还有一件事人工智能可以打败你：解决魔方

拼凑一个魔方，你就会创造出这54个彩色方形贴纸4300京可能的排列方式之一。但是这部分——搞砸的部分——很容易。任何业余爱好者都知道，解决这个问题很难。

当然，人们有能力解决这个问题，而且速度快得惊人。最好的，比如2019年冠军菲利普·韦耶，在不到7秒的时间内解决这个问题。一般来说，专门把混乱的立方体放回纯红色、蓝色、绿色、白色、黄色和橙色的奇才，在大约50步内完成。

虽然人类几十年来一直在解决这些难题，但现在轮到人工智能了：人工智能现在可以快速计算出一个非常有效的解法来解决一个混乱的立方体。60%的时间里，这个人工智能会计算出一个涉及最少可能移动的解，通常是20步左右。事实上，魔方世界里有一个被称为上帝算法的概念，如果一个无所不知的神盯着它，并且只知道如何用最少的移动来解决它，这就是解决立方体的方法。“我们接近上帝的算法，”加州大学欧文分校计算机科学教授皮埃尔·巴尔迪说，他是《自然机器智能》杂志上一项描述魔方解题机器人的新研究的高级作者。

在你开始想象一个机器人用机械手指操纵一个立方体，爬上速度立方体比赛的领奖台之前，考虑一下这个人工智能创造只是软件。它虚拟地解决了立方体问题。事实上，几十年来，人工智能系统一直有使用游戏作为挑战的传统，它们已经可以在国际象棋、围棋和多人德州扑克等比赛中占据主导地位。

当谈到埃诺魔方1974年的谜题时，传统程序已经可以使用基于规则的计算来解决加扰立方体的问题，但这里的新闻是一种叫做深度强化学习的人工智能现在可以做到这一点。

既然魔方如此复杂，你不能指望人工智能系统在没有训练的情况下就能弄清楚。仅仅虚拟地扭曲和转动它并试图随机解决它肯定也不起作用。相反，该项目背后的研究人员从一小步开始——一个非常接近其解决方案的立方体，只需要几步就可以完成。巴尔迪说，他们在教授魔方的同时通过“日益复杂的混乱”进行进步。

“这就像一个孩子，”他说。“我们先给它简单的问题，然后逐渐给它更难的问题。”

那么这个算法是如何叠加的——它有多好？Baldi团队算法的一个版本已经上线，你可以在这里尝试。这个版本只需要大约一秒钟来检查一个加扰的立方体，然后产生一个解决方案。它的解决方案将大大少于人类在比赛中解决一个立方体通常使用的50步左右，但它不太可能产生一个完全最小的解决方案。与此同时，研究人员在论文中报告的人工智能版本更强大，但速度稍慢：根据Baldi的说法，它可以在60%的时间内产生尽可能短的解决方案，但计算延迟约为20秒。尽管如此，这还是比一个人，一个手里拿着立方体的人，需要最少的动作来解决一个问题要快得多。

相比之下，记住人类可以在大约6秒内完成，但是因为他们在现实世界中工作，他们必须在物理上扭曲和转动它。Speedcubers实际上可以用少于50步的动作解决立方体，但是时间上更快的方法实际上是让他们不要做尽可能少的扭曲。

立方体是一个优雅的谜题，因为虽然有无数种不同的方法来搞砸它，有许多途径来解决它，但只有一个目的地可以到达：已解决的立方体。

软件工程师使用游戏作为构建人工智能算法的框架，但也要密切关注可以玩游戏的软件也可以应用于现实世界的方式。在这种情况下，巴尔迪说机器人技术领域可能会有应用。例如，他想象了一个机器人来打扫你的厨房。像立方体一样，厨房可以用许多不同的方式打乱或弄脏，但只有一种解决方案：一个干净的烹饪空间，所有东西都各就各位。 像立方体求解器这样的算法可以应用于这种情况。“如果机器人随机移动东西——拿脏盘子，在厨房里随机移动——厨房永远不会打扫，”他说，“你（可以）看到某些机器人任务和我们所做的事情之间的相似性。”