（选自《中国地理教学参考》有删改）

AI是如何做决策的？

吕之品

    ①最近一段时间，AI（人工智能）被炒得神乎其神，似乎它无所不能。但事实上，据社交网站“脸谱”披露，要想欺骗AI把某个不存在的东西当作真实存在，比你想象的要容易得多。

    ②譬如，在一张高清晰度的图片中，随机地降低某些地方的像素。这么一点微不足道的变化，人眼根本难以觉察，也不会影响我们的判断；但AI却能觉察出来其中的差异，并因此严重干扰了判断，比如说把图中的猫误认作了狗。

    ⑧这个低级错误揭示出当前AI的一个重大缺陷：太拘泥于细节，“只见树木，不见森林”，让无谓的细节影响了对整体的判断。如果这个弱点被黑客利用，后果将不堪设想。他们将能够操纵无人驾驶汽车狂奔，无视红绿灯；或者让犯罪嫌疑人轻易躲过AI控制的监控摄像头。

    ④为了解决这个问题，这就需要我们先去了解AI是如何自我学习，如何做决策的，但这一直是个难题。因为AI在自我学习过程中，经过海量的数据训练之后，会自创一套决策规则，但它最后创立的规则到底是什么，这对于AI的设计者有时候都是一个谜。这一点其实跟人也是相似的。譬如，老师在课堂上向你传授知识，但你是如何把这些知识点组织起来的，他也不见得清楚。

    ⑤最近，美国布朗大学的克里斯．格林和他的同事开发了一个系统，有望突破这个困难。这个系统能够分析，当AI对一个图像做判断时，它是根据图像的哪一部分做出判断的。为开发这个工具，研究小组用数码噪声依次替换图片的一部分，看看这样替换之后，是否会对AI的判断产生影响。如果AI改变判断，那说明图片的这块区域可能正是影响AI判断的关键所在。

    ⑥格林在给图片分类的一个AI上测试了他的系统。这个AI被训练把图片分成10个类，包括飞机、鸟、鹿和马等。格林的系统能够暗中查看，当AI对图片进行分类时，什么是它所倚重的，什么是被它忽略不计的。结果表明，AI先是将图片上的物体分解成不同的元素，然后搜索图片中的每一个元素以确定把图片归到哪一类。

    ⑦举个例子。当AI观察马的图片时，它首先关注的是其腿部，然后，寻找它的头部。在观察鹿的图片时，它也采用类似的办法，不过在关注了鹿的腿部之后，它接下去搜寻的不是头，而是鹿角，因为鹿角是最能把鹿跟其他动物区别开来的，所以鹿角被置于优先的地位。至于图片的其他地方，则被AI完全忽略了。

    ⑧从这里我们看出，AI做决策的过程迥异于我们人类。我们是不会如此拘泥于局部的。面对一张鹿的图，即使把它的角打上马赛克，我们也还是可以根据分叉的蹄子认出鹿来的，但对于“死板”的AI，它很可能就把它认作驴了。

    ⑨格林的软件可以帮助我们测试现有的AI，以便确保它们下判断时，关注的是我们认为重要的东西，这对于改进AI有重要的价值。

（选自《大科技·百科新说》2018.05 有删改）

植物也讲方言

    ①有一种草叫铜草花，学名香薷（rú），开兰色的花，少数也开紫色的花。这种花的颜色十分罕见，喜欢铜草花的人也就相当多。他们设法培植它们，但结果都失望了：无论栽种者如何精心照料，铜草花总是一副无精打采的样子，整天发蔫，好像它们生不逢时。原来，发蔫的铜草花是“生不逢地”：铜草花的生长要求土壤含铜量特别高，其花的兰色，需要吸收大量铜离子来扮靓，只有蕴藏了铜矿的地区才能支持铜草花的这种生物。1984年，在大治铜绿山发现的古铜矿遗址，据考证是公元前13世纪殷小乙时期的遗址。发现遗址的一个重要线索，就是这个地区的地表长着美丽茂密的铜草花。

    ②澳大利亚桉树是植物界鲸鱼级别的树种，它的身高记录是160米，有50层楼房那么高。支撑其庞大身躯的，是它特别坚硬的木质。如此卓立的特征，当然引来无数“粉丝”，想把澳大利亚桉树移植到自己那儿。美国著名作家杰克·伦敦就是他们中的一员。他雇用了20名意大利劳动力，在他位于索若马岭的土地上种植了10万棵澳大利亚桉树。但杰克·伦敦和许多美国的拥趸（dǔn）^①都遭到了这种桉树的嘲弄：美国的澳大利亚桉树不管什么时间砍伐，也不管如何处理，总难于加工，板会弯曲，裂纹会扩展开来；即使去做枕木，由于布满莫名其妙的裂纹而无法把钢轨钉上去，也不能派上用场。在其故乡澳大利亚，这些毛病统统没有。

    ③这是什么原因呢？澳大利亚林学家雅各布斯数十年后才发现是桉树在北美长得过快，因而材质就差。在澳大利亚，吃叶子的昆虫和一些真菌会减缓其生长速度。当种子散布到全球各地时，却把这种天敌留在了家乡。麻烦在于桉树已经进化得适应这些天敌。在正常的虫害配合下慢速生长时，桉树的组织显然是最优化的。当没有这些害虫时，快速生长的桉树就会陷入物理学定律的陷阱。生活中有些人用方言表达时眉飞色舞，用普通话表达时却会口蹇（jiǎn）^② ， 也可以用雅各布斯的发现解释这一现象。

    ④我国南方某地从美国引进脐橙栽种，其口味与美国脐橙非常接近。但两种脐橙的外观差别明显：我国南方某地的脐橙“脐部”（与果蒂相对的底部）的收口比美国的大好多，表面也没有美国脐橙光洁。林业专家借鉴雅各布斯的思路，发现我国南方某地的微生物环境与美国同一纬度上的脐橙果园有显著的差异性。对应到语言现象，可以这么理解：美国脐橙落户我国南方某地后，它的“口音”不再是纯正的美国口音，而是带有那种微生物环境下的当地口音。

    ⑤生活在什么地方的人发什么口音，树也是。树挪死，人挪活。从某种意义上说，树是比人更讲方言的生命。

（摘自《读者》第39期）

【注】①拥趸：指演员、运动员或运动队的支持者。②蹇：不顺利。

中国古代建筑的抗震智慧

    ①与西方砖石结构建筑的“以刚克刚”不同，中国传统的木结构建筑在抵抗地震冲击力时，采用的是“以柔克刚”的思维，通过种种巧妙的措施，其目标是以最小的代价，将强大的自然破坏力消弥至最小程度。我国许多古代建筑都成功地经受过大地震的考验，如天津蓟县独乐寺观音阁、山西应县木塔等建筑，千百年来均经历过多次地震仍然做然屹立。当代建筑设计以抵御9度地震为目标，而我国传统的木结构建筑基本上能达到这个要求，而且其代价远远小于西方的“刚”。

    ②中华民族不但自文明伊始就睿智地选择了木材等有机材料作为结构主材，而且发展形成了世界上历史最悠久、持续时间最长、技术成熟度最高的结构体系——柔性的框架体系。作为对比，西方数千年中一直采用承重墙体系，直到工业革命以来、近现代科学技术发展之后，才意识到框架结构的优越性，遂开始大规模地普及，但这种框架体系仍然是“以刚克刚”。而中国的传统木结构，具有框架结构的种种优越性，如“墙倒屋不塌”的功效，其柔性的连接，又使得它具有相当的弹性和一定程度的自我恢复能力。汶川大地震中，许多文物建筑的墙体均不同程度地受损，但主体结构仍未倒塌，就是这种柔性框架结构抗震能力的表现。

    ③中国古代建筑一般由台基、梁架、屋顶构成，高等级的建筑在屋顶和梁柱之间还有一个斗栱层。（A）中国古代建筑的台基用现代结构语言描述，堪称“整体浮筏式基础”，好比是一般大船载着建筑漂浮在地震形成的“惊涛骇浪”中，能够有效地避免建筑的基础被剪切破坏，减少地震波对上部建筑的冲击。（B）中国传统建筑的梁架一般采用抬梁式构造，在构架的垂直方向上，形成下大上小的结构形状，实践证明这种构造方式具有较好的抗震性能。（C）斗栱是中国古代建筑抗震的又一位重要战士，在地震时它像汽车的减震器一样起着变形消能的作用。历史上，很多带斗棋的建筑都能抵御强烈地震，比如山西大同的华严寺，在没有斗栱的低等级附属建筑被破坏殆尽的情况下，带斗棋的主要殿堂仍能幸存。（D）斗栱不但能起到“减震器”的作用，而且被各种水平构件连接起来的斗栱群能够形成一个整体性很强的“刚盘”，把地震力传递给有抗震能力的柱子，大大提高了整个结构的安全性。

    ④除了这些较显著的手法外，中国古代传统建筑中还使用了大量的其他技术措施，这些措施是古建筑抗震的关键。比如榫卯的使用：这种不用钉子的构件连接方式，使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量，减小结构的地震响应。又比如柱子的生起、侧脚等技法降低了建筑的重心，并使整体结构重心向内倾斜，增强了结构的稳定性。梁架系统通过阑额、由额、柱头材、蜀柱、攀间、搭牵、梁、檀、橡等诸多构件强化了联系，显著增强了结构的整体性；柱子与柱础的结合方式能显著地减少柱底与柱础顶面之间的摩擦，进而有效地产生隔震作用：在高大的楼阁中，如独乐寺观音阁、应县木塔等，都在暗层中设有斜撑，大大强化了构架对水平冲击波反复作用的抵抗能力；在外檐柱间设置较厚的墙体，起到现代建筑中“剪力墙”的作用。诸如此类，举不胜举，处处都展示出古代工匠们在抗震设计方面的知识和匠心。

【材料一】一个国家河流径流量的大小，大体可以表明这个国家水资源的多少。从空间分布看，我国水资源南丰北缺。大致以长江流域北界为界，南方水资源占全国80％以上，北方不足20%。北方平原辽阔，耕地面积大，人口密集，人均水资源量少，更加剧了缺水的状况，特别是华北和西北地区，缺水最为严重。

解决水资源地区分布不均的有效办法之一是跨流域调水。为了缓解北方地区严重缺水的状况，我国正在实施南水北调工程。该工程分东、中、西三条调水线路，把长江流域丰富的水资源调到华北和西北地区。

（摘编自人民教育出版社《义务教育教科书地理八年级上册》)

【材料二】长江，属太平洋水系，是中国第一大河，长江干流自西而东横贯中国中部，数百条支流辐辏南北，全长6300余千米。

长江发源于青海省西南部、青藏高原上的唐古拉山脉主峰各拉丹冬雪山，曲折东流，干流先后流经青海、四川、西藏、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海共11个省、自治区和直辖市，最后注入东海。流域面积180万平方千米，约占全国总面积的1/5，年入海水量9513亿立方米，占全国河流总入海水量的1/3以上。流经中国青藏高原、横断山区、云贵高原、四川盆地、长江中下游平原，流域绝大部分处于湿润地区。

长江干流自江源至湖北宜昌以上为上游，长约4500千米，流域面积100万平方千米。宜昌至江西湖口为中游，长950多千米，流域面积68万平方千米。湖口至出海口为下游，长930多千米，流域面积约12万平方千米。

长江可供开发的水能总量达2亿千瓦时，是中国水能最富集的河流，与黄河相比，长江的发电量远远高于黄河。长江干流通航里程2800多千米，素有“黄金水道”之称。

（整理自中华人民共和国水利部网、中国政府网相关介绍）

【材料三】黄河，是位于中国北方地区的大河，属世界长河之一，中国第二长河。黄河之“黄”，实为泥沙。古籍有载：“黄河斗水，泥居其七。”黄河泥沙九成来自黄土高原。黄土高原土质疏松，易蚀易散，每逢暴雨冲刷，则流失大量水土，奔入黄河。流域冬长夏短，冬夏温差悬殊，季节气温变化分明。流域降水量小，以旱地农业为主，冬干春旱，降水集中在夏秋七八月份。

（摘编自百度百科）