人工智能與模糊數(shù)學(xué)2

序論人工智能與模糊數(shù)學(xué)人工智能之父JohnMccarthy人工智能的定義可以分為兩部分，即“人工”和“智能”

“人工”比較好理解，爭(zhēng)議性也不大。

“智能”涉及諸如意識(shí)（consciousness）、自我（self）、思維（mind）（包括無(wú)意識(shí)的思維（unconscious_mind）等等問題。人唯一了解的智能是人本身的智能。但是我們對(duì)自身智能的理解非常有限，對(duì)構(gòu)成人的智能的必要元素也了解有限，所以就很難定義什么是“人工”制造的“智能”了。因此人工智能的研究往往涉及對(duì)人的智能本身的研究。其它關(guān)于動(dòng)物或其它人造系統(tǒng)的智能也普遍被認(rèn)為是人工智能相關(guān)的研究課題。一、什么叫人工智能（ArtificialIntelligence）麥卡錫（JohnMcCarthy）：人工智能是使一部機(jī)器的反應(yīng)方式就象是一個(gè)人在行動(dòng)時(shí)所依據(jù)的智能。尼爾遜（美國(guó)斯坦福大學(xué)人工智能研究中心教授）：人工智能是關(guān)于知識(shí)的學(xué)科――怎樣表示知識(shí)以及怎樣獲得知識(shí)并使用知識(shí)的科學(xué)。溫斯頓（麻省理工學(xué)院教授）：人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過去只有人才能做的智能工作。現(xiàn)在通用的描述：所謂人工智能，是指人類的各種智能行為和各類腦力勞動(dòng)，諸如感知、記憶、情感、判斷、推理、證明、識(shí)別、理解、通信、設(shè)計(jì)、思考、學(xué)習(xí)等思維活動(dòng)，可用某種物化了的機(jī)器予以人工的實(shí)現(xiàn)。二、人工智能的發(fā)展歷程在1955的時(shí)候，香農(nóng)等人一起開發(fā)了TheLogicTheorist程序，它是一種采用樹形結(jié)構(gòu)的程序，在程序運(yùn)行時(shí)，它在樹中搜索，尋找與可能答案最接近的樹的分枝進(jìn)行探索，以得到正確的答案。

這個(gè)程序在人工智能的歷史上可以說(shuō)是有重要地位的，它在學(xué)術(shù)上和社會(huì)上帶來(lái)的巨大的影響，以至于我們現(xiàn)在所采用的方法思想方法有許多還是來(lái)自于這個(gè)50年代的程序。1956年6月，達(dá)特茅斯會(huì)議發(fā)起者：約翰.邁卡錫（JohnMcCarthy）（普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)博士）馬文.明斯基（MarvinMinsky)（人工智能大師，《心智社會(huì)》的作者）納撒尼爾.羅徹斯特（NathanielRochester）（IBM計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者之一）克勞德.香農(nóng)（ClaudeShannon）（信息論創(chuàng)立者）在理論方面，70年代也是大發(fā)展的一個(gè)時(shí)期，計(jì)算機(jī)開始有了簡(jiǎn)單的思維和視覺。在70年代，另一個(gè)人工智能語(yǔ)言Prolog語(yǔ)言誕生了，它和LISP一起幾乎成了人工智能工作者不可缺少的工具。20世紀(jì)80年代，數(shù)理邏輯和形式化推理成為人工智能的時(shí)尚。關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究和日本的“第五代計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃”（即“知識(shí)信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”），把人工智能研究推向高潮。最近20年，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，人工智能新增眾多研究方向，各方面研究深入進(jìn)行，但距離真正的“智能”還很遙遠(yuǎn)。實(shí)際應(yīng)用機(jī)器視覺，指紋識(shí)別，人臉識(shí)別，視網(wǎng)膜識(shí)別，虹膜識(shí)別，掌紋識(shí)別，專家系統(tǒng),智能搜索，定理證明，博弈，自動(dòng)程序設(shè)計(jì)，航天應(yīng)用等。研究范疇自然語(yǔ)言處理，不確定性的數(shù)學(xué)理論，知識(shí)表示，知識(shí)獲取，機(jī)器學(xué)習(xí)，推理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜系統(tǒng)，智能搜索，規(guī)劃，組合調(diào)度問題，感知問題，模式識(shí)別，邏輯程序設(shè)計(jì)，軟計(jì)算，人工生命，遺傳算法，人類思維方式涉及及學(xué)學(xué)科科哲學(xué)學(xué)，，腦腦科科學(xué)學(xué)，，認(rèn)認(rèn)知知科科學(xué)學(xué)，，數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)，，神神經(jīng)經(jīng)生生理理學(xué)學(xué)，，心心理理學(xué)學(xué)，，計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)科科學(xué)學(xué)，，信信息息論論，，控控制制論論，，仿仿生生學(xué)學(xué)，，人人類類學(xué)學(xué)，，語(yǔ)語(yǔ)言言學(xué)學(xué)等等多多個(gè)個(gè)自自然然科科學(xué)學(xué)和和社社會(huì)會(huì)科科學(xué)學(xué)的的交交叉叉。。家庭智能機(jī)器人類人形機(jī)器人寶石般的機(jī)器魚，可以執(zhí)行搜尋水中污染物的巡邏任務(wù)機(jī)器龍蝦真正正認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)人人類類大大腦腦是是開開發(fā)發(fā)智智能能機(jī)機(jī)器器的的必必由由之之路路。?！芙芊蚍?霍霍金金斯斯杰夫夫.霍霍金金斯斯(掌掌上上型型電電腦腦Palmpilot、、智智能能電電話話Treo以以及及許許多多手手持持裝裝置置的的發(fā)發(fā)明明人人，，ONINTELLIGENCE一一書書作作者者)—智智能能究究竟竟是是什什么么？？為為什什么么人人腦腦有有智智能能而而電電腦腦沒沒有有？？為為什什么么一一個(gè)個(gè)6歲歲的的小小孩孩可可以以在在河河床床的的石石頭頭上上跳跳來(lái)來(lái)跳跳去去，，姿姿勢(shì)勢(shì)優(yōu)優(yōu)美美，，而而當(dāng)當(dāng)今今最最先先進(jìn)進(jìn)的的機(jī)機(jī)器器人人卻卻象象行行動(dòng)動(dòng)遲遲緩緩的的傻傻瓜瓜？？為為什什么么3歲歲的的小小孩孩已已經(jīng)經(jīng)粗粗通通語(yǔ)語(yǔ)言言，，而而計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)卻卻語(yǔ)語(yǔ)言言不不通通，，枉枉費(fèi)費(fèi)了了程程序序師師半半個(gè)個(gè)世世紀(jì)紀(jì)以以來(lái)來(lái)艱艱苦苦卓卓絕絕的的努努力力？？為為什什么么你你能能在在一一秒秒鐘鐘以以內(nèi)內(nèi)分分辨辨貓貓和和狗狗，，而而超超級(jí)級(jí)計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)卻卻不不能能？？這這些些都都是是亟亟待待破破解解的的斯芬克斯斯之謎。目前的的線索不不少，但但真正需需要的是是一些關(guān)關(guān)鍵性的的見解。?！獑尉兔烂绹?guó)就有有成千上上萬(wàn)的神神經(jīng)科學(xué)學(xué)家，可可惜至今今也沒有有形成一一套有關(guān)關(guān)智能和和大腦工工作原理理的完整整的理論論。大部部分神經(jīng)經(jīng)生物學(xué)學(xué)家不大大考慮有有關(guān)大腦腦的理論論，因?yàn)闉樗麄冎恢回炞⒂谟谟嘘P(guān)大大腦的諸諸子系統(tǒng)統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，只埋埋頭于收收集更多多的數(shù)據(jù)據(jù)。盡管管一批又又一批的的計(jì)算機(jī)機(jī)工程師師曾經(jīng)嘗嘗試讓計(jì)計(jì)算機(jī)擁?yè)碛兄悄苣?，卻一一次次以以失敗而而收?qǐng)?。。我相信信他們?huì)會(huì)屢戰(zhàn)屢屢敗，除除非這些些程序師師不再忽忽視計(jì)算算機(jī)與大大腦之間間的差別別。大腦：人人類的大大腦皮層層平均厚厚度為2.5～～3.0毫米，，分為6個(gè)層次次，神經(jīng)經(jīng)細(xì)胞約約有140億個(gè)個(gè)，面積積約2200平平方厘米米，灰色色物質(zhì)層層有四張張A4打打印紙大大小，神神經(jīng)細(xì)胞胞的周圍圍還有1000多億個(gè)個(gè)膠質(zhì)細(xì)細(xì)胞。。神經(jīng)元：：神經(jīng)元元細(xì)胞體體、軸突突、樹突突、樹突突棘。樹樹突棘的的數(shù)量及及分布因因不同神神經(jīng)元而而異，并并可隨功功能而改改變。在在大腦皮皮質(zhì)錐體體細(xì)胞和和小腦皮皮質(zhì)蒲肯肯野細(xì)胞胞的樹突突上，樹樹突棘數(shù)數(shù)量最多多而明顯顯，一個(gè)個(gè)蒲肯野野細(xì)胞的的樹突棘棘可多達(dá)達(dá)10萬(wàn)萬(wàn)個(gè)以上上。三、知識(shí)識(shí)的不確確定性知識(shí)的不不確定性性包括：：隨機(jī)性性、模糊糊性、不不完備性性、不協(xié)協(xié)調(diào)性、、非恒常常性研究人工工智能不不能回避避的問題題：語(yǔ)言的不不確定性性常識(shí)知識(shí)識(shí)的不確確定性（一）隨隨機(jī)性德國(guó)兒歌歌：“你你知道有有多少星星星鑲嵌嵌在藍(lán)色色的天空空？你知知道有多多少云朵朵飄浮過過大地？？上帝對(duì)對(duì)它們作作過清點(diǎn)點(diǎn)，數(shù)字字雖然巨巨大，可可是無(wú)一一遺漏。。”星表、云云表多少世紀(jì)紀(jì)以前，，人們就就能預(yù)測(cè)測(cè)常見的的天文現(xiàn)現(xiàn)象；但但要想精精確地預(yù)預(yù)測(cè)明天天的天氣氣，一般般并不容容易。天文學(xué)和和氣象學(xué)學(xué)所以這這樣不同同，原因因是天文文學(xué)的時(shí)時(shí)間是可可逆的，，而氣象象學(xué)的時(shí)時(shí)間是不不同逆的的。牛頓時(shí)間間與伯格格森時(shí)間間以牛頓理理論為代代表的確確定性科科學(xué)，創(chuàng)創(chuàng)造了給給世界以以精確描描繪的方方法，將將整個(gè)宇宇宙看作作是鐘表表式的動(dòng)動(dòng)力學(xué)系系統(tǒng)，處處于確定定、和諧諧、有序序的運(yùn)動(dòng)動(dòng)之中。。只要知知道初始始條件就就可以確確定未來(lái)來(lái)的一切切。愛因斯坦坦與玻爾爾的分歧歧當(dāng)自然科科學(xué)進(jìn)入入到有大大量要素素組成的的多自由由度體系系時(shí)，確確定論不不再有效效。統(tǒng)計(jì)力學(xué)學(xué)、量子子力學(xué)、、氣象學(xué)學(xué)、海洋洋學(xué)、進(jìn)進(jìn)化論隨機(jī)現(xiàn)象象：在完完全相同同的條件件下，一一個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)或觀察察出現(xiàn)的的結(jié)果可可能是不不同的（（即條件件和結(jié)果果沒有必必然的因因果關(guān)系系）。（二）模模糊性楊炳儒教教授與模糊理論論創(chuàng)始人人L.A.Zadeh教授禿頭悖論論命題A：：一根頭頭發(fā)都沒沒有的人人肯定是是禿頭。。命題B：：比禿頭頭多一根根頭發(fā)的的還是禿禿頭。所以命題C：：滿頭烏烏發(fā)是禿禿頭。清晰：非非此即彼彼，明明明白白，，不模棱棱兩可模糊性的的例子季節(jié)交替替、晝夜夜交替、、少年青青年幾乎一切切連續(xù)變變化過程程的定性性描述模糊性根根植于客客觀事物物差異的的中介過過渡性。。就客觀對(duì)對(duì)象而言言，有的的對(duì)象明明顯地呈呈現(xiàn)出非非此即彼彼的性態(tài)態(tài)（清晰晰），有有的對(duì)象象明顯地地呈現(xiàn)出出亦此亦亦彼的性性態(tài)（模模糊）。。認(rèn)為模糊糊知識(shí)必必定是靠靠不住的的，這種種看法是是大錯(cuò)特特錯(cuò)了。。羅素傳統(tǒng)邏輯輯都習(xí)慣慣于假設(shè)設(shè)使用的的是精確確的符號(hào)號(hào)，因此此，它不不適用于于塵世生生活，而而僅僅適適用于想想象的天天堂。同計(jì)算機(jī)機(jī)相比，，人腦的的一個(gè)優(yōu)優(yōu)越性似似乎是““能夠掌掌握尚未未明確的的含糊概概念”。。大腦的語(yǔ)語(yǔ)言不是是數(shù)學(xué)語(yǔ)語(yǔ)言。馮.諾伊伊曼諾伯特.維納自然語(yǔ)言言的不確確定性自然語(yǔ)言言的不確確定性是是知識(shí)不不確定性性的一個(gè)個(gè)重要研研究?jī)?nèi)容容，而自自然語(yǔ)言言理解又又是人工工智能研研究的重重要內(nèi)容容。語(yǔ)言組織織思思想表達(dá)達(dá)句句子名名詞謂謂詞詞人們使用用語(yǔ)言時(shí)時(shí)，詞語(yǔ)語(yǔ)的意思思常常是是模糊的的，詞語(yǔ)語(yǔ)的選擇擇、句子子的表達(dá)達(dá)、語(yǔ)句句的使用用、句間間的組織織有隨機(jī)機(jī)性。如果能在在自然語(yǔ)語(yǔ)言的不不確定性性研究方方面有所所突破，，讓計(jì)算算機(jī)不再再用精確確嚴(yán)密的的符號(hào)來(lái)來(lái)計(jì)算，，而直接接用自然然語(yǔ)言來(lái)來(lái)思考，，那么就就可以使使自然語(yǔ)語(yǔ)言理解解乃至人人工智能能取得實(shí)實(shí)質(zhì)性的的進(jìn)展。。參考文獻(xiàn)獻(xiàn)：1.人工智能的未來(lái)作者：杰夫.霍金斯

出版社：陜西科學(xué)技術(shù)出版社出版日期：2006年1月2.人工智能：一種現(xiàn)代方法作者：羅素Russell,s.諾維格Norvig,P.

出版日期：2006