打乱一个魔方，你就会创造出这 54 块彩色方形贴纸的 430 亿亿种可能排列中的一种。但打乱它——弄乱它——很容易。任何业余玩家都知道，解开它很难。
当然，人类也能解开它，并且速度惊人。最快的人，例如 2019 年世界冠军 Philipp Weyer，解开它不到 7 秒。通常情况下，那些专门研究如何将混乱的魔方恢复成纯色（红、蓝、绿、白、黄、橙）面的高手，大约需要 50 步。
人类已经研究魔方几十年了，现在轮到人工智能大显身手了：人工智能现在可以快速计算出打乱的魔方的一个非常有效的解法。其中 60% 的情况下，这个人工智能会计算出步数最少的解法，通常在 20 步左右。事实上，在魔方领域有一个概念叫做“上帝算法”，如果一个全知的神眼看着一个魔方，就能知道最少步数的解法，那么这就是“上帝算法”。“我们已经接近‘上帝算法’了，”加州大学欧文分校的计算机科学教授、描述《自然·机器智能》期刊中那个解魔方机器人 最新研究 的资深作者 Pierre Baldi 说。
在你开始想象一个拥有机械手指、在速拧比赛中爬上领奖台的机器人之前，请记住，这个人工智能创造物只是软件。它是在虚拟环境中解开魔方。事实上，几十年来，人们一直习惯于使用游戏作为挑战人工智能系统的平台，并且它们已经在 国际象棋、围棋 以及 多人德州扑克 等比赛中占据主导地位。
对于 Erno Rubik 在 1974 年发明的这个谜题，传统的程序已经能够使用基于规则的计算来解开打乱的魔方，但这次的新闻是，一种叫做深度强化学习的人工智能现在也可以做到了。
由于魔方非常复杂，你不能指望人工智能系统在没有训练的情况下就能解开它。仅仅通过随机地转动和尝试来解决也是不可能的。相反，该项目的研究人员从最简单的开始——一个非常接近解法的魔方，只需要几步就能完成。Baldi 说，在训练过程中，他们逐步增加了“越来越复杂的打乱”。
“这就像对待一个孩子，”他说。“我们先给他们简单的题目，然后逐渐给他们更难的题目。”
那么，这个算法表现如何——它算是一个多好的速拧者呢？Baldi 团队的算法有一个在线版本，你可以 在这里尝试。那个版本只需要大约一秒钟来分析一个打乱的魔方，然后给出一个解法。它的解法将远远少于人类在比赛中通常使用的 50 步左右，但它不太可能产生一个完全最少步数的解法。与此同时，研究人员在其论文中报告的人工智能版本功能更强大，但速度稍慢：它有 60% 的概率能产生最少步数的解法，但据 Baldi 说，这需要大约 20 秒的计算延迟。即便如此，这仍然比人类拿着魔方来寻找最少步数的解法要快得多得多。
相比之下，请记住，人类可以在大约 6 秒内完成，但因为他们是在现实世界中操作，所以他们必须实际转动魔方。速拧者实际上可以使用少于 50 步来解开魔方，但对他们来说，最快的方法实际上并不是使用最少的转动次数。
魔方是一个精巧的谜题，因为它有数十亿亿种打乱方式，并且有许多解开它的途径，但只有一个目的地：解开的魔方。
软件工程师使用游戏作为构建人工智能算法的框架，同时也关注那些能够玩游戏的应用如何也能应用到现实世界中的情况。在这种情况下，Baldi 说，可能在机器人领域有应用。例如，他设想了一个能打扫厨房的机器人。就像魔方一样，厨房可以以许多不同的方式被打乱，或者说脏乱，但只有一个解开的状态：一个干净的烹饪空间，所有东西都各就各位。像魔方解算器这样的算法可以应用于这种情况。“如果机器人随机移动物品——将脏盘子随机地移来移去——厨房永远不会被打扫干净，”他说。“你可以看到某些机器人任务和我们所做的事情之间的相似性。”
