人工智能的定義

人工智能丁世飛中國礦業(yè)大學(xué)教材及參考書教材：

史忠植,王文杰.人工智能，國防工業(yè)出版社,2007主要參考書：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)安排平時成績----30分其中包括：作業(yè)、考勤、課堂提問等期末成績----70分以本課程期末考試成績?yōu)橹饕罁?jù)。學(xué)期成績----100分學(xué)期成績(100)=平時成績（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)的形勢下產(chǎn)生的一個學(xué)科，也是一門涉及數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、哲學(xué)、認知心理學(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，并對人工智能的發(fā)展歷史、研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、研究途徑及研究領(lǐng)域進行簡要的討論。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題，但至今仍然沒有完全解決，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人腦的已有認識與智能的外在表現(xiàn)結(jié)合起來，從不同的角度、不同的側(cè)面、用不同的方法來對智能進行研究的，提出的觀點亦不相同。其中影響較大的主要有思維理論、知識閾值理論及進化理論等。

1.1.1智能7Thinkingtheory

思維理論來自認知科學(xué)(CognitiveScience,CS)。CS又稱為思維科學(xué)，它是研究人們認識客觀世界的規(guī)律和方法的一門科學(xué)，其目的在于揭開大腦思維功能的奧秘。該理論認為智能的核心是思維，人的一切智慧或智能都來自于大腦的思維活動，人類的一切知識都是人們思維的產(chǎn)物，因而通過對思維規(guī)律與方法的研究可望揭示智能的本質(zhì)。8Thinkingtheory思維科學(xué)是一門綜合性的交叉學(xué)科，故需要多種學(xué)科的配合研究?？梢詮男睦韺W(xué)、人工智能、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、生理學(xué)及文學(xué)藝術(shù)等方面著手來研究人的思維過程的規(guī)律。思維科學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，涉及科學(xué)語言學(xué)、模式識別、人工智能、教育學(xué)、情報學(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思維的層次模型，表明人類思維有感知思維、形象思維、抽象思維，并構(gòu)成層次關(guān)系。感知思維是簡單的思維形態(tài)，它通過人的眼、耳、鼻、舌、身感知器官產(chǎn)生表象，形成初級的思維。感知思維中知覺的表達是關(guān)鍵。形象思維主要是用典型化的方法進行概括，并用形象材料來思維，可以高度并行處理。抽象思維以物理符號系統(tǒng)為理論基礎(chǔ)，用語言表述抽象的概念。由于注意的作用，使其處理基本上是串行的。9Knowledgethresholdtheory

知識閾值理論著重強調(diào)知識對于智能的重要意義和作用，認為智能行為取決于知識的數(shù)量及其一般化的程度，一個系統(tǒng)之所以有智能是因為它具有可運用的知識。在此認識的基礎(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，知識工程、專家系統(tǒng)等都是在這一理論的影響下發(fā)展起來的。10Evolutionarytheory進化理論是由美國麻省省理工學(xué)院(MIT)的布魯克(R.A.Brook)教授提出來的的。該理論認認為人的本質(zhì)質(zhì)能力是在動動態(tài)環(huán)境中的的行走能力、、對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(Intelligencewithoutrepresentation,Intelligencewithoutreasoning)，否定抽象對于于智能及智能能模擬的必要要性，強調(diào)分分層結(jié)構(gòu)對于于智能進化的的可能性與必必要性。11綜合上述各種種觀點，可以以認為智能是是知識與智力力的總和。其其中，知識是是一切智能行行為的基礎(chǔ)，，而智力是獲獲取知識并運運用知識求解解問題的能力力，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現(xiàn)目標(biāo)的的能力，它來來自人腦的思思維活動。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計算機做現(xiàn)階階段人類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這種觀點與圖靈測試的觀點很吻合合,是一種類類人行為定義義的方法.1950年年,阿蘭??圖靈(AlanTuring)突出圖靈測試試,為智能能提供一個滿滿足可操作要要求的定義.圖靈測試試用人類的表表現(xiàn)來衡量假假設(shè)的智能機機器的表現(xiàn),這無疑是評評價智能行為為的最好且唯唯一的標(biāo)準(zhǔn).圖靈測試的基基本過程圖靈稱為“模模仿游戲”的的測試是這樣樣進行的:將將一個人與與一臺機器置置于一間房間間中，而與另另外一個人分分隔開來，并并把后一個人人稱為詢問者者。詢問者不不能直接見到到屋中任一方方，也不能與與他們說話，，因此，他不不知道到底哪哪一個實體是是機器，只可可以通過一個個類似終端的的文本設(shè)備與與他們聯(lián)系。。15然后,讓詢問問者僅根據(jù)通通過這個儀器器提問收到的的答案辨別出出哪個是計算算機，哪個是是人。如果詢詢問者不能區(qū)區(qū)別出機器和和人，那么根根據(jù)圖靈的理理論，就可可以認為這個個機器是智能能的。一臺機器要通通過圖靈測試試，它需要有有下面的能力力：自然語言處理理:實現(xiàn)用用自然語言與與計算機進行行交流;知識表示:存存儲它知道道的或聽到的的、看到的；；自動推理：能能根據(jù)存儲的的信息回答問問題，并提出出新的結(jié)論；；機器學(xué)習(xí)：能能適應(yīng)新的環(huán)環(huán)境，并能檢檢測和推斷新新的模式；計算機視覺：：可以感知物物體；機器人技術(shù)：：可以操縱和和移動物體。。16圖靈測試的重重要特征：它給出了一個個客觀的智能能概念，也就就是根據(jù)對一一系列特定問問題的反應(yīng)來來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標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，從而避免免了有關(guān)部門門智能：“真真正”特征的的必然爭論。。這項實驗使我我們免于受到到諸如以下目目前無法回答答的問題的牽牽制：計算機機使用的內(nèi)部部處理方法是是否恰當(dāng)或者者機器是否是是否真的意識識到其動作。。通過使使詢問問者只只關(guān)注注回答答問題題的內(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計算機機能夠夠思維、使機機器具具有智智力的的激動動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、問問題求求解和和學(xué)習(xí)習(xí)等有有關(guān)活活動的的自動動化(“Theautomationofactivitiesthatweassociatewithhumanthinking,activitiessuchasdecisionmaking,problemsolving,learning…””)(Bellman，1978)。。C2:類人思思維系系統(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計算模模型對對智力力行為為進行行的研研究(“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通過過計算過過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人人工智智能是計計算機科科學(xué)中與與智能行行為的自自動化有有關(guān)的一一個分支支(“Thebranchofcomputersciencethatisconcernedwiththeautomationofintelligentbehavior”)(Luger和Stubblefield，，1993)。。20人人工智能能學(xué)科人工智能學(xué)科科是計算機科學(xué)學(xué)中涉及研究究、設(shè)計和應(yīng)應(yīng)用智能機器的一個分支。。所謂的智能機機器就是能夠夠在各類環(huán)境境中自主地或或交互地執(zhí)行行各種擬人任任務(wù)的機器。。人工智能學(xué)學(xué)科包括研究究如何設(shè)計和和構(gòu)造智能機機器(智能計計算機)或智智能系統(tǒng)，使使它能模擬、延伸、、擴展人類智智能；如何在這種種智能機器(計算機)上上來實現(xiàn)人類類智能，使機器具有類類似于人的智智能；如何來應(yīng)用這種智能機器。21從另一個角度度來看，人工工智能是研究究怎樣使計算機來模仿仿人腦所從事的推理理、證明、識識別、理解、、設(shè)計、學(xué)習(xí)習(xí)、思考、規(guī)