人工智能概述(2)

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1、第1章人工智能概述1.1什么是人工智能1.2人工智能的研究意义、目标和策略1.3人工智能的学科范畴1.4人工智能的研究内容1.5人工智能的研究途径与方法1.6人工智能的基本技术1.7人工智能的应用1.8人工智能的分支领域与研究方向1.9人工智能的发展概况习题一1.1什么是人工智能1.1.1人工智能概念的一般描述顾名思义,人工智能就是人造智能,其英文表示是“ArtificialIntelligence”,简称AI。“人工智能”一词目前是指用计算机模拟或实现的智能,因此人工智能又称机器智能。当然,这只是对人工智能的字面解释或一般解释。关于人工智能的科学定义,学术界目前还没有统

2、一的认识。下面是部分学者对人工智能概念的描述,可以看做是他们各自对人工智能所下的定义。——人工智能是那些与人的思维相关的活动,诸如决策、问题求解和学习等的自动化(Bellman,1978年)。——人工智能是一种计算机能够思维,使机器具有智力的激动人心的新尝试(Haugeland,1985年)。——人工智能是研究如何让计算机做现阶段只有人才能做得好的事情(RichKnight,1991年)。——人工智能是那些使知觉、推理和行为成为可能的计算的研究(Winston,1992年)。——广义地讲,人工智能是关于人造物的智能行为,而智能行为包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环

3、境中的行为(Nilsson,1998年)。——StuartRussell和PeterNorvig则把已有的一些人工智能定义分为4类:像人一样思考的系统、像人一样行动的系统、理性地思考的系统、理性地行动的系统(2003年)。可以看出,这些定义虽然都指出了人工智能的一些特征,但用它们却难以界定一台计算机是否具有智能。因为要界定机器是否具有智能,必然要涉及到什么是智能的问题,但这却是一个难以准确回答的问题。所以,尽管人们给出了关于人工智能的不少说法,但都没有完全或严格地用智能的内涵或外延来定义人工智能。1.1.2图灵测试和中文屋子关于如何界定机器智能,早在人工智能学科还未正

4、式诞生之前的1950年,计算机科学创始人之一的英国数学家阿兰·图灵(AlanTuring)就提出了现称为“图灵测试”(TuringTest)的方法。简单来讲,图灵测试的做法是:让一位测试者分别与一台计算机和一个人进行交谈(当时是用电传打字机),而测试者事先并不知道哪一个被测者是人,哪一个是计算机。如果交谈后测试者分不出哪一个被测者是人,哪一个是计算机,则可以认为这台被测的计算机具有智能。对于“图灵测试”,美国哲学家约翰·西尔勒(JohnSearle,1980年)提出了异议。他用一个现在称为“中文屋子”的假设,试图说明即便是一台计算机通过了图灵测试,也不能说它就真的具有智能。

5、中文屋子假设是说:有一台计算机阅读了一段故事并且能正确回答相关问题,这样这台计算就通过了图灵测试。而西尔勒设想将这段故事和问题改用中文描述(因为他本人不懂中文),然后将自己封闭在一个屋子里,代替计算机阅读这段故事并且回答相关问题。描述这段故事和问题的一连串中文符号只能通过一个很小的缝隙被送到屋子里。西尔勒则完全按照原先计算机程序的处理方式和过程(如符号匹配、查找、照抄等)对这些符号串进行操作,然后把得到的结果即问题答案通过小缝隙送出去。西尔勒认为尽管计算机用这种符号处理方式也能正确回答问题,并且也可通过图灵测试,但仍然不能说计算机就有了智能。1.1.3脑智能和群智能群智能

6、是有别于脑智能的。事实上,它们是属于不同层次的智能。脑智能是一种个体智能(IndividualIntelligence,II),而群智能是一种社会智能(SocialIntelligence,SI),或者说是系统智能(SystemIntelligence,SI)。但对于人脑来说,宏观心理(或者语言)层次上的脑智能与神经元层次上的群智能又有密切的关系——正是微观生理层次上低级的神经元的群智能形成了宏观心理层次上高级的脑智能(但二者之间的具体关系如何,却仍然是个迷,这个问题的解决需要借助于系统科学)。1.1.4符号智能和计算智能1.符号智能符号智能就是符号人工智能,它是模拟脑

7、智能的人工智能,也就是所说的传统人工智能或经典人工智能。符号智能以符号形式的知识和信息为基础,主要通过逻辑推理，运用知识进行问题求解。符号智能的主要内容包括知识获取(knowledgeacquisition)、知识表示(knowledgerepresentation)、知识组织与管理和知识运用等技术(这些构成了所谓的知识工程(KnowledgeEngineering,KE))以及基于知识的智能系统等。2.计算智能计算智能就是计算人工智能,它是模拟群智能的人工智能。计算智能以数值数据为基础,主要通过数值计算，运用算