人工智能
人类文明史告诉我们,每一项新技术的发明,大都经历了一个类似的过程,即神话→科学幻想→新技术出现。人工智能也像其他新技术一样走过了同样的道路。
“智能”一词源于拉丁语 LEGERE,字面的意思是采集(特别是果实)、收集、汇集,由此再进行选择,形成一个东西。而 INTELEGERE 的意思是从中进行选择,进而理解、领悟和认识。如果设想一个“制造物”含收集、汇集、选择理解、领悟的认识,那就有了人工智能。
自从有文字记载以来,会思维的机器,有智能的系统,一直是人类的梦想。古希腊史诗《伊利亚特》中,就描述了许多出色的智能机器,它们共同由“火和锻造之神”赫非斯托制造的,能为各种神仙服务。西方文明世界里, 也有许多机器智能故事,如一个炼金士造了一个“黄铜头”,用于解决数学难题等。而到了机器时代,一心想使制造物具有智能的思想有了发展,在玛丽·谢利小说《弗兰肯思特》中达到了高潮。在其他文学作品中,也有关于人类幻想制成有智能的制造物的记载。到了 18 世纪,欧洲曾经风行钟表自动机,这种自动机有人形或动物形,能模仿人们所熟悉的动物的动作。有的演奏大提琴,有的能写一封可读的信还不时将一只带羽毛的笔,浸到墨水瓶
中⋯⋯
这些早期的幻想,展现了人类的美好愿望和追求。而真正使其成为可能的巨大力量,来自二战时期的一次重大的发明创造。
1943 年,盟国加紧准备开辟反法西斯的“第二战场”。这一年,美国宾夕法尼亚大学莫尔电机系同阿伯丁试炮场联合执行一次任务:为各种型号和口径的火炮计算弹道表。任务紧迫,计算量相当繁重。阿伯丁试炮厂启用了一台大型的模拟机器,这是美国工程师布什在 30 年代发明的,全部由机械齿
轮组成,另外又雇佣了 100 名姑娘作辅助计算,但工作结果都不令人满意。
这时,一份由莫尔电机系 36 岁的物理学家莫希来和 24 岁的工程师埃克特合写的制造电子计算机的报告,由陆军军械部派出的联络官格尔斯坦中尉提交到军械部召开的专家会议上。军械部的科学顾问,著名数学家维伯轮沉思片刻,对炮弹厂弹道实验室的负责人西蒙上校说:“西蒙,给他这经费。”
1946 年,一台名叫“埃尼亚克”的电子计算机正式诞生了。后来又经匈牙利科学家,被誉为“电子计算机之父”的冯·诺伊曼教授的改进,奠定了今天计算机科学的基础。
随着计算机应用范围的扩大,对计算机的要求也更高了。人们希望他能帮人做更多的事,包括帮人当高级参谋。这些美好的愿望,导致了人工智能科学的诞生。人工智能、原子能、空间技术已被誉为本世纪的三大科学技术成就。
现代人工智能的诞生,是从问题求解开始的。早期的问题大都是些关于棋、谜、游戏和简单的数学定理。到了 1956 年,美国数学家纽厄尔和西蒙合作编制了一个计算机程序,证明了数学家怀特黑德和鲁索的名著《数学原理》中的 38 条定理,人工智能的研究才真正开始。同年,有人研制成功了一个可以学习的跳棋程序。这个跳棋程序可以像优秀的棋手那样向前看几步后再走棋,可以向人学习下棋的经验或自己积累经验,还可以学习棋谱。这是模拟人类学习过程的一个很有效的成果。4 年后,这个程序击败了设计者。
60 年代后期,人工智能向纵深发展。人们已经认识到,所有的智能活动, 即理解和解决问题的能力,甚至机器的学习能力,都完全靠知识。机器必须先有知识,才能具有智能。为此人工智能的奠基人费根金姆提出了一种人工智能的研究方法——知识工程,这种办法的主要思想是充分利用人类丰富的知识。并由此产生了人工智能的一个重要分支——专家系统。
最早成功的一个专家系统是 1968 年投入使用的 DE-NDRAL 系统,该系统负责化学中的物质光谱的分析,其能力相当于一个年轻的博士。1972 年左右,费根宝姆教授带领他的科研小组研制了用于医疗的专家系统 MYCIN。该系统能协助内科医生诊断细菌感染的病人,为患者选择适当的治疗药物。该系统开发得非常出色,1976 年前后,美国专家对 MYCIN 系统进行了两次考核, 证明它不比医学教授逊色。以后,人工智能便进入了一个新阶段。
现在人们已经清晰地认识到,人工智能系统实质上就是一个知识处理系统。就像人对信息的处理一样,它需要人用自己的大脑对现有信息进行加工整理、解释、挑选和改造而形成有规律性的东西,即知识。所以说,智能是知识和智力的总和。
人的智能应包括三方面,即感知能力、思维能力和行为能力。
人工智能的目的应在于让计算机模仿人的智能,换句话说,就是让机器具有获取知识、处理知识及动用知识的能力,能像人一样具备感知、思维和
行为的能力。一旦计算机自己能获取知识、处理知识和运用知识以后,就真正具有了智能,人类几千年的美好愿望将成为现实。
然而计算机毕竟不同于人,它只是机器而已。无论机器怎样获取知识和处理知识,也只不过是按人事先设计的程序运行而已。这就给人类出了一个难题,人类的情感和人类的创造能力等等,如何才能让机器具备呢?如果这一问题解决不了,最终计算机还是无法达到人们的要求。目前,世界上还没有高智能的计算机。
可喜的是,经过科学家们 20 多年的努力,已制造出了能说、能看、能听、能唱、能简单思考的计算机或具有智能的计算机系统。尽管这些系统的灵活性远不如人,但它们也有各自的特点和长处。有的充当“专家”给病人看病、预报天气、探矿找油;有的充当“参谋”帮助人作各种决策、咨询;有的充当“翻译官”,帮助人翻译外文;还有些智能机器人更是神通广大,真可谓“可上九天揽月”、“可下五洋捉鳖”。
我们相信,在不久的将来,在全世界科学家的共同努力下,一定会把古老的神话变成现实,实现人类几千年来的美好愿望。
让所有热爱科学,热爱未来的人们行动起来,共同漫游人工智能这个神秘的王国吧。美好的未来,属于你,属于我,属于我们大家。