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探索与利用

把拿手的事越做越好,可能挤掉寻找下一件拿手事的机会。

Exploration vs. Exploitation◷ 约 4 分钟▤ 3 个真实故事换成 AI 也一样在知识地图里看它和谁相连 →

2019 年,约斯·本肖普(Jos Benschop)在一个研讨会上起身发言,掏出了他的三星手机。1997 年,荷兰光刻机厂商 ASML 请他来,开启公司的极紫外(EUV)光刻项目。按他自己的说法,他对台下说:「我曾经天真地说,EUV 会在 2006 年量产。我很惭愧地承认,它晚了 13 年。」

这台机器难造得要命。EUV 光的波长只有 13.5 纳米,空气和玻璃都会把它吸掉,机器只能在真空里用反射镜导光。为了造出这种光,激光每秒要打 5 万颗熔融的锡滴,每颗打两下。

一个承诺拖上 13 年,得有钱养着。这些年里,ASML 还得过日子。

同一年发出的两批货

2006 年,ASML 把第一批 EUV 原型机分别运到了比利时的 imec 和美国纽约州奥尔巴尼的一所大学实验室。同一年,它还交付了第一台用于量产的浸没式光刻机,这是对它本来就在卖的 193 纳米技术的改良。

一批货押的是一种新的光,另一批是把老的光做得更好。新光源一拖再拖,本肖普回忆,客户拿当年的路线图来对质,「在 SPIE 上简直要把我们钉上十字架」。ASML 一边挨骂,一边改进老产品线。按公司自己的说法,后来两款浸没式机型成了「芯片业的主力机」,装进了世界各地的工厂。

把拿手的事越做越好,可能挤掉寻找下一件拿手事的机会。斯坦福商学院的詹姆斯·马奇,1991 年在论文《组织学习中的探索与利用》里把这层矛盾讲开了。在他笔下,探索是搜寻、冒险、试验、发现、创新这一类事,利用是改良、生产、效率、实施、执行这一类事。只探索的组织,付了试验的成本,拿不到多少好处;只利用的组织,很可能被困在「次优的稳定均衡」里。

老产品线为什么总能赢

两者不是在同一个起跑线上竞争。马奇写道,跟利用相比,探索的回报「系统性地更不确定,在时间上更遥远,在组织里离做事的地方也更远」。拿 ASML 来说,一台更好的浸没式光刻机今年就能卖出去;更亮的 EUV 光源,是一个不断往后挪的承诺。

于是组织很合理地偏向稳妥的那头,每成功一次,下次就更可能再选它。马奇写道:「理性抑制了胡闹;学习和模仿抑制了试验。」他还提醒,一个组织在一件次等的事情上练得足够好,就可能把一件更好、却没怎么试过的事挡在门外。

点你常点的那道菜,今晚这顿稳稳当当。换一家新馆子,这顿可能吃砸,可你会知道一些老地方永远告诉不了你的事。

柯达的分法又不一样。它让发明数码相机的工程师继续研究数码相机、图像压缩和存储卡,却在 1989 年拒绝出售他造出的 120 万像素相机,因为那会吃掉胶片的生意。

ASML 能平衡,也有人帮忙。2012 年,英特尔、台积电和三星同意五年内向它的下一代光刻研发投入 13.8 亿欧元,EUV 也在其中。不是每家搞探索的公司,都有大客户替它掏路费。

马奇的证据是两个简单的模拟模型,不是企业数据,他也没说平衡点在哪里。有个发现很反直觉:在其中一个模型里,有一部分成员迟迟不接受组织的成见,组织长期学到的反而更多,因为他们的不合群让新想法活得够久,组织来得及从中学习。

那几个稳稳续约的大客户

假设你手下有六个销售。老客户每个季度按时续约,你的指标也是照着它们定的。另有一类新客户,小诊所,一直在问问题,谁都腾不出空来回答。

你让一个销售每周五专门跑诊所。头两个季度,她的数字在全组垫底,季度复盘时,她的周五看起来全是浪费。第三个季度,诊所给了她三单新生意,你也弄清了这类客户要什么。代价是,续约数字掉了一点。

再也没人按的那个按钮

靠试错学习的机器,也面对同一道选择,研究者把探索看作决策的一项核心能力。在 NeurIPS 2024 发表的一项研究里,微软研究院的团队测试了 GPT-3.5、GPT-4 和 Llama 2 会不会探索。游戏的主要版本里有五个按钮,其中一个比别的更常给回报。

用基础提示词时,GPT-4 一局玩 500 轮,重复了 20 局。六成以上的局里,它只按了最好的那个按钮寥寥几次,过了某个时刻就再也没按过。它的表现很像一种「贪心」规则:永远只挑目前平均回报最高的那个。

所有试过的设置里,只有一种探索得好:GPT-4,加一句提示它要探索的话,让它一步步推理,再替它把历史整理成每个按钮按了几次、平均回报多少。作者提醒,在更复杂的情境里,这样的整理未必做得到。何况这是研究当时的模型,玩的是玩具游戏。

要是让 AI 智能体在几个选项之间反复挑,比如先给哪家供应商打电话,你自己记一张表:每个选项试过几次,结果如何,再把表交给它。然后看有没有哪个选项过早就没人再试。多跑几次再下判断,同一个工具每次跑出来可能不一样。

2019 年,三星推出了第一款用 EUV 芯片的消费产品,一部手机。那年的研讨会上,本肖普承认自己晚了 13 年,接着朝台下挥了挥手里的三星手机:「可你们当中有些人,以为这东西永远不会出现。」

先看几件事

玩一玩

出处

  1. ASML,Making EUV, from lab to fab,2022
  2. ASML,Our history
  3. IEEE Spectrum,Extreme Ultraviolet Lithography Still Beset by Problems,2009 年 7 月 15 日
  4. IEEE Spectrum,EUV Lithography Finally Ready for Chip Manufacturing,2018 年 1 月 5 日
  5. ASML 新闻稿,Samsung joins ASML's Customer Co-Investment Program for Innovation, completing the program,2012 年 8 月 27 日(SEC 6-K)
  6. ASML 新闻稿,ASML announces 2012 Third-Quarter Results in line with guidance,2012 年 10 月 17 日(SEC 6-K)
  7. James G. March,Exploration and Exploitation in Organizational Learning,Organization Science 第 2 卷第 1 期,1991,71–87 页
  8. James Estrin,Kodak's First Digital Moment,《纽约时报》Lens 栏目,2015 年 8 月 12 日
  9. Akshay Krishnamurthy、Keegan Harris、Dylan J. Foster、Cyril Zhang、Aleksandrs Slivkins,Can large language models explore in-context?,NeurIPS 2024(arXiv 2403.15371)
  10. ASML, Making EUV, from lab to fab, 2022
  11. ASML, Our history
  12. ASML press release, ASML announces customer co-investment program aimed at accelerating innovation, July 9, 2012 (SEC Form 6-K)
  13. ASML press release, Samsung joins ASML's Customer Co-Investment Program for Innovation, completing the program, August 27, 2012 (SEC Form 6-K)
  14. ASML press release, ASML to acquire Cymer to accelerate development of EUV technology, October 17, 2012 (SEC Form 6-K)
  15. ASML, Integrated Report 2019 (SEC Form 6-K)
  16. IEEE Spectrum, EUV Light Makers Playing Catch-Up, July 19, 2011
  17. IEEE Spectrum, EUV Lithography Finally Ready for Chip Manufacturing, January 5, 2018
  18. Samsung Newsroom, Samsung Electronics Starts Production of EUV-based 7nm LPP Process, October 18, 2018
  19. TSMC, TSMC's N7+ Technology is First EUV Process Delivering Customer Products to Market in High Volume, October 7, 2019
  20. James Estrin, Kodak's First Digital Moment, The New York Times (Lens), August 12, 2015
  21. Claudia H. Deutsch, At Kodak, Some Old Things Are New Again, New York Times News Service (as reprinted in The Bulletin, Bend, Oregon), May 4, 2008
  22. IEEE Spectrum, The First Digital Camera Was the Size of a Toaster, April 6, 2022
  23. Eastman Kodak Company, Eastman Kodak Company and Its U.S. Subsidiaries Commence Voluntary Chapter 11 Business Reorganization, January 19, 2012
  24. CNBC, McDonald's to end AI drive-thru test with IBM, June 17, 2024
  25. Restaurant Business, McDonald's is ending its drive-thru AI test, June 14, 2024
  26. AP, McDonald's is ending its test run of AI-powered drive-thrus with IBM, June 18, 2024
  27. CNBC, McDonald's is testing automated drive-thru ordering at 10 Chicago restaurants, June 2, 2021