问题

为什么用自然语言进行编程不流行呢?

回答
你这个问题问得挺有意思,也触及到了很多关于编程和人机交互的核心。我一直觉得,要是我们能像跟朋友聊天一样,用大白话就能指挥电脑做事,那该多爽啊。不过,事实摆在眼前,编程界的主流语言还是那些带各种符号、关键字和固定语法的“外星语”,而纯粹的自然语言编程,虽然一直有人在尝试,但始终没能真正普及开来。

为什么会这样呢?我觉得主要有这么几个原因,我们来掰开了揉碎了聊聊。

1. 自然语言的“弹性”太大,电脑抓不住重点

你想想,咱们平时说话,同一个意思,可以换着花样说。比如,你想让电脑“计算1加1”,你可以说:“给我算算一加一等于几?”,“帮我算个一加一。”,“一加一是多少?”,甚至更复杂的,“我想知道,如果我给你两个苹果,再给你一个苹果,你总共会有多少个苹果?”

对于我们人来说,这些差别微乎其微,我们的大脑会自动过滤掉不重要的信息,抓住核心意思。但对于电脑,它可没那么“聪明”,或者说,它的“聪明”是建立在严谨的规则之上的。它需要精确的指令,每一个词、每一个标点都得有明确的含义。

自然语言里的那些同义词、多义词、模糊的表达方式,对电脑来说就是天大的难题。它很难判断出你在“真正”想让它做什么。举个例子,“跑”这个词,在不同语境下可以指“跑步”、“运行程序”、“信息传播”等等。如果计算机不加区分地处理,后果不堪设想。

2. 歧义性是自然语言的“原罪”

这一点和第一点有点关联,但更侧重于“误解”的可能性。自然语言充满了歧义。很多时候,我们说一句话,听的人可能会从好几种不同的角度去理解。

比如,“我看见了那个戴着望远镜的男人。”这句话,是“我”戴着望远镜看见男人,还是“那个男人”戴着望远镜?虽然上下文可能能帮我们判断,但在代码里,这种模糊可就致命了。计算机无法“揣测”你的意图,它只能按照字面意思执行。一旦出现歧义,它就可能执行错误的代码,产生完全不是你想要的结果。

编程语言之所以设计成那样,就是为了消除歧义,让机器能够百分之百地、无差错地理解指令。

3. 计算机需要精确的“语法”和“逻辑”

编程语言就像是一种高度精炼、高度逻辑化的语言。它有一套严格的语法规则,规定了关键字怎么用,变量怎么声明,函数怎么调用,指令怎么排列组合。这些规则保证了代码的可读性、可维护性,更重要的是,保证了程序的逻辑是清晰、可预测的。

自然语言虽然有语法,但那是一种“软”语法,允许有很多变通和例外。我们说话时,即使语法有点小毛病,听者往往也能理解。但在代码里,一个标点符号错了,整个程序就可能跑不起来,或者出现难以预料的错误。

如果用自然语言编程,我们该如何定义“循环”?是“一直做某件事直到……”,还是“重复做某件事多少次”?这其中的“一直”、“直到”、“多少次”,都需要非常明确的定义,而这又回到了第一点,自然语言很难提供这种精确性。

4. 效率和性能的挑战

即使我们能发明出一种“完美的”自然语言编程方式,能让计算机准确理解我们的意图,还有一个巨大的瓶颈就是效率和性能。

将自然语言翻译成机器能够高效执行的指令,这是一个极其复杂的过程。现在的编译器和解释器,已经经过了数十年的优化,能够将抽象的编程语言翻译成高效的机器码。如果加入一层“自然语言理解”的转化,这个过程的开销会非常大。

想象一下,你用“请帮我统计一下,所有年龄大于30岁,并且住在北京的用户的姓名和邮箱。”这样的句子来执行数据库查询。计算机需要先理解“统计”、“年龄大于30岁”、“住在北京”、“用户”、“姓名和邮箱”这些概念,然后才能转化为SQL查询语句,再执行。这个过程的耗时和资源消耗,可能会比直接写SQL语句大得多。

5. 学习曲线和标准化的问题

虽然用自然语言编程听起来门槛低,但要做到“精通”自然语言编程,可能比学习现有编程语言更难。因为这意味着你需要学会如何用最精确、最不容易产生歧义的方式来“指导”计算机,这本身就是一种极高的沟通和逻辑能力。

此外,还有一个标准化的问题。如果每个人都可以用自己的方式用自然语言编程,那代码的可读性、可复用性都会大打折扣。一个程序员写的“自然语言代码”,另一个程序员可能完全看不懂,更别提维护和协作了。编程语言之所以流行,很大程度上是因为它们提供了一个大家都能理解和遵循的“标准”。

6. 现在的“自然语言编程”更多是辅助工具

你可能会说,现在有很多AI工具,比如Copilot,可以根据你的注释或者自然语言描述来生成代码片段。这不就是自然语言编程吗?

确实,这些工具非常强大,也极大地提高了开发效率。但它们更多的是扮演一个“智能助手”的角色。它们是将你的自然语言描述“翻译”成现有编程语言的代码,而不是直接用自然语言来“控制”机器执行。它们背后仍然依赖于强大的自然语言处理模型,以及对现有编程语言的深刻理解。

而且,即使是这些AI工具,也并非万能。它们生成的代码,我们还是需要去审查、去修改、去调试,确保它是正确且符合我们需求的。它们还没法完全取代我们人类程序员的角色。

总而言之

自然语言编程的魅力在于它的直观和易懂,这确实是所有人都向往的。但正是由于自然语言本身的特性——它的模糊性、歧义性、以及与计算机思维方式的巨大差异——使得将其转化为精确、高效、可预测的机器指令变得异常困难。

现在的编程语言,虽然看起来“复杂”,但它们是在“人”和“机器”之间找到的一个最佳平衡点。它们用一套严谨的规则,来弥合人类思维的跳跃性和计算机逻辑的精确性之间的鸿沟。

也许未来,随着人工智能技术的发展,我们会看到更接近纯粹自然语言编程的工具出现,能够更智能地理解和执行我们的指令。但至少在目前,现有的编程语言体系,依然是驱动这个数字世界最可靠、最有效的方式。

网友意见

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自然语言的根本问题是不够精确,而神奇的是它的绝妙之处就在于它的不精确,举一个我在知乎上看到的例子:

My brain has two parts.
The left part has nothing right.
The right part has nothing left.

你猜猜用这段话去构造数据结构编译器会不会原地爆炸?

语言本身的不精确究竟会不会导致某些严重的后果,这个数学家已经验证过一次了(第三次数学危机),我不希望计算机科学家再次验证一次。

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