【正文】 這樣，在新的世紀(jì)里，有可能出現(xiàn)一種這樣的產(chǎn)物，它是生物機(jī)體和電子電路結(jié)合的產(chǎn)物，我們可以稱(chēng)呼它為 “人工智能動(dòng)物” 蘋(píng)果 從左到右依次是 （ 19771998年）（ 19982023）（ 20232023）（ 2023至今，目前使用中）、（ 20230318， iPad發(fā)布會(huì)使用）。若采用半導(dǎo)體器件組裝成相應(yīng)的電腦裝置，則必須做成一座高達(dá) 40層的摩天大樓，所需功率要以百萬(wàn)千瓦計(jì)。 視覺(jué)識(shí)別 一種可能的解決方案是：圖象上的每一點(diǎn)都用一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞與之對(duì)應(yīng)并逐一判別，最后綜合為整體；但是，既使只描述圖象局部的大致輪廓，神經(jīng)元的數(shù)目仍不敷使用。人們把這種順序執(zhí)行（串行） 已儲(chǔ)存程序的電腦類(lèi)型統(tǒng)稱(chēng)為“諾依曼機(jī) ”。 系 統(tǒng) 運(yùn) 行時(shí) ， 綜 合 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 建立 ， 在 當(dāng) 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 完成 之 后 ， 綜 合 數(shù) 據(jù) 庫(kù)也 就 會(huì) 被 撤 消 。 一個(gè)人要成為專(zhuān)家，至少必須掌握某一學(xué)科淵博的 知識(shí) ，具有豐富的 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ，能解決一般人不能夠解決的疑難問(wèn)題。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，就象“哥德巴赫猜想”一樣，屬于世界上最著名的數(shù)學(xué)難題之一。 以這些觀點(diǎn)為基礎(chǔ)， Brooks研制了一種機(jī)器蟲(chóng)， 用一些相對(duì)獨(dú)立的功能單元，分別實(shí)現(xiàn)避讓、前進(jìn)、 平衡等功能，組成分層異步分布式網(wǎng)絡(luò)，取得了一 定程度的成功，特別對(duì)機(jī)器人的研究開(kāi)創(chuàng)了一種新 的方法。神經(jīng)計(jì)算機(jī) (neural puter)能夠以類(lèi)似人類(lèi)的方式進(jìn)行“思考”，它力圖重建人腦的形象。 ? 人工智能尚缺乏必要的理論，在一些關(guān)鍵技術(shù)方面，如機(jī)器學(xué)習(xí)、非單調(diào)推理、常識(shí)性知識(shí)表示、不確定推理等尚未取得突破性進(jìn)展。 西蒙 (75,圖靈獎(jiǎng) ) 、 麻省理工學(xué)院塞夫里奇 （ O. Selfridge）和索羅門(mén)夫 ） ， 以及 IBM公司塞繆爾 （ ， 跳棋機(jī) ， 56 ） 和莫爾（ ） 。 各神經(jīng)元間軸突和樹(shù)突的接口，即神經(jīng)末梢與樹(shù)突相接觸的交界面，每個(gè)細(xì)胞體大約有103—104個(gè)突觸，有興奮型和抑制型兩種。最后，戈德斯坦毫不隱瞞地告訴他莫爾學(xué)院的電子計(jì)算機(jī)課題和目前的研究進(jìn)展。在柏林當(dāng)了幾年無(wú)薪講師后，他轉(zhuǎn)而攻向物理學(xué)，為量子力學(xué)研究數(shù)學(xué)模型，又使自己在理論物理學(xué)領(lǐng)域占據(jù)了突出的地位。布達(dá)佩斯人才濟(jì)濟(jì)，可一個(gè)多月過(guò)去，居然沒(méi)有一人前往應(yīng)聘。 圖靈預(yù)言 圖靈曾預(yù)言，隨著電腦科學(xué)和機(jī)器智能的發(fā)展，本世紀(jì)末將會(huì)出現(xiàn)這樣的機(jī)器。這篇文章后來(lái)被改名為 《 機(jī)器能思維嗎？ 》 .它引來(lái)的驚雷，今天還在震撼著電腦的世紀(jì)。 ? 圖靈把人在計(jì)算時(shí)所做的工作分解成簡(jiǎn)單的動(dòng)作，與人的計(jì)算類(lèi)似，機(jī)器需要：（ 1）存儲(chǔ)器，用于貯存計(jì)算結(jié)果；（ 2）一種語(yǔ)言，表示運(yùn)算和數(shù)字；(3)掃描；（ 4）計(jì)算意向，即在計(jì)算過(guò)程中下一步打算做什么；（ 5）執(zhí)行下一步計(jì)算。在書(shū)中他響亮地提出了“知識(shí)就是力量”的觀點(diǎn)。這里我們以符號(hào) S及 P分別表示主詞及謂詞。 – 1861年法國(guó)神經(jīng)解剖家布魯卡，對(duì)八名有語(yǔ)言障礙：能聽(tīng)懂而不能說(shuō)的病人，進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于大腦左側(cè)額區(qū)的后部，一些組織受損所致。 – 他進(jìn)一步指出，要深思的不是結(jié)局而是手段，假設(shè)了結(jié)局并考慮如何以及通過(guò)什么手段得到結(jié)局，結(jié)局是否容易是否最好，手段在分析順序中是最后一個(gè)，在生成順序中是第一個(gè) – 這實(shí)際上就是回歸規(guī)劃系統(tǒng)， 2300年后， 1972年NewellSimon研制了第一個(gè)能夠擬人類(lèi)問(wèn)題解決的計(jì)算機(jī)程序 —— GPS程序（ General Problem Solver program ）當(dāng)多個(gè)行動(dòng)可以達(dá)到目標(biāo)時(shí)或根本無(wú)法到達(dá)目標(biāo)時(shí)，如何行事？ ? 結(jié)論：通過(guò)目標(biāo)和關(guān)于行動(dòng)結(jié)果的知識(shí)之間的邏輯聯(lián)系來(lái)判定 哲學(xué)家們標(biāo)志出了 AI的大部分思想，但實(shí)現(xiàn)成為一門(mén)規(guī)范科學(xué)的飛躍就要求在三個(gè)基礎(chǔ)領(lǐng)域完成一定程度的數(shù)學(xué)形式化：邏輯、計(jì)算和概率。 ? Haugeland, 1985:人工智能是一種使計(jì)算機(jī)能夠思維，使機(jī)器具有智力的激動(dòng)人心的新嘗試。 – 各教學(xué)環(huán)節(jié)占總分的比例：期末考試占考試成績(jī)的 80%，大作業(yè)占 20%。 ? Winston, 1992：人工智能是研究那些使理解、推理和行為成為可能的計(jì)算。 – 不完備性定理還可以表述為，整數(shù)的某些函數(shù)無(wú)法用算法表示，即不可計(jì)算。而說(shuō)英語(yǔ)由于依靠語(yǔ)言的形態(tài)變化，須要多聽(tīng)、多說(shuō)因此，使用布魯卡的聽(tīng)力區(qū)。 ? 例如： (i)凡孔子的后代是人 (ii)凡人皆會(huì)死 因此，凡孔子的后代會(huì)死。 ? 這里所說(shuō)的“歸納推理”是廣義的，指一切擴(kuò)展性推理，它們的結(jié)論所斷定的超出了其前提所斷定的范圍，因而前提的真無(wú)法保證結(jié)論的真，整個(gè)推理因此缺乏必然性。圖靈機(jī)是一種抽象計(jì)算模型，用來(lái)精確定義可計(jì)算函數(shù)。 圖靈試驗(yàn) 圖靈指出：“如果機(jī)器在某些現(xiàn)實(shí)的條件下，能夠非常 好地模仿人回答問(wèn)題，以至提問(wèn)者在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里誤認(rèn) 它不是機(jī)器，那么機(jī)器就可以被認(rèn)為是能夠思維的。缺點(diǎn)： （ 1）沒(méi)有存儲(chǔ)器；（ 2）它用布線接板進(jìn)行控制，甚至要搭接幾天，計(jì)算速度也就被這一工作抵消了． ?？颂兀ㄓ遥┖湍死ㄗ螅? Von Neumann提出馮 ?諾依曼計(jì)算機(jī)模型。不到一個(gè)學(xué)期，他班上的數(shù)學(xué)老師走進(jìn)家門(mén)，告訴銀行家自己的數(shù)學(xué)水平已遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足馮 諾依曼預(yù)料到未來(lái)科學(xué)的發(fā)展中心即將西移，欣然同意赴美國(guó)任教。諾依曼機(jī)”，其中心就是有存儲(chǔ)程序。 現(xiàn)實(shí)世界中相當(dāng)多的問(wèn)題求解是復(fù)雜的，常無(wú)算法可循，即使有計(jì)算方法，也是 NP (Nondeterministic Polynomial，即多項(xiàng)式復(fù)雜程度的非確定性問(wèn)題 )問(wèn)題。和這些工作有聯(lián)系的 Newell關(guān)于自適應(yīng)象棋機(jī)的論文和 Simon關(guān)于問(wèn)題求解和決策過(guò)程中合理選擇和環(huán)境影響的行為理論的論文，也是當(dāng)時(shí)信息處理研究方面的巨大成就。 自然界智能水平最高的生物就是人類(lèi)自身，不但具有很強(qiáng)的生存能力，而且具有感受復(fù)雜環(huán)境、識(shí)別物體、表達(dá)和獲取知識(shí)以及進(jìn)行復(fù)雜的思維推理和判斷的能力。 符號(hào)主義 是以知識(shí)的符號(hào)表達(dá)為基礎(chǔ)，通過(guò)推理進(jìn)行問(wèn)題求解； 連接主義 以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表； 行為主義 主張從行為方面模擬、延伸、擴(kuò)展人的智能，認(rèn)為“智能”可以不需要“知識(shí)”。西蒙進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，人類(lèi)證明數(shù)學(xué)定理也有類(lèi)似的思維規(guī)律，通過(guò)“分解”（把一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的子問(wèn)題）和“代入”（利用已知常量代入未知的變量）等方法，用已知的定理、公理或解題規(guī)則進(jìn)行試探性推理，直到所有的子問(wèn)題最終都變成已知的定理或公理，從而解決整個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題的癥結(jié)在于，雖然機(jī)器能夠解決一些大規(guī)模數(shù)字處理、嚴(yán)格的邏輯推理以及下棋等某些類(lèi)型的問(wèn)題。在 AI研究里，這類(lèi)知識(shí)稱(chēng)之為“啟發(fā)式知識(shí)”。 專(zhuān)家系統(tǒng)實(shí)例之一 專(zhuān)家系統(tǒng)最成功的實(shí)例之一， 是 1976年美國(guó)斯坦福大學(xué)肖特列夫（ Shortliff）開(kāi)發(fā)的醫(yī)學(xué)專(zhuān)家系統(tǒng)MYCIN，這個(gè)系統(tǒng)后來(lái)被知識(shí)工程師視為“專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范”。 “新一代計(jì)算機(jī)”的主要目標(biāo)之一是突破電腦所謂“馮 863計(jì)劃先后支持了清華大學(xué)、中科院聲學(xué)所、中國(guó)科技大學(xué)等八家單位進(jìn)行語(yǔ)音合成技術(shù)攻關(guān)。即使在這種嚴(yán)重的故障面前，大腦仍然可以正常地運(yùn)作。 – “我認(rèn)為展望未來(lái) 50至 100年，如果我們真能開(kāi)發(fā)出一款設(shè)備，它可以捕捉潛在精神，或者一套潛在的原則，或者是潛在的看待世界的方式，這樣當(dāng)下一個(gè)亞里士多德出現(xiàn)的時(shí)候 ……”喬布斯說(shuō)，“也許他可以隨身攜帶這款設(shè)備，將所有東西都輸入其中。 電腦與人腦相連接 人工智能的泰斗明斯基教授想用另外的辦法，即把微電腦嵌入人的大腦，以便使“我們能設(shè)計(jì)出我們的‘思維兒童’ ，他們思考問(wèn)題的速度比我們現(xiàn)在快 100萬(wàn)倍。 人們看到一臺(tái)電腦正在分辨人用點(diǎn)頭或搖頭表示 YES和 NO的動(dòng)作，還有電腦跟蹤人眼的指向，在眼睛的指揮下，下了一盤(pán)“三子棋”。然而，“五代機(jī)”的命運(yùn)是悲壯的。相對(duì)于美國(guó)很多探礦、化學(xué)等專(zhuān)家系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，我國(guó)的醫(yī)療診斷專(zhuān)家系統(tǒng)也是相當(dāng)成功的，但是由于醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，投入實(shí)際使用的難度比較 大。推 理 機(jī) 就 是 實(shí) 現(xiàn) 推 理的 程 序 ， 它 是 利 用 知識(shí) 進(jìn) 行 推 理 的 。 AI研究曾一度墮入低谷，出現(xiàn)了所謂“黑暗時(shí)期”。 ? 美籍華人學(xué)者、洛克菲勒大學(xué)教授王浩在“自動(dòng)定理證明”上獲得了更大的成就。其研究重點(diǎn)側(cè)重于模擬和實(shí)現(xiàn)人的認(rèn)識(shí)過(guò)程中的感知過(guò)程、形象思維、分布式記憶和自學(xué)習(xí)自組織的過(guò)程。 ? 機(jī)器智能可以模擬人類(lèi)智能 物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)的推論一告訴我們，人有智能，所以他是一個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)；推論三指出，可以編寫(xiě)出計(jì)算機(jī)程序去模擬人類(lèi)的思維活動(dòng)。 ? 1956年 Chomsky的文法體系， 1958年塞夫里奇（ O. Selfridge）等人的模式識(shí)別系統(tǒng)程序等，都對(duì)人工智能的研究產(chǎn)生有益的影響。例如，1969年“圖靈獎(jiǎng)”獲得者是哈佛大學(xué)的明斯基（ ）； 1971年“圖靈獎(jiǎng)”獲得者是達(dá)特莫斯大學(xué)的麥卡錫（ ）； 1975年“圖靈獎(jiǎng)”則由卡內(nèi)基 — 梅隆大學(xué)的紐厄爾（ A. Newell）和赫伯特 ????njijjii vwu1?)( ii ufv ???????0,00,1iii uuv wij —— 代表神經(jīng)元 i與神經(jīng)元 j之間的連接強(qiáng) 度 (模擬生物神經(jīng)元之間突觸連接強(qiáng)度 )，稱(chēng)之為連接權(quán)； ui—— 代表神經(jīng)元 i的活躍值，即神經(jīng)元狀態(tài)； vj—— 代表神經(jīng)元 j的輸出，即是神經(jīng)元 i的一個(gè)輸入； θ i—— 代表神經(jīng)元 i的閾值。天賜良機(jī)，戈德斯坦感到絕不能放過(guò)這次偶然的邂逅，他把早已埋藏在心中的幾個(gè)數(shù)學(xué)難題，一古腦兒倒出來(lái)，向數(shù)學(xué)大師討教。諾依曼與數(shù)學(xué)教授聯(lián)名發(fā)表了他第一篇數(shù)學(xué)論文，那一年，他還不到 17歲。諾依曼代數(shù)”。 你多半會(huì)想到，面前的這位是一部笨機(jī)器。 ? 1945年，脫下軍裝的圖靈，帶著大英帝國(guó)授予的最高榮譽(yù)勛章，被錄用為泰丁頓國(guó)家物理研究所高級(jí)研究員。 圖靈（ Turing， 1912年 6月 23日 1954年 6月 7日），英國(guó)數(shù)學(xué)家，舉世公認(rèn)的“人工智能之父”。培根小時(shí)候身體很弱，經(jīng)常生病，但他卻很愛(ài)學(xué)習(xí)，喜歡閱讀比他的年齡應(yīng)讀的書(shū)更為高深的書(shū)籍，１３歲時(shí)便進(jìn)入英國(guó)著名的劍橋大學(xué)讀書(shū)。 ? 亞氏在邏輯主要成就包括主謂命題 (statement in subjectpredicate form)及關(guān)于此類(lèi)命題的邏輯推理方法，特別是三段論證 (syllogism)。麥卡洛克（ Warrenc McCulloch）和沃爾特 ” ? 結(jié)論：肯定的結(jié)論，即可以用一個(gè)規(guī)則集合描述意識(shí)的形式化部分 ? 精神的意識(shí)是如何從物質(zhì)的大腦產(chǎn)生出來(lái)？ – Descartes(笛卡爾 )給出了第一個(gè)關(guān)于意識(shí)和物質(zhì)之間區(qū)別以及由此產(chǎn)生的清晰的討論 – 二元論 ? 意識(shí)（靈魂、精神）的一部分是超脫于自然之外的，不受物理定律的影響 ? 動(dòng)物不具有這種屬性，它們可以被當(dāng)做機(jī)器對(duì)待 – 唯物主義 ? 大腦依照物理定律運(yùn)轉(zhuǎn)而構(gòu)成意識(shí) ? 自由意志是對(duì)出現(xiàn)在選擇過(guò)程中可能選擇的感受方式 ? 結(jié)論：兩種選擇：二元論和唯物主義 ? 知識(shí)從哪里來(lái)？ – 關(guān)于知識(shí)的來(lái)源： Francis Bacon(培根 )《 新工具論 》開(kāi)始了經(jīng)驗(yàn)主義運(yùn)動(dòng) – John Locke(洛克 )指出：“無(wú)物非先感而后知” – Rudolf Carnap(魯?shù)婪? Movies 5 ? 黑客帝國(guó)（ MATRIX） Movies ? Iron Man What is AI? What is AI? ? 定義 1 智能機(jī)器 (intelligent machine)能夠在各類(lèi)環(huán)境 中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)的機(jī)器。 ? 機(jī)器人三大法則 :機(jī)器人不得傷害人，或任人傷害而無(wú)所作為；機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但命令與第一法則沖突時(shí)例外；機(jī)器人必須保護(hù)自身的安全，但不得與前兩條法則抵觸。 – 17世紀(jì)，有人提出推理如同數(shù)字計(jì)算，帕斯卡寫(xiě)到：“算術(shù)機(jī)器產(chǎn)生的效果顯然更接近思維，而不是動(dòng)物的其他活動(dòng)。 – 但任何 NP完全問(wèn)題類(lèi)可歸約而成的問(wèn)題類(lèi)很可能是不可操作的 ? 結(jié)論：有了可計(jì)算性可算法復(fù)雜性的理論的指導(dǎo) 神經(jīng)科學(xué)：大腦是如何處理信息的？ 在 1943年沃侖 ? AI對(duì)主流計(jì)算機(jī)科學(xué)的影響 – 分時(shí)技術(shù) – 交互式翻譯器 – 使用窗口和鼠標(biāo)的個(gè)人計(jì)算機(jī) – 面向?qū)ο蟮木幊? … 語(yǔ)言學(xué)：語(yǔ)言和思維是怎樣聯(lián)系起來(lái)的？ ? 現(xiàn)代語(yǔ)言學(xué)的誕生： Chomsky（喬姆斯基）理論 – 1957年 《 句法結(jié)構(gòu) 》 出版，顛覆了行為主義，認(rèn)為兒童怎么能理解和構(gòu)造他們以前沒(méi)有聽(tīng)到