第64章 死循环
  暑假的校园褪去了人声,总是显得格外的安静。
  梧桐叶子被晒得打卷,蝉鸣从早响到晚。
  图书馆的老位置,肖宿手边摞著从书库借出来的专著,一本换一本,有时候半天翻完一本,有时候一页看上很久。
  自从那天在会议室里,林正宏的技术总监拋出那个工业算法难题后,肖宿就一直在想一个问题。
  高维非线性系统的全局最优解快速构造。
  当时他临时拼凑出的那套“自適应李群离散化优化算法”,只是针对恆科智能的具体场景,勉强算是一次应急的缝合。
  但那个场景,让他窥见了更底层的东西。
  那天看到的那些数据曲线显示的是工业世界的缩影,高维、强耦合、强噪声、实时性要求极高。
  现实世界的数据从来不是规规矩矩躺在二维表格里的,它们纠缠在一起,相互影响,相互干扰,像一团乱麻。
  而现在的ai,面对这种乱麻,多数时候只能抓瞎。
  真正的智能应该是什么样的?
  肖宿在草稿纸上隨手画了一个圈,又在圈里画了无数个交错的线条。
  你走进一个从未到过的房间,目光一扫,零点几秒內就能判断出哪个位置最安全、哪条路线最通畅。
  这不是穷举,不是遍歷,是某种近乎直觉的能力。
  从无数种可能性里,瞬间挑出那个最优的答案。
  现在的ai离这种能力差得太远。
  差在哪儿?就差在这个问题的解法上。
  肖宿放下笔,靠在椅背上,望著窗外被晒得发白的天空。
  这个问题要是能解开,那么高超音速飞行器的控制將会得到质的提升。
  飞行器在大气层边缘以十几倍音速穿梭,表面温度瞬息万变,气流状態极度复杂,控制系统需要在毫秒级的时间內,从成千上万种可能的调节方案里找到那个最稳的。
  可是现在的智能系统还做不到,所以只能靠预设程序加人工干预,反应慢半拍,危险就多十分。
  而在新药研发上,效率也会得到极大提升。
  要知道小分子与靶点蛋白的相互作用,本质上是高维空间里的能量最小化问题。
  现在的算法算一个候选分子都要跑几周甚至几个月,筛一万个化合物简直得算到地老天荒。
  如果能瞬间找到那个最稳定的构象,药物筛选的效率提升將是指数级的。
  还有天气检测。
  大气环流模型动輒上百万个变量,非线性耦合到令人髮指。
  现在的超级计算机算三天后的颱风路径,还有几十公里的误差。
  如果能快速找到系统演化的最优逼近路径,精准度能提到什么程度,没人敢想。
  此外,还有那些更基础的领域,比如材料设计、金融风控、自动驾驶、量子化学方程求解……
  肖宿的目光落在草稿纸上的那个圈上。
  这个问题的解法,就是一把钥匙。
  能打开的门太多了。
  问题是,这把钥匙长什么样?
  他这几天已经梳理了目前学界在这个方向上的主要进展。
  这个领域很热闹,国內国外都有团队在啃。
  最主流的思路是“代理模型”加“主动採样”。
  就是用高斯过程或者神经网络擬合目標函数,构造一个容易计算的代理模型,然后在代理模型上找可能的最优点,再去原函数上验证。
  贝叶斯优化就是这条路子的代表。
  但问题是,高斯过程的计算复杂度隨数据量立方级增长,到了几十维以上就捉襟见肘。
  神经网络的表达能力更强,但神经网络本身也是非线性的,用非线性去擬合非线性,等於用一个复杂问题去逼近另一个复杂问题。
  另一种思路是“元启发式算法”。
  也就是遗传算法、粒子群算法、差分进化,这些算法的共同点是模仿自然现象,让一群候选解在空间里“进化”或者“飞行”,靠隨机性和竞爭机制慢慢逼近最优。
  这方法確实有用,而且很灵活,什么黑箱都能往里扔。
  但是它太慢了,而且没有理论保证。
  你永远不知道它找到的是不是真的最优,也不知道还要跑多久才能收敛。
  还有一条路是用深度学习直接端到端求解。
  把优化问题参数化,训练一个神经网络,输入问题描述,输出最优解。
  这想法很诱人,但训练数据从哪儿来?要生成足够多的“问题—最优解”对,本身就得先解无数个优化问题。
  这就陷入了死循环。