圖靈機到人工智慧,誰讓電腦強大?是數學!

人工智慧圍棋程式 AlphaGo,壓倒性擊敗棋王而轟動全世界,令人不禁疑問:機器可以思考嗎?機器可以超越人類心靈嗎?而著名的「涂林測試」 (Turing Test),就是對此問題的一種判定。
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本篇來自 研之有物 ,INSIDE 經授權轉載。

人工智慧圍棋程式 AlphaGo,壓倒性擊敗棋王而轟動全世界,令人不禁疑問:機器可以思考嗎?機器可以超越人類心靈嗎?而著名的「圖靈  測試」(Turing Test),就是對此問題的一種判定。

李國偉說,圖靈測試就是「模仿遊戲」。 1950 年圖靈 (Alan Turing) 發表了 Computing machinery and intelligence 這篇文章,討論「電腦會不會思考」,成為人工智慧的重要思想來源。由於「思考」本身很難定義,圖靈訴諸可供判定的方法:一台電腦和一個人交談,如果交談的人始終分不清楚誰是電腦、誰是人,那這台電腦在行為上已經接近人的思考能力。

「圖靈測試」是利用電腦模仿人類交談的遊戲,來判斷機器是否像人一樣有思考能力。

AlphaGo 擊敗棋王,可以說是通過圖靈測試了嗎?李國偉解釋,雖然電腦很多能力的確比人強,不僅下圍棋,計算數學的能力也早就超越人類,但是圖靈測試是「漫無目標」的智能測驗,包括各種「常識」。電腦在很多專業知識上都超越人腦,但是最弱的就是常識。至今,還沒有一台機器真正通過涂林測試。

不過,如何訓練機器擁有常識,是有方向可循。如同 AlphaGo,訓練機器的方法,就是從一個「嬰兒機器」開始,讓它不斷學習、演化。下棋的好方法保留下來,壞方法淘汰掉,機器就不斷增強。

事實上,機器學習的方法,早在圖靈 1950 年的文章中就已經提出。當時沒有相應的硬體條件可以實際做出,直到現在,GPU, TPU 等硬體效能趕上軟體運算的需求,開始表現出早期人們預期人工智慧能達到的事情。

在圖靈的時代,有許多先進的工程師,甚至不相信電腦有可能幫人算帳。

只有圖靈,深刻了解數學的核心慨念,所以思想沒有受制於當時的硬體,認為未來電腦的能力將會大幅提升

圖靈為何有先見之明?憑藉的就是他發展出的一套理論數學計算機模型──圖靈機 (Turing Machine)。圖靈機的故事說來話長,李國偉從 19 世紀的數學發展聊起。

從數學難題到資訊科學的開端

19 世紀末的數學家,發現一些數學的基礎出了問題,例如「無窮」的概念定義不清。他們想從最簡單的概念出發,就像歐幾里得建立 公理、公設 一樣,重新建立起一套數學的體系。他們想到,在  自然數 之前,更基礎的是 and、or、not 之類的邏輯概念。

and、or、not 的邏輯概念,也是電子電路、電腦程式碼的基礎。
圖片重製│張語辰

試圖找出算術的基礎,數學家  弗雷格 (Gottlob Frege) 嘔心瀝血寫成大作,嚴謹定義什麼叫做「集合」。沒想到,當時才二十幾歲的  羅素 (Bertrand Russell) 找到致命的矛盾:當我考慮把所有「自己不屬於自己」的集合,放在一個集合 A 裡,那麼那個集合 A 屬於不屬於自己?這就導出了著名的「羅素悖論」。

世界頂尖的數學家都跳進來解決集合論基礎問題。若要解決,必須把「自己不屬於自己」這種奇怪的東西,排除到數學王國之外。問題來了,數學王國的圍牆怎麼蓋?大數學家  希爾伯特 (David Hilbert) 選擇了一條安全的途徑:假裝我們每天講的數學,都是以符號寫成。他從「形式系統」出發,完全玩符號遊戲。

但是,問題又來了。怎麼證明一個形式系統是一致的,沒有矛盾?李國偉說,如果用機械化的方法,一步一步寫出來所有系統裡的定理,即使矛盾一直沒有出現,這種方式還是無法說服人!希爾伯特試著尋找真正有效的證明。

沒想到,在 1931 年,年輕數學家  哥德爾(Kurt Gödel) 證明了相反的結果:如果你的系統複雜到可以講一點點的自然數理論,那就沒有辦法在你的系統裡面,保證不出矛盾。希爾伯特的夢想是達不到的!

順著這些數學脈絡發展,圖靈從一個新的角度切入,才充分捕捉到「機械性的計算」的概念。

圖靈機:理論數學的計算機模型

李國偉解釋,所謂的圖靈   ,其實不是一個真正的「機器」,而是「理論數學」的模型。

圖靈為了敘述的容易,把理論描述成一張紙帶,上面畫了很多格子,還有一個讀寫頭。讀寫頭儲存了有限個不同狀態,若決定了現在的狀態,再看底下格子的符號,就決定了下一步會變成什麼狀態。

圖靈機就是一張表格:現在的狀態 →下一步怎麼走 → 移動 → 現在的狀態。

圖靈澄清了「什麼是數學的機械化」這件事情。一般從小到大學過的函數,只要在整數值上,圖靈機都可以計算。李國偉說明,因為這個表格是有限的,所以可用自然數來編碼。自然數可以因數分解,一個非常大的數字,一層一層因數分解下來,等於肚子裡頭一層一層包含訊息。就像數字變成了一個機器!

延伸這個思維,圖靈還提出一種「通用圖靈機 (Universal Turing Machine)」,可以把各種機器的程式都吃進來,模擬另一個機器計算的結果。這就是我們現在使用的電腦,同一套軟體不論移到哪台電腦都能計算。

電腦時代的數學家

圖靈一方面說電腦可以很強大,另一方面又指出機器的侷限。他證明,有個「停機問題」是任何計算機都無法判定,也就是「是否存在一個程式 P ,對於任意輸入的程式 w ,能夠判斷 w 會在有限時間內結束、或者無窮迴圈。」以數學的角度來說,並沒有一般的機械方式,可以處理這種判定。

李國偉笑著說:「數學證明不可能全部由一部電腦產生出來。不然所有工作搞一個電腦跑光,我們就不用做數學了!」

話又說回來,電腦還是有強大的功能,協助數學研究。 1976 年,電腦輔助證明了經典難題「四色定理」;至今,電腦甚至已經能夠自動證明數學定理,只差在還無法主動發明有深度而令數學家感興趣的定理,讓數學家還能保住飯碗。電腦也促成了很多新的數學研究主題,李國偉的研究領域「組合數學」,隨著計算機的發展更加興盛。

組合數學研究的對象是離散的、有限數目的問題。李國偉說,他的師長輩的老派數學家,由於沒有受過計算機的洗禮,認為他們研究組合數學,就好像研究高中的排列組合一樣,沒什麼意思。他們沒想到,當「有限」的數目夠大,可能比探討「無限」的問題更困難。

計算機的發展,創造了龐大的「有限」世界,也產生了深刻的「組合數學」問題。

李國偉說明,組合數學的問題,在網際網路的時代更有趣。人們使用網際網路,假如全世界有幾十億個節點,我跟你通訊就代表兩個點連上一個邊,邊的數目就是更龐大的數字,狀況非常複雜。使用算術處理龐大的離散數據,這類問題成為計算機科學裡面「演算法」的學問。

在有限的範圍內一定存在答案,但是實際求解的時候,希望找到最有效率、最節省資源的解,這就是數學的組合優化。

若下回有小朋友問你「學數學有什麼用」,別忘了指著電腦或手機 App 說:「這裡面,就是數學。」


當個人化服務浪潮襲來 品牌如何以數位CRM打造會員生態圈 優化後疫情時代商業模式

隨著數位時代演變,個人化服務漸受各方企業重視,本文以數位CRM系統所衍生之各項服務為例,說明PChome如何將「MarTech」運用在個人化服務中,以及其所扮演的各種關鍵性角色。
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隨著iOS14的社群隱私權政策改變,以往透過數位廣告帶來的流量紅利已隨之消退,追蹤用戶使用習慣與興趣所帶來的轉換率更是逐漸降低,加上疫情影響,線上消費數量暴增,消費者比以往更重視個人化服務,因此「再」數位化浪潮襲來,「MarTech」(科技行銷)儼然已成為品牌數位轉型的重要工具,如何利用數位CRM(Customer Relationship Management)系統洞察消費者需求、立定行銷策略正是品牌所要面臨的一大挑戰。

以人為出發點:CRM成為科技化行銷的主要策略

過去大眾傳播式的集體宣傳在現在市場中已經逐漸無法滿足消費者需求,消費者越來越注重個人化的體驗。個人化體驗首先要獲得個人化的喜好,因此眾多品牌開始利用數位廣告、商務對話的方式獲取用戶的購物慾望清單,以及點數經濟刺激舊客回購,透過追蹤會員在網站上瀏覽、產生購買行為的行動軌跡,再搭配大數據分析,針對不同族群設計推播內容再加以溝通,以此提升服務品質並深度經營顧客關係。而數位CRM系統則扮演著科技化行銷的主要策略,不僅能協助整合會員數據,更善加運用客戶標籤,傳遞精準的資訊,與消費者互動,提升「獲客」與「活客」的能力,建立忠誠度立足數位市場。

建立會員分級制度 打造精準個人化服務

數位CRM是打造顧客回流最佳的工具,不過要讓用戶長期買單,客製化的溝通模式與打造會員分級制度才能有效提升用戶黏著度。例如誠品以書店起家,目前也朝向複合式商場邁進,旗下事業版圖橫跨書店、文具店、電影院、旅館,甚至連生鮮超商、酒窖都有經營,也開始新增許多小規模的社區店;在電商方面,除了自有的誠品線上網站,也在其他電商開設主題館增加接觸點。誠品正在打造自己的生態圈,並努力運用數位足跡進行CRM策略應用,如將會員分卡分級,並給予高等級的會員不一樣的特級制度,但同時也為有特定偏好的會員設立不同的制度,像是針對購書會員推出「讀書人徽章」分級制度,有藝文活動也會優先讓高等級的讀書人先報名。

而PChome旗下的時尚選貨電商MiTCH攜手GoSky建立會員點數系統,利用Messenger Chatbot的功能打造數位會員卡,以簽到集點、兑禮、限時任務等誘因與用戶深度互動,創造每日簽到率81%的佳績。透過這樣的忠誠度計畫,企業更能區別用戶的使用頻率與黏著度,進而建立會員分級制度並精準溝通資訊。另外零售品牌全聯也攜手Appier運用AI技術整合線上線下的會員資料,並利用貼標技術辨別消費者輪廓,分析出會員曾搜尋、瀏覽的軌跡來量身打造客製化的專屬推薦商品。

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MiTCH攜手GoSky建立會員點數系統,利用Messenger Chatbot的功能打造數位會員卡深化會員互動。

消費型態轉變 透過生態圈落實CRM掌握會員輪廓

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