什么是“算法”？如何識(shí)別算法？

將決策系統(tǒng)描述為“算法”通常是人們轉(zhuǎn)移決策責(zé)任的一種方式。對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，“算法”指的是一套基于客觀經(jīng)驗(yàn)證據(jù)或數(shù)據(jù)的規(guī)則，是一個(gè)極度復(fù)雜的系統(tǒng)，以致人類很難理解其內(nèi)部工作原理或預(yù)測(cè)算法運(yùn)行時(shí)的反應(yīng)。

但這種描述準(zhǔn)確嗎？也不總是。

例如，去年 12 月下旬，斯坦福醫(yī)學(xué)中心把新冠疫苗的分配不當(dāng)歸咎于一種分配“算法”，該算法偏向高級(jí)管理人員，而非一線醫(yī)生。據(jù)《麻省理工技術(shù)評(píng)論》當(dāng)時(shí)的報(bào)道，這家醫(yī)院聲稱，為了設(shè)計(jì)“非常復(fù)雜的算法”，醫(yī)院已經(jīng)咨詢了倫理學(xué)家，其中一位代表表示“完全行不通”。盡管許多人認(rèn)為算法涉及人工智能或機(jī)器學(xué)習(xí)，但該系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)醫(yī)學(xué)算法，在功能上是不同的，更像是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的公式或者是人類委員會(huì)設(shè)計(jì)的決策樹。

這種脫節(jié)突顯了一個(gè)日益嚴(yán)重的問(wèn)題。隨著預(yù)測(cè)模型的激增，公眾在做出關(guān)鍵決策時(shí)變得更加謹(jǐn)慎。但決策者在開始制定評(píng)估和審計(jì)算法的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，首先必須定義決策的類別或他們決策適用的輔助工具。給“算法”這個(gè)術(shù)語(yǔ)保留解釋的余地，可能會(huì)讓一些影響最大的模型超出了確保這類系統(tǒng)對(duì)人沒(méi)有壞處的政策的影響范圍。

如何識(shí)別算法

那么斯坦福醫(yī)學(xué)中心的“算法”是一種算法嗎？這取決于你如何定義這個(gè)詞。雖然“算法”還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義，但計(jì)算機(jī)科學(xué)家哈羅德·斯通在 1971 年編寫的教科書里給出了一個(gè)普遍的定義：“算法是精確定義一系列操作的一套規(guī)則。”這個(gè)定義包羅萬(wàn)象，從配方到復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：基于算法的審計(jì)策略涉獵太廣泛了。

在統(tǒng)計(jì)學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)中，我們通常認(rèn)為算法是計(jì)算機(jī)為了解數(shù)據(jù)執(zhí)行的指令集。在這些領(lǐng)域中，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化信息通常稱為模型。計(jì)算機(jī)通過(guò)算法從數(shù)據(jù)中了解到的信息可能看起來(lái)像“權(quán)重”，可以乘以每個(gè)輸入因子，也可能要復(fù)雜得多。算法本身的復(fù)雜程度可能也不同。這些算法產(chǎn)生的影響最終取決于它們所應(yīng)用的數(shù)據(jù)和最終模型運(yùn)行的情況。同樣的算法在一種情況下可能會(huì)產(chǎn)生積極的影響，而在另一種情況下又會(huì)產(chǎn)生截然不同的影響。

在其他領(lǐng)域，上述模型本身被稱為算法。盡管這令人感到困惑，但從最廣泛的定義來(lái)看，這也是準(zhǔn)確的：模型是定義一系列操作的規(guī)則（通過(guò)計(jì)算機(jī)的訓(xùn)練算法來(lái)了解規(guī)則，而不是由人類直接表述）。例如，去年在英國(guó)，媒體報(bào)道一種“算法”不能給由于疫情無(wú)法參加考試的學(xué)生公平打分。這些報(bào)道確實(shí)討論的是模型——把輸入（學(xué)生過(guò)去的表現(xiàn)或老師的評(píng)價(jià)）轉(zhuǎn)化為輸出（分?jǐn)?shù)）的指令集。

斯坦福醫(yī)學(xué)中心發(fā)生的事情就好像是人類（包括倫理學(xué)家）坐下來(lái)，決定該系統(tǒng)應(yīng)該采用怎樣的操作，從而根據(jù)員工的年齡和部門等輸入信息決定這個(gè)人是否應(yīng)該首先接種疫苗。據(jù)我們所知，這一系列操作并沒(méi)有基于優(yōu)化某個(gè)定量目標(biāo)的估計(jì)程序。這是一套如何讓疫苗優(yōu)先化，以算法的語(yǔ)言固定下來(lái)的規(guī)范性決策。這種方法在醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)和廣義定義中被視為一種算法，盡管其中唯一涉及的智能是人類。

關(guān)注影響，而不是投入

立法者也在爭(zhēng)論什么是算法。美國(guó)國(guó)會(huì)在 2019 年引入的 HR2291 或算法責(zé)任法案使用了“自動(dòng)決策系統(tǒng)”一詞，將之定義為“機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或其他數(shù)據(jù)處理、人工智能技術(shù)等得出的計(jì)算過(guò)程，以此作出決策或幫助人類決策，影響消費(fèi)者?！?/p>

人工智能審計(jì)可能會(huì)忽略某些類型的偏見，而且也不一定能證明招聘工具是否給崗位挑選了最好的候選人。

紐約市也在考慮引進(jìn) Int 1894 法，這項(xiàng)法律將對(duì)“自動(dòng)化就業(yè)決策工具”采取強(qiáng)制性審計(jì)，該工具定義為“功能由統(tǒng)計(jì)理論決定的系統(tǒng)或由這類系統(tǒng)定義參數(shù)的系統(tǒng)”。值得注意的是，這兩個(gè)法案都要求審計(jì)，但只提供了有關(guān)什么是審計(jì)的高級(jí)指導(dǎo)方針。

隨著政府和產(chǎn)業(yè)的決策者都在為算法審計(jì)制定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)“什么是算法”的意見可能會(huì)出現(xiàn)分歧。我們建議主要根據(jù)算法產(chǎn)生的影響來(lái)進(jìn)行評(píng)估，而不是想著給“算法”下一個(gè)統(tǒng)一的定義或統(tǒng)一審計(jì)方法。關(guān)注結(jié)果而不是投入的話，我們就能避開技術(shù)復(fù)雜程度這些沒(méi)必要的爭(zhēng)論。無(wú)論我們討論的是代數(shù)公式還是深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，重要的一點(diǎn)是會(huì)不會(huì)造成危害。

在其他領(lǐng)域的影響是一個(gè)關(guān)鍵的評(píng)估因素，它被嵌入到網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的經(jīng)典 DREAD 框架中，21 世紀(jì)初微軟首次了推廣這一框架，目前還有一些企業(yè)在使用。DREAD 框架中的“A”要求威脅評(píng)估人員詢問(wèn)有多少人會(huì)受到一個(gè)確定的計(jì)算機(jī)安全隱患的影響，從而量化“受影響的用戶”。影響評(píng)估在人權(quán)和可持續(xù)發(fā)展分析中也很常見，我們已經(jīng)看到一些人工智能影響評(píng)估的早期開發(fā)者建立了類似的規(guī)則。例如，加拿大的《算法影響評(píng)估》基于 “該業(yè)務(wù)領(lǐng)域的客戶是否特別容易受到影響？ （是或否）”等定性問(wèn)題打分。

無(wú)論我們討論的是代數(shù)公式還是深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，重要的一點(diǎn)是會(huì)不會(huì)造成危害。

在評(píng)估中引入“影響”這樣一個(gè)定義廣泛的術(shù)語(yǔ)肯定比較困難。DREAD 框架后來(lái)被 STRIDE 補(bǔ)充或取代，部分是因?yàn)閰f(xié)調(diào)威脅建模所需內(nèi)容的不同觀點(diǎn)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，微軟在 2008 年停用了 DREAD。

在人工智能領(lǐng)域，會(huì)議和期刊已經(jīng)引入了影響聲明，公眾對(duì)此褒貶不一。這并非萬(wàn)無(wú)一失：純粹公式化的影響評(píng)估很容易露出馬腳，而過(guò)度模糊的定義可能導(dǎo)致評(píng)估武斷或冗長(zhǎng)。

盡管如此，這仍然是向前邁出的重要一步。“算法”一詞，無(wú)論如何定義，都不該成為設(shè)計(jì)和部署系統(tǒng)的人逃避責(zé)任的盾牌。這就是公眾要求算法問(wèn)責(zé)的呼聲越來(lái)越高的原因，而“影響”一詞的概念為不同團(tuán)體滿足這一需求提供了一個(gè)有用的共同基礎(chǔ)。
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