12-计算机也能上“自习”？

你好，我是悦创。

在学校里，有时候老师会让咱们上自习，有些地方还有专门的早自习课，让大家自己读书学习。

有意思的是，不光咱们人类会上自习，计算机也会“自习”。可计算机干吗要上“自习”呢？难不成它也要考试？这一讲，咱们就来说说计算机上“自习”是怎么回事。

我先给你布置一个小任务。现在，请你想象一下，自己面前有一台冰箱。然后，请你打开冰箱门，把里面的东西做一个分类。诶，这个任务，很简单吧？

你可以轻轻松松把冰箱里的水果、蔬菜、肉类还有饮料什么的分开。而且，你甚至不知不觉就会把蔬菜里带叶的与不带叶的分开，把水果里酸的和甜的给分开。

这件事不光你做起来简单，让计算机来做也不难。咱们前面说过了，可以通过不停地让计算机看图片，教它们认识各种各样的东西。所以，对现有的水果蔬菜做分类，这个问题对咱们人类和计算机来说，都不难。

好，那接下来，咱们换一个场景。假如现在，你是一位宇航员，要去一颗全新的星球上考察。下了飞船一看，你直接叫了一声“好家伙”。这星球上已经有许许多多的生物了。不过，这些生物和地球上的生物完全不一样。

这里的树上也结满了各种各样的果子，都是地球上完全没见过的，有三角形的、五角星形的，还有正方形的。颜色呢？也是奇奇怪怪的，蓝色、绿色、橙色、粉色的都有。

这时候，通讯器里突然传来了命令，让你把这些果子做个分类，如果是你的话，会怎么办呢？

我相信，虽然你并不知道这些果子叫什么名字，但你一定能完成任务。因为，这是咱们从幼儿园开始就接受的训练啊。

如果你还记得的话，应该能想起来，当时自己经常会碰到一类题，让你给各种各样的东西分类。很多时候，即使咱们不知道被分类的到底是什么东西，但还是可以按照颜色或者是形状，把它们都分清楚。

同样的，咱们现在虽然不知道这些果子到底叫什么名字，但是也可以按照形状来分，三角形的一类、五角星形的一类、正方形的一类。咱们还可以按照颜色来分类，红色的一类、蓝色的一类，如此等等。当然了，这样的分类方法并不完美，但在什么都不知道的情况下，也算是个不错的办法了。

在这里我要给你说明一下。前面咱们在给冰箱里的东西做分类的时候，咱们明确知道每个东西是啥，属于哪一类，这种情况咱们叫分类是没问题的。

但是在外星球上，咱们完全不知道要分类的东西是什么，也没有一个确切的分类标准，先按颜色分还是先按形状分好像都可以。这种情况，咱们一般是不叫分类的，而是叫聚类。聚类的意思，就是根据一些特征把不同的东西聚在一块。

科学家让计算机给东西做聚类的时候，往往就要让计算机上“自习”了，因为咱们自己都没法给出一个明确的标准对吧？当然就没法直接教它了。

那计算机是怎么自习的呢？其实，它自习的过程和你按照形状、颜色做聚类的方法特别像。举个例子。

首先，咱们前面说了，计算机要处理这些果子必须先对它们进行抽象，比如，假如果子是红色的，计算机就给果子打上颜色标签1，蓝色就给标签2，如果红色有一点点偏蓝呢，那就认为它是1.2好了。

同样的，如果果子是三角形的，就在形状这个标签上给它记成数字1，五角星形的记成2，看起来像三角形但稍微又多出两个小角呢，就记成1.4。

总之，就是把所有果子的形状和颜色都变成一组组数字，这样一来，计算机就可以开始处理这堆数字了。最后，计算机也是把颜色和形状比较类似的水果放在一块，把它们聚为一类。

可是，这和“自习”有什么关系呢？

你应该还记得吧，咱们前面说计算机学习辨认图片上的小猫小狗的时候，是有人类告诉它们判断得对不对的。这种有人看着的学习方法有个特别形象的名字，叫监督学习，在人类的监督之下学习。

但现在情况不一样了，人类自己都不知道该怎么分类，自然也就没法监督了，一切都要靠计算机自己判断。怎么判断呢？

计算机每看到一个新的果子，都会把新果子的参数加入原来的数据库里面，随着新果子数量越来越多，判断标准可能会发生改变。

比如原来四四方方的果子可能会和三角形的果子归为一类。可随着观察的果子多了，计算机就发现，四四方方的果子还挺常见的，应该单独归为一类。

到底哪些果子要归为一类，这个判断标准不是人类给它设定好的，也不是它自己瞎猜出来的，而是根据收集到的果子的参数不断调整出来的。

这种没有人类帮忙做判断，计算机自己根据实际情况自己学习的方式，就叫做无监督学习。

这里有一种思想特别值得你学习，那就是“根据实际情况不断优化调整，以达到最佳效果”。

我给你举个例子吧，我们在生活中可能也会定各种各样的计划。比如快考试了，你可能计划每天晚上都看半小时语文、半小时数学、半小时英语。

结果呢，过了三天之后你发现，英语已经掌握得差不多了，语文学得还不太好，那就可以把复习英语的时间挪20分钟给语文。再过几天，又发现数学落下了，于是又可以少看20分钟语文，多看20分钟的数学。

虽然和咱们开始定的计划不太一样，但不断根据实际情况调整自己的计划策略，才能达到最好的效果。

咱们还是说回这个无监督学习。无监督学习在实际生活中能有什么用处吗？用处可大了。

如果将来有一天，我们真的要探索一颗完全未知的星球，可能就得让计算机帮咱们对星球上的东西做聚类。另外，虽然咱们人类现在还没有派出星际科考队，但是在地球上，也有很多我们不太了解的东西需要做分类。

比方说吧，有些微生物，也就是像细菌这样肉眼看不见的小生物，人们就不是特别了解，如果一上来就让人类科学家去分析，可能会浪费大量的时间。

这时候，计算机的无监督学习就派上用场了。咱们可以先让计算机自己学一会儿，替咱们总结一个初步的规律，然后再在这个基础上做深入的研究，这样就可以节省不少时间和精力了。你也可以畅想一下，无监督学习还能帮你干什么呢？在留言区里写下来吧。

那现在，咱们知道了，计算机不光可以在人类的指导下学习，还可以自习，那会不会有一天，机器人会产生和人类一样的智慧呢？你还别说，还真有科学家研究过这个问题，而且还提出了测试计算机有没有智慧的方法，到底是什么方法呢？我们下集再说。