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列传 · 西蒙(Herbert A. Simon)

一个人横跨图灵奖与诺贝尔经济学奖,他把"如何思考"这件事,从哲学的云端拉到了可计算的桌面上。

西蒙(Herbert A. Simon),约 1981 年

一个不安分的政治学博士

1943 年,二十七岁的赫伯特·西蒙(Herbert A. Simon)在芝加哥大学拿到博士学位。他的专业是政治学,论文题目却是《行政行为》(Administrative Behavior)——研究人在组织中如何做决策。他注意到一件被古典经济学忽视了的事:真实的人,根本不是教科书上那个"理性经济人"。人没有那么多时间,没有那么多算力,也没有那么多耐心。人能做的,是在有限的信息和有限的认知容量下,找一个"够好"的答案,而不是"最优"的答案。

他给这种现象起了两个后来名扬天下的名字:有限理性(Bounded Rationality)和满意化(Satisficing,satisfy 与 suffice 的合成词)。这个洞见看起来朴素,却撼动了整个社会科学的地基。三十多年后,正是这个想法,让他在 1978 年拿到了诺贝尔经济学奖。

但在 1943 年,他还远未走到那一步。他只是带着一种不安分的好奇,从政治学走向组织行为,再走向心理学,再走向计算机——他要弄清楚,人脑到底是怎么算的。

卡内基的合伙人

1949 年,西蒙加入卡内基理工学院(Carnegie Institute of Technology,后来的卡内基梅隆大学,CMU),帮助筹建工业管理研究生院(GSIA)。在这里,他遇见了改变他一生的合作伙伴——纽厄尔。两人首次相识于 1952 年的兰德公司(RAND)。一个比西蒙小十一岁的年轻人,谈起信息处理时眼里有光。西蒙后来回忆:"我们当场就知道,我们会一起工作很长时间。"

事实上他们一起工作了整整四十年,几乎从未公开争吵过。这在学术界是罕见的。

逻辑理论家:第一个 AI 程序

1955 年圣诞节前后,西蒙和纽厄尔,加上兰德的程序员肖(Cliff Shaw),写出了一段震惊世界的代码。1956 年初,这个程序在兰德公司的 JOHNNIAC 计算机上运行,它的名字叫逻辑理论家(Logic Theorist, LT)。

LT 能做什么?它能证明数学定理。具体来说,是罗素怀特海合著的《数学原理》(Principia Mathematica)第二章里的命题逻辑定理。LT 自动证明了 52 条中的 38 条,其中一条的证明比罗素本人给出的还要简洁优雅。西蒙把这个结果寄给罗素,罗素回信表示,他"很高兴知道这本拖了我们十年的烂书,原来可以用这种方式继续下去"。

LT 不是穷举,它使用启发式搜索(Heuristic Search):在一个巨大的可能性树中,靠经验性的"选择规则"剪枝,跳过明显走不通的路。这是 AI 的第一个真正意义上的程序,也是认知科学(Cognitive Science)的第一个工作模型。1956 年夏天,西蒙和纽厄尔带着 LT 来到达特茅斯,向麦卡锡明斯基等人展示——他们是那场会议上唯一带着可运行程序到场的人。

也是在 1956 年初的一节课上,西蒙对学生说出了那句被反复引用的话:"圣诞节假期里,我们发明了一台会思考的机器。"

GPS 与"二十年内"

1957 年,西蒙、纽厄尔、肖三人写出了 GPS(General Problem Solver,通用问题求解器)。LT 是为定理证明而生的专家程序,GPS 则试图把"求解任何问题"这件事抽象出来:先定义当前状态和目标状态,再用"手段—目的分析"(Means–Ends Analysis)一步步缩小两者之间的差距。这是 AI 历史上第一次明确提出"通用"问题求解的野心。

也就是在这种乐观的氛围中,西蒙在 1957 年说出了那句日后无数次被引用、也被嘲笑的预言:

"在二十年之内,机器将能够做任何人类能做的工作。"

二十年后,1977 年,机器还做不到。四十年后也做不到。直到 2020 年代之后,这句话才以一种他完全没有预见到的方式(大语言模型,而非 GPS 这条路)变得不那么离谱。但在 1957 年说出这句话,已经足够使他被列为"AI 过度乐观派"的代表。

公允地说,西蒙这种乐观源于一种深信:人脑不过是一台物理符号系统(Physical Symbol System),而符号系统的规律是可以被机器复刻的。这条命题,他和纽厄尔在 1976 年的图灵奖演讲中正式写成"物理符号系统假设"——AI 哲学最具争议、也最具号召力的一条命题。

Human Problem Solving

1972 年,西蒙与纽厄尔合著的《人类问题求解》(Human Problem Solving)出版。这是一本厚达九百页的巨著,用大量的心理学实验数据——尤其是国际象棋选手、密码学家、几何题求解者的"出声思考"(think-aloud protocol)记录——来论证一件事:人在解题时,所做的,本质上就是一种符号操作;这种操作可以被精确描述为一个程序。

这本书是认知心理学(Cognitive Psychology)从行为主义阴影下走出来的关键文本之一。它把"心智"重新变成了一个可以被科学研究的对象——不是通过哲学思辨,而是通过把它实现为一台可运行的程序。

双冠:图灵奖与诺贝尔经济学奖

1975 年,西蒙与纽厄尔共同获得图灵奖(Turing Award),表彰他们"在人工智能、人类认知心理学以及表处理(list processing)方面的基础性贡献"。

1978 年,西蒙单独获得诺贝尔经济学奖,表彰他"在经济组织内部决策过程方面的开创性研究"。颁奖词特别提到了"有限理性"和"满意化"。

至此,他成为人类历史上极少数同时拿过图灵奖与诺贝尔奖的人。AI 史上,仅此一人。

晚年的西蒙仍未停下。他参与了 SOAR 体系结构的研发——这是纽厄尔主导的认知统一理论的工程实现,也是符号主义 AI 后期最雄心的尝试。他还把"专家"这个概念量化:他与同事的研究表明,国际象棋大师之所以成为大师,是因为他们的长期记忆中存储了大约五万到十万个"棋形模板"(chunks)——这是十年专注训练的结果。这个发现,后来被埃里克森(K. Anders Ericsson)发展为"刻意练习"理论,再被科普作家写成畅销书,传遍全世界。

2001 年 2 月 9 日,西蒙在匹兹堡去世,享年八十四岁。他留下的著作目录,长得像一个研究院。

代表性著作

年份作品意义
1947Administrative Behavior提出有限理性概念,重塑组织决策研究
1956Logic Theorist(与 Newell, Shaw)历史上第一个 AI 程序
1957GPS(与 Newell, Shaw)第一个尝试"通用问题求解"的程序
1969The Sciences of the Artificial设计科学与复杂系统的奠基之作
1972Human Problem Solving(与 Newell)用符号处理重新定义认知心理学
1976"Computer Science as Empirical Inquiry"(与 Newell)提出物理符号系统假设

太史公曰

太史公曰

西蒙之奇,在于他从未把自己关进任何一个学科。他从政治学出发,路过组织行为、心理学、经济学,最终落脚在计算机科学;又从计算机科学反向出击,把"思考"这件事变成可运行的程序,再把这套程序的逻辑送回经济学,告诉古典经济学家:你们假想中那个无所不知的"理性人",从未存在过。他一人横跨图灵奖与诺贝尔经济学奖,AI 史绝无仅有。然而他也是过度乐观预言的代表——"二十年之内机器能做任何人类的工作",这句话被引用了七十年仍未兑现,却又在他完全没料到的方向上正在逼近。AI 史上有一种悖论:"AI 从不来"也"AI 已到处",西蒙正是这悖论的化身。他想做的是搭一座桥,让认知、经济、计算彼此相通;今天看,这座桥已经把整个文明都拉了过去。

亲历者说

征集中

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参考资料

  1. Simon, H. A. (1947). Administrative Behavior: A Study of Decision-Making Processes in Administrative Organization. New York: Macmillan.
  2. Newell, A., Shaw, J. C., & Simon, H. A. (1957). "Empirical Explorations of the Logic Theory Machine." Proceedings of the Western Joint Computer Conference, 218–230.
  3. Newell, A., & Simon, H. A. (1972). Human Problem Solving. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
  4. Newell, A., & Simon, H. A. (1976). "Computer Science as Empirical Inquiry: Symbols and Search." Communications of the ACM, 19(3), 113–126.
  5. Simon, H. A. (1969). The Sciences of the Artificial. Cambridge, MA: MIT Press.
  6. Simon, H. A. (1991). Models of My Life. New York: Basic Books.(自传)
  7. Royal Swedish Academy of Sciences (1978). Press Release: The Sveriges Riksbank Prize in Economic Sciences in Memory of Alfred Nobel 1978.
  8. Crowther-Heyck, H. (2005). Herbert A. Simon: The Bounds of Reason in Modern America. Baltimore: Johns Hopkins University Press.
  9. Augier, M., & March, J. G. (Eds.) (2004). Models of a Man: Essays in Memory of Herbert A. Simon. Cambridge, MA: MIT Press.