人工智能學科的未來五十年27

人工智能學科

的未來五十年西北工業(yè)大學何華燦hehuac@2006-08-03北京

熱烈祝祝賀賀人工智能能學科誕誕生五十十周年暨暨中國人工工智能學學會成立立二十五五周年序讓我們暫暫時放下下日常使使用的小小視野、、短時空空、細粒粒度的思思維方式式；切換到不不常使用用的大視視野、長長時空、、粗粒度度的思考考中來；；這也許能能夠幫助助我們?yōu)V濾除高頻頻干擾，，發(fā)現(xiàn)人人工智能能學科發(fā)發(fā)展的歷歷史脈絡絡。一對過去五五十年的的整體評價價計算機代替、延延伸和增增強了人人的智力力，人工智能能的誕生生，表明明人類已已經(jīng)認識識到單純純的數(shù)值計計算不能能完全解解決智能能模擬問問題，邏輯推理理和啟發(fā)式搜搜索必不可少少。知識工程程出現(xiàn)顯示示了專門門知識的的重要性性，也暴暴露了經(jīng)經(jīng)典數(shù)理理邏輯的的局限性性，誘發(fā)發(fā)了人工工智能（（符號主主義）的的理論危機機。符號主義義的停滯滯不前，，為計算智能能的蓬勃發(fā)發(fā)展提供供了理想想環(huán)境，，它們用用模型計計算來模模擬各種種自然智智能機制制，取得得巨大成成功。計算智能能的成功功說明智能不僅存在在于腦思思維中，，也廣泛存在在于生命命活動中。廣義智能能觀的確立為為智能科科學提出出了一系系列深刻刻的理論論課題和和技術課課題。人工智能能學科現(xiàn)現(xiàn)已形成成三大流流派符號智能能—智能可通通過符號號演算模模擬，如如狀態(tài)空間間搜索、、邏輯推推理和知知識工程程；計算智能能—智能可通通過模型型計算模模擬，如如進化計算算、免疫疫計算和和模糊計計算；群體智能能--智能可通通過群體體協(xié)同模模擬，如如多智能體體系統(tǒng)，，蟻群算算法和生生態(tài)平衡衡。機器學習習是人工智智能中的的永恒主主題，無無學習能能力的““智能系系統(tǒng)”最最終會失失去智能能。各大流派派都離不不開機器器學習，，它們都都為機器器學習提提供了原原理方法法和應用用環(huán)境。在計算智智能和機機器學習習中各種種模型計計算的成成功，并并不說明明智能可可脫離邏邏輯而存存在，而而是呼喚可描述各各種智能能機制的的新邏輯。應用是人工智能能學科向向前發(fā)展展的原動力，專家系系統(tǒng)和知知識工程程的廣泛泛應用，，推動了了人工智智能學科科的發(fā)展展和普及及。盡管人工工智能學學科發(fā)展展還很不不成熟，，但它的的原理和和方法已已經(jīng)滲透透到許多多學科中，體現(xiàn)現(xiàn)到許多多技術中，應用用在許多多產(chǎn)品中。應用向人人工智能能學科提提出了許許多新課課題。歷史上反反復出現(xiàn)現(xiàn)過對人人工智能能發(fā)展的的過頭預言言和對新興興學派的的頑固排斥斥，這都是是源于對對智能的的本質(zhì)和和特點缺缺乏深刻刻認識。。我們常犯犯的錯誤誤是把智智能想象象得太簡簡單，太太單純，，太固定定，太絕絕對。以偏概全全。智能科學學和宇宙宙科學一一樣復雜雜，目前前知道的的仍然很很少，需需要各方方面不懈地探探索。二對未來五五十年的展望望發(fā)展人工工智能學學科的有有利條件件社會信息息化已經(jīng)經(jīng)進入智智能化的的新階段段；腦科學、、認知科科學、復復雜性科科學和邏邏輯學正正在迅速速發(fā)展，，可提供供堅實的的理論基基礎；應用系統(tǒng)統(tǒng)的復雜雜性和不不確定性性日益增增加，對對機器智智能和智智能機器器的需求求日益強強烈；對智能本本質(zhì)和機機制的認認識日益益深入全全面。發(fā)展中需需要注意意的問題題急于求成成。智能能的復雜雜性、艱艱巨性和和長期性性。多層層次、多多因素、、非線性性和演化化；智能研究究中不斷斷會有新新的規(guī)律律發(fā)現(xiàn)；；以偏概全全是永遠遠需要警警惕的錯錯誤傾向向；智能科學學的形成成需要多多學科的的交叉融融和；智能應用用系統(tǒng)需需要學科科內(nèi)外的的大綜合合。建立定量量的智能能科學理理論人首先在在思維機機制中認認識到智智能，后后又從神神經(jīng)網(wǎng)絡絡、遺傳傳進化、、免疫、、群體協(xié)協(xié)作和生生態(tài)平衡衡中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)了不同同的智能能機制。。未來將在在各種智智能機制制和復雜雜性科學學的基礎礎上深入入認識智智能的本本質(zhì)和一一般規(guī)律律，建立立定量的的智能科科學理論論體系。。物理學建建立在質(zhì)質(zhì)、時、、距、場場、力、、能和運運動等基基本觀念念的基礎礎上，定定性和定定量地描描述了物物質(zhì)世界界的各種種運動規(guī)規(guī)律。信息世界界應該有有類似于物理學的定量智智能科學學理論出出現(xiàn)，它它建立在在一系列列的基本本觀念的的基礎上上，可以以定性和和定量地地描述信信息世界界的各種種基本運運動規(guī)律律。信息、知知識和智智能的轉轉換信息世界界可粗分分為廣義義的信息息、知識識和智能能三層。。不同智智能機制制的原理理不同，，但都在在實現(xiàn)某某種形式式的信息息/知識/智能轉換換。未來將深深入定量量的研究究信息、、知識和和智能的的關系及及轉化規(guī)規(guī)律，建建立廣義義的信息息，知識識和智能能轉換理理論。智能科學學的邏輯輯基礎邏輯是各各種智能能過程需需要共同同遵守的的語法規(guī)規(guī)則；各各種智能能過程都都不過是是邏輯的的語義解解釋。邏邏輯無處處不在，，形態(tài)萬萬千。研研究邏輯輯一般規(guī)規(guī)律的泛泛邏輯學學已經(jīng)出出現(xiàn)。未來將進進一步建建立和完完善各種種邏輯，，特別是是處理矛矛盾、不不確定性性和演化的邏輯。群體智能能中的自自協(xié)調(diào)理理論單一學派派和單個個智體的的智能都都很有限限，綜合合集成是是提高系系統(tǒng)智能能水平的的有效途途徑，協(xié)協(xié)調(diào)是發(fā)發(fā)揮集成成效果的的關鍵所所在。未來發(fā)展展的重大大課題是是從群體體智能和和生態(tài)平平衡中吸吸取營養(yǎng)養(yǎng)，利用用復雜系系統(tǒng)和網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲撲的研究究成果，，建立自自協(xié)調(diào)理理論。建立機器器學習的的一般理理論學習是一一切智能能系統(tǒng)不不可缺少少的，將將來還會會有許多多新的機機器學習習原理和和方法出出現(xiàn)。未來將會會在眾多多機器學學習機制制和復雜雜性科學學的基礎礎上，定定量探討討學習的的本質(zhì)和和一般規(guī)規(guī)律，建建立機器器學習的的一般理理論，它它將是定定量智能能科學的的重要組組成部分分。生物和機機器的智智能交互互生物有許許多自然然的智能能功能，，它非常常靈巧和和有效，，獲取它它的成本本很低；；機器智智能可以以完全按按照人的的意圖設設計，可可控制性性好。有有人正在在研究如如何把兩兩者結合合起來。。未來將會會在機器器智能和和自然智智能的交交互方面面(包括BCI))加強研究究，建立立復合智智能系統(tǒng)統(tǒng)。這是是解決復復雜問題題的有效效方法之之一。智能產(chǎn)業(yè)業(yè)將主導導社會隨著智能能技術和和智能產(chǎn)產(chǎn)品的廣廣泛應用用，智能能產(chǎn)業(yè)將將成為社社會的主主導產(chǎn)業(yè)業(yè)，特別別是：知識件將將從軟件件中分離離出來，，計算機機系統(tǒng)將將分為硬硬件、軟軟件和知知件。智能信息息處理器器將從一一般信息息處理器器中分離離出來，，成為機機器中的的智能部部件?；谝曈X覺的人工工智能研研究人類智能能水平的的人工智智能將有有重大進進展；視覺提供供了85%的環(huán)境信信息，研研究視覺覺信息處處理機理理對理解解智能機機制十分分重要；；形象思維維是深入入理解抽抽象思維維和創(chuàng)新新思維的的入口，，盡管它它們處在在不同的的思維層層次，未未來將發(fā)發(fā)現(xiàn)它們們的共同同本質(zhì)和和規(guī)律。。自然語言言級的智智能研究究符號演算算從宏觀觀入手研研究智能能機制-太粗；神經(jīng)網(wǎng)絡絡從微觀觀入手研研究智能能機制-太細；自然語言言是思維維的載體體，它反反映了人人腦智能能機制中中絕大部部分規(guī)律律，從自自然語言言理解層層次研究究智能機機制，可可提供比比較容易易切入和和突破的的中觀手手段，未未來將有有大的發(fā)發(fā)展。智能科學學百年前50年后50年實驗性學科理論性學科以定性研究為主以定量研究為主主要研究確定性問題主要研究演化類問題以線性演繹為主以非線性歸納為主點上的孤立研究為主面上的綜合研究為主機械的因果決定論辨證的系統(tǒng)演化論拔現(xiàn)在正處處在人工工智能學學科發(fā)生深刻刻質(zhì)變的的轉型期期，這十分類類似于