人工智能的歷史

摘要(Abstract)：

本文回憶、分析、展望人工智能的歷史、現(xiàn)狀、前景，認為：已從傳統(tǒng)的、狹義的“人工智能”走向現(xiàn)代“廣義人工智能”，將進展成將來的“智能科學技術”。Inthispaper,thehistory,presentandfutureofArtificialIntelligencearereviewed,analyzedandforecasted.Inauthor’sopinion,thetraditional“ArtificialIntelligence”hasgonetopresent“GeneralizedArtificialIntelligence”,andwouldbedevelopingtofuturistic“Science&TechnologyofIntelligence”.20231名目人工智能的歷史回憶—功能模擬、構造模擬、行為模擬2.廣義人工智能—多學派、多層次、多智體人工智能3.廣義智能學—智能科學技術的理論根底結論主要參考文獻202321．人工智能的歷史回憶—

功能模擬、構造模擬、行為模擬1.1人工智能的歷史背景人工智能在中國的歷史淵源:司辰、擊鼓、報時的“機關人”，會跳舞的“人形舞姬”，能捕鼠的木制“鐘馗”，會化緣的“木僧人”，等等.國際方面：英國科學家圖靈于1936年提出“理論計算機”模型，被稱之為“圖靈機”(TuringMachine)，創(chuàng)立了“自動機理論”。1950年，圖靈發(fā)表了著名論文《計算機能思維嗎？》，明確地提出了“機器能思維”的觀點。1943年，美國科學家麥卡洛克〔W.S.McCulloch〕、匹茨〔W.H.Pitts〕研制出世界上第一個人工神經(jīng)細胞模型，被稱之為“MP模型”。從仿生學觀點，以構造模擬方法，探討人工智能的途徑。1948年，美國科學家維納等創(chuàng)立了“掌握論”〔Cybernetics〕,爭論動物與機器中的掌握和通訊的共同規(guī)律，在生物科學與工程技術之間架起了學術橋梁，開拓了從行為模擬觀點爭論人工智能的園地。202331．人工智能的歷史回憶—

功能模擬、構造模擬、行為模擬1.2啟發(fā)程序→專家系統(tǒng)啟發(fā)程序(Heuristicprogram〕:第一個著名的啟發(fā)程序是“規(guī)律理論機”(LogicTheroyMachine)，簡稱為“LT”。由紐厄爾、西蒙、肖〔J.C.Shaw〕合作，于1956年研制成功。1960年，華裔美國數(shù)理規(guī)律學家王浩〔WangHao〕提出了命題規(guī)律的機器定理證明的新算法，利用計算機證明白集合論中的300多條定理。1965年，羅濱遜〔J.A.Robinson〕提出了一階謂詞規(guī)律的“消解原理”(ResolutionPrinciple)，簡化了判定步驟，推動了基于謂詞規(guī)律的機器定理證明的進展。1977年，我國數(shù)學家、人工智能學家吳文俊提出了初等幾何判定問題的機器定理證明方法，并進一步推廣到初等微分幾何、非歐幾何領域，被稱為“吳氏方法”。專家系統(tǒng)(ExpertSystem)：第一個專家系統(tǒng)DENDRAL是化學分析專家系統(tǒng)，由美國科學家費根鮑姆〔E.A.Feigennbaum〕于1965年提出，1968年研制成功的。醫(yī)療專家系統(tǒng)MYCIN是由斯坦福大學〔StanfordUniversity〕肖特利夫(E.H.Shortliffe〕等人于1971年開頭研制，1974年根本完成，1976年發(fā)表的，具有類似于內科醫(yī)生的學問和閱歷，可用于血液感染病的診斷、治療和詢問效勞。在應用上獲得顯著成就的是地質勘探專家系統(tǒng)〔PROSPECTOR〕。它是由斯坦福爭論所〔SRI〕的杜達〔R.O.Duda〕等研制的，可用于地質勘測數(shù)據(jù)分析，探查礦床的類型、隱藏量、分布。從1976年開頭研制，1981年根本完成，其特點是具有多專家、多專業(yè)的學問和閱歷。我國的第一個專家系統(tǒng)“中醫(yī)關幼波肝炎診斷治療程序”，由中國科學院自動化爭論所掌握論組涂序彥、郭榮江等，與北京市中醫(yī)院關幼波等合作，于1976年開頭研制，1977年研制成功的，這也是國際上第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)。202341．人工智能的歷史回憶—

功能模擬、構造模擬、行為模擬1.3人工神經(jīng)細胞→人工神經(jīng)網(wǎng)絡人工神經(jīng)細胞(ArtificialNeuralCell〕1943年，麥卡洛克、匹茨合作爭論的“MP”模型，這是關于神經(jīng)細胞模型的奠基性工作，因而，人們認為它是從腦的生物構造原型動身,探討人工智能的開創(chuàng)性成果?？死锛{研制了帶有反響的閉環(huán)神經(jīng)細胞模型，進展了“自動機”理論。1949年，心理學家荷布〔D.O.Hebb〕指出，當神經(jīng)細胞參與某種心理活動時，細胞之間的聯(lián)結通路的信息傳導力量將會增加，即所謂“Hebb規(guī)章”。人工神經(jīng)網(wǎng)絡”(ArtificialNeuralNetwork)：1957年羅森勃拉特〔F.Rosenblatt〕等研制的“感知機”(Perceptron)1969年，明斯基出版了專著：Perceptrons1982年，荷普菲爾德〔J.Hopfield〕提出Hopfield型的網(wǎng)絡，成功地求解了計算簡單度為NP完全的“旅行商”問題。1983年，欣頓〔J.Hinton〕研制出“Boltzman機”1986年，魯姆哈特〔D.Rumelhar〕等研制出新一代的多層感知機，稱之為“反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡〔Back-Bropagation)，簡稱“BP”網(wǎng)絡。格羅斯伯格〔S.Grossberg〕提出了自適應共振理論ART。1987年，首屆國際人工神經(jīng)網(wǎng)絡學術大會在美國的圣迭戈〔San－Diego〕進展，成立了“國際神經(jīng)網(wǎng)絡協(xié)會”〔InternationalNeuralNetworkSociety〕簡稱INNS，掀起了人工神經(jīng)網(wǎng)絡爭論的其次次高潮。1980年，我們在《生物掌握論》(Bio-Cybernetics〕一書中，爭論了人工神經(jīng)網(wǎng)絡和神經(jīng)系統(tǒng)掌握論。202351．人工智能的歷史回憶—

功能模擬、構造模擬、行為模擬1.4掌握論動物→智能機器人掌握論動物(CyberneticAnimal〕1952年，香農(nóng)研制的機器老鼠模型，模擬老鼠在“迷宮”中查找通路的條件反射行為和學習功能，稱為“香農(nóng)老鼠”，是第一個著名的掌握論動物。瓦爾特〔G.Walter〕研制的“電動烏龜”等。被認為是“自學習機器”和“掌握論動物”的先驅。智能機器人(IntelligentRobot)：1968年，麥卡錫〔J.McCarthy〕等爭論了智能機器人的視覺和聽覺，利用斯坦福大學的“手一眼”機器人進展了試驗，可依據(jù)紅、黃、綠、白四種顏色，將積木進展分類識別，裝卸、堆放。1972年，溫斯頓〔P.H.Winston〕對MIT研制的智能機器人進展了總結和評述。1991年，在國際人工智能聯(lián)合會〔IJCAI〕上，麻省理工學院的布魯克斯(R.A.Brooks)表演了他研制的新型智能機器人，能夠在未知的動態(tài)環(huán)境中進展漫游。1977年，中國科學院自動化爭論所在國內領先開展了“智能掌握”理論方法和技術的爭論；80－90年月，我國高等院校和爭論機構在智能掌握與智能機器人的爭論開發(fā)方面，取得了豐碩的成果。202361．人工智能的歷史回憶—

功能模擬、構造模擬、行為模擬1.5人工智能的學派分支回憶人工智能進展的歷史進程，從科學方法論的角度分析，其進展有三條途徑，在學術觀點上有三大學派，如圖1所示。人工神經(jīng)網(wǎng)絡啟發(fā)程序人工神經(jīng)細胞功能模擬行為模擬人工智能結構模擬控制論動物專家系統(tǒng)智能機器人圖l人工智能的學派分支與爭論進展202372．廣義人工智能—

多學派、多層次、多智體人工智能2.1“廣義人工智能”的概念涵義事實說明：“人工智能”學科已從學派分歧的、不同層次的、傳統(tǒng)的“狹義人工智能”，走向多學派兼容、多層次結合的、現(xiàn)代的“廣義人工智能”〔GeneralizedArtificialIntelligence〕?！皬V義人工智能”GAI的涵義如下：“多學派”人工智能“廣義人工智能”是兼容多學派的“多學派人工智能”，模擬、延伸與擴展“人的智能”及其它動物智能，既爭論“機器智能”，也開發(fā)“智能機器”?！岸鄬哟巍比斯ぶ悄堋皬V義人工智能”是多層次結合的“多層次人工智能”。如：自推理，自聯(lián)想，自學習，自尋優(yōu)，自協(xié)調，自規(guī)劃，自決策，自感知，自識別，自辨識，自診斷，自猜測，自聚焦，自融合，自適應，自組織，自整定，自校正，自穩(wěn)定，自修復，自繁衍，自進化等。不僅爭論專家系統(tǒng)，而且爭論人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模式識別、智能機器人等。“多智體”人工智能“廣義人工智能”不僅爭論個體的、單機的、集中式人工智能，而且爭論群體的、網(wǎng)絡的、“多智體”(Multi-Agent)、分布式人工智能(DistributedArtificialIntelligence)。爭論如何使分散的“個體人工智能”協(xié)調協(xié)作，形成協(xié)同的“群體人工智能”，模擬、延長與擴展人的群體智能或其它動物的群體智能。202382．廣義人工智能—

多學派、多層次、多智體人工智能2.2“廣義人工智能”的學科體系

GAIMSAIDAIMLAIMIIMBMTMPMMBMTMPPRESMGRMABIR研究對象學科內容學科分支CVTPICIIANIMNLUKENLGISIC‘INMAAI圖2廣義人工智能GAI學科體系MSAI—多學派人工智能,MLAI—多層次人工智能，MAAI—多智體人工智能。MI—機器智能〔MachineIntelligence〕MP—機器感知〔MachinePerception〕,MT—機器思維〔MachineThinking〕,MB—機器行為〔MachineBehavior〕。IM—智能機器〔GeneralizedIntelligentMachine〕PM—感知機器〔PerceptionMachine〕,TM—思維機器〔ThinkingMachine〕,BM—行為機器〔BehaviorMachine〕。MP—機器感知CV—計算機視覺〔ComputerVision〕,PR—模式識別〔PatternRecognition〕,NLU—自然語言理解〔NaturalLanguageUnderstanding〕MT—機器思維ES—專家系統(tǒng)〔ExpertSystem〕,KE—學問工程〔KnowledgeEngineering〕,TP—定理證明〔TheoremProving〕。MB—機器行為MG—機器博奕〔MachineGame〕,IC—智能掌握〔IntelligentControl〕,NLG—自然語言生成〔NaturalLanguageGeneration〕。PM—感知機器II—智能儀表〔IntelligentInstrument〕,RM—識別機器〔RecognitionMachine〕,IS—工程感覺裝置〔Industrialsensor〕。TM—思維機器，AN—人工神經(jīng)網(wǎng)絡〔ArtificialNeuralNetwork〕,IC’—智能計算機〔IntelligentComputer〕,AB—人工腦〔ArtificialBrain〕。BM—行為機器，IR—智能機器人〔IntelligentRobot〕,IM—智能操作機〔IntelligentManipulator〕,IN—智能網(wǎng)絡〔IntelligentNetwork〕202392．廣義人工智能—

多學派、多層次、多智體人工智能2.3“廣義人工智能”的理論根底“廣義人工智能”學科的理論根底是“廣義智能信息系統(tǒng)論”〔GeneralizedIntelligenceInformationSystemTheory，簡稱GIIST〕，包括：(1)廣義智能論:智能普存論，爭論廣義智能的普存性及其存在形式和環(huán)境。人有智能，其他動物也有智能，計算機有智能，其他機器也可以有智能。智能普存性是廣義人工智能爭論和開發(fā)的前提條件。(2)智能信息論:感知信息論，爭論感知活動過程中，廣義信息獵取、存儲、傳遞、變換、處理的理論和方法。如文字、圖象、聲音、語言等多媒體信息的感知理論。思維信息論，爭論思維活動過程中，廣義信息的獵取、存儲、傳遞、變換、處理的理論和方法。如聯(lián)想學習，推理等思維過程的信息理論。行為信息論，爭論行為活動過程中廣義信息的傳遞、變換、處理和利用的理論和方法。如說話、行走、運動、操作過程的信息處理和利用方法。智能系統(tǒng)論:感知系統(tǒng)論，爭論感知系統(tǒng)的建模、分析和設計的理論和方法。如，視覺系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、嗅覺系統(tǒng)、觸覺系統(tǒng)等，以及多重感知系統(tǒng)的多媒體信息融合及情景協(xié)同問題。思維系統(tǒng)論，爭論思維系統(tǒng)的建模、分析和設計的理論和方法。如：規(guī)律思維系統(tǒng)、形象思維系統(tǒng)、創(chuàng)新思維系統(tǒng)的理論與方法，以及群體思維系統(tǒng)的協(xié)同解題與智能集成問題。行為系統(tǒng)論，爭論行為系統(tǒng)的建模、分析和設計的理論和方法。如人或機器人的行動規(guī)劃系統(tǒng)、運動掌握系統(tǒng)，語言生成系統(tǒng)等，及其相互協(xié)作與協(xié)調掌握問題。2023102．廣義人工智能—

多學派、多層次、多智體人工智能2.4廣義人工智能的科學方法

(1)多學科協(xié)同廣義人工智能是跨學科的綜合性邊緣學科，需要實行信息科學、生物科學、系統(tǒng)科學、思維科學、行為科學等多學科協(xié)同的科學爭論方法。(2)多途徑結合廣義人工智能是對廣義自然智能的模擬、延長和擴展，需要實行功能模擬、構造模擬、行為模擬等定性爭論與定量分析，綜合集成的多途徑相結合的科學方法。(3)多學派兼容雖然,人工智能領域中存在不同學派的爭論，但是，為了取長補短，集思廣益，廣義人工智能的爭論應當也需要實行符號主義，聯(lián)結主義，行為主義等多學派兼容的科學方法。2023113．廣義智能學—

智能科學技術的理論根底提出和爭論“廣義智能學”〔GeneralizedIntelligenics〕之目的在于：探討“自然智能”〔特殊是“人的智能”〕與“人工智能”的共性規(guī)律，對自然智能與人工智能進展“協(xié)同爭論”，爭論“人的智能”與“人工智能”相互結合的人機“集成智能”、“個體智能”協(xié)調涌現(xiàn)的群體“協(xié)同智能”，為“智能科學技術”的進展供給寬廣的理論根底。2023123．廣義智能學—

智能科學技術的理論根底3.1“廣義智能學”的根本概念：“廣義智能學”的根本概念是“廣義智能觀”，其主要觀點如下：“智能”富于“內涵”，“智能”基于“信息”，“智能”源于“混沌”，“智能”寓于“系統(tǒng)”，“智能”擅長“協(xié)調”，“智能”需于“進化”，“智能”待于“開拓”，“智能”度于“相對”，“智能”伴于“情感”。2023133．廣義智能學—

智能科學技術的理論根底3.2廣義智能學”的爭論對象“廣義智能”是“自然智能”、“人工智能”、“集成智能”、“協(xié)同智能”的概括，可表示為四元組集合，如式〔1〕所示：Informula(1):

GI--GeneralizedIntelligence(廣義智能)

NI--NaturalIntelligence(自然智能)

AI--ArtificialIntelligence(人工智能)

II--IntegratedIntelligence(集成智能)

CI--CooperativeIntelligence(協(xié)同智能)GI={NI,AI,II,CI}(1)2023143．廣義智能學—

智能科學技術的理論根底〔3〕集成智能“集成智能”，指“自然智能”與“人工智能”通過協(xié)調協(xié)作所集成的智能，主要是“人的智能”與“機器智能”協(xié)調協(xié)作而形成的人機系統(tǒng)的“集成智能”，如式〔4〕所示：HI+MI→II〔4〕在式〔4〕中：HI—人的智能〔HumanIntelligence〕MI—機器智能〔MachineIntelligence〕如：計算機、掌握器、機器人的智能II—集成智能〔IntegratedIntelligence〕例如，人機和諧的智能CAD系統(tǒng)，人機協(xié)調的智能駕駛系統(tǒng)等。“集成智能”，指“自然智能”與“人工智能”通過協(xié)調協(xié)作所集成的智能，主要是“人的智能”與“機器智能”協(xié)調協(xié)作而形成的人機系統(tǒng)的“集成智能”，如式〔4〕所示.2023153．廣義智能學—

智能科學技術的理論根底〔4〕協(xié)同智能“協(xié)同智能”，指“個體智能”相互協(xié)調所涌現(xiàn)的群體智能，即由智能個體所組成的群體的協(xié)同智能，如式〔5〕所示：PiI+PjI→CI〔5〕在式〔5〕中：PiI，PjI—個體智能〔PersonalIntelligence〕,i,j,=1,2,…nCI—協(xié)同智能〔CooperativeIntelligence〕例如，國際體育團體競標賽中的籃球隊、排球隊、足球隊的人群協(xié)同智能；蟻群、蜂群、鳥群的協(xié)同智能；計算機網(wǎng)絡的分布式人工智能、國際機器人足球賽中的機器人團隊的協(xié)同機器智能等。2023163.3“廣義智能學”的學科體系依據(jù)“廣義智能學”的爭論對象，“廣義智能學”的學科體系，如圖3所示:廣義智能自然智能集成智能人工智能廣義智能學演繹+歸納宏觀+微觀定性+定量類比+聯(lián)想分析+綜合黑箱+白箱研究對象協(xié)同智能智能普存論智能層次論智能系統(tǒng)論智能協(xié)調論智能信息論智能生成論智能進化論智能測度論智能開拓論基本內容研究方法圖3“廣義智能學”的學科體系2023173.3，“廣義智能學”的學科體系〔1〕自然智能學“自然智能學”〔NaturalIntelligenics〕在心理學、生理學、行為學、社會學與生物掌握論、生物信息學等學科根底上,爭論“人的智能”及其他“生物智能”的“個體智能”、“群體智能”的根本概念和特性，存在性、層次性、相對性,產(chǎn)生形成、協(xié)調協(xié)同、進化開拓、評價測度、信息處理、系統(tǒng)構成的機制和理論?！?〕人工智能學“人工智能學”〔ArtificialIntelligenics〕在“廣義智能信息系統(tǒng)論”、“全信息”、“泛規(guī)律”、“可拓學”的根底上，爭論兼容：“功能派人工智能”，“構造派人工智能”，“行為派人工智能”，包括：機器智能與智能機器二方面，思維、感知、行為三層次的“廣義人工智能”的根本概念和特性，分析設計、協(xié)調協(xié)同、進化開拓、評價測度、信息處理、系統(tǒng)構成、治理掌握的理論和方法。〔3〕集成智能學“集成智能學”〔IntegratedIntelligenics〕在“協(xié)調學”、“工程心理學”、“人機系統(tǒng)”的根底上，爭論“自然智能”與“人工智能”，主要是“人的智能”與“機器智能”如何協(xié)調協(xié)作、取長補短、合理分工、智能結合，形成“集成智能”、構成人機和諧“集成智能”系統(tǒng)的根本理論和方法。〔4〕協(xié)同智能學“協(xié)同智能學”〔CooperativeIntelligenics〕在“協(xié)調學”、“大系統(tǒng)掌握論”、“分布人工智能”、“社會學”的根底上，爭論“智能個體”如何相互協(xié)調、友好協(xié)商、分工協(xié)作，組成“智能群體”，“個體智能”相互協(xié)調，涌現(xiàn)群體“協(xié)同智能”、組成分布式網(wǎng)絡群體“協(xié)同智能”系統(tǒng)的根本理論和方法。2023183.4，“廣義智能學”的根本內容(4)智能信息論“智能信息論”〔IntelligenceInformationTheory〕，簡稱IIT。爭論“廣義信息”，即“全信息”〔包括：語法信息、語義信息、語用信息〕的理論和方法?！皬V義智能”意味著“全信息”的獵取、處理、利用的理智和才能，爭論基于“全信息”的智能信息論?！爸悄堋被凇靶畔ⅰ薄皩W問”，基于信息和學問的獵取、變換、傳輸、處理、加工及利用過程，思維層智能基于信息和學問的處理與加工，感知層智能基于信息和學問的獵取、變換、傳輸，行為層智能基于信息和學問的傳輸及利用。(5)智能協(xié)調論“智能協(xié)調論”〔IntelligenceCoordinationTheory〕,簡稱ICT。在“協(xié)調學”、“大系統(tǒng)掌握論”的根底上，爭論：“人的智能”與“機器智能”如何協(xié)調協(xié)作、取長補短、合理分工、智能結合，形成人機“集成智能”；“個體智能”如何相互協(xié)調、友好協(xié)商、分工協(xié)作，涌現(xiàn)出群體“協(xié)同智能”的理論和方法；爭論多學派智能、多層次智能的協(xié)調理論和方法，是“集成智能學”與“協(xié)同智能學”的理論根底。另一方面，“智能協(xié)調論”，還爭論如何應用“人的智能”和“人工智能”，實現(xiàn)“人機協(xié)調”、“群體協(xié)調”；避開“人機失調”、“群體失調”的理論和方法。(6)智能生成論“智能生成論”〔IntelligenceGenerationTheory〕，簡稱IGT。爭論“智能”的起源、產(chǎn)生、形成的理論和方法。如：自然智能，包括：人的智能及其它生物智能的起源、產(chǎn)生、形成的機制和理論；人工智能，包括：計算機靈能及其它機器智能的產(chǎn)生、形成的理論和方法；人機集成智能、群體協(xié)同智能的產(chǎn)生、形成的理論和方法。爭論如何將自然智能的生成機制引用于開發(fā)人工智能，如何用人工智能系統(tǒng)模擬、仿真自然智能的生成機理，爭論“信息—學問—智能”演化理論。2023193.4，“廣義智能學”的根本內容(7)智能進化論“智能進化論”〔IntelligenceEvolutionTheory〕，簡稱IET。爭論：自然智能，特殊是人的智能，包括：“先天智能”，基于遺傳、變異的自然進化的機制；“后天智能”基于學習，訓練的進化理論和方法；將自然智能進化的機制借鑒于爭論人工智能的人工進化理論和方法，開發(fā)自進化的人工智能系統(tǒng)，爭論人機集成智能、群體協(xié)同智能的協(xié)同進化理論與方法，開發(fā)協(xié)同進化的人機集成智能系統(tǒng)、群體協(xié)同智能系統(tǒng)、分布式網(wǎng)絡智能系統(tǒng)。另一方面，將人工智能理論、方法用于爭論人的智能進化機制，開發(fā)智能