当前,人工智能正处在一个奇特的十字路口。一方面,它在处理抽象符号和生成流畅内容方面展现出令人惊叹的能力,能撰写文章、编写代码、创作诗歌与画作。另一方面,当它试图理解和与我们身处的这个物理世界互动时,却常常显得笨拙而可笑。让模型根据指令在沙漠远景中添加两只骆驼,结果生成的骆驼巨大如史前巨兽,还附带出现不合逻辑的生物;一个备受瞩目的文生视频模型,生成的蚂蚁竟有四条腿;在另一个演示中,男子手中棍子的流苏时隐时现,违背基本物理常识。这些并非偶然的bug,而是深刻揭示了当前主流人工智能范式的核心缺陷:它们精于“言说”,却拙于“理解”和“行动”。

一位深耕人工智能领域多年的顶尖科学家近期尖锐地指出,以大语言模型和图像分类器为主导的时代已触及天花板。她将智能分为“说话的智能”和“做事的智能”。如今,前者空前强大,后者却步履蹒跚。人工智能,在某种意义上,成了“能言善辩却缺乏经验,知识渊博却缺乏根基”的存在。问题的根源在于,语言是人造的、抽象的符号系统,而世界是物质的、遵循物理规律的实体系统。仅仅在庞大的文本和图像数据集上进行模式挖掘,无法让机器获得关于重力、摩擦力、物体刚性、运动轨迹、空间关系等构成常识基础的物理直觉。正如一位研究者所言,当前AI的核心瓶颈,正是对物理世界缺乏深度、常识性的理解,缺乏一个内在的、基于物理逻辑的“锚点”。
那么,人工智能版图缺失的这块关键拼图是什么?答案是:空间智能。
一、何为空间智能:从人类本能到机器能力
空间智能并非一个新概念。它最初源于教育心理学,指的是人类感知、理解、操作空间信息,进行三维思维、图形识别和空间想象的综合能力。这是一种从婴儿期就开始发展的本能:婴儿通过抓握、爬行来探索空间关系,儿童通过搭积木理解结构与平衡。纵观人类文明,空间智能驱动了无数关键突破:从通过日影角度计算地球周长,到构思纺纱机的机械排列,再到构建DNA双螺旋的三维模型。它让我们不仅能“看见”,更能“看懂”,并在大脑中模拟、推理和创造。
将这一概念迁移到人工智能领域,目标便是让机器获得类似的能力。这不是简单的“看”或“识别”,而是构建一种对三维空间、物体属性、物理规律及其间复杂关系的综合性理解与推理能力。理想的空间智能,是一个完整的“感知-推理-行动”闭环。机器需要感知环境的深度、形状、材质;推理物体之间的遮挡关系、运动趋势、力的作用;最终规划出合理的行动路径或交互方式。例如,一个具备完善空间智能的机器人,在接到“拿取桌子后面那本书”的指令时,它不仅要识别“书”和“桌子”,还要理解“后面”这一空间关系,并规划出绕过或移动障碍物的路径。
尽管扫地机器人、AR测量工具、自动驾驶汽车等应用已经包含了空间智能的初步要素,但它们大多依赖于预设规则、特定传感器或在高度结构化环境中的运作,缺乏真正的通用理解和适应复杂、未知场景的能力。自动驾驶汽车可以识别标准交通标识,却可能无法对滚到路中的皮球所蕴含的潜在风险(可能有儿童追逐)做出人类司机般的即时预判。这其中的差距,正是高级空间智能所要填补的——即那个关键的“推理”环节,一个能够模拟物理规则、进行因果预测的内部模型。
二、世界模型:通往空间智能的“圣杯”
在数据和算力面临增长瓶颈的当下,模型的革新成为突破的关键。近年来,一个被称为“世界模型”的概念,成为学术界和产业界共同追逐的焦点,被视为实现空间智能的根本路径。
“世界模型”的灵感,直接来源于人类大脑的一种非凡能力。我们的大脑并不只是被动接收感官信息,它会主动构建一个关于外部世界的内部模拟模型。这个模型让我们能够进行想象、规划、预测。当你把咖啡杯放在桌边时,即使它还没掉下去,你的大脑已经模拟出了它可能摔落的轨迹和后果,并促使你将它往里推一推。这种能力基于我们对重力、物体材质、桌面摩擦力的直觉理解。

人工智能中的世界模型,旨在为机器赋予类似的能力:一个能够学习物理世界基本规律,并能在内部进行模拟、预测和推理的数学模型。它不像传统模型那样仅仅学习数据中的统计关联(例如“蛋糕”这个词常和“蜡烛”图片一起出现),而是尝试理解实体如何存在、如何相互作用。拥有了强大的世界模型,AI或许就能“直觉”地知道,松开手苹果会下落,撞上台球桌上的球会滚动,推开一扇门需要施加力和克服铰链阻力。
因此,全球顶尖的研究机构和科技企业纷纷在此领域布局。从芯片巨头推出旨在生成“物理感知”视频的模型,到知名研究机构发布支持实时交互的世界模型以训练更智能的虚拟体,再到有公司专门发布用于生成和编辑三维环境的多模态世界模型产品,这条赛道已然风起云涌。业界普遍认为,正如大语言模型通过海量文本数据学会了语言的“语法”,一个强大的、基于多模态物理数据的世界模型,将可能教会AI世界的“物理语法”,这是实现从“感知智能”迈向“认知智能”和“行动智能”的质变一步。
三、前路漫漫:构建世界模型的深层挑战
然而,构建一个能够精确模拟复杂真实世界的模型,其挑战是前所未有的。科技的发展从来不是坦途,人工智能的历史上已多次经历因期望过高而陷入的低谷。打造一个通用的世界模型,至少面临以下几大难关:
1.复杂性与不确定性的风暴:真实世界是一个由无数实体和力以非线性方式相互作用的开放复杂系统。一阵风、一滴水、一次意外的碰撞,都可能引发连锁反应。目前的数学模型在处理这种极高维度的、充满随机性的动态系统时,计算复杂度和准确性都面临巨大挑战。模拟一个简单的积木倒塌相对容易,但模拟一场暴雨中城市街道的交通流、积水与行人行为的综合影响,则困难数个量级。
2.数据的局限与偏差:高质量、大规模、标注丰富的多模态物理数据(尤其是涉及力、触觉、材料属性等)的获取成本极高。现有数据集往往集中于特定场景(如室内环境、城市道路),难以覆盖世界全貌。更棘手的是,许多物理过程或极端情况的数据本身就难以获取(如地质运动内部、细胞微观相互作用)。数据的不完备和偏差,会直接限制模型的泛化能力和可靠性。
3.物理规律本身的边界:人类对物理定律的认知本身也存在前沿和未知。暗物质、暗能量、量子引力等领域尚存大量谜团。在微观和宇宙尺度,许多现象难以用现有经典模型完美描述。基于不完整的物理知识去构建一个企图模拟一切的世界模型,其根基存在理论上的模糊地带。
4.抽象与具象的衔接:如何让基于符号和逻辑推理的“高层智能”(如任务规划)与基于物理模拟的“底层智能”(如动作控制)无缝衔接,是一个关键问题。让AI理解“安抚一个哭泣的婴儿”这样的抽象指令,并转化为一系列符合物理规律和社会常识的轻柔动作,需要跨层次的、融合了物理与社会知识的推理,这仍是未解难题。
从图灵测试的提出,到深度学习引爆的本轮AI浪潮,我们见证了机器在特定领域超越人类的“狭义智能”奇迹。然而,要让人工智能真正融入我们的生活,成为可靠的助手、协作者甚至伙伴,它必须走出文本与图像的“黑暗”,步入充满实体、力与因果关系的灿烂“世界”。
空间智能与世界模型所代表的,正是AI从“能言善辩”走向“知行合一”的关键阶梯。这条路注定漫长且崎岖,充满了基础科学的挑战和工程实现的艰辛。但它的方向是清晰的:让人工智能不仅仅是一个处理信息的强大工具,更能成为一个理解我们所处环境、并能安全、有效、符合常识地与之交互的智能体。这不仅是技术的进阶,或许也将是人工智能真正迈向“通用”与“成熟”的标志。革命的号角已经吹响,而一切,才刚刚开始。