人工智能12(北郵課件)33

1、第十三章 人工智能的爭論與展望教學內(nèi)容：本章主要講敘人工智能發(fā)展過程中各學術(shù)流派在理論、方法和技術(shù)路線等方面的爭論，人工智能對經(jīng)濟和社會的影響以及對人工智能發(fā)展前景的展望。教學重點：啟迪學生自己理解人工智能各學派的認知觀，分析人工智能的發(fā)展前景。教學難點：人工智能三大主要學術(shù)流派的異同點。教學方法：采用課堂講授與組織學生討論相結(jié)合，引導(dǎo)學生積極預(yù)測人工智能的未來發(fā)展趨勢。教學要求：全面認識人工智能發(fā)展過程中各主要學術(shù)流派的觀點和爭論，一般了解人工智能對人類社會和經(jīng)濟的影響以及人工智能的發(fā)展前景，對人工智能的未來充滿信心。113.1人工智智能的爭爭論教學內(nèi)容容：介紹紹人工智智能發(fā)展展過程中中各學

2、術(shù)術(shù)流派在在各方面面的爭論論。教學重點點：人工工智能的的三大學學術(shù)流派派的認知知觀。教學難點點：三大大主要學學術(shù)流派派的異同同點。教學方法法：講授授為主教學要求求：比較較深入地地了解人人工智能能發(fā)展過過程中各各主要學學術(shù)流派派和爭論論。213.1.1對對人工工智能理理論的爭爭論1、符號號主義：符號主義義認為人人的認知知基元是是符號，而且認認知過程程即符號號操作過過程。它它認為人人是一個個物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)，計算算機也是是一個物物理符號號系統(tǒng)，因此，我們就就能夠用用計算機機來模擬擬人的智智能行為為，即用用計算機機的符號號操作來來模擬人人的認知知過程。也就是是說，人人的思維維是可操操作的。它還認認為

3、，知知識是信信息的一一種形式式，是構(gòu)構(gòu)成智能能的基礎(chǔ)礎(chǔ)。人工工智能的的核心問問題是知知識表示示、知識識推理和和知識運運用。知知識可用用符號表表示，也也可用符符號進行行推理，因而有有可能建建立起基基于知識識的人類類智能和和機器智智能的統(tǒng)統(tǒng)一理論論體系。32、聯(lián)結(jié)結(jié)主義：聯(lián)結(jié)主義義認為人人的思維維基元是是神經(jīng)元元，而不不是符號號處理過過程。它它對物理理符號系系統(tǒng)假設(shè)設(shè)持反對對意見，認為人人腦不同同于電腦腦，并提提出聯(lián)結(jié)結(jié)主義的的大腦工工作模式式，用于于取代符符號操作作的電腦腦工作模模式。43、行為為主義行為主義義認為智智能取決決于感知知和行動動(所以以被稱為為行為主主義)，提出智智能行為為的“感感

4、知動動作”模模式。行行為主義義者認為為智能不不需要知知識、不不需要表表示、不不需要推推理；人人工智能能可以像像人類智智能一樣樣逐步進進化(所所以稱為為進化主主義)；智能行行為只能能在現(xiàn)實實世界中中與周圍圍環(huán)境交交互作用用而表現(xiàn)現(xiàn)出來。行為主主義還認認為：符符號主義義(還包包括聯(lián)結(jié)結(jié)主義)對真實實世界客客觀事物物的描述述及其智智能行為為工作模模式是過過于簡化化的抽象象，因而而是不能能真實地地反映客客觀存在在的。提問：在在本書的的第一章章中我們們提到人人工智能能的三個個主要流流派，請請同學們們回顧一一下，是是哪三個個流派，各有什什么特點點？513.1.2對對人工智智能方法法的爭論論1、符號號主義：

5、符號主義義認為人人工智能能的研究究方法應(yīng)應(yīng)為功能能模擬方方法。通通過分析析人類認認知系統(tǒng)統(tǒng)所具備備的功能能和機能能，然后后用計算算機模擬擬這些功功能，實實現(xiàn)人工工智能。符號主主義力圖圖用數(shù)學學邏輯方方法來建建立人工工智能的的統(tǒng)一理理論體系系，但遇遇到不少少暫時無無法解決決的困難難，并受受到其它它學派的的否定。62、聯(lián)結(jié)結(jié)主義：聯(lián)結(jié)主義義主張人人工智能能應(yīng)著重重于結(jié)構(gòu)構(gòu)模擬，即模擬擬人的生生理神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)，并并認為功功能、結(jié)結(jié)構(gòu)和智智能行為為是密切切相關(guān)的的。不同同的結(jié)構(gòu)構(gòu)表現(xiàn)出出不同的的功能和和行為。已經(jīng)提提出多種種人工神神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)構(gòu)和和眾多的的學習算算法。73、行為為主義：行為主義義認

6、為人人工智能能的研究究方法應(yīng)應(yīng)采用行行為模擬擬方法，也認為為功能、結(jié)構(gòu)和和智能行行為是不不可分開開的。不不同的行行為表現(xiàn)現(xiàn)出不同同的功能能和不同同的控制制結(jié)構(gòu)。行為主主義的研研究方法法也受到到其它學學派的懷懷疑與批批判，認認為行為為主義最最多只能能創(chuàng)造出出智能昆昆蟲行為為，而無無法創(chuàng)造造出人的的智能行行為。813.1.3對對人工智智能技術(shù)術(shù)路線的的爭論1、專用用路線：專用路線線強調(diào)研研制與開開發(fā)專用用的智能能計算機機、人工工智能軟軟件、專專用開發(fā)發(fā)工具、人工智智能語言言和其它它專用設(shè)設(shè)備，如如LISP機、PROLOG機、PROLOG、LISP語言、M.I語言、OPSS83語言、專專家系統(tǒng)統(tǒng)開發(fā)

7、工工具EMYCIN、EXPERT、INSIGHT2和GURU等。92、通用用路線：通用路線線認為通通用的計計算機硬硬件和軟軟件能夠夠?qū)θ斯すぶ悄荛_開發(fā)提供供有效的的支持，并能夠夠解決廣廣泛的和和一般的的人工智智能問題題。這方方面的例例子有以VLSI技術(shù)為基基礎(chǔ)的RISC技術(shù)、UNIX分時操作作系統(tǒng)、C語言及其其改進型型、SUN工作站和和SPARC工作站等等。通用用路線強強調(diào)人工工智能應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)和人工工智能產(chǎn)產(chǎn)品的開開發(fā)，應(yīng)應(yīng)與計算算機立體體技術(shù)和和主流技技術(shù)相結(jié)結(jié)合，并并把知識識工程視視為軟件件工程的的一個分分支。103、硬件件路線：硬件路線線認為人人工智能能的發(fā)展展主要依依靠硬件件技術(shù)，如

8、VLSI、人工神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、腦模型型、智能能機和智智能機器器人等。該路線線還認為為智能機機器的開開發(fā)主要要有賴于于各種智智能硬件件、智能能工具及及固化技技術(shù)。114、軟件件路線：軟件路線線強調(diào)人人工智能能的發(fā)展展主要依依靠軟件件技術(shù)，例如，啟發(fā)性性程序設(shè)設(shè)計、自自動編程程專家系系統(tǒng)、知知識工程程以及其其它各種種智能算算法等。軟件路路線認為為智能機機器的研研制主要要在于開開發(fā)各種種智能軟軟件、工工具及其其應(yīng)用系系統(tǒng)。1213.2人工智能能對人類類的影響響教學內(nèi)容容：闡述述人工智智能發(fā)展展對人類類的影響響。教學重點點：人工工智能發(fā)發(fā)展對人人類的影影響程度度。教學難點點：人工工智能發(fā)發(fā)展為什什么會對對

9、人類產(chǎn)產(chǎn)生影響響。教學方法法：課堂堂講授與與組織學學生討論論相結(jié)合合。教學要求求：初步步了解人人工智能能發(fā)展對對人類經(jīng)經(jīng)濟和社社會的影影響。1313.2.1人人工智智能對經(jīng)經(jīng)濟的影影響人工智能能系統(tǒng)的的開發(fā)和和應(yīng)用，已為人人類創(chuàng)造造出可觀觀的經(jīng)濟濟效益，專家系系統(tǒng)就是是一個例例子。隨隨著計算算機系統(tǒng)統(tǒng)價格的的繼續(xù)下下降，人人工智能能技術(shù)必必將得到到更大的的推廣，產(chǎn)生更更大的經(jīng)經(jīng)濟效益益。1413.2.2人人工智智能對社社會的影影響1、勞務(wù)務(wù)就業(yè)問問題由于人工工智能能能夠代替替人類進進行各種種腦力勞勞動，例例如用專專家系統(tǒng)統(tǒng)代替管管理人員員或醫(yī)生生進行決決策或診診斷與治治療病人人疾病，所以，將會

10、使使一部分分人不得得不改變變他們的的工種，甚至造造成失業(yè)業(yè)。人工工智能在在科技和和工程中中的應(yīng)用用，會使使一些人人失去介介入信息息處理活活動(如如規(guī)劃、診斷、理解和和決策等等)的機機會，甚甚至不得得不改變變自己的的工作方方式。152、社會會結(jié)構(gòu)變變化人們一方方面希望望人工智智能和智智能機器器能夠代代替人類類從事各各種勞動動，另一一方面又又擔心它它們的發(fā)發(fā)展會引引起新的的社會問問題。實實際上，近十多多年來，社會結(jié)結(jié)構(gòu)正在在發(fā)生一一種靜悄悄悄的變變化。人人-機的的社會結(jié)結(jié)構(gòu)，終終將為人人-智能能機器-機器的的社會結(jié)結(jié)構(gòu)所取取代。163、思維方式式與觀念念的變化化人工智能能的發(fā)展展與推廣廣應(yīng)用，將影

11、響響到人類類的思維維方式和和傳統(tǒng)觀觀念，并并使它們們發(fā)生改改變。例例如，傳傳統(tǒng)知識識一般印印在書本本報刊或或雜志上上，因而而是固定定不變的的，而人人工智能能系統(tǒng)的的知識庫庫的知識識卻是可可以不斷斷修改、擴充和和更新的的。又如如，一旦旦專家系系統(tǒng)的用用戶開始始相信系系統(tǒng)(智智能機器器)的判判斷和決決定，那那么他們們就可能能不愿多多動腦筋筋，變得得懶惰，并失去去對許多多問題及及其求解解任務(wù)的的責任感感和敏感感性。過過分地依依賴計算算機的建建議而不不加分析析地接受受，將會會使智能能機器用用戶的認認知能力力下降，并增加加誤解。174、心理理上的威威脅人工智能能還使一一部分社社會成員員感到心心理上的的威

12、脅，或叫做做精神威威脅。人人們一般般認為，只有人人類才具具有感知知精神，而且以以此與機機器相別別。如果果有一天天，這些些人開始始相信機機器也能能夠思維維和創(chuàng)作作，那么么他們可可能會感感到失望望，甚至至感到威威脅。他他們擔心心：有朝朝一日，智能機機器的人人工智能能會超過過人類的的自然智智能，使使人類淪淪為智能能機器和和智能系系統(tǒng)的奴奴隸。按按照人工工智能的的觀點，人類有有可能用用機器來來規(guī)劃自自己的未未來，甚甚至可以以把這個個規(guī)劃問問題想象象為一類類狀態(tài)空空間搜索索。當社社會上一一部分人人歡迎這這種新觀觀念時，另一部部分人則則發(fā)現(xiàn)這這些新觀觀念是惹惹人煩惱惱的和無無法接受受的，尤尤其是當當這些觀

13、觀念與他他們鐘愛愛的信仰仰和觀念念背道而而馳時。185、技術(shù)術(shù)失控的的危險任何新技技術(shù)最大大危險莫莫過于人人類對它它失去了了控制，或者是是它落入入那些企企圖利用用新技術(shù)術(shù)反對人人類的人人手中。有人擔擔心機器器人有一一天會反反賓為主主，奴役役它們的的創(chuàng)造者者人人類，擔擔心人工工智能的的其他制制品威脅脅人類的的安全。1913.2.3人人工智智能對文文化的影影響1、改善善人類知知識在重新闡闡述我們們的歷史史知識的的過程中中，哲學學家、科科學家和和人工智智能學家家有機會會努力解解決知識識的模糊糊性以及及消除知知識的不不一致性性。這種種努力的的結(jié)果，可能導(dǎo)導(dǎo)致知識識的某些些改善，以便能能夠比較較容易地地

14、推斷出出令人感感興趣的的新的真真理。202、改善善人類語語言人類語言言是伴隨隨人類的的進化和和發(fā)展而而產(chǎn)生和和發(fā)展的的，對人人類的智智能活動動起到極極其重要要的作用用。根據(jù)據(jù)語言學學的觀點點，語言言是思維維的表現(xiàn)現(xiàn)和工具具，思維維規(guī)律可可用語言言學方法法加以研研究，但但人的下下意識和和潛意識識往往“只能意意會，不不可言傳傳”。由由于采用用人工智智能技術(shù)術(shù)，綜合合應(yīng)用語語法、語語義和形形式知識識表示方方法，有有可能在在改善知知識的自自然語言言表示的的同時，把知識識闡述為為適用的的人工智智能形式式。213、改善善文化生生活人工智能能技術(shù)為為人類文文化生活活打開了了許多新新的窗口口?，F(xiàn)有有的各種種智

15、力游游戲機將將發(fā)展為為具有更更高智能能的文化化娛樂手手段。機機器視覺覺技術(shù)能能夠提供供“看”的新方方法，可可能產(chǎn)生生特別的的對應(yīng)畫畫面解釋釋的圖象象變換，能夠產(chǎn)產(chǎn)生相似似狀況的的幻覺，并顯示示出接收收效果的的超現(xiàn)實實表示。視覺系系統(tǒng)還能能夠以特特別方式式重構(gòu)場場景；這這種能力力必將對對圖形藝藝術(shù)、廣廣告和社社會教育育部門產(chǎn)產(chǎn)生深遠遠的影響響，例如如，將改改變電視視的面貌貌，使人人們在電電視機前前享受更更高級的的文娛生生活。舉例：建建立“知知識精煉煉廠”。2213.3對人工工智能的的展望教學內(nèi)容容：展望望人工智智能的發(fā)發(fā)展方向向。教學重點點：人工工智能的的發(fā)展方方向。教學難點點：讓學學生按自自己

16、的觀觀點來思思考人工工智能的的發(fā)展問問題。教學方法法：討論論為主。教學要求求：引導(dǎo)導(dǎo)學生積積極投入入對人工工智能的的未來發(fā)發(fā)展趨勢勢的討論論，活躍躍學術(shù)思思想。討論：人人工智能能將會怎怎樣發(fā)展展？應(yīng)該該在哪些些方面進進一步開開展研究究？習題：寫寫一篇小小論文，談?wù)勅巳斯ぶ悄苣艿奈磥韥戆l(fā)展趨趨勢與對對策。2313.3.1更更新的的理論框框架人工智能能研究存存在不少少問題：(1)宏宏觀與與微觀隔隔離一方面是是哲學、認知科科學、思思維科學學和心理理學等學學科所研研究的智智能層次次太高、太抽象象；另一一方面是是人工智智能邏輯輯符號、神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和行行為主義義所研究究的智能能層次太太低。這這兩方面面之間相

17、相距太遠遠，中間間還有許許多層次次未予研研究，無無法把宏宏觀與微微觀有機機地結(jié)合合起來和和相互滲滲透。24(2)全全局與與局部割割裂人類智能能是腦系系統(tǒng)的整整體效應(yīng)應(yīng)，有著著豐富的的層次和和多個側(cè)側(cè)面。但但是，符符號主義義只抓住住人腦的的抽象思思維特性性；連接接主義只只模仿人人的形象象思維特特性；行行為主義義則著眼眼于人類類智能行行為特性性及其進進化過程程。它們們存在明明顯的局局限性。25(3)理理論和和實際脫脫節(jié)大腦的實實際工作作，在宏宏觀上我我們已知知道得不不少；但但是智能能的千姿姿百態(tài)，變幻莫莫測，復(fù)復(fù)雜得難難以理出出清晰的的頭緒。在微觀觀上，我我們對大大腦的工工作機制制卻知之之甚少，似

18、是而而非，使使我們難難以找出出規(guī)律。在這種種背景下下提出的的各種人人工智能能理論，只是部部分人的的主觀猜猜想，能能在某些些方面表表現(xiàn)出“智能”就算相相當成功功了。26上述存在在問題和和其它問問題說明明，人腦腦的結(jié)構(gòu)構(gòu)和功能能要比人人們想象象的復(fù)雜雜得多，人工智智能研究究面臨的的困難要要比我們們估計的的重大得得多，人人工智能能研究的的任務(wù)要要比我們們討論過過的艱巨巨得多。同時也也說明，要從根根本上了了解人腦腦的結(jié)構(gòu)構(gòu)和功能能，解決決面臨的的難題，完成人人工智能能的研究究任務(wù)，需要尋尋找和建建立更新新的人工工智能框框架和理理論體系系，打下下人工智智能進一一步發(fā)展展的理論論基礎(chǔ)。我們至至少需要要經(jīng)過

19、幾幾代人的的持續(xù)奮奮斗，進進行多學學科聯(lián)合合協(xié)作研研究，才才可能基基本上解解開“智智能”之之謎，使使人工智智能理論論達到一一個更高高的水平平。2713.3.2更更好的的技術(shù)集集成人工智能能技術(shù)是是智能技技術(shù)與各各種信息息處理技技術(shù)及相相關(guān)學科科技術(shù)的的集成。要集成成的信息息技術(shù)除除數(shù)字技技術(shù)外，還包括括計算機機網(wǎng)絡(luò)、遠程通通信、數(shù)數(shù)據(jù)庫、計算機機圖形學學、語音音與聽覺覺、機器器人學、過程控控制、并并行計算算、量子子計算、光計算算和生物物信息處處理等技技術(shù)。智能系統(tǒng)統(tǒng)不僅包包括心理理學、語語言學、現(xiàn)代計計算技術(shù)術(shù)、認知知科學和和計算語語言學，而且還還包括社社會學、人類學學以及哲哲學和系系統(tǒng)科學學

20、等。計計算不僅僅是智能能系統(tǒng)支支持結(jié)構(gòu)構(gòu)的重要要部分，而且是是智能系系統(tǒng)的活活力所在在，就象象血液對對于人體體一樣重重要。2813.3.3更更成熟熟的應(yīng)用用方法人工智能能的實現(xiàn)現(xiàn)固然需需要硬件件的保證證，然而而，軟件件應(yīng)是人人工智能能的核心心技術(shù)。許多人人工智能能應(yīng)用問問題需要要開發(fā)復(fù)復(fù)雜的軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)，這有有助于促促進軟件件工程學學科的出出現(xiàn)與發(fā)發(fā)展。軟軟件工程程能為一一定類型型的問題題求解提提供標準準化程序序；知識識軟件則則能為人人工智能能問題求求解提供供有效的的編程手手段。由由于人工工智能應(yīng)應(yīng)用問題題的復(fù)雜雜性和廣廣泛性，傳統(tǒng)的的軟件設(shè)設(shè)計方法法顯然是是不夠用用和不適適用的。人工智智能方法法必須支支持人工工智能系系統(tǒng)的開開發(fā)實驗驗，并允允許系統(tǒng)統(tǒng)有組織織地從一一個較小小的核心心原型逐逐漸