人工智能的定義

人工智能丁世飛中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教材及參考書(shū)教材：

史忠植,王文杰.人工智能，國(guó)防工業(yè)出版社,2007主要參考書(shū)：1.王士同.人工智能教程,電子工業(yè)出版社,20062.蔡自興,徐光祐.人工智能及其應(yīng)用，清華大學(xué)出版社,2004結(jié)業(yè)安排平時(shí)成績(jī)----30分其中包括：作業(yè)、考勤、課堂提問(wèn)等期末成績(jī)----70分以本課程期末考試成績(jī)?yōu)橹饕罁?jù)。學(xué)期成績(jī)----100分學(xué)期成績(jī)(100)=平時(shí)成績(jī)（30）+期末考試(70)第一章緒論1.1人工智能的定義1.2人工智能的誕生及發(fā)展第一章緒論1.1人工智能的定義

人工智能(ArtificialIntelligence，簡(jiǎn)記為AI)是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展及新思想、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的形勢(shì)下產(chǎn)生的一個(gè)學(xué)科，也是一門(mén)涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、哲學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)和心理學(xué)、信息論、控制論等學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。本章的主要任務(wù)是討論智能、人工智能的基本概念，并對(duì)人工智能的發(fā)展歷史、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、研究途徑及研究領(lǐng)域進(jìn)行簡(jiǎn)要的討論。1.1人工智能的定義6什么是智能？智能的本質(zhì)是什么？這是古今中外許多哲學(xué)家、腦科學(xué)家一直在努力探索和研究的問(wèn)題，但至今仍然沒(méi)有完全解決，以致被列為自然界四大奧秘(物質(zhì)的本質(zhì)、宇宙的起源、生命的本質(zhì)、智能的發(fā)生)之一。目前人們大多是把對(duì)人腦的已有認(rèn)識(shí)與智能的外在表現(xiàn)結(jié)合起來(lái)，從不同的角度、不同的側(cè)面、用不同的方法來(lái)對(duì)智能進(jìn)行研究的，提出的觀點(diǎn)亦不相同。其中影響較大的主要有思維理論、知識(shí)閾值理論及進(jìn)化理論等。

1.1.1智能7Thinkingtheory

思維理論來(lái)自認(rèn)知科學(xué)(CognitiveScience,CS)。CS又稱(chēng)為思維科學(xué)，它是研究人們認(rèn)識(shí)客觀世界的規(guī)律和方法的一門(mén)科學(xué)，其目的在于揭開(kāi)大腦思維功能的奧秘。該理論認(rèn)為智能的核心是思維，人的一切智慧或智能都來(lái)自于大腦的思維活動(dòng)，人類(lèi)的一切知識(shí)都是人們思維的產(chǎn)物，因而通過(guò)對(duì)思維規(guī)律與方法的研究可望揭示智能的本質(zhì)。8Thinkingtheory思維科學(xué)是一門(mén)綜合性的交叉學(xué)科，故需要多種學(xué)科的配合研究。可以從心理學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、生理學(xué)及文學(xué)藝術(shù)等方面著手來(lái)研究人的思維過(guò)程的規(guī)律。思維科學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，涉及科學(xué)語(yǔ)言學(xué)、模式識(shí)別、人工智能、教育學(xué)、情報(bào)學(xué)、管理學(xué)、文字學(xué)等學(xué)科的研究1990年史忠植提出了人類(lèi)思維的層次模型，表明人類(lèi)思維有感知思維、形象思維、抽象思維，并構(gòu)成層次關(guān)系。感知思維是簡(jiǎn)單的思維形態(tài)，它通過(guò)人的眼、耳、鼻、舌、身感知器官產(chǎn)生表象，形成初級(jí)的思維。感知思維中知覺(jué)的表達(dá)是關(guān)鍵。形象思維主要是用典型化的方法進(jìn)行概括，并用形象材料來(lái)思維，可以高度并行處理。抽象思維以物理符號(hào)系統(tǒng)為理論基礎(chǔ)，用語(yǔ)言表述抽象的概念。由于注意的作用，使其處理基本上是串行的。9Knowledgethresholdtheory

知識(shí)閾值理論著重強(qiáng)調(diào)知識(shí)對(duì)于智能的重要意義和作用，認(rèn)為智能行為取決于知識(shí)的數(shù)量及其一般化的程度，一個(gè)系統(tǒng)之所以有智能是因?yàn)樗哂锌蛇\(yùn)用的知識(shí)。在此認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，它把智能定義為：智能就是在巨大的搜索空間中迅速找到一個(gè)滿意解的能力。這一理論在人工智能的發(fā)展史中有著重要的影響，知識(shí)工程、專(zhuān)家系統(tǒng)等都是在這一理論的影響下發(fā)展起來(lái)的。10Evolutionarytheory進(jìn)化理論是由美國(guó)麻省省理工學(xué)院(MIT)的布魯克(R.A.Brook)教授提出來(lái)的的。該理論認(rèn)認(rèn)為人的本質(zhì)質(zhì)能力是在動(dòng)動(dòng)態(tài)環(huán)境中的的行走能力、、對(duì)外界事物物的感知能力力、維持生命命和繁衍生息息的能力，正正是這些能力力對(duì)智能的發(fā)發(fā)展提供了基基礎(chǔ)，因此智智能是某種復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)所浮浮現(xiàn)的性質(zhì)。。該理論的核核心是用控制制取代表示，，從而取消概概念、模型及及顯式表示的的知識(shí)(Intelligencewithoutrepresentation,Intelligencewithoutreasoning)，否定抽象對(duì)于于智能及智能能模擬的必要要性，強(qiáng)調(diào)分分層結(jié)構(gòu)對(duì)于于智能進(jìn)化的的可能性與必必要性。11綜合上述各種種觀點(diǎn)，可以以認(rèn)為智能是是知識(shí)與智力力的總和。其其中，知識(shí)是是一切智能行行為的基礎(chǔ)，，而智力是獲獲取知識(shí)并運(yùn)運(yùn)用知識(shí)求解解問(wèn)題的能力力，即在任意意給定的環(huán)境境和目標(biāo)的條條件下，正確確制訂決策和和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的的能力，它來(lái)來(lái)自人腦的思思維活動(dòng)。12智能具有下列列特征:1.具有感知知能力(Perceivingability)vision(80%)+hearing(10%)+touching+smelling+…2.記憶與思維能能力(Memorizingandthinkingability)analysis+computation+comparison+judgment+inference+association+decision-making+……logicalthinkingthinkingintermsofimageinspirationthinking3.學(xué)習(xí)能力及自自適應(yīng)能力(Learningandself-adapting)4.具有行為能力力(Actingability)13C1:類(lèi)人行為系統(tǒng)統(tǒng)(Systemsthatactlikehuman)定義1人工工智能是制造造能夠完成需需要人的智能能才能完成的的任務(wù)的機(jī)器器的技術(shù)(“Theartofcreatingmachinesthatperformfunctionsthatrequiresintelligencewhenperformedbypeople”)(Kurzweil，1990)。。定義2人人工智能是研研究如何讓計(jì)計(jì)算機(jī)做現(xiàn)階階段人類(lèi)才能能做得更好的的事情(Thestudyofhowtomakecomputersdothingsatwhich,atthemoment,peoplearebetter”)(Rick和Knight，1991)。人人工智能能的定義14這種觀點(diǎn)與圖靈測(cè)試的觀點(diǎn)很吻合合,是一種類(lèi)類(lèi)人行為定義義的方法.1950年年,阿蘭??圖靈(AlanTuring)突出圖靈測(cè)試試,為智能能提供一個(gè)滿滿足可操作要要求的定義.圖靈測(cè)試試用人類(lèi)的表表現(xiàn)來(lái)衡量假假設(shè)的智能機(jī)機(jī)器的表現(xiàn),這無(wú)疑是評(píng)評(píng)價(jià)智能行為為的最好且唯唯一的標(biāo)準(zhǔn).圖靈測(cè)試的基基本過(guò)程圖靈稱(chēng)為“模模仿游戲”的的測(cè)試是這樣樣進(jìn)行的:將將一個(gè)人與與一臺(tái)機(jī)器置置于一間房間間中，而與另另外一個(gè)人分分隔開(kāi)來(lái)，并并把后一個(gè)人人稱(chēng)為詢(xún)問(wèn)者者。詢(xún)問(wèn)者不不能直接見(jiàn)到到屋中任一方方，也不能與與他們說(shuō)話，，因此，他不不知道到底哪哪一個(gè)實(shí)體是是機(jī)器，只可可以通過(guò)一個(gè)個(gè)類(lèi)似終端的的文本設(shè)備與與他們聯(lián)系。。15然后,讓詢(xún)問(wèn)問(wèn)者僅根據(jù)通通過(guò)這個(gè)儀器器提問(wèn)收到的的答案辨別出出哪個(gè)是計(jì)算算機(jī)，哪個(gè)是是人。如果詢(xún)?cè)儐?wèn)者不能區(qū)區(qū)別出機(jī)器和和人，那么根根據(jù)圖靈的理理論，就可可以認(rèn)為這個(gè)個(gè)機(jī)器是智能能的。一臺(tái)機(jī)器要通通過(guò)圖靈測(cè)試試，它需要有有下面的能力力：自然語(yǔ)言處理理:實(shí)現(xiàn)用用自然語(yǔ)言與與計(jì)算機(jī)進(jìn)行行交流;知識(shí)表示:存存儲(chǔ)它知道道的或聽(tīng)到的的、看到的；；自動(dòng)推理：能能根據(jù)存儲(chǔ)的的信息回答問(wèn)問(wèn)題，并提出出新的結(jié)論；；機(jī)器學(xué)習(xí)：能能適應(yīng)新的環(huán)環(huán)境，并能檢檢測(cè)和推斷新新的模式；計(jì)算機(jī)視覺(jué)：：可以感知物物體；機(jī)器人技術(shù)：：可以操縱和和移動(dòng)物體。。16圖靈測(cè)試的重重要特征：它給出了一個(gè)個(gè)客觀的智能能概念，也就就是根據(jù)對(duì)一一系列特定問(wèn)問(wèn)題的反應(yīng)來(lái)來(lái)決定是否是是智能體的行行為。這為判判斷智能提供供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，從而避免免了有關(guān)部門(mén)門(mén)智能：“真真正”特征的的必然爭(zhēng)論。。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)使我我們免于受到到諸如以下目目前無(wú)法回答答的問(wèn)題的牽牽制：計(jì)算機(jī)機(jī)使用的內(nèi)部部處理方法是是否恰當(dāng)或者者機(jī)器是否是是否真的意識(shí)識(shí)到其動(dòng)作。。通過(guò)使使詢(xún)問(wèn)問(wèn)者只只關(guān)注注回答答問(wèn)題題的內(nèi)內(nèi)容，，消除除了有有利于于生物物體的的偏置置。17定義3人人工智智能是是一種種使計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)能夠夠思維、使機(jī)機(jī)器具具有智智力的的激動(dòng)動(dòng)人心心的新新嘗試試(“Theexcitingnewefforttomakecomputersthink…machineswithminds,inthefullandliteralsense””)（（Haugeland，，1985）。。定義4人人工智智能是是那些些與人人的思維、決策策、問(wèn)問(wèn)題求求解和和學(xué)習(xí)習(xí)等有有關(guān)活活動(dòng)的的自動(dòng)動(dòng)化(“Theautomationofactivitiesthatweassociatewithhumanthinking,activitiessuchasdecisionmaking,problemsolving,learning…””)(Bellman，1978)。。C2:類(lèi)人思思維系系統(tǒng)(Systemsthatthinklikehumans)18C3:理性思思維系系統(tǒng)(Systemsthatthinkrationally)定義5人人工智智能是是用計(jì)計(jì)算模模型對(duì)對(duì)智力力行為為進(jìn)行行的研研究(“Thestudyofmentalfacultiesthroughtheuseofcomputationalmodels””)(Charniak和McDermoth，1985)。定義6人人工智智能是是研究究那些些使理理解、、推理理和行行為成成為可可能的的計(jì)算算(“Thestudyofthecomputationsthatmakeitpossibletoperceive,reason,andact”)(Winston，1992)。19C4:理性行為為系統(tǒng)(Systemsthatactrationally)定義7人人工智智能是一一門(mén)通過(guò)過(guò)計(jì)算過(guò)過(guò)程力圖圖解釋和和模仿智智能行為為的學(xué)科科(“Afieldofstudythatseekstoexplainandemulateintelligentbehaviorintermsofcomputationalprocesses”)(Schalkoff，1990)。。定義8人人工智智能是計(jì)計(jì)算機(jī)科科學(xué)中與與智能行行為的自自動(dòng)化有有關(guān)的一一個(gè)分支支(“Thebranchofcomputersciencethatisconcernedwiththeautomationofintelligentbehavior”)(Luger和Stubblefield，，1993)。。20人人工智能能學(xué)科人工智能學(xué)科科是計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)中涉及研究究、設(shè)計(jì)和應(yīng)應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)分支。。所謂的智能機(jī)機(jī)器就是能夠夠在各類(lèi)環(huán)境境中自主地或或交互地執(zhí)行行各種擬人任任務(wù)的機(jī)器。。人工智能學(xué)學(xué)科包括研究究如何設(shè)計(jì)和和構(gòu)造智能機(jī)機(jī)器(智能計(jì)計(jì)算機(jī))或智智能系統(tǒng)，使使它能模擬、延伸、、擴(kuò)展人類(lèi)智智能；如何在這種種智能機(jī)器(計(jì)算機(jī))上上來(lái)實(shí)現(xiàn)人類(lèi)類(lèi)智能，使機(jī)器具有類(lèi)類(lèi)似于人的智智能；如何來(lái)應(yīng)用這種智能機(jī)器。21從另一個(gè)角度度來(lái)看，人工工智能是研究究怎樣使計(jì)算機(jī)來(lái)模仿仿人腦所從事的推理理、證明、識(shí)識(shí)別、理解、、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)習(xí)、思考、規(guī)