黑爪：最終是句法，讓我們能與外星人交流

文 | 黑爪

今年的奧斯卡，獲提名最多的兩部影片中，有一部科幻片《降臨》。電影講述了神秘外星飛船降臨地球，語言學教授露易絲·班克斯博士受命參與破譯外星人的語言。語言學家作為年度大片的英雄出現，這頗有些出人意料，也算是驚喜。曾經一度不少觀點認為語言學其實一直是在虛張聲勢，有些領域的科學家乾脆拒絕把它歸為「科學」。

語言學是這部電影的核心，而電影在這一點上恰恰完成得很棒。說句題外話，從理論上支撐這部電影有關情節的是加拿大麥吉爾大學的一位美女教授傑西卡·庫恩，庫恩教授除了提供學術支持外，場景設計師甚至還參考她的辦公室布置，借用她的書籍和飾物去布置拍攝場景。

麥吉爾大學傑西卡·庫恩教授

影片里長著七個觸角類足的外星人「七腳怪」，它們的視覺語言，被表現得既未來又詩意。七腳怪用觸鬚噴出墨魚汁一樣的液體，在空中炫舞、飄渺、幻化，形成漩渦狀的圖形。漩渦上生出一縷縷的繁複花體分枝，彷彿從主圓周上抽絲剝離而出。這樣非線性的語言形式，用漩的走向、形狀、調製、以及卷鬚，組成一個整體來傳遞意義。接著，多個句子被連接起來，形成更多更複雜的形式。最終，利用GPS系統對它進行分析。這裡的GPS，不是衛星定位，是一種稱做通用問題求解器（General Problem Solver）的電腦程序。

七腳怪語言所具有的無時態和多維度特徵成為推動情節的關鍵。班克斯博士破冰所利用的，正是「如何習得」這一語言學的研究核心。

是現實中剛剛出現的一例與語言相關的破冰，令我聯想起了去年底的這部影片。

由特斯拉創始人埃隆·馬斯克（Elon Musk）聯合Y Combinator總裁山姆·阿爾特曼（Sam Altman）創建的一個非盈利人工智慧實驗室OpenAI，上星期發布了一項研究成果，一位訪問研究員伊戈爾·莫達奇（Igor Mordatch）的機器人創造了自己的語言，它們越過人類，自己開始嘮嗑。

聊天機器人chatbot，是矽谷的熱門話題之一。像很多人一樣，莫達奇也在致力於搭建能夠進行對話的機器，但他與其他人又不一樣，他既不是語言學家，也並不採用常規的語言處理方法的。他是一名機器人專家，在斯坦福和華盛頓大學開展一系列研究項目，主要是訓練機器人能夠像人類一樣行動。在學界進行科研工作的間隙，他在好萊塢投入了不少時間，參與過皮克斯《玩具總動員3》的工作。「從無到有地為對象創造出動作，是我一直感興趣的事，」這次，這個興趣將他引上了一條意料之外的道路。

作為OpenAI的訪問研究員，莫達奇在那裡的實驗室里建造了一個虛擬世界，其中的軟體機器人出於需求而生成自己的語言。這與《降臨》中班克斯博士面臨的問題多少有些類似。

關於語言究竟是什麼，在語言學研究領域一直存在兩種不同的觀點。認同哪一種，直接關係到班克斯博士將採用什麼方式開啟她與七腳怪的交流，同樣也關係到AI屆的大神將如何訓練機器人與我們以及它們內部的溝通。

其中一種，認為語言是基本的交流系統持續延展和提煉的結果，它是一個文化的進化過程，受到來自實際運用當中，交流本身和社會兩方面因素的敲打和衝擊。因此語言是文化的。

另一種觀點則認為，語言是當人類大腦面對某種可以被語言學理論所解釋的事件時，大腦不由自主建立起來的一個通用系統，它得以將語音或符號與意義聯繫起來（或者，班克斯博士所遇到的情形，盤旋在空中的外星人以墨汁噴出的圖案）。因此語言是認知的。

而《降臨》一片所採用的語言學，則不安地端坐在這兩種觀點之間。

故事裡的七腳怪語言，當然與人類語言有天壤之別，它隱含著薩皮爾—沃夫假說(Sapir-Whorf Hypothesis)。這個假說由語言學家兼人類學家薩皮爾和他的學生沃夫所提出，認為人類的思考模式，深受其使用語言的影響，因而持不同語言勢必導致對同一事物的不同看法，甚至個性（這讓我想起騰訊·大家另一位作者凌嵐曾經寫過的大導演李安在使用中英文時迥異的風采）。

這樣的語言會催生，事實上是迫使，一種新的對現實世界的理解方式；這樣的方式在這部影片出現前，對我們而言一直是完全陌生的，包括對班克斯博士也不例外。但她的語言學方法卻必須奏效，要拯救世界於水火呀。她必須想辦法將那些漩渦分段，編製出一套視覺句法，並為這些圖形建立語義層面的連接。影片對這個環節的處理，完全是語言學家面對一門新語言時進行田野調查時的體驗，有興奮，有沮喪。

《降臨》里的外星人語言

如果語言是文化的，而人類對於七腳怪的文化而言，猶如對它們的技術、外表、生物特性一樣，一無所知，我們沒有理由認為班克斯博士能夠利用她的語言學技術，將那些水墨漩渦分段、歸類、分析。

如果語言是認知的，那麼，假設七腳怪的腦組織與我們有極大差異，拿出一套可以有效指導這項田野調查的理論，基本上也是不可能的。然而，班克斯博士發明了一套新的漩渦與外星人交流，利用一個像iPad似的小設備，她選擇並組合一些複雜的圖形。

這其實默認了文章開頭的一個假設，七腳怪的語言沒有時態（atemporality）而且多維。在計算機自然語言處理中，可以方便用詞袋（bag-of-words）來對付。

人類的語言，與七腳怪一樣，也是多維的。而對於無時態語法，語言學家也不陌生，中文就是。那些我們表面上連續說出來的詞，在大腦接受時，其實處於不同的維度，由一個幾乎隱身的腳手架，將那些表面上分開說出來的詞，在句法層面聚攏在一起；而將那些連續說出的詞，又從結構上分開。

這麼一來，七腳怪，連同他們的語言，便不再那麼奇異陌生。也許正是句法，將形式與意義之間的抽象聯繫延伸到無限。跨越星河的不同物種最終能夠連接在一起，僅僅因為我們都進化出了句法。

回頭來看看OpenAI實驗室的「外星人」。在研究人員所創建的虛擬現實里，機器人被要求完成特定的任務，例如將自己移動到某個指定地標，便可獲取獎賞。虛擬世界十分簡單，就是一個白色的正方形——純粹的二維世界——而這些機器人也只是一些有顏色的圖形：綠色、紅色或者藍色的圓圈。在這個看似簡單的宇宙里，機器人允許創造自己的語言來作為合作途徑，以幫助它們更高效地完成任務。

藍色智能體（機器人）希望紅色智能體走到藍色地標處

它們隨機地將各種抽象無意義的標記，分配給一系列它們在探索中所習得的簡單概念，也分配給彼此，分配給世界裡的每一個位置、物品以及各種行動，例如「去那裡」或者「看那邊」等等。語言就在這樣的需求當中，以標記的形式誕生了。憑藉語言，它們可以告訴彼此去哪裡獲得幫助，從而可以更快地共同抵達目的，更快地獲取獎賞。再下一步呢，當這些機器人的語言變得更加複雜時，相信會有相應技術出現，將之翻譯成某種人類語言，例如英語。

這個實驗，其實從另一個角度向我們展示了，為什麼會有語言存在。實驗所採用的方法有別於近來其他所有與語言相關的AI探索。如今絕大多數的頂尖研究者，都在從模仿人類語言的角度出發，沒有人試圖讓機器人創造一種它們自己的語言。

近年流行的深度神經網——通過在海量數據中發現規律來學習執行任務的複雜的數學系統——已經證明它在對象識別，智能手機語音識別等方面的應用非常有效，目前谷歌、臉書、微軟都紛紛在嘗試將類似方法運用到語言理解上，希望在英語溝通中識別出模式和規律，然而迄今為止收效甚微。

而莫達奇團隊，包括OpenAI的另一名研究員，加州大學伯克利分校的皮特·埃比奧教授，卻質疑那種方法會不會從根本上就行不通。這也是他們完全另闢蹊徑的緣由。「讓智能體與人進行智能交流，僅僅依靠統計規律是遠遠不夠的，」他們在公布這項研究的論文中寫道，「一個能理解語言的智能體，當它去運用語言時，一定是為了在所處的環境中完成某項任務。」

早期的人類語言產生於必須，他們學會彼此交流，因為這樣有助於他們完成很多工作，從而優於動物。這與莫達奇的機器人，與班克斯的七腳怪，都有相同的動機。OpenAI的研究人員即希望給他們的機器人創造出這樣一個動態環境。在這個虛擬世界中，機器人用簡單的肢體語言或符號語言進行交流，例如指向某一個特定的方向，或者帶領另一個機器人在目的地之間穿行。這本身就是語言的一種形式，起碼是通往成熟語言的道路。又或許班克斯博士介於兩極之間，結合對立觀點，不同技術的方法，是一種啟發？

本文原標題《外星人，機器人，讓我們牽手在句法里》

【作者簡介】

黑爪 | 騰訊·大家專欄作者。

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