一意地了解人類思想,但他也承認有四五個"消遣"偏離那個目标------幾乎所有這些都産生了自己的主要科學産品。這些"消遣"包括他與 Gordon Bell 在計算機硬體架構方面的工作,與 Stu Card 和 Tom Moran 在人機互動心理學方面的工作,在 ARPA 語音識别研究項目中的顧問角色,以及他在在卡内基梅隆大學建立計算機科學,并在該大學建立了開創性的計算機網絡的工作。
從 1955 年秋天開始,艾倫的工作一直緻力于将計算機模拟,用作了解和模拟人類思維的關鍵工具。在産生了邏輯理論家、通用問題解決者和 NSS 國際象棋程式的活動後,他越來越專注于識别和克服這些模型的局限性和不靈活性,這些局限性和不靈活性阻礙了它們擴充到完全一般的心智理論. 他的最後一本書《統一認知理論》記錄了他和其他人在三十多年來朝着這種普遍性取得的巨大進步,在他生命的最後十年裡,這些進步主要集中在他和他的同僚建立的 Soar 系統上。
開篇
Allen Newell 于 1927 年 3 月 19 日出生于舊金山,是斯坦福醫學院傑出放射學教授 Robert R. Newell 博士和 Jeanette Le Valley Newell 的兒子。有一個姐姐。他的父親為他的兒子樹立了一個重要的榜樣。在一次采訪中,艾倫曾經這樣評價他:"他在很多方面都是一個完人......他在山上建了一個小木屋......他會釣魚、淘金。同時,他是一個知識分子......在我成長的環境中,他是一個偉人。他非常理想主義。他曾經寫過詩。"
艾倫的童年很平靜,許多夏天都是在内華達山脈父親建造的小木屋裡度過的。艾倫對山區的熱愛從未減弱,他早期的抱負是成為一名護林員。由于對運動的熱愛,再加上他 6 英尺 1 英寸的身高和健壯的體格,導緻了他參加高中橄榄球隊。他談到自己的高中生涯:"艾倫是一個特别的學生,盡管有些人似乎認為他很聰明。他去了洛厄爾高中------舊金山的知識型高中------在那裡他開始學習。他在 16 歲時與同學諾埃爾·麥肯納墜入愛河,并在戰術上盡快與她結婚(20 歲)。"這段婚姻表明,艾倫和諾埃爾即使在很小的時候也是出色的決策者,
艾倫在第二次世界大戰即将結束時從高中畢業,在一個造船廠工作了一個夏天,然後加入了美國海軍。盡管與他的父親關系密切,并且結識了許多是家人朋友的科學家,但直到那時,他還沒有打算從事科學事業。他說,接受科學作為他的職業,相當突然,當他在一艘載有科學觀察員參加比基尼核試驗的美國海軍艦艇上服役,并配置設定了繪制環礁輻射分布圖的任務時,他為科學事業感到興奮。
在海軍服役結束後,艾倫就讀于斯坦福大學,主修實體學。大學研究導緻他發表了第一篇關于 X 射線光學的論文(Newell 和 Baez,1949 年)。斯坦福大學還在課堂上讓他認識了喬治·波利亞,他不僅是一位傑出的數學家,也是一位有思想的學生。波利亞廣為流傳的書《如何解決它》出版于 1945 年,向許多人(包括我)介紹了啟發式發現的藝術。艾倫從那次經曆中走出來,意識到發現的過程是可以調查和分析的,啟發式、引導搜尋的藝術------在創造性思維中起着關鍵作用。(我們對啟發式的共同迷戀使得艾倫和我在 1952 年初第一次會面時快速建立共同點。)
蘭德
在普林斯頓大學攻讀數學一年(1949-50 年)并接觸了不久前由馮·諾依曼和摩根斯坦發明的博弈論,這讓艾倫确信,與純數學相比,他更喜歡實驗和理論研究的結合。離開普林斯頓後,他在聖莫尼卡當時的新智庫蘭德公司找到了一個職位,該團隊正在研究空軍的後勤問題。他與 Joseph B. Kruskal 合著的兩份技術報告《組織理論模型》和《在組織理論中制定精确概念》表明他當時對将形式方法應用于複雜經驗現象的興趣。兩篇論文都采用了當時在博弈論和經濟學中流行的公理化風格。
由空軍于 1952 年資助的努力促成了蘭德系統研究實驗室的建立(最終拆分為系統開發公司)。研究的核心是記錄和分析機組人員與雷達螢幕、攔截飛機以及彼此之間的互動。這些資料關注機組成員的資訊處理和決策過程,并尋找一種适當的技術來分析和模組化過程。當我成為實驗室顧問時,我遇到了艾倫,在我們初次會面的最初幾分鐘,他和我在資訊過程研究中找到了共同點,作為了解組織中人類決策的途徑。
Allen 在該項目中的一項特殊職責是找到一種方法來模拟空中交通的雷達顯示,因為實驗室沒有可用的技術來制作适當的模拟光點在雷達螢幕上移動時的模式。在尋找替代計算方法的過程中,艾倫遇到了蘭德系統程式員 Cliff (JC) Shaw,然後他開始使用 Card-Programmed Calculator,這是一種史前裝置,它出現在第一台存儲程式計算機之前。艾倫和克裡夫構想了讓 CPC 計算連續的空中圖檔并列印出模拟雷達圖的想法。這不僅提供了所需的實驗室模拟,而且還向 Al 和 Cliff 證明了計算機,甚至是史前計算機,可以做的不僅僅是算術:
現在,艾倫實作了解人類思維目标的兩個先決條件已經到位。他清楚地将資訊處理視為組織中的一項核心活動,并且他在符号計算方面有過經曆。第三個先決條件來自與約翰·馮·諾依曼于 1954 年左右在蘭德公司建造的存儲計算機的接觸。
此時控制論和人工生命的思想在國外。W. Ross Ashby 于 1952 年出版了他的《大腦設計》。英格蘭的 W. Gray Walter (1953) 建造了一些機械"海龜",當它們的電池電量不足時,它們會在房間裡四處遊蕩尋找牆上的插座,蘭德的 Merrill Flood 小組也制造了類似的生物。到 1950 年,圖靈和香農都描述了計算機國際象棋的政策,1952 年我描述了一個擴充香農思想的程式。1954 年夏天,在一次觀看空軍演習的汽車旅行中,艾倫和我詳細讨論了使用計算機模拟人類解決問題的可能性。
承諾
1954 年 9 月,艾倫參加了蘭德公司的一個研讨會,林肯實驗室的奧利弗·塞爾弗裡奇描述了一個正在運作的計算機程式,它學會了識别字母和其他模式。在聽塞爾弗裡奇描述他相當原始但有效的系統時,艾倫經曆了他一直所說的"轉換體驗"。他立刻就明白了"可以建構比以往任何事情都複雜得多的智能自适應系統。" 艾倫已經掌握的關于計算機(包括它們的符号能力)、啟發式、組織中的資訊處理、控制論和國際象棋程式的知識,在添加了一個具體示範,以證明計算機模拟複雜過程的可行性。就在那時,他緻力于通過模拟來了解人類的學習和思考。
在塞爾弗裡奇通路之後的幾個月裡,艾倫寫道(1955 年)"國際象棋程式是處理複雜任務的例子",其中概述了計算機程式以人的方式下棋的富有想象力的設計,有目标,有結束、"足夠好"的移動、多元評估函數、實作目标的子目标的生成,以及諸如最佳優先搜尋之類的東西。有關棋盤的資訊将用類似于謂詞演算的語言象征性地表達。該設計從未實施,但後來從中借鑒了一些想法,用于 1958 年的 NSS 國際象棋項目。
邏輯理論家和清單處理
甚至在他"改變"之前,艾倫就已經計劃在 1955 年初與妻兒一起搬到匹茲堡,與我一起從事組織研究工作,并獲得博士學位,蘭德公司同意繼續聘用艾倫。這個計劃得到了适當的執行,但有一個關鍵的改變,研究變成了對國際象棋進行程式設計。蘭德公司的克裡夫·肖與我們一起工作,該程式将在蘭德公司的Johnniac機器上運作。由于各種技術和偶然原因,國際象棋很快變成了幾何學,幾何學變成了邏輯學,發現命題演算中定理證明的邏輯理論機 (LTM) 于 1955 年 12 月 15 日作為模拟出現,1956 年夏天成為一個正在運作的程式。
與此同時開發了一種足以實作設計的程式設計語言------資訊處理語言 (IPL),這是第一個用于計算機的清單處理語言。可以說,LTM 及其繼任者 General Problem Solver 為接下來十年的大部分人工智能程式奠定了基礎。執行某種複雜任務的計算機程式比口頭讨論思想具有更大的說服力。
LTM 不是"演繹機器"------事實上,它逆向工作,歸納地,從假設定理到公理。發現證據很像發現任何其他事物,是一個選擇性搜尋的過程。
盡管這項工作被納入了艾倫的博士論文,但我從未将他視為我的"學生"。Allen、Cliff 和我是研究合作夥伴,每個人都将他的知識貢獻給一個完全聯合的産品。艾倫到達匹茲堡時,已經從事了五年的科學工作,他需要同僚而不是老師。我并不是說他沒有學習------他的一生從未停止成長和學習------但他像科學家一樣從每個人和他們周圍的一切事物中學習,尤其是從自然觀察中學習。
為什麼這項特殊的工作吸引了許多有能力的科學家的努力,為什麼變得非常引人注目和有影響力?其影響的一個基本要素是實際運作的程式。此外,LTM 及其繼任者并非針對單一任務。具體程式是解決一般問題的步驟:了解人類的思想。該政策在 LTM 上的第一篇出版物中明确說明:"在本文中,我們描述了一個複雜的資訊處理系統......能夠發現符号邏輯中定理的證明。這個系統,與系統算法......相反,通常使用在計算中,很大程度上依賴于類似于人類解決問題的啟發式方法。該規範是用一種形式語言編寫的,具有僞代碼的性質。. . 用于數字計算機。. . . 邏輯理論機器是通過指定和大量研究來了解複雜資訊處理系統計劃的一部分"。
應有盡有:複雜資訊處理、符号計算、啟發式方法、人類問題解決、程式設計語言、經驗探索。這些是 1955 年和 1956 年卡内基-蘭德集團基礎研究戰略的組成部分,這些戰略繼續指導 Allen Newell 的整個職業生涯的科學工作。這讓他不斷地識别和診斷他建構的程式的局限性,并思考可以消除這些局限性的架構,這使他在過去十年中獲得了飙升------不是作為最終答案,因為他知道在科學上沒有最終答案。
第一次成功
1955 年之後的大約五年時間裡,Newell-Shaw-Simon 團隊在越來越多的研究所學生圈子的幫助下,推動了 LTM 和 IPL 程式設計語言開辟的研究思路。Allen 參與的主要推動力包括大聲思考協定、通用問題解決、資訊處理語言和生産系統、NSS 國際象棋程式和人類問題解決。直到 1961 年,他一直在蘭德公司(匹茲堡)工作;同年,他接受了卡内基理工學院的聘任為研究所教授。
一般問題求解器 (GPS)
1957 年夏天,在卡内基理工學院關于組織行為的研讨會上,艾爾和我從解決邏輯問題單一主題的協定中提取出解決人類問題的關鍵機制:手段-目的分析(means-ends)。在 ME 分析中,問題解決者将目前情況與目标情況進行比較;發現它們之間的差異;在記憶中發現經驗所教的操作員減少了這種差異;并應用運算符來改變這種情況。重複此過程可能會逐漸實作目标,盡管通常無法保證該過程會成功。
ME 分析的想法催生了 General Problem Solver(Newell、Shaw 和 Simon,1960 年),該程式可以在提供問題後解決多個域中的問題,操作符可以通過空間,以及有關哪些運算符與減少哪些差異相關的資訊。該研究還發現了一些方案,允許 GPS 從一小組原語中生成自己的算子,并了解哪些算子與減少哪些差異相關。
資訊處理語言 (IPLS)
人工智能中的 IPL 語言及其當代數值計算中的 FORTRAN 一勞永逸地解決了進階語言程式設計。IPL 旨在滿足靈活性和通用性的需求:靈活性,因為在這些類型的計算中不可能在運作時間之前預測需要什麼樣的資料結構以及它們需要什麼樣的記憶體配置設定;通用性,因為目标不是建構可以解決特定領域問題的程式,而是發現和提取可以在一系列領域上運作的通用問題解決機制,隻要它們為每個領域提供了适當的定義。
---
為了實作這種靈活性和通用性,IPL 引入了許多已成為一般計算機科學基礎的思想,包括清單、關聯、模式、動态記憶體配置設定、資料類型、遞歸、關聯檢索、作為參數的函數和生成器(流)。IPL-V 手冊(Newell,1961)利用該語言的封閉子程式結構,提倡一種程式設計政策,多年後将作為結構化程式設計------主要是自上而下的程式設計,避免了go-to。LISP 由 John McCarthy 于 1958 年開發,它将這些清單處理思想嵌入到 lambda 演算中,改進了它們的文法并結合了"垃圾收集器"來恢複未使用的記憶體,很快成為人工智能 (AI) 的标準程式設計語言。
生産系統語言 (OPS5)
Allen 并未将 IPL 或其後繼者視為處理 AI 程式問題的最終解決方案。使用 General Problem Solver 的經驗表明,程式傾向于鑽入連續子目标的深坑中,而棧頂程式無法重新獲得控制權。擺脫困境的方法在 1960 年代中期開始以生産系統語言的形式出現,由 Bob Floyd 和其他人引入計算以幫助編譯編譯器。在生産系統中,語言中的每條指令都采用條件的形式,後跟一個動作:"IF [如此] THEN [這樣做]。" 完全通用的程式設計語言可以在這個計劃上建構。
Carnegie-RAND 小組在生産系統語言中看到了控制問題的解決方案,Allen 上司了一系列此類語言的開發,其中最著名和最廣泛使用的是 OPS5。OPS5 反過來為 Soar 系統提供了核心思想。出于對程式控制問題的關注,我們幾乎同時開發的一組密切相關的想法導緻了一個分散的系統,在該系統中,獨立程序将資訊添加到公共存儲器("黑闆")并從中擷取所需的資訊。黑闆思想已在語音識别、視覺程式等領域得到廣泛應用。
國際象棋:NSS 程式
Carnegie-RAND 小組的第三個主要實質性産品是一個名為 NSS 的國際象棋程式,它是其作者的首字母(Newell、Shaw 和 Simon,1958 年)。它不是第一個被實施和運作的國際象棋程式(亞曆克斯伯恩斯坦等人完成程式稍早一些),也不是一個非常強大的棋手:正如人工智能批評者喜歡指出的那樣,它曾經被一個十歲的孩子擊敗。批評者未能了解的是它的目的:展示由啟發式和高度選擇性搜尋如何在複雜任務中實作智能行為。
解決人類問題
随着 LTM、GPS、清單處理語言和生産系統以及 NSS 的完成,Al、Cliff 和我開始越來越多地與其他同僚和研究所學生合作進行單獨的項目。艾倫和我共同承擔的最後一個項目是總結我們在人類問題解決中對問題解決的研究------《實驗、模拟和理論》 ,于 1972 年出版。密切合作的逐漸停止,這從我們 1975 年的圖靈獎演講(紐厄爾和西蒙,1976 年)和每周或更頻繁的對話中可見一斑,這些對話一直持續到艾倫去世前幾天,但随着我們每個人與不同的研究所學生和教職員工互動,建立我們的研究政策。
認知架構
從Allen研究早期階段到後來,艾倫越來越關注計算架構和智能背後的控制結構模組化。
架構是一組固定的機制,它允許擷取和使用記憶體中的内容來指導追求目标的行為。實際上,這就是硬體-軟體的差別。. . . 這就是心智計算理論的本質。(紐厄爾,1992 年,第 27 頁)
RAND-Carnegie 小組對靈活性和通用性的早期關注以及在該小組發明的程式設計語言中實作這些特性的關注已經被注意到。這些語言成為支援 AI 程式底層結構的一部分,預計其他人會在後來的努力中将清單處理嵌入到實際的實體硬體中。這些語言還将心理學研究揭示的人類記憶的一些特征内置到人工智能系統中,例如,展現在清單和圖式中的聯想結構以及刺激-反應連接配接的類似生産特征。
未解決的架構問題
但重要的架構問題仍未解決。GPS 的經驗強調了控制結構對于保持問題解決系統正常運作的重要性,既不将其精力分散在随機搜尋中,也不沿着狹長的路徑走,而這些路徑在浪費了很多精力之後往往會導緻死胡同。對這些問題的關注可以追溯到艾倫從 1960 年代初期開始并貫穿其大部分職業生涯的一系列出版物:"問題解決程式中基本組織的一些問題"(1962 年)、"學習、一般性和問題解決"(1963 年),"尋求普遍性"(與 G. Ernst,1965 年),"目前解決問題的想法存量的局限性"(1965 年),"關于問題的表示"(1966 年)," "對刺激編碼機制的理論探索"(1972 年)、"生産系統:控制結構模型"(1973 年)和"梅林如何了解?" (基于比對的"統一"架構的描述)(與 J. Moore,1974 年);然後,在大約八年的間隔之後,"通過分塊學習:任務和模型摘要"(與 PS Rosenbloom,1982 年)和"通用弱方法"(與 J. Laird,1983 年)------這最後兩個論文是對後來成為 Soar 系統的關鍵組成部分的早期描述,該系統占據了艾倫生命的最後十年。
梅林計劃
MERLIN 是大約在 1967 年建立的程式,最初是嘗試建構一種教學工具,但後來成為建構具有了解力的系統。"MERLIN最初的構想是出于對 AI 課程建構輔助程式的興趣。使其易于建構和使用簡單的...... AI 程式執行個體...... 轉化為......建構一個能夠了解人工智能的程式------能夠解釋和運作程式,提出和回答問題......目的是建構一個知識領域的了解系統。"
建構 MERLIN 的基本思想是類比和比對:"從代表 MERLIN 所知道的結構建構地圖,這是 MERLIN 試圖了解的結構。" 在實作這一目标的過程中困難重重,以至于 Newell 認為 MERLIN 是失敗的,沒有達到其實際目标,也沒有産生對其他領域産生影響。它在一篇已發表的文章中進行了描述。許多創新的 AI 想法都嵌入在 MERLIN 中,但 Allen 不願意在建構一個完整的系統之前釋出它們。
消遣
艾倫描述為他的"消遣"工作包括對計算機硬體結構的研究、對語音了解的研究以及對人機互動的研究。稍後我将提及以機構建構活動形式存在的其他消遣。
計算機結構
一個對程式深感興趣的人會對計算機硬體體系結構感興趣,這也許并不奇怪,艾倫就是這樣做的。然而,他認為他在這個主題上的工作是從他的主要目标的支線,該工作始于戈登貝爾在 1968 年左右受邀合作編寫一本關于計算機系統的書。模拟人類思維的政策不依賴于計算機體系結構和大腦體系結構之間的任何相似性假設,即兩者都是實體符号系統,是以可以對計算機進行程式設計以使其表現得像大腦。然而,所有計算都存在一些基本的架構問題,這些問題在硬體和軟體的各個層面都表現出來,例如,
Newell 和 Bell 在兩個層次上描述體系結構:
(1) 系統級的記憶體、處理器、開關、控制、傳感器、資料操作符和連結(PMS 語言)
(2) 指令級的指令集(ISP語言)的詳細操作。他們的著作《計算機結構:閱讀和示例》于 1971 年出版,使用 PMS 和 ISP 語言來表征大量計算機。
與 Bell 的合作使 Allen 參與了其他有關計算機和軟體系統的項目,直到 1982 年左右,他的許多出版物用于這些項目。在 1970 年 到1971 年間,Newell、McCracken、Robertson 和其他人建構了一種語言 L*,旨在為系統程式員提供一個有助于建構作業系統和使用者界面的核心。
1972 年,結合我們組織的人工智能研讨會,紐厄爾、羅伯遜和麥克拉肯建立了一個開創性的分層菜單系統,讓研讨會參與者可以通路各種人工智能程式的示範。
幾年後的 1978-82 年,使用新的觸摸屏技術,這個想法發展成為超媒體 ZOG 系統,該系統成為通路新下水的航空母艦卡爾文森号的工具。Allen 的其他計算機和系統設計包括在 1971 年左右與計算機科學系的同僚在 C.mmp 和在那裡設計的其他并行硬體和軟體系統的工作。
言語了解
艾倫在 1970 年代的另一個重大轉移是因為 ARPA 對啟動自動語音識别程式的可能性感興趣。特别是因為他不是一個積極的語音研究人員,是以站在一個中立的角落,艾倫被要求主持一個研究小組,該小組 1971 年的報告構成了一項主要 ARPA 研究工作的基礎。艾倫随後成為該項目指導委員會的主席,并在 1975 年和 1977 年送出了一份進度報告和最終評估。他在演講中的角色既說明了他在行業中的地位,也說明了他願意為人工智能的發展承擔"公民"責任。
人機互動
施樂 PARC 實驗室于 1970 年成立時,艾倫詢問了其研究程式,提出了一個将心理學理論應用于人機互動,特别是計算機界面設計的項目。從 1974 年開始,Allen 和他以前的兩個學生 Stu Card 和 Tom Moran 開始将現有的心理資料彙總在一起,檢查它們的規律性(例如菲茨定律和學習的幂律),建構了一個工程級的模型用于正常認知技能(模拟人類處理器)和方法論"GOMS",代表目标、操作符、方法和選擇,用于根據執行任務所需的基本過程分析新任務。這項工作彙集在《The Psychology of Human-Computer Interaction》 中。
盡管從某種意義上講,他的主要關注點有所轉移,但施樂 PARC 的活動使艾倫從對計算機的全神貫注轉向了對人類心理結構的關注。此外,對整個人工任務模組化的要求要求團隊根據廣泛的、統一的理論進行思考。從這個意義上說,該項目是朝着 Soar 系統邁出的第一步,該系統的規劃始于 1970 年代後期,當時人機互動書籍尚未出版。
SOAR系統
艾倫開始懷疑缺乏實驗證據是認知心理學的限制因素。他認為,已經存在足夠的資料來确定建構大部分大腦結構。此外,進一步的實驗工作隻有在不以特殊的微觀理論為指導,而是以廣泛的理論架構為指導的情況下,才是目标明确和有用的。在他的最後一本書《統一認知理論》(Unified Theories of Cognition,1990 年)中,他以 1987 年在哈佛的威廉詹姆斯講座為基礎,呼籲使用此類理論,并以 Soar 為模型繪制了此類理論的輪廓。
當仔細觀察現有的統一理論時,可以看到每個理論都是圍繞核心認知活動建構的,然後将其擴充到處理其他認知任務。在安德森法案中,核心是語義記憶;在 EPAM 中,感覺和記憶;在聯結主義模型中,概念學習。在 Soar 和 GPS 中,核心是解決問題。Soar 程式是一個生産系統。除此之外,還添加了與研究所學生合作開發的兩個關鍵元件:通過組塊學習(Rosenbloom 和 Newell,1982),它産生了遵循經驗觀察到的幂律的各種學習,以及通用弱方法。
分塊學習源自之前的 AI 工作,以塊為機關進行記憶組織,并通過自适應生産系統(建立和同化新産品的系統)進行學習。Soar 的新功能是使用這種機制作為唯一的學習機制,并證明它既強大又符合學習的幂律。
解決問題的通用弱方法包括在每一步找出哪些算子是可執行的;如果沒有或不止一個,則宣布陷入僵局,并移至具有新子目标的新問題空間以解決僵局。這個過程概括了問題空間的概念,并為它們之間可能的關系建立了一緻的語義。
Soar 項目在 1980 年代和 1990 年代繼續發展,卡内基梅隆大學和其他地方(包括密歇根大學、南加州大學資訊系統研究所和幾個歐洲站點)的活躍參與者數量穩步增加。這項工作旨在擴充和加強基本的 Soar 架構,同時展示其處理範圍更廣的任務的能力,包括語言了解、複雜問題的解決,甚至是密碼學。系統的範圍可以從他的《統一理論》一書中看到,并且今天在許多方面依然有效。
雖然預測 Soar 與"終極"統一認知理論之間有什麼相似之處是危險的,但很明顯,艾倫将他的所有精力都投入到 Soar 中的政策激起了人們對建構的興趣。廣泛的理論涵蓋了廣泛的認知過程,并在認知科學上留下了重要的永久印記。
科學政治家
很難将艾倫所花費的時間歸類為他的消遣還是他的工作一部分。從他在蘭德公司工作的那一刻起,他就敏銳地意識到科學進步依賴于容納和滋養它的機構。在蘭德任職的最初幾年,他認為智囊團是未來首選的研究機構,但他逐漸相信大學具有自我更新的能力,而這在獨立實驗室中很難維持。這種信念使得他 1961 年決定從蘭德轉到卡内基理工學院任教。
艾倫在他所在的每一個組織環境中都發揮了重要的上司作用:蘭德、卡内基梅隆大學的計算機科學系(後來的一所學校)、整個大學、國家和國際計算機科學研究社群。總的來說,他不是通過擔任正式的行政職位來做到這一點,而是通過承擔特定的任務并作為一個非常活躍和備受重視的老政治家來做到這一點。正如我所說,他一生都是"長老"。
計算機科學系
當我們第一次将計算機帶到卡内基梅隆大學時,艾倫還是一名博士生。到 1961 年,當一個非正式的計算機科學研究所學生課程由四個部門互相協商成立時,Allen 與 Perlis 和我一起成為推動其發展的主要人物,然後建立一個計算機科學系,深入參與課程決策和裝置采購。
與當時的心理學系主任伯特格林一起,艾倫在獲得該系認知科學研究的第一筆研究資助方面發揮了重要作用。他是最初與艾倫·佩利斯(Alan Perlis)一起獲得大量 ARPA 贈款的主要人物,這些贈款為為全國領先的計算機科學部門之一提供了核心資金。在接下來的 25 年或更長的時間裡,艾倫通過他的研究、教學、對研究所學生的指導以及參與政策,在這兩個系中都發揮了重要作用。
校園網絡
大約從 1972 年起,計算機科學系成員使用 ARPA 網絡的經驗使社群确信,電子通信網絡不僅對系内而且對大學都是必不可少的。在該部門說服大學管理部門後,艾倫同意擔任特别工作組的主席,該工作組被任命一項計劃并教育校園社群了解其潛力. 1982 年 2 月,該工作組釋出了其報告《卡内基梅隆大學計算機的未來》. 與IBM達成合作設計和安裝系統的協定,CMU的校園網絡系統------全國第一個------應運而生。
ARPA
從一開始,人工智能和人類思維模拟就一直是争議的焦點,這引起了那些認為機器思維的想法令人難以置信或具有威脅性的人的懷疑和憤怒。關于資助人工智能研究的決定不可避免地卷入了這場關于其價值的争論中,而 ARPA 對計算機科學特别是人工智能的支援在漫長而風雨飄搖的曆史中不時受到攻擊。
艾倫一生的很大一部分時間,花在為卡内基梅隆大學的計算機科學準備研究提案和預算辯護,以及參與 ARPA 規劃練習以及向更廣泛的科學界解釋人工智能和認知科學研究。這也是科學機建構設的正常部分,但不是令人愉快的部分。艾倫雖然憎恨在這些職責中浪費的時間,但從不推卸責任。然而,他(和我的)的信念是,行動比說更重要:從長遠來看,人工智能和認知模拟的命運,将不會由哲學家的辯論來決定,而是通過我們建構程式的成功或失敗,這些程式可證明模拟人類思維過程,進而為人類思維過程提供理論解釋。
認知科學與 AAAI
專業組織在科學機構中很重要,艾倫也在其中發揮了他的作用。被選為美國人工智能協會首任主席,并獲得國際人工智能聯合會議頒發的首屆卓越研究獎,讓他引以為豪,但毫不意外。
艾倫這個人
從字面意思來看,艾倫·紐厄爾是一個令人難忘的人。我将根據我在自傳 (Simon, 1991) 中記錄的我自己的印象在此畫出來,并在後面加上一些熟悉他的人的評論。
1952 年我在蘭德第一次見到艾爾時,他 25 歲,完全有資格在任何一所大學任職------充滿想象力和技術。. . . 他的能量驚人,完全緻力于科學,而且他對重要(和困難)的問題有着準确無誤的直覺。如果這些言論表明他聰明且傲慢,那麼它們并沒有誤導。
如果想像力和技術造就了科學家,但從艾爾身上我學會了我們還必須加上錢。. . 如何在研究計劃中定位小數點。. . . 從大處着眼是艾爾整個研究所學生涯的特點,不是為了大而大,而是根據任務的需要從大處着想。. . .
從我們最早的合作開始,Al 的工作時間就很糟糕。我的. . 意思是. . 他在錯誤的時間工作。. . . 他更喜歡晚上八點開始工作,幾乎一直持續到黎明。
也許是他最大的樂趣。. . 是一種"緊急情況",需要他熬夜或連續工作兩夜。我記得 1954 年我們通路馬奇空軍基地時他欣喜若狂,當時空中演習持續了整個周末,每天 24 小時。
艾倫很認真,但并不嚴肅。他經常會有一些奇思妙想,也喜歡笑。有時令人單調的生活不是緩慢的進行曲,而是生動的戲劇,他在表演中表現出才華橫溢,非常清楚自己正在産生的戲劇效果。
正如 Cliff Shaw 回憶的那樣:"AI給我最深的印象是他精力充沛且有才華。我們會長時間的進行電話通話和電傳打字機會話。我們會在 Al 的家中進行會議到深夜. 我覺得我跟在他後面,試圖讓 Johnniac 做我們已經知道可以做的事情。有了 Al ,他有 IPL-V和附帶的程式設計語言。"
很久以後,一位研究所學生說:"艾倫·紐厄爾不是我的導師......也不是我論文委員會的成員。但艾倫仍然塑造了我的想法:從他那裡我越來越了解研究是什麼。通過他我了解如何朝着我的研究目标工作......很快,我最初感到的惶恐......轉變為欽佩、友誼和尊重。" 這份在他的追悼會上給出的證詞可以被他的同僚重複幾十次------從正教授到新研究所學生。在對待學生的過程中,他很有耐心,他的批評是有建設性的,他從不發脾氣。如果他作為導師有任何缺點(誰沒有?)他有時會為他們提供更多的見解,而不是對他們有益的研究問題。
他處理的每一件事都充滿活力和深度------無論是他目前的研究問題,還是學生或訪客向他的咨詢。事實上,正是這種無法困難的問題,才使艾倫轉移較多的注意力,使他在相當長的一段時間内無法從事主要研究工作。但他以與處理主流任務相同的愉快熱情和快活來處理分流。很難回憶起紐厄爾的乏味表現,無論是公開演講、辦公室談話,還是對自言自語協定的分析。
我沒有說艾倫的家庭生活或休閑。諾埃爾和艾倫與他們的兒子保羅組成了一個關系密切的家庭。由于他的大部分工作都是在家裡的電腦上完成的,他根本不是一個缺席的丈夫或父親,盡管他的馬拉松工作周,他仍然與家人分享他的活動。Newells 喜歡招待他們的朋友,他們中的大多數來自 CMU 或其他學術團體。内向或外向不适合用于描述艾倫。他在書房裡工作很長時間,但他花大量時間與其他人相處------通常是從事專業工作。
幾乎沒有證據表明,也沒有時間從事與他的工作無關的更簡單的休閑或愛好。他經常出國旅行,通常是和諾埃爾一起旅行,但主要是參加專業會議,隻是偶爾他會在這些旅行中增加幾個假期。在他生命的最後,我了解到------令我驚訝的是,他經常看周日下午(或者是周六下午?)電視足球比賽,也許有點懷舊他高中運動的日子。
用艾倫·紐厄爾 (Allen Newell) 在 1991 年 12 月的"欲望與消遣"(Desires and Diversions) 演講中提出的獻給這位敬業科學家的格言作為結束語是恰當的,因為這些格言描述了他自己的生活:
每一個科學家的生活,都有自己的風格;每一種風格都定義了一種生活。
科學在于細節。
要在領域 X 工作,您必須是 X 領域的專業人士。
沒有什麼可以替代努力工作------非常努力。
科學家是從自然到理論的轉換器;尋找自然,傾聽她的聲音。
科學問題選擇你;你不選擇它。
新事物從進化或變化開始,而不是設計。
一切都必須等到時機成熟;科學是可能性的藝術。
解決任何需要解決的問題;但不要被他們引誘。
深刻的科學思想極其簡單;其他人通常認為它們是微不足道的。
在最後:選擇一個比你的生命更長久的項目。
對于艾倫來說,Soar 就是那個項目。