贝尔实验室

是什么

贝尔实验室（Bell Labs）是一家研究机构，1925 年 1 月 1 日以贝尔电话实验室（Bell Telephone Laboratories）的名称成立，目的是把贝尔系统（Bell System）的研究集中到一个机构之下。贝尔系统当时的电话网络由 AT&T 运营。实验室由 AT&T 与西部电气（Western Electric）共同持有，总部于 1967 年迁往新泽西州的默里山（Murray Hill）。^[1] 数十年间，它的名称和所有者几经变化。

由来

实验室成立时，目标是把贝尔系统的研究统一到一个机构内。之后所有权也多次变化：AT&T 与西部电气持有至 1996 年，朗讯科技（Lucent Technologies）持有 1996 年至 2006 年，阿尔卡特-朗讯（Alcatel-Lucent）持有 2006 年至 2016 年，此后归诺基亚（Nokia）所有。1996 年朗讯分拆时，AT&T 保留了部分研究力量，称为 AT&T Laboratories。^[1]

主要特点

贝尔实验室的研究工作获得了 11 项诺贝尔奖和 5 项图灵奖。^[1] 它的计算机领域里程碑包括：1947 年约翰·巴丁（John Bardeen）、沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）和威廉·肖克利（William Shockley）制成的晶体管；1948 年克劳德·香农（Claude Shannon）发表的《通信的数学理论》（A Mathematical Theory of Communication）；1969 年丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）和肯·汤普森（Ken Thompson）创造的 Unix；以及里奇在 1972 年开发的 C 语言。^[1]

与 AI 的直接联系同样存在。香农来自贝尔电话实验室，是 1955 年达特茅斯提案（Dartmouth proposal）的四位署名者之一，该提案引入了「人工智能」（artificial intelligence）这一术语。^[5]

1988 年，杨立昆加入新泽西州霍姆德尔（Holmdel）的 AT&T 贝尔实验室，进入自适应系统研究部门。1996 年他转入 AT&T Labs-Research，担任图像处理研究部门负责人。^[2]

1989 年，杨立昆与 B. Boser、J. S. Denker、D. Henderson、R. E. Howard、W. Hubbard 和 L. D. Jackel 在霍姆德尔的 AT&T 贝尔实验室共同发表论文《Backpropagation Applied to Handwritten Zip Code Recognition》，训练了一个早期的卷积网络，所用数据是美国邮政署提供的 9,298 个手写邮编数字。^[3] 反向传播（backpropagation）是一种计算网络中每个连接对误差贡献的方法，据此可以调整连接的权重。卷积网络（convolutional network）则用一组小的可学习滤波器扫描图像，从而捕捉笔画、弧线等局部模式，不论它们出现在图像的哪个位置。

1992 年至 1993 年，约书亚·本吉奥（Yoshua Bengio）在 AT&T 贝尔实验室做博士后，所在组由 Larry Jackel 和杨立昆带领。^[4] 1998 年的 LeNet-5 论文介绍了 MNIST 数据集，并描述了一套每天可读取几百万张支票的系统，它与 AT&T Labs-Research 的这条研究路线一脉相承。^[6]

在发展中的位置

贝尔实验室说明，AI 的历史同时也是硬件和通信研究的历史。晶体管和 Unix 本身并非 AI 项目，但它们提供了后来 AI 工作所依赖的机器和工具。1989 年的手写数字识别研究以及随后的 LeNet-5 路线，展示了卷积网络可以处理邮政和支票这类真实数据。霍姆德尔园区是上述 1989 年论文作者的工作地点，它在 2007 年关闭，之后改造为 Bell Works。^[1]