李开复:AlphaGo胜率仅有1.1%

谷歌人工智能AlphaGo和世界围棋冠军李世乭将于3月9日在韩国进行人机大战，科技将全程直播。创新工场CEO李开复在知乎上回答“AlphaGo能战胜李世乭吗？”问题时表示：“如果对弈一盘，AlphaGo尚有11%的获胜的可能性，而整个比赛五盘胜出三盘或更多，AlphaGo就只有1.1%的可能性了。”

以下为李开复在知乎上的回答原文：

先直接回答这个问题，下面再分析AlphaGo和人工智能的未来。我认为AlphaGo这次的比赛打败李世乭比较悬，但是1-2年之内必然完胜人类。

按照两者的Elo（围棋等级分），可以算出去年年底的AlphaGo打败李世乭的概率相当低。如何算出的呢？AlphaGo去年年底的*分布式版本的Elo是3168（见下面第一张图），而李世乭的Elo大约是3532（全球围棋手Elo: Go Ratings ，见下面第二张图）。

按照这两个等级分的两个棋手对弈，李世乭每盘的胜算为89%（公式见：How to Guide: Converting Elo Differences To Winning Probabilities : chess）。如果对弈一盘，AlphaGo尚有11%的获胜的可能性，而整个比赛五盘胜出三盘或更多，AlphaGo就只有1.1%的可能性了。（当然，这是几个月前的AlphaGo，也许今天已经超越了：见下面第三点）。

AlphaGo不是打败了欧洲冠军吗？有些人认为AlphaGo去年底击败了欧洲冠军樊麾，所以挑战（前）世界冠军应有希望。但是，樊麾只是职业二段（Elo 3000左右），而李世乭是职业九段（ELO 3532）。这两位的差别是巨大的，完全不能混为一谈。就比如说一个人乒乓球打败了非洲冠军，并不代表他就可以成功挑战中国冠军。

AlphaGo有可能在这几个月突飞猛进，进而击败李世乭吗？AlphaGo的负责人说：”外界不知道我们这几个月进步了非常多“。（来自：Odds favor machine over human in big Go showdown ）。这点确实有可能。AlphaGo进步的方法有两个：（1）增加硬件：我们从Nature的文章可以看到：从1202个CPU到1920个CPU，AlphaGo的ELO只增加了28，而且线性地增加CPU，不会看到线性的ELO成长。若要达到364 ELO积分的提升，需要的CPU将达到天文数字（有篇文章估计至少要10万个CPU：AlphaGo and AI Progress）。当然，谷歌有钱有机器，但是纯粹加机器将会碰到并行计算互相协调的瓶颈（就是说假设有十万万台机器，它们的总计算能力很强，但是彼此的协调将成为瓶颈）。在几个月之内增加两个数量级的CPU并调节算法，降低瓶颈，应该不容易。（2）增加学习功能：AlphaGo有两种学习功能，第一种是根据高手棋谱的学习，第二种是自我对弈，自我学习。前者已经使用了16万次高手比赛，而后者也在巨大机组上训练了8天。这方面肯定会有进步，但是要超越世界冠军可能不容易。最后，换一种分析方式：如果从过去深蓝击败世界冠军的“成长过程”来看，深蓝大约1993年达到职业大师水平，4年后才在一场六盘的比赛中击败世界冠军（大约500Elo积分点的提升）。今天的AlphaGo应该和1993年的深蓝相似，刚进入职业大师水平。若要击败世界冠军，虽然未必需要4年的时间，但是几个月似乎不够。

还有什么以上未考虑的因素，导致AlphaGo获胜吗？如果谷歌刻意未出全力和樊麾对抗，或者有其它学习或并行计算方面超越了Nature里面的描述，那AlphaGo完全有可能获胜。

既然写了这么多，就对这个题目再发表一些看法：

AlphaGo 是什么？在今年一月的Nature (http://www.nature.com/nature/journal/v529/n7587/full/nature16961.html )有AlphaGo的详细介绍，AlphaGo是一套为了围棋优化的设计周密的深度学习引擎，使用了神经网路加上MCTS (Monte Carlo tree search），并且用上了巨大的谷歌云计算资源，结合CPU+GPU，加上从高手棋谱和自我学习的功能。这套系统比以前的围棋系统提高了接近1000分的Elo，从业余5段提升到可以击败职业2段的水平，超越了前人对围棋领域的预测，更达到了人工智能领域的重大里程碑。

AlphaGo 是科学的创新突破吗？AlphaGo是一套设计精密的卓越工程，也达到了历史性的业界里程碑，不过Nature文章中并没有新的“发明”，AlphaGo的特点在于：不同机器学习技术的整合（例如：reinforcement learning, deep neural network, policy+value network, MCTS的整合可谓创新）、棋谱学习和自我学习的整合、相对非常可扩张的architecture（让其充分利用谷歌的计算资源）、CPU+GPU并行发挥优势的整合。这套“工程”不但有世界*的机器学习技术，也有非常高效的代码，并且充分发挥了谷歌世界最宏伟的计算资源（不仅仅是比赛使用，训练AlphaGo时也同样关键）。

AlphaGo的跳跃式成长来自几个因素：1）15-20名世界*的计算机科学家和机器学习专家（这是围棋领域从未有的豪华团队：也许你觉得这不算什么，但是要考虑到这类专家的稀缺性），2）前面一点提到的技术、创新、整合和优化。3）全世界最浩大的谷歌后台计算平台，供给团队使用，4）整合CPU+GPU的计算能力。

AlphaGo是个通用的大脑，可以用在任何领域吗？AlphaGo里面的深度学习、神经网络、MCTS，和AlphaGo的扩张能力计算能力都是通用的技术。AlphaGo的成功也验证了这些技术的可扩展性。但是，AlphaGo其实做了相当多的围棋领域的优化；除了上述的系统调整整合之外，里面甚至还有人工设定和调节的一些参数。AlphaGo的团队在Nature上也说：AlphaGo不是完全自我对弈end-to-end的学习（如之前同一个团队做Atari AI，用end-to-end，没有任何人工干预学习打电动游戏）。如果AlphaGo今天要进入一个新的应用领域，用AlphaGo的底层技术和AlphaGo的团队，应该可以更快更有效地开发出解决方案。这也就是AlphaGo真正优于深蓝的地方。但是上述的开发也要相当的时间，并且要世界上非常稀缺的深度计算科学家（现在年待遇行情已达250万美金）。所以，AlphaGo还不能算是一个通用技术平台，不是一个工程师可以经过调动API可以使用的，而且还距离比较远。

如果这次AlphaGo没有打败李世乭，那还要多久呢？IBM深蓝从进入大师级别到比赛击败世界冠军花了四年。AlphaGo应该会比深蓝更快提升自己，因为深蓝需要新版本的硬件，和针对Kasparov的人工调节优化，而AlphaGo是基于谷歌的硬件计算平台，和相对通用的深度学习算法。所以，几个月太短，4年太长，就预计1-2年之间吧。

从国际象棋到围棋，到底是不是巨大的突破呢？肯定是的，在这篇文章里面（在国际象棋领域，电脑已经可以战胜人脑，那么围棋领域电脑还差多远？ - 计算机 ），第一位回答者分析了围棋的复杂度为10^{172} 而国际象棋则只有10^{46} 。在1997年深蓝击败世界冠军时，大家都认为：深蓝使用的是人工调整的评估函数，而且是用特殊设计的硬件和”暴力“的搜索 (brute-force) 地征服了国际象棋级别的复杂度，但是围棋是不能靠穷举的，因为它的搜索太广（每步的选择有几百而非几十）也太深（一盘棋有几百步而非几十步）。而AlphaGo的发展让我们看到了，过去二十年的发展，机器学习+并行计算+海量数据是可以克服这些数字上的挑战的，至少足以超越最顶尖的人类。

AlphaGo 若打败了世界冠军，就意味着计算机超越人脑？或者可以思考了吗？我的回答：

在可以凭逻辑分析推算的问题上，机器即将远远把人类抛在后面。机器速度会越来越快，学习能力会越来越强，数据会越来越多。当年，大家讨论“国际象棋输给机器不算什么，围棋才是真正的智慧”只是我们人类维护自己尊严但是不实际的幻想！今天，我们该面对现实了！

在大数据+机器学习+大规模并行计算的时代，我们将看到无数的商机和产品，能够在预测、分析、推荐等方面，产生巨大的商业和用户价值。不过，这些解决方案和人类相比，其实没有什么意义，因为人差太远了（比如说：推荐引擎将能推荐你最可能会买的产品、想吃的菜，想认识的人；自动交易能得到更高的投资回报和风险比例。。。）。

在感知方面，人类也将会被机器超越。今天的语音识别，人脸识别，未来的自动驾驶，都是例子。

但是，对于那些科幻片的粉丝们：以上都还是冷冰冰的技术，机器人是否会人性化？这还是未知的。毕竟，在情感、喜怒哀乐、七情六欲、人文艺术、美和爱、价值观等方面，机器离人还差的很远，甚至连基础都没有。对人工智能的研究者，这是下一个挑战。对我们人类，在下个突破之前，我们还是多发展右脑吧！

P.S. - 也许有人好奇，为什么这个话题我说了这么多，因为在1986年，我在读书时，曾经开发了一套黑白棋系统（复杂度10^{28} ），击败了黑白棋的世界团体冠军，而当年的那套系统也有（非常粗浅的）自我学习的能力。有兴趣的网友可以在这里看到我当年的文章：A pattern classification approach to evaluation function learning ) 。