什么是人工智能

 

　　“其實早在20年前，就有一場有關(guān)人類與機(jī)器之間的比賽了。”王磊教授說，當(dāng)時，對陣的雙方是IBM公司研制的Deep Blue（深藍(lán)）計算機(jī)，和世界象棋特級大師、俄羅斯的加里·基莫維奇·卡斯帕羅夫。那場比賽，互有勝負(fù)，深藍(lán)計算機(jī)系統(tǒng)雖有不俗的表現(xiàn)，但仍然顯得有些“幼稚”，被大師投訴在控制時間上“作弊”。

 

　　20年后的今天，這種人機(jī)棋類博弈的結(jié)果，已無任何懸念。再放眼四周，機(jī)器語言翻譯、語音對話機(jī)器人、掃地機(jī)器人，無人駕駛汽車等等，已逐步走進(jìn)我們?nèi)祟惖纳?。這是否在暗示人工智能時代正向我們走來？那么，什么是人工智能呢？王磊教授說，人工智能就是能夠在各類環(huán)境中自主地，或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)（anthropomorphictasks）的一類機(jī)器。它是計算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計和應(yīng)用智能機(jī)器的一個分支，其近期主要目標(biāo)在于研究用機(jī)器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智力功能，探究相關(guān)理論、研發(fā)相應(yīng)技術(shù)，如：判斷、推理、證明、識別、感知、理解、通信、設(shè)計、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動。

 

　　1956年夏天人工智能學(xué)科就誕生了

 

　　人工智能的發(fā)展是以軟硬件為基礎(chǔ)，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程。上世紀(jì)三四十年代，以維納、弗雷治、羅素等為代表發(fā)展起來的數(shù)理邏輯，和以丘奇、圖靈等人為先驅(qū)提出的計算思維，促進(jìn)了智能計算方法的萌生。1956年夏，人類歷史上第一次人工智能研討會在美國的達(dá)特茅斯（Dartmouth）大學(xué)舉行，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生。

 

　　1969年，召開了第一屆國際人工智能聯(lián)合會議，此后每兩年召開一次。次年，《人工智能》國際雜志（InternationalJour nalofAI）創(chuàng)刊。這些對開展人工智能國際學(xué)術(shù)活動和交流、促進(jìn)人工智能的研究和發(fā)展起到積極作用。隨后，20世紀(jì)七八十年代，知識工程的提出和專家系統(tǒng)的成功應(yīng)用，確定了知識在人工智能中的地位。近年來，機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、演化計算、群智能等研究深入開展，形成高潮。

 

　　判斷是否是人工智能不是件簡單事

 

　　王磊教授說，人們設(shè)計的人工智能系統(tǒng)，是一種高效的信息處理系統(tǒng)，又被稱為符號操作系統(tǒng)（SymbolOperationSystem），或物理符號系統(tǒng)（PhysicalSym bolSystem）。一個完善的符號系統(tǒng)應(yīng)具有六種基本功能，即：輸入符號、輸出符號、存儲符號、復(fù)制符號、建立符號結(jié)構(gòu)和條件性遷移。我們目前廣泛使用的計算機(jī)系統(tǒng)就具備這六種功能。

 

　　任何一個系統(tǒng)，若要能表現(xiàn)出智能，那么它就必定能夠執(zhí)行上述六種功能。反之，任何系統(tǒng)如果具有這六種功能，那么它能否表現(xiàn)出智能來呢？王磊教授說，為了探討這個問題，一般會研究三個推論。推論一：既然人具有智能，那么他（她）就一定是個物理符號系統(tǒng)。換言之，人之所以能夠表現(xiàn)出智能，就是基于他（她）的信息處理過程。推論二：既然計算機(jī)（系統(tǒng)）是一個物理符號系統(tǒng)，它就一定能夠表現(xiàn)出智能，這也是人工智能的一個基本條件。推論三：既然人是一個物理符號系統(tǒng)，計算機(jī)（系統(tǒng)）也是一個物理符號系統(tǒng)，那么就能夠用計算機(jī)（系統(tǒng)）來模擬人的活動。

 

　　前兩個推論比較容易理解，但第三個推論是否能夠成立，還需要我們進(jìn)一步的分析與討論。這就要從人類認(rèn)知世界的四個層次說起。首先，認(rèn)知的生理學(xué)層次，就是要研究認(rèn)知行為的生理過程，比如研究人的神經(jīng)系統(tǒng)的活動，是認(rèn)知科學(xué)研究的底層。一般認(rèn)為，自然界中人類是生命中智能形態(tài)的最高層次。所以，一切針對自然智能行為的模擬，多是以人類的行為和思考方式為參照對象的。其次，認(rèn)知的心理學(xué)層次，即研究認(rèn)知行為的心理活動，主要研究人的思維策略，這是認(rèn)知科學(xué)研究的頂層。再次，認(rèn)知的信息學(xué)層次，即研究人的認(rèn)知行為在人體內(nèi)的初級信息處理，主要研究人的認(rèn)知行為如何通過初級信息自然處理，由生理活動變?yōu)樾睦砘顒蛹捌淠孢^程，這是認(rèn)知活動的中間層。最后，認(rèn)知的工程學(xué)層次，即研究認(rèn)知行為的信息加工處理，主要研究如何通過以計算機(jī)為中心的人工信息處理系統(tǒng)，對人的各種認(rèn)知行為（如知覺、思維、記憶、語言、學(xué)習(xí)、理解、推理、識別等）進(jìn)行信息處理。這是研究認(rèn)知科學(xué)和認(rèn)知行為的工具，是現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)和現(xiàn)代認(rèn)知生理學(xué)的重要研究手段。

 

　　由于對解析人類智能行為的角度不同，在如何構(gòu)建人工智能系統(tǒng)方面，人們的觀點也逐漸形成了一些差異，對人工智能發(fā)展的理論與方法出現(xiàn)了不同學(xué)派。王磊教授說，概括起來，主要有三大學(xué)派。其一，符號主義，又稱為邏輯主義、心理學(xué)派或計算機(jī)學(xué)派，其原理主要為物理符號系統(tǒng)（即符號操作系統(tǒng)）假設(shè)和有限合理性原理。其代表人物有紐厄爾、肖、西蒙和尼爾遜等，主要觀點是認(rèn)為人工智能源于數(shù)理邏輯。其二，連接主義，又稱為仿生學(xué)派或生理學(xué)派，其原理主要為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機(jī)制與學(xué)習(xí)算法。這一學(xué)派的學(xué)者主要認(rèn)為人工智能源于仿生學(xué)，所以強(qiáng)調(diào)針對人腦模型的研究。其三，行為主義，又稱進(jìn)化主義或控制論學(xué)派，其原理為控制論及感知動作型控制系統(tǒng)，認(rèn)為人工智能源于控制論。

 

 

　　人工智能的發(fā)展為什么能夠得到人們的高度重視呢？其主要原因還是該理論及相關(guān)技術(shù)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，切實解決了一些人們遇到的疑難問題，在此基礎(chǔ)上得到了快速發(fā)展。這些領(lǐng)域主要包括：復(fù)雜問題求解、邏輯推理與定理證明、自然語言理解、自動程序設(shè)計、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器人學(xué)、模式識別、機(jī)器視覺、智能控制、智能檢索、智能調(diào)度與指揮、分布式人工智能與Agent、計算智能與演化計算、數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)、人工生命、系統(tǒng)與語言工具等。

 

　　隨著信息技術(shù)的日趨完善與應(yīng)用推廣，“計算”已無處不在，其結(jié)果-“數(shù)據(jù)”，正以前所未有的速度產(chǎn)生、延伸、記錄下來，這就是我們眾所周知的“大數(shù)據(jù)時代”。數(shù)據(jù)的極大豐富，直接推動了信息的完善與擴(kuò)展，真正做到了一機(jī)（如手機(jī)）在手，天下盡知。在各種信息交流平臺日益健全的今天，信息對每個人幾乎是公平的，但每個人對信息的理解與處理結(jié)果卻是千差萬別的，究其原因是知識是否完備和運(yùn)用是否得當(dāng)。為了追求知識的完備性，人們曾經(jīng)迷戀追求學(xué)歷，似乎讀的書越多，知識就越豐富，就越有可能成就為一位“智者”。但是，在只有創(chuàng)新才有未來的今天，這種認(rèn)識正在被重新審視。掌握盡可能多的知識是有必要的，但不是充分的，更不是全部。而需要更進(jìn)一步的實踐過程，積累經(jīng)驗，從而使知識升華，這就是我們真正追求的智慧。具備這種能力的，無論是人，還是機(jī)器，我們稱其具備的能力，就是“智能”。