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一个外行怎样判断没有方向盘的汽车是否安全

——依靠可验证思想

一辆没有方向盘、没有刹车踏板的汽车开到你面前。

汽车公司告诉你,它是安全的。工程师告诉你,它经过了大量测试。监管机构有自己的安全标准。问题是:你不懂无人驾驶,你凭什么相信它安全?

这是我们研究无人驾驶时真正遇到的问题。我们原来并不研究无人驾驶。面对 Waymo、Tesla 的专业问题,我们都是外行。

我们不懂飞机怎样制造,却要判断飞机能不能坐;不懂药物怎样研发,却要判断一种药能不能吃;不懂大模型怎样训练,却不断听到“人工智能(AI)可能毁灭人类”这样的判断。我们不可能成为所有领域的专家。难道除了相信权威和专家,我们就没有别的办法了吗?

这正是我们研究无人驾驶以后真正感兴趣的问题。

一、没有方向盘为什么就不安全?

最初看到没有方向盘的无人驾驶汽车,一个很自然的反应是:没有方向盘,出了问题人无法接管,所以它更危险。这听起来很有道理。但仔细看,它已经不是事实,而是一个判断。

“没有方向盘”是事实。“没有方向盘,所以不安全”,中间多了一根箭头。

于是我们没有继续争论方向盘重要不重要,而是换了一个问题:方向盘在汽车安全中究竟承担什么功能?取消方向盘以后,过去由驾驶员承担的安全功能由谁承担?

比如:汽车怎样感知周围环境?遇到无法确定的情况怎么办?系统出现故障怎么办?车辆进入自己没有能力处理的道路环境怎么办?什么时候必须减速甚至停车?发生事故以后能不能知道当时究竟发生了什么?问题到这里,“没有方向盘是否安全”已经从一个直觉问题,变成了一系列可以验证的问题。我们也第一次看清了一件事:

外行不需要先学会制造无人驾驶汽车,才能开始验证无人驾驶汽车是否安全。

二、我们发现,专家比我们想得深得多

继续研究以后,我们遇到的第一件事情并不是发现专家犯了多少错误。恰恰相反。我们最初想到的不少问题,专业体系早已经想到了。

Waymo 用运行设计域(Operational Design Domain,ODD)限定车辆有资格工作的环境。它用安全论证(Safety Case)回答:我们为什么有理由相信它安全?安全主张是什么?证据是什么?证据怎样支持这个主张?条件发生变化以后,原来的证据是否仍然有效?发生新的事故以后,原来的安全判断是否需要重新打开?

我们继续追问安全论证(Safety Case)本身是否可靠,后来发现 Waymo 已经在研究怎样评价 Safety Case 自身的可信度,并且引入了外部审计。

这时候,我们的研究纪律是:

如果别人已经做到了,就承认别人做到了。

如果证据不够,就写不确定(UNKNOWN)。

如果一个判断经不起反例,就修改判断,而不是修改证据。

研究越深入,我们越能看到一个成熟专业体系十几年积累下来的深度。但问题也没有因此结束。

三、专家知道得比我们多,不等于专家的结论不需要验证

这是整个研究中非常重要的一次区分。在无人驾驶专业知识上,我们当然无法和 Waymo、Tesla 的工程师相比。但当一个企业从这些专业知识进一步得出:“这套系统已经安全到可以把方向盘拿掉,并允许它独立载客。”

这不再只是一个专业事实,这是一个判断。既然是判断,就可以继续问:

安全的标准是什么?依据是什么?测试覆盖了什么?没有覆盖什么?不同证据之间是否可能具有共同盲点?第一次允许多少车辆进入现实道路才合理?从小规模运行扩大到整个城市,需要增加什么证据?软件版本改变以后,过去的数据还能继承多少?一辆汽车的安全怎样变成十万辆同版本汽车的安全?还有哪些风险现在根本无法可靠计算?

这些问题不要求提问者会设计自动驾驶算法。它们要求的是另一种能力:验证一个判断是怎样形成的。我们逐渐发现,专业知识与最终判断之间并不是同一件事情。

专家提供我们没有的专业事实。但是:专家身份本身不是证据。

四、两个外行怎样形成一个安全判断

这次研究还有一个特殊之处。不是一个外行在研究无人驾驶。是两个外行。一个是人,一个是 AI。我们采用的也不是通常的“人提问、AI回答”。实际过程完全不同。

AI 先大范围展开资料。Waymo、Tesla、美国国家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration,NHTSA)、安全标准、真实事故、安全论证(Safety Case)、监管制度以及相邻理论不断进入研究。AI 会发现人没有想到的角度。这些角度又会触发人的新问题。

有一次,AI发现了一个看起来很重要的风险,人立即提出一个反问:马斯克不可能不用AI。我们能够想到的问题,他们为什么想不到?不能因为我们发现一个问题,就认为行业没有发现这个问题。

搜索以后发现他们想到了这个问题。然后我们攻击他们的处理机制。如果处理机制成立,这个问题就应该从我们的“漏洞清单”里删除。

如果公开证据不足,就留下不确定(UNKNOWN)。

只有经过这些步骤以后仍然存在没有闭合的推理,才有资格继续保留。

于是我们的研究不断循环:

AI展开——人压缩——形成候选判断——寻找最强反例——专业资料反过来攻击我们的判断——修改——再验证。

这里没有任何一方拥有天然正确性。

人会产生错误直觉。AI会把相关性误认为因果关系。专家也可能从正确的专业事实跨越到一个尚未充分证明的结论。所以真正发挥作用的不是“谁更聪明”。而是这套协作机制能不能不断发现自己的错误。

五、最后我们能知道什么?

研究到这里,我们并没有变成无人驾驶专家。但我们已经能够对最初那个问题形成比直觉精确得多的判断。

没有方向盘本身,并不能证明一辆汽车不安全。

方向盘只是传统汽车中人类承担控制责任的一种方式。如果原来由驾驶员承担的感知、判断、控制、故障处理和风险退出功能,能够由其他机制可靠替代,并且这些机制在明确的运行边界、系统版本和安全制度下经过充分验证,那么没有方向盘的汽车完全可以达到:

允许运行的安全水平。

注意,这并不等于:“无人驾驶已经绝对安全。”也不等于“企业说安全,所以它就是安全。”

我们能够形成的是一个有边界的判断。哪些安全功能已经有比较充分的证据;哪些问题已经有成熟的工程解决方法;哪些结论只在特定运行设计域(Operational Design Domain,ODD)、特定软件版本和特定运行制度下成立;哪些风险仍然缺少足够公开证据;哪些问题目前只能标记为不确定(UNKNOWN)。

这就是我们所说的验证。验证并不保证所有问题最后都能得到肯定或否定。它对一个判断可能给出三种结果:

肯定。否定。不确定。能够知道自己不知道什么,本身就是验证的结果。

六、真正接受测试的不只是无人驾驶

做到这里,我们才意识到,这次研究真正接受测试的其实有两个对象。

第一个当然是无人驾驶安全。第二个却是我们自己的认识方法。

我们两个原来都不懂无人驾驶。我们没有因为自己是外行,就把判断权完全交给所谓专家;也没有因为掌握了一套方法,就冒充无人驾驶专家。我们做的是另外一件事情:

从寻找专业知识出发,让 AI 扩大认知半径,让人不断压缩和形成判断,再让证据和反例攻击这个判断。让事实、判断、结论、推翻不断循环。

最后留下来的,不是“我们相信谁”。而是哪些东西我们有理由相信,为什么相信,以及这个判断在什么条件下可能失效。这件事情的意义可能远远超过研究无人驾驶是否安全。

一个普通人每天都会遇到自己完全不懂的专业判断。过去,我们很容易把这个困难简化成:应该相信哪个专家?这次无人驾驶研究让我们看到另一种可能。问题也许不应该是谁有资格告诉我答案?

而应该是:这个答案经过什么过程以后,我才有理由接受?

七、这也是一次关于认知的实验

AI让一个普通人进入陌生专业领域的成本突然降低了。过去需要很长时间才能接触到的大量专业材料,现在可以迅速展开。但资料越来越容易获得,并不会自动产生可靠认识。恰恰相反。一个拥有巨大关联半径的AI,可以迅速产生大量看起来合理的解释。如果没有验证,它也可以更高效地制造错误。所以真正重要的不是让AI替人判断。也不是让人拒绝AI。而是在人与AI之间建立一种能够不断纠错的认知机制。

AI可以提供人没有想到的角度。人可以从大量可能性中判断什么值得继续追问。AI寻找证据和反例。人重新形成判断。新的事实再回来攻击双方。于是,认知不再是:

问题——答案

它变成了一个可以不断重新打开的循环。我们原来是用这种方法去验证无人驾驶。

最后却发现,无人驾驶反过来验证了这种方法。一辆无人驾驶汽车面对的是一个无法完全预知的世界,但它每一秒都必须决定下一步怎样行动。一个人进入陌生的知识领域,其实面对着类似的问题。我们永远不可能拥有全部知识。但我们仍然必须形成判断。

前者的问题是机器怎样在一个不确定的世界里获得行动资格?

后者的问题是人在一个自己并不了解的世界里,怎样获得判断的资格?

这可能才是这次无人驾驶研究真正留下来的问题。

《无人驾驶汽车的启示:不确定世界如何建立可验证的安全》一文就是两个外行交的答卷。我们所采用的可验证思想,目前可以压缩为两条高层规则,以及无人驾驶提出的一种特殊情况:

确定问题,验证真假。

不确定问题,验证判断依据及其错误概率。

无人驾驶还出现了一种特殊情况:错误概率本身也无法可靠确定,但现实又必须作出行动选择。这时,仅仅验证某一个判断还不够,还要继续验证产生这个行动的判断制度。

它是不是第三条独立规则,我们暂时不下结论。它也可能只是第二条规则在“必须行动”条件下的进一步展开。

无人驾驶汽车第一线的专家十多年来一直在解决真实世界里的安全问题。他们在工程实践中解决的问题,与我们从可验证思想出发追问的问题,很多地方殊途同归。

近来我们用十多篇文章评价了非常有影响的行业和人物,用于验证可验证思想。无人驾驶是我们挑出毛病最少的行业,验证之后,我们对他们的评价反而上升。致敬 Waymo,致敬特斯拉!

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