【愚公系列】《人工智能70年》028-机器翻译拆除语言樊篱(语言的规则太复杂)
【150字摘要】 机器翻译的核心挑战在于自然语言理解(NLU)的复杂性。早期基于规则的方法因语言系统的无限变化性而受挫,覆盖50%真实语句需数万条不断更新的规则,计算复杂度呈指数级增长。图灵奖得主高德纳指出,上下文相关文法的解析耗时随语句长度激增,导致实际应用不可行。尽管受限领域仍可使用规则方法,但统计机器翻译逐渐成为新方向。该困境揭示了语言作为动态系统的本质特征,也推动了AI处理自然语言的范式转
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文章目录
🚀前言
机器翻译已经悄悄成熟,它的表现令人意外而惊艳。
🚀一、语言的规则太复杂
机器翻译研究进展缓慢的根本原因,在于自然语言理解(Natural Language Understanding, NLU)长期未能取得实质性突破。自然语言理解作为人工智能的一个重要分支,旨在解决机器如何“听懂”语音和“读懂”文本这一核心问题。无论是语音翻译还是文本翻译,尽管各自面临不同的技术挑战,其背后共同的关键难题都是自然语言理解。由于该目标极具挑战性甚至被视为AI的终极目标之一,许多研究者更倾向于使用“自然语言处理”(Natural Language Processing, NLP)这一术语来描述该领域,以强调其作为一个持续发展的过程,而不仅是一个静态目标。
人类在社会演进中形成的语言系统极其复杂,而早期研究者对其难度估计不足。在方法上,他们试图通过总结语言规则来实现理解,正如破译密码需先掌握编码规则一样。他们假设,只要找到足够的语法和语义规则,就能理解自然语言,从而解决机器翻译的问题。
然而,语言规则的实际复杂程度远超想象。举例来说,若仅希望覆盖20%的真实语句,就需要编写数万条文法规则;而要覆盖50%,则每新增一个句子往往需补充数条新规则。语言本身处于不断发展和流动之中,真实语句变化无穷,试图以有限规则穷尽语言现象几乎不可能。
从计算复杂性角度分析,图灵奖得主高德纳(Donald Ervin Knuth)曾从理论层面指出文法与计算复杂度的关系:对于上下文无关文法,计算复杂度大约是语句长度(即单词数量)的二次方;而对于上下文有关文法,复杂度则高达语句长度的六次方。这意味着,即便是分析一个仅包含二三十个单词的句子,若采用上下文有关文法,即使使用当今高性能计算机也可能需要数分钟时间。
因此,若完全依靠规则方法理解具有上下文关联的大段文本或语音,其计算复杂度将导致耗时不可接受。早在20世纪70年代,即使是拥有大型计算机的IBM,也无法通过规则方法有效解析真实环境中的语句。
需要指出的是,以上结论是在非限制性语言环境中得出的。而在实际应用中,语言使用通常具有明确的限制性——例如不同文化背景、学科领域或具体情境中的语言往往表现出特定规律与有限特征。在这些限制性语境中,语言理解问题大为简化。因此,基于规则的机器翻译方法仍在某些领域持续探索并取得一定成果。与此同时,另一种途径——基于统计的机器翻译方法正逐渐崭露头角,为自然语言处理带来新的可能。
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