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AI時代的創新教育之路
AI+系列報導(五)

【作者: 高煥堂】   2018年07月17日 星期二

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慢想快學:一條創新學習之路

創新工廠創始人李開復曾經說過,人工智慧(AI)來了,那麼我們剩下兩件事情可以做:一件事情是「愛心」,另一件事情是「創新」。在本文中,筆者就基於中華民族5千年來歷久常青的治學模式,再加上AI時代的特性,然後提出一項新見解:一個學習創新的新路徑。


中華民族歷久常青的學習與創新的路徑是什麼樣子呢? 這傳統叫做「慢學快思」;現今我提出的新做法,則稱為「慢想快學」。我將兩個路徑結合起來,提供給大眾學習創新。這是承襲我們過去的治學基礎,增添AI新科技的特性,也就是基於5千年來我們的學習路徑,加上AI時代的創新,就像一條龍插上了翅膀,然後飛上天空去。


歷久長青:慢學快思,厚積薄發

茲做個簡單的複習,中華民族5千年來學習的路徑(圖1)。此圖中的”Doing”字眼代表執行之意。例如提倡「知行合一」等,也就是做中學、學中悟,從學習當中來領悟其道理,然後快速地應用,這個途徑叫做「慢學快思」,例如蘇東坡這位非常有名的大人物學問淵博,那麼他是如何求學問的呢?他特別提到要:博觀而約取、厚積而薄發。



圖1 : 中華民族5千年來學習的路徑
圖1 : 中華民族5千年來學習的路徑

回想一下,長久以來,我們的師長輩所教導我們的,也大多沿襲這樣的學習路徑。這個路徑特別之處就是:學習的速度非常慢,也就是俗語所說的:十年寒窗無人問。往往要經過多年的累積、厚積,然後才能表現出來。所以眾人皆知,科舉就是在很短暫的時間內必須有所表現,無論是考秀才或進士,都是在一兩天的時間要表現出來,但是學習過程卻非常的長,所以大家常聽到:「十年寒窗無人問,一舉成名天下知。」這就是典型的「慢學快思」學習路徑。


這一條路徑,從認知學而觀之,它的特性是非常依賴歸納法(Induction),亦即它非常強調我們過去的經驗及真相;然後來取信和說服大家,這就是我們過去5千年來,一直沿襲、不變的學習路徑,它以歸納推理為主,並強調真相和實證。


這條路徑的特性是可以培養自己成為專家,例如我個人有數十年從事軟體(Software)的經歷,也成為電腦軟體的專家,所以培養出很好的專家直覺(Expert Intuition)。當我們運用經驗和追求本質的能力,我們就可以成為一位專家。請注意看,我們過去的學習,都是依據我們過去的經驗的「因」來推論到「果」。例如依照過去我們所做保險(業務)的經驗,來推論未來的方向,這是我們過去的思維習慣。


人工智慧:快學快思,不需十年

李開復說:人類只剩下兩件事情可以做:愛心和創新,為什麼呢? 一部分原因在於:AI的「快學快思」學習路徑已經技壓了人類的「慢學快思」路徑了。例如在2016~2017年,我們可以發現有一個很特殊的「人物」,叫做AI阿法狗(AlphaGo)。這AlphaGo並不需要十年寒窗苦讀,而只需要三個月,就能把所有人類的棋譜都學完了,而且成為一位圍棋行業的專家。


在傳統上,我們往往需要歷經十年寒窗無人問,成為一個行業的專家。如今卻被面臨了AI機器人的巨大競爭,AlphaGo用三個月就能夠超越我們的十年寒窗,並且贏了李世石及其他的圍棋高手。AlphaGo的「快學快思」強力挑戰了我們過去十年寒窗的「慢學快思」之路。


創新之路:慢想快學,知不知上

大家常說中華民族是龍的傳人。歷年來,龍的傳人承襲「慢想快學」之路。如果我們以「鳳」來比喻AI,則發現AI的「快學快思」能力已經日益精進。讓龍傳人的慢郎中,已經遠遠趕不上鳳娘們的快節奏了。如今,面臨這麼大的挑戰,龍又如何來跟鳳齊飛共舞呢? 龍鳳又如何一起邁向未來更好的出路呢? 所以我就提出一個新的學習途徑是:「慢想快學」。


慢想快學的特性在於假設與否證。也就是要大膽假設、小心求證。這一條路徑不再是歸納法了,不再是依賴我們過去的經驗來說服別人,這叫「溯因性」推理(Abductive Reasoning)。尤其是AlphaGo Zero就是充分地利用這樣的思維把AlphaGo打敗了,甚至去年打敗了人類圍棋第一高手柯潔。請留意,傳統的歸納性推理是依據過去經驗的「因」推論到「果」,而「溯因性」推理則是倒過來,從「果」推論到「因」(圖2)。



圖2 : 創新之路:慢想快學
圖2 : 創新之路:慢想快學

這也是阿法狗(尤其是AlphaGo Zero)贏過世界圍棋高手的重要策略。其中的「慢想」就是透過「溯因推理」來想,其「快學」並不需要花十年時間去學習,而是依照我們的目標來指引學習。依照目標(即夢想或願景)來跟我們既有的經驗銜接,這時常會發現中間有一段落差(稱為Unknown),這Unknown就是創新的地方。


如果我們想自己從來不知道的事(即Unknown),那就是自我創新了。如果我們想全人類所不知道的事情,我們就會成為人類的偉大創新者。這個Unknown的涵意非常接近3千年前老子所說的:「知不知(Know Unknown),上。」(註解:能夠知曉自己哪裡不懂是件好事)


完美組合:專家直覺 +形象思維

現在我結合兩個學習途徑,其整合方法很簡單。首先再複習一下「十年寒窗」的學習途徑,可以讓大家成為特定行業的專家。試想一下,如果我們不想走上述傳統之路來成為專家,是否也能出人頭地呢? 答案是肯定的。可觀察一下AlphaGo Zero,並沒有跟人類學習任何棋譜,卻能把AlphaGo以100:0打敗了。所以不需要十年寒窗,也能夠出人頭地。



圖3 : AlphaGo Zero擅於利用AlphaGo的專家直覺
圖3 : AlphaGo Zero擅於利用AlphaGo的專家直覺

其中,AlphaGo(哥哥)走這條「快學快思」學習路徑,就把李世石打敗了,因為AI(可能)只需要三周寒窗就勝過人類的十年寒窗了。再來看看AlphaGo Zero(弟弟),連三周的寒窗都不需要了,他只要善於利用別人的十年寒窗,像是利用AlphaGo的經驗,他善於利用人類的經驗。要如何利用呢?非常簡單的:就是讓專家告訴他不要做什麼,而不是讓專家告訴他要做什麼,這是最關鍵的。


同樣地,當您成為一位企業總經理,千萬不要跟您的部屬或成員講太多要做什麼,而是建議他們不要做什麼,這樣他們會更有創意。然後再教他們:當夢想與現實之間有落差時,請不要放棄夢想,如此逼著(鼓勵)他們會自己找一條路,學習把把它(Unknown)補起來,就變成創新了,這時您的公司就會獲得非常偉大的創新。如果這個Unknown是全世界都不知道的,您就是全世界的創新者了(圖4)。



圖4 : 人類也能善加利用Al和人類的專家直覺
圖4 : 人類也能善加利用Al和人類的專家直覺

在傳統的「慢學快思」的學習模式裡,我們常常會提醒學生們或小孩們說:夢想是天馬行空的,人還是要務實一點、一步一腳印。然而,這個時代已經過去了,在AI的時代裡,經由十年寒窗慢慢走,太慢了。反而要倒過來,利用別人的十年寒窗。所以要教我們的下一代發揮他們的夢想(形象直覺),來引導和彙集更多的「專家直覺」,應用別人的十年寒窗,而自己不一定要十年寒窗了。


大膽創新:不打沒把握的仗

從上所述可知,AphaGo Zero把全部人類都把打敗了,因為他敢大膽地創新。這大膽創新並不是天馬行空,而是非常務實,就是:「不打沒把握的仗」。這大膽創新,於此再重複一下:他擅於利用專家的直覺來告訴他不能做什麼、不能做什麼。


茲舉孟子為例,孟子的媽媽看到了他去學殺豬的,他媽媽告訴他不能跟對方學。之後乾脆搬家了,就是所謂的孟母三遷。筆者認為孟母三遷就是,小孩子的成長、小孩子的創新,都是來自於媽媽教他不要做什麼,而不是媽媽教他做什麼。如今大家都知道孟子能夠成為偉人是因為他有一位偉大的媽媽,一直建議孟子說,不要做什麼(即不打沒把握的仗);而不是告訴孟子必須去做什麼,因而實踐了「不打沒把握的仗」原則,這是非常務實的。不打沒把握的仗意味著要有效的避風險。而「慢想快學」之路,就是基於有效的避風險,來提升人們大膽創造的自信心,也提高了致勝率。


偉大創新的範例:牛痘的故事

在此舉一個偉大創新的實例,就是「牛痘的故事」,這是人類的一項非常偉大的創新。在第一次世界大戰的時候,天花讓人類死了幾千萬人,當時所有的專家、十年寒窗的醫生們及教授們,都(聚集)在醫院裡面看病人,但是歷經幾年都找不出任何的病因,使用什麼設備都解決不了天花的疾病。這凸顯了專家直覺(十年寒窗)不一定可以解決未來的問題。我們大多數依賴過去的經驗來推論未來,但是這對於我們的創新非常的不利。因為很多事情是新發生的,我們過去的經驗是沒辦法解決未來的問題(圖5)。



圖5 : 專家直覺不一定能解決未來的問題
圖5 : 專家直覺不一定能解決未來的問題

這個(天花)例子是一個巨大的歷史事件。當時就有一位醫生Edward Jenner提出想法,他表示不要在醫院裡看病人,要去看沒有生病的人,可以不可以呢?當然大家會覺得他這個人是天馬行空,那是不可能的。但是他就去想和觀察,結果發現了一個村莊裡擠牛奶的女工幾乎都沒有得天花的病例。依據他觀察到的結果,他就開始進行「慢想」了。請留意,這「慢想」不是依據事實的歸納來推論的,而是依照「結果」來推論它幕後的「因」。請記得,歸納法是從「因」推到「果」,現在要從「果」推到「因」。例如,他發現到這村莊都沒有人得天花,這是觀察到的一項結果(圖6)。



圖6 : 夢想:形象直覺的表現
圖6 : 夢想:形象直覺的表現

接著,努力追溯結果幕後的關鍵「因素」到底是什麼呢? 這就是溯因推理了。 基於種種「慢想」過程,人們慢慢思考幕後的各種可能原因。但這麼一想,可能會想太多,就必須利用專家來幫他做「刪去法」,告訴他有哪些原因是不可能的,幫他進行去蕪存菁(即刪除)的動作。結果,那些沒有被專家刪除的部分,就是最偉大的可能創新的所在,也就是他的夢想與現實之間的落差所在,這項落差就是所謂的Unknown所在了(圖7)。



圖7 : 發現了Unknown:創新的源頭
圖7 : 發現了Unknown:創新的源頭

基於觀察的結果,引導Jenner去尋找到底有什麼因素,造成這些人都不會罹患天花呢? 這個幕後因素是全世界的人都不知道的,通稱為Unknown。於是他就去瞭解、去分析、去想這個Unknown在哪裡呢? 又是什麼呢? 這可能就是全世界的創新所在。他就繼續找,引導他繼續創新和學習,就是「慢想快學」了。也就是本文介紹給讀者的一條創新(學習)的路線。


他仔細想,然後借重「專家直覺」開始把不可能的事情(途徑)刪除掉,這就是在進行「溯因推理」(圖8)。



圖8 : 慢想:溯因推理的表現
圖8 : 慢想:溯因推理的表現

隨後Jenner慢慢地找出其中的關鍵因素:「因為得了牛痘,所就不會得天花」,於是他找到了一個方法—種牛痘。因此在所有醫院裡,所有治療天花的設備(可能)都不需要了,因為他從根源把它解決掉了。他從「果」推到「因」,成為世界偉大的創新。一旦把Unknown串起來,這條路線就通了,此刻夢想與現實結合起來,叫做「夢想成真」(圖9)。



圖9 : 夢想成真了
圖9 : 夢想成真了

基於「慢學」,從夢想出發,引導出Unknown,這是我們一切創新的源頭。就在這個地方,展開「快學」。例如當年的天花疾病件事,當時人類還不知道怎麼解決,而Jenner則透過這個方法,把它解決了,成就了他的偉大創新。


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