人工智能的計算機模擬課件

人類智能的計算機模擬一、人工智能簡介二、人工智能的發(fā)展三、博弈樹搜索3.1博弈概述3.2極小極大分析法3.3α-β剪枝技術1.1人工智能的定義從1956年正式提出人工智能學科算起，40多年來，取得長足的發(fā)展，成為一門廣泛的交叉和前沿科學?？偟恼f來，人工智能的目的就是讓計算機這臺機器能夠象人一樣思考?？茖W家已經作出了汽車，火車，飛機，收音機等等，它們模仿我們身體器官的功能，但是能不能模仿人類大腦的功能呢？1.1人工智能的定義定義1智能機器(intelligentmachine)

能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(anthropomorphictasks)的機器。

例子1：能夠模擬人的思維，進行博弈的計算機。1997年5月11日，一個名為"深藍"(DeepBlue)的ＩＢＭ計算機系統(tǒng)戰(zhàn)勝當時的國際象棋世界冠軍蓋利.卡斯帕羅夫（GarryKasparov）。

例子2：能夠進行深海探測的潛水機器人。

例子3：在星際探險中的移動機器人，如美國研制的火星探測車。

1.1人工智能的定義定義2人工智能(AI)AI(artificalintelligence)

斯坦福大學的Nilsson提出人工智能是關于知識的科學（知識的表示、知識的獲取以及知識的運用）,從學科的界定來定義：

·人工智能（學科）是計算機科學中涉及研究、設計和應用智能機器的一個分支。它的近期主要目標在于研究用機器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智能功能，并開發(fā)相關理論和技術。

從人工智能所實現(xiàn)的功能來定義：

·人工智能（能力）是智能機器所執(zhí)行的通常與人類智能有關的功能，如判斷、推理、證明、識別、感知、理解、設計、思考、規(guī)劃、學習和問題求解等思維活動。

1.2人工智能的發(fā)展1.2.1

人工智能的起源與發(fā)展

人工智能的發(fā)展是以硬件與軟件為基礎。它的發(fā)展經歷了漫長的發(fā)展歷程。人們從很早就已開始研究自身的思維形成，早在亞里士多德(公元前384-322年)在著手解釋和編注他稱之為三段論的演繹推理時就邁出了向人工智能發(fā)展的早期步伐，可以看作為原始的知識表達規(guī)范。1.2人工智能的發(fā)展什么是三段論？三段論是以真言判斷為其前提的一種演繹推理，它借助于一個共同項，把兩個直言判斷聯(lián)系起來，從而得出結論。例如：一切金屬都是能夠熔解的；鐵是金屬；所以，鐵是能夠熔解的。知識表示、知識利用和知識獲取是人工智能系統(tǒng)的三個基本問題。1.3人類智能與人工智能人的心理活動具有不同的層次，它可以與計算機的層次相比較，見圖1.1。圖1.1人類任知活動與計算機的比較

1.3人類智能與人工智能

心理活動的最高層級是思維策略，中間一層是初級信息處理，最低層級是生理過程，即中樞神經系統(tǒng)、神經元和大腦的活動，與此相應的是計算機程序、語言和硬件。

研究認知過程的主要任務是探求高層次思維決策與初級信息處理的關系，并用計算機程序來模擬人的思維策略水平，而用計算機語言模擬人的初級信息處理過程。1.3.1

智能信息處理系統(tǒng)的假設

推論一:既然人具有智能，那么他(她)就一定是個物理符號系統(tǒng)。推論二:既然計算機是一個物理符號系統(tǒng)，它就一定能夠表現(xiàn)出智能。推論三:既然人是一個物理符號系統(tǒng)，計算機也是一個物理符號系統(tǒng)，那么我們就能夠用計算機來模擬人的活動。1.3.1

智能信息處理系統(tǒng)的假設1940年，維納開始考慮計算機如何能像大腦一樣工作。他發(fā)現(xiàn)了二者的相似性。維納認為計算機是一個進行信息處理和信息轉換的系統(tǒng)，只要這個系統(tǒng)能得到數據，機器本身就應該能做幾乎任何事情。而且計算機本身并不一定要用齒輪，導線，軸，電機等部件制成。麻省理工學院的一位教授為了證實維納的這個觀點，甚至用石塊和衛(wèi)生紙卷制造過一臺簡單的能運行的計算機。維納系統(tǒng)地創(chuàng)建了控制論，根據這一理論，一個機械系統(tǒng)完全能進行運算和記憶。

1.3.2

人類智智能的計算算機模擬著名的英國國科學家圖圖靈被稱為為人工智能能之父,圖圖靈不僅創(chuàng)創(chuàng)造了一個個簡單的通通用的非數數字計算模模型，而且且直接證明明了計算機機可能以某某種被理解解為智能的的方法工作作。1950年，圖圖靈發(fā)表了了題為《計計算機能思思考嗎？》》的論文，，給人工智智能下了一一個定義，，而且論證證了人工智智能的可能能性。定義義智慧時，，如果一臺臺機器能夠夠通過稱之之為圖靈實實驗的實驗驗，那它就就是智慧的的。圖靈實實驗的本質質就是讓人人在不看外外型的情況況下不能區(qū)區(qū)別是機器器的行為還還是人的行行為時，這這個機器就就是智慧的的人人類類智智能能的的計計算算機機模模擬擬圖靈靈測測試試游游戲戲由由一一男男(A)、、一一女女(B)和和一一名名詢詢問問者者(C)進進行行；；C與與A、、B被被隔隔離離，，通通過過電電傳傳打打字字機機與與A、、B對對話話。。詢詢問問者者只只知知道道二二人人的的稱稱呼呼是是X，，Y，，通通過過提提問問以以及及回回答答來來判判斷斷，，最最終終作作出出"X是是A，，Y是是B"或或者者"X是是B，，Y是是A"的的結結論論。。游游戲戲中中，，A必必須須盡盡力力使使C判判斷斷錯錯誤誤，，而而B的的任任務務是是幫幫助助C。。當當一一個個機機器器代代替替了了游游戲戲中中的的A，，并并且且機機器器將將試試圖圖使使得得C相相信信它它是是一一個個人人。。如如果果機機器器通通過過了了圖圖靈靈測測試試，，就就認認為為它它是是"智智慧慧"的的。。人人類智能能的計算算機模擬擬物理符號號系統(tǒng)假假設的推推論一也也告訴我我們，人人有智能能，所以以他是一一個物理理符號系系統(tǒng)；推推論三指指出，可可以編寫寫出計算算機程序序去模擬擬人類的的思維活活動。這這就是說說，人和和計算機機這兩個個物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)所使用用的物理理符號是是相同的的，因而而計算機機可以模模擬人類類的智能能活動過過程。1.4人人工智智能的研研究和應應用領域域在大多數數學科中中存在著著幾個不不同的研研究領域域，每個個領域都都有其特特有的感感興趣的的研究課課題、研研究技術術和術語語。在人人工智能能中，這這樣的領領域包括括語言處處理、自自動定理理證明、、智能數數據檢索索系統(tǒng)、、視覺系系統(tǒng)、問問題求解解、人工工智能方方法和程程序語言言以及自自動程序序設計等等。在過過去30多年中中，已經經建立了了一些具具有人工工智能的的計算機機系統(tǒng)；；例如，，能夠求求解微分分方程的的，下棋棋的，設設計分析析集成電電路的，，合成人人類自然然語言的的，檢索索情報的的，診斷斷疾病以以及控制制太空飛飛行器和和水下機機器人的的具有不不同程度度人工智智能的計計算機系系統(tǒng)。問問題求解解人工智能能的第一一個大成成就是發(fā)發(fā)展了能能夠求解解難題的的下棋(如國際際象棋)程序。。在下棋棋程序中中應用的的某些技技術，如如向前看看幾步，，并把困困難的問問題分成成一些比比較容易易的子問問題，發(fā)發(fā)展成為為搜索和和問題歸歸約這樣樣的人工工智能基基本技術術。今天天的計算算機程序序能夠下下錦標賽賽水平的的各種方方盤棋、、十五子子棋和國國際象棋棋。另一一種問題題求解程程序把各各種數學學公式符符號匯編編在一起起，其性性能達到到很高的的水平，，并正在在為許多多科學家家和工程程師所應應用。有有些程序序甚至還還能夠用用經驗來來改善其其性能。。邏邏輯推推理與與定理理證明明邏輯推推理是是人工工智能能研究究中最最持久久的子子領域域之一一。其其中特特別重重要的的是要要找到到一些些方法法，只只把注注意力力集中中在一一個大大型數數據庫庫中的的有關關事實實上，，留意意可信信的證證明，，并在在出現(xiàn)現(xiàn)新信信息時時適時時修正正這些些證明明。對對數學學中臆臆測的的定理理尋找找一個個證明明或反反證，，確實實稱得得上是是一項項智能能任務務。為為此不不僅需需要有有根據據假設設進行行演繹繹的能能力，，而且且需要要某些些直覺覺技巧巧。1976年7月，，美國國的阿阿佩爾爾(K.Appel)等等人合合作解解決了了長達達124年年之久久的難難題--四四色定定理。。他們們用三三臺大大型計計算機機，花花去1200小小時CPU時間間，并并對中中間結結果進進行人人為反反復修修改500多處處。四四色定定理的的成功功證明明曾轟轟動計計算機機界。。1.4.3

自然語語言理解NLP(NaturalLanguageProcessing)自自然語言處處理也是人人工智能的的早期研究究領域之一一，已經編編寫出能夠夠從內部數數據庫回答答用英語提提出的問題題的程序，，這些程序序通過閱讀讀文本材料料和建立內內部數據庫庫，能夠把把句子從一一種語言翻翻譯為另一一種語言，，執(zhí)行用英英語給出的的指令和獲獲取知識等等。有些程程序甚至能能夠在一定定程度上翻翻譯從話筒筒輸入的口口頭指令(而不是從從鍵盤打入入計算機的的指令)。。目前語言言處理研究究的主要課課題是：在在翻譯句子子時，以主主題和對話話情況為基基礎，注意意大量的一一般常識--世界知知識和期望望作用的重重要性。人人工工智能在語語言翻譯與與語音理解解程序方面面已經取得得的成就，，發(fā)展為人人類自然語語言處理的的新概念。。自自動動程程序序設設計計也許許程程序序設設計計并并不不是是人人類類知知識識的的一一個個十十分分重重要要的的方方面面，，但但是是它它本本身身卻卻是是人人工工智智能能的的一一個個重重要要研研究究領領域域。。這這個個領領域域的的工工作作叫叫做做自自動動程程序序設設計計。。已已經經研研制制出出能能夠夠以以各各種種不不同同的的目目的的描描述述(例例如如輸輸入入/輸輸出出對對，，高高級級語語言言描描述述，，甚甚至至英英語語描描述述算算法法)來來編編寫寫計計算算機機程程序序。。這這方方面面的的進進展展局局限限于于少少數數幾幾個個完完全全現(xiàn)現(xiàn)成成的的例例子子。。對對自自動動程程序序設設計計的的研研究究不不僅僅可可以以促促進進半半自自動動軟軟件件開開發(fā)發(fā)系系統(tǒng)統(tǒng)的的發(fā)發(fā)展展，，而而且且也也使使通通過過修修正正自自身身數數碼碼進進行行學學習習(即即修修正正它它們們的的性性能能)的的人人工工智智能能系系統(tǒng)統(tǒng)得得到到發(fā)發(fā)展展。。自自動動編編制制一一份份程程序序來來獲獲得得某某種種指指定定結結果果的的任任務務同同證證明明一一份份給給定定程程序序將將獲獲得得某某種種指指定定結結果果的的任任務務是是緊緊密密相相關關的的。。后后者者叫叫做做程程序序驗驗證證。。許許多多自自動動程程序序設設計計系系統(tǒng)統(tǒng)將將產產生生一一份份輸輸出出程程序序的的驗驗證證作作為為額額外外收收獲獲。。專專家系統(tǒng)一般地說，專專家系統(tǒng)是一一個智能計算算機程序系統(tǒng)統(tǒng)，其內部具具有大量專家家水平的某個個領域知識與與經驗，能夠夠利用人類專專家的知識和和解決問題的的方法來解決決該領域的問問題。也就是是說，專家系系統(tǒng)是一個具具有大量專門門知識與經驗驗的程序系統(tǒng)統(tǒng)，它應用人人工智能技術術，根據某個個領域一個或或多個人類專專家提供的知知識和經驗進進行推理和判判斷，模擬人人類專家的決決策過程，以以解決那些需需要專家決定定的復雜問題題。當當前的研究涉涉及有關專家家系統(tǒng)設計的的各種問題。。這些系統(tǒng)是是在某個領域域的專家(他他可能無法明明確表達他的的全部知識)與系統(tǒng)設計計者之間經過過艱苦的反復復交換意見之之后建立起來來的。在已經經建立的專家家咨詢系統(tǒng)中中，有能夠診診斷疾病的(包括中醫(yī)診診斷智能機)，估計潛在在石油等礦藏藏的，研究復復雜有機化合合物結構的以以及提供使用用其它計算機機系統(tǒng)的參考考意見等。發(fā)發(fā)展專家系統(tǒng)統(tǒng)的關鍵是表表達和運用專專家知識，專專家系統(tǒng)即來自人類專專家的并已被被證明對解決決有關領域內內的典型問題題是有用的事事實和過程。。專家系統(tǒng)和和傳統(tǒng)的計算算機程序最本本質的不同之之處在于專家家系統(tǒng)所要解解決的問題一一般沒有算法法解，并且經經常要在不完完全、不精確確或不確定的的信息基礎上上作出結論。。

專家系統(tǒng)統(tǒng)可以解決的的問題一般包包括解釋、預預測、診斷、、設計、規(guī)劃劃、監(jiān)視、修修理、指導和和控制等。高高性能的專家家系統(tǒng)也已經經從學術研究究開始進入實實際應用研究究。隨著人工工智能整體水水平的提高，，專家系統(tǒng)也也獲得發(fā)展。。正在開發(fā)的的新一代專家家系統(tǒng)有分布布式專家系統(tǒng)統(tǒng)和協(xié)同式專專家系統(tǒng)等。。在新一代專專家系統(tǒng)中，，不但采用基基于規(guī)則的方方法，而且采采用基于模型型的原理。機機器學習學習能力無疑疑是人工智能能研究上最突突出和最重要要的一個方面面。人工智能能在這方面的的研究近年來來取得了一些些進展。學習習是人類智能能的主要標志志和獲得知識識的基本手段段。機器學習習(自動獲取取新的事實及及新的推理算算法)是使計計算機具有智智能的根本途途徑。正如香香克(R.Shank)所說："一臺計算機若若不會學習，，就不能稱為為具有智能的的。"此外，機器器學習還有助助于發(fā)現(xiàn)人類類學習的機理理和揭示人腦腦的奧秘。所所以這是一個個始終得到重重視，理論正正在創(chuàng)立，方方法日臻完善善，但遠未達達到理想境地地的研究領域域。1.5

人工工智能對人類類的影響人人工智能對對經濟的影響響人工智能系統(tǒng)統(tǒng)的開發(fā)和應應用，已為人人類創(chuàng)造出可可觀的經濟效效益，專家系系統(tǒng)就是一個個例子。隨著著計算機系統(tǒng)統(tǒng)價格的繼續(xù)續(xù)下降，人工工智能技術必必將得到更大大的推廣，產產生更大的經經濟效益。下下面略舉二例例說明。人人工智能對對經濟的影響響1.專家系統(tǒng)統(tǒng)的效益成功的專家系系統(tǒng)能為它的的建造者、擁擁有者和用戶戶帶來明顯的的經濟效益。。用比較經濟濟的方法執(zhí)行行任務而不需需要有經驗的的專家，可以以極大地減少少勞務開支和和培養(yǎng)費用。。由于軟件易易于復制，所所以專家系統(tǒng)統(tǒng)能夠廣泛傳傳播專家知識識和經驗，推推廣應用數量量有限的和昂昂貴的專業(yè)人人員及其知識識。如如果保護得當當，軟件能被被長期地和完完整地保存。。領領域專業(yè)人員員(如醫(yī)生)難以同時保保持最新的實實際建議(如如治療方案和和方法)，而而專家系統(tǒng)卻卻能迅速地更更新和保存這這類建議，使使終端用戶(如病人)從從中受益。人人工智能對對經濟的影響響2.人工智能能推動計算機機技術發(fā)展人工智能研究究已經對計算算機技術的各各個方面產生生并將繼續(xù)產產生較大影響響。人工智能能應用要求繁繁重的計算，，促進了并行行處理和專用用集成片的開開發(fā)。算法發(fā)發(fā)生器和靈巧巧的數據結構構獲得應用，，自動程序設設計技術將開開始對軟件開開發(fā)產生積極極影響。所有有這些在研究究人工智能時時開發(fā)出來的的新技術，推推動了計算機機技術的發(fā)展展，進而使計計算機為人類類創(chuàng)造更大的的經濟實惠。。人人工智能對對社會的影響響人工智能在給給它的創(chuàng)造者者、銷售者和和用戶帶來經經濟利益的同同時，就象任任何新技術一一樣，它的發(fā)發(fā)展也引起或或即將出現(xiàn)許許多問題，并并使一些人感感到擔心或懊懊惱。人人工智能對對社會的影響響。1.勞務就業(yè)業(yè)問題由于人工智能能能夠代替人人類進行各種種腦力勞動，，將會使一部部分人不得不不改變他們的的工種，甚至至造成失業(yè)。。人工智能在在科技和工程程中的應用，，會使一些人人失去介入信信息處理活動動(如規(guī)劃、、診斷、理解解和決策等)的機會，甚甚至不得不改改變自己的工工作方式。人人工智能對對社會的影響響2.社會結構構變化人們一方面希希望人工智能能和智能機器器能夠代替人人類從事各種種勞動，另一一方面又擔心心它們的發(fā)展展會引起新的的社會問題。。實際上，近近十多年來，，社會結構正正在發(fā)生一種種靜悄悄的變變化。"人-機器"的社社會結構，終終將為"人-智能機器-機器"的社社會結構所取取代。智能機機器人就是智智能機器之一一?，F(xiàn)在和將將來的很多本本來是由人承承擔的工作將將由機器人來來擔任，因此此，人們將不不得不學會與與有智能的機機器相處，并并適應這種變變化了的社會會結構。人人工智能對對社會的影響響3.思維方式式與觀念的變變化人工智能的發(fā)發(fā)展與推廣應應用，將影響響到人類的思思維方式和傳傳統(tǒng)觀念，并并使它們發(fā)生生改變。例如如，傳統(tǒng)知識識一般印在書書本報刊或雜雜志上，因而而是固定不變變的，而人工工智能系統(tǒng)的的知識庫的知知識卻是可以以不斷修改、、擴充和更新新的。又如，，一旦專家系系統(tǒng)的用戶開開始相信系統(tǒng)統(tǒng)(智能機器器)的判斷和和決定，那么么他們就可能能不愿多動腦腦筋，變得懶懶惰，并失去去對許多問題題及其求解任任務的責任感感和敏感性。。那些過分依依賴計算器的的學生，他們們的主動思維維能力和計算算能力也會明明顯下降。過過分地依賴計計算機的建議議而不加分析析地接受，將將會使智能機機器用戶的認認知能力下降降，并增加誤誤解。在設計計和研制智能能系統(tǒng)時，應應考慮到上述述問題，盡量量鼓勵用戶在在問題求解中中的主動性，，讓他們的智智力積極參與與問題求解過過程。人人工智智能對對社會會的影影響4.心心理理上上的的威威脅脅人工工智智能能還還使使一一部部分分社社會會成成員員感感到到心心理理上上的的威威脅脅，，或或叫叫做做精精神神威威脅脅。。人人們們一一般般認認為為，，只只有有人人類類才才具具有有感感知知精精神神，，而而且且以以此此與與機機器器相相別別。。如如果果有有一一天天，，這這些些人人開開始始相相信信機機器器也也能能夠夠思思維維和和創(chuàng)創(chuàng)作作，，那那么么他他們們可可能能會會感感到到失失望望，，甚甚至至感感到到威威脅脅。。他他們們擔擔心心：：有有朝朝一一日日，，智智能能機機器器的的人人工工智智能能會會超超過過人人類類的的自自然然智智能能，，使使人人類類淪淪為為智智能能機機器器和和智智能能系系統(tǒng)統(tǒng)的的奴奴隸隸。。對對于于人人的的觀觀念念(更更具具體體地地指指人人的的精精神神)和和機機器器的的觀觀念念(更更具具體體地地指指人人工工智智能能)之之間間的的關關系系問問題題，，哲哲學學家家、、神神學學家家和和其其它它人人們們之之間間一一直直存存在在著著爭爭論論。。按按照照人人工工智智能能的的觀觀點點，，人人類類有有可可能能用用機機器器來來規(guī)規(guī)劃劃自自己己的的未未來來，，甚甚至至可可以以把把這這個個規(guī)規(guī)劃劃問問題題想想象象為為一一類類狀狀態(tài)態(tài)空空間間搜搜索索。。當當社社會會上上一一部部分分人人歡歡迎迎這這種種新新觀觀念念時時，，另另一一部部分分人人則則發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)這這些些新新觀觀念念是是惹惹人人煩煩惱惱的的和和無無法法接接受受的的，，尤尤其其是是當當這這些些觀觀念念與與他他們們鐘鐘愛愛的的信信仰仰和和觀觀念念背背道道而而馳馳時時。。人人工工智智能能對對社社會會的的影影響響5.技技術術失失控控的的危危險險任何何新新技技術術最最大大危危險險莫莫過過于于人人類類對對它它失失去去了了控控制制，，或或者者是是它它落落入入那那些些企企圖圖利利用用新新技技術術反反對對人人類類的的人人手手中中。。有有人人擔擔心心機機器器人人和和人人工工智智能能的的其其它它制制品品威威脅脅人人類類的的安安全全。。為為此此，，著著名名的的美美國國科科幻幻作作家家阿阿西西莫莫夫夫(I.Asimov)提提出出了了““機機器器人人三三守守則則””：：(1)機機器器人人必必須須不不危危害害人人類類，，也也不不允允許許它它眼眼看看人人類類受受害害而而袖袖手手旁旁觀觀。。(2)機機器器人人必必須須絕絕對對服服從從人人類類，，除除非非這這種種服服從從有有害害于于人人類類。。(3)機機器器人人必必須須保保護護自自身身不不受受傷傷害害，，除除非非為為了了保保護護人人類類或或者者是是人人類類命命令令它它作作出出犧犧牲牲。。我我們們認認為為，，如如果果把把這這個個““機機器器人人三三守守則則””推推廣廣到到整整個個智智能能機機器器，，成成為為““智智能能機機器器三三守守則則””，，那那么么，，人人類類社社會會就就會會更更容容易易接接受受智智能能機機器器和和人人工工智智能能。。人人工工智智能能技技術術是是一一種種信信息息技技術術，，能能夠夠極極快快地地傳傳遞遞。。我我們們必必須須保保持持高高度度警警惕惕,防防止止人人工工智智能能技技術術被被用用于于反反對對人人類類和和危危害害社社會會的的犯犯罪罪(有有的的人人稱稱之之為為““智智能能犯犯罪罪””)。。同同時時，，人人類類有有足足夠夠的的智智慧慧和和信信心心，，能能夠夠研研制制出出防防范范、、檢檢測測和和偵偵破破各各種種智智能能犯犯罪罪活活動動的的智智能能手手段段。。1.5.2

人工智智能對社會會的影響6.引起的的法律問題題人工智能的的應用技術術不僅代替替了人的一一些體力勞勞動，也代代替了人的的某些腦力力勞動，有有時甚至行行使著本應應由人擔任任的職能，，免不了引引起法律糾糾紛。比如如醫(yī)療診斷斷專家系統(tǒng)統(tǒng)萬一出現(xiàn)現(xiàn)失誤，導導致醫(yī)療事事故，怎么么樣來處理理，開發(fā)專專家系統(tǒng)者者是否要負負責任，使使用專家系系統(tǒng)者應負負什么責任任，等等。。人人工智能能的應用將將會越來越越普及，正正在逐步進進入家庭，，使用"機機頂盒"技技術的智能能化電器已已問世?？煽梢灶A料，，將會出現(xiàn)現(xiàn)更多的與與人工智能能的應用有有關的法律律問題，需需要社會在在實踐的基基礎上從法法律角度作作出對這些些問題的解解決方案。。要要通過法法律手段，，對利用人人工智能技技術來反對對人類和危危害社會的的犯罪行為為進行懲罰罰，使人工工智能技術術為人類的的利益作貢貢獻。1.5.3

人工智智能對文化化的影響1.改善人人類知識在重新闡述述我們的歷歷史知識的的過程中，，哲學家、、科學家和和人工智能能學家有機機會努力解解決知識的的模糊性以以及消除知知識的不一一致性。這這種努力的的結果，可可能導致知知識的某些些改善，以以便能夠比比較容易地地推斷出令令人感興趣趣的新的真真理。人人工智能對對文化的影響響2.改善人類類語言根據語言學的的觀點，語言言是思維的表表現(xiàn)和工具，，思維規(guī)律可可用語言學方方法加以研究究，但人的下下意識和潛意意識往往"只只能意會，不不可言傳"。。由于采用人人工智能技術術，綜合應用用語法、語義義和形式知識識表示方法，，我們有可能能在改善知識識的自然語言言表示的同時時，把知識闡闡述為適用的的人工智能形形式。隨著人人工智能原理理日益廣泛傳傳播，人們可可能應用人工工智能概念來來描述他們生生活中的日常常狀態(tài)和求解解各種問題的的過程。人工工智能能夠擴擴大人們交流流知識的概念念集合，為我我們提供一定定狀況下可供供選擇的概念念，描述我們們所見所聞的的方法以及描描述我們的信信念的新方法法。人人工智能對對文化的影響響3.改善文化化生活人工智能技術術為人類文化化生活打開了了許多新的窗窗口。比如圖圖像處理技術術必將對圖形形藝術、廣告告和社會教育育部門產生深深遠的影響。。比如現(xiàn)有的的智力游戲機機將發(fā)展為具具有更高智能能的文化娛樂樂手段。綜綜上分析析我們知道，，人工智能技技術對人類的的社會進步、、經濟發(fā)展和和文化提高都都有巨大的影影響。隨著時時間的推進和和技術的進步步，這種影響響將越來越明明顯地表現(xiàn)出出來。還有一一些影響，可可能是我們現(xiàn)現(xiàn)在難以預測測的?？梢钥峡隙?，人工智智能將對人類類的物質文明明和精神文明明產生越來越越大的影響。。三、博弈樹搜搜索3.1博弈弈概述諸如下棋、打打牌、競技、、戰(zhàn)爭等一類類競爭性智能能活動稱為博博弈。博弈有有很多種，我我們討論最簡簡單的"二人人零和、全信信息、非偶然然"博弈，其其特征如下：：

(1)對壘的的MAX、MIN雙方輪輪流采取行動動，博弈的結結果只有三種種情況：MAX方勝，MIN方敗；；MIN方勝勝，MAX方方??；和局。。

(2)在對壘壘過程中，任任何一方都了了解當前的格格局及過去的的歷史。(3)任任何一方在在采取行動前前都要根據當當前的實際情情況，進行得得失分析，選選取對自已為為最有利而對對對方最為不不利的對策，，不存在擲骰骰子之類的"碰運氣"因因素。即雙方方都是很理智智地決定自己己的行動。三、博博弈樹樹搜索索在博弈弈過程程中，，任何何一方方都希希望自自己取取得勝勝利。。因此此，當當某一一方當當前有有多個個行動動方案案可供供選擇擇時，，他總總是挑挑選對對自己己最為為有利利而對對對方方最為為不利利的那那個行行動方方案。。此時時，如如果我我們站站在MAX方的的立場場上，，則可可供MAX方選選擇的的若干干行動動方案案之間間是"或"關系系，因因為主主動權權操在在MAX方方手里里，他他或者者選擇擇這個個行動動方案案，或或者選選擇另另一個個行動動方案案，完完全由由MAX方方自已已決定定。當當MAX方方選取取任一一方案案走了了一步步后，，MIN方方也有有若干干個可可供選選擇的的行動動方案案，此此時這這些行行動方方案對對MAX方方來說說它們們之間間則是是"與與"關關系，，因為為這時時主動動權操操在MIN方手手里，，這些些可供供選擇擇的行行動方方案中中的任任何一一個都都可能能被MIN方選選中，，MAX方方必須須應付付每一一種情情況的的發(fā)生生。三、博博弈樹樹搜索索這樣，，如果果站在在某一一方(如MAX方，，即MAX要取取勝)，把把上述述博弈弈過程程用圖圖表示示出來來，則則得到到的是是一棵棵"與與或樹樹"。。描述述博弈弈過程程的與與或樹樹稱為為博弈弈樹，，它有有如下下特點點：三、、博博弈弈樹樹搜搜索索(1)博博弈弈的的初初始始格格局局是是初初始始節(jié)節(jié)點點。。(2)在在博博弈弈樹樹中中，，"或或"節(jié)節(jié)點點和和"與與"節(jié)節(jié)點點是是逐逐層層交交替替出出現(xiàn)現(xiàn)的的。。自自己己一一方方擴擴展展的的節(jié)節(jié)點點之之間間是是"或或"關關系系，，對對方方擴擴展展的的節(jié)節(jié)點點之之間間是是"與與"關關系系。。雙雙方方輪輪流流地地擴擴展展節(jié)節(jié)點點。。(3)所所有有自自己己一一方方獲獲勝勝的的終終局局都都是是本本原原問問題題，，相相應應的的節(jié)節(jié)點點是是可可解解節(jié)節(jié)點點；；所所有有使使對對方方獲獲勝勝的的終終局局都都認認為為是是不不可可解解節(jié)節(jié)點點。。我我們們假假定定MAX先先走走，，處處于于奇奇數數深深度度級級的的節(jié)節(jié)點點都都對對應應下下一一步步由由MAX走走，，這這些些節(jié)節(jié)點點稱稱為為MAX節(jié)節(jié)點點，，相相應應地地偶偶數數級級為為MIN節(jié)節(jié)點點。。3.2極極小極大分分析法在二人博弈弈問題中，，為了從眾眾多可供選選擇的行動動方案中選選出一個對對自己最為為有利的行行動方案，，就需要對對當前的情情況以及將將要發(fā)生的的情況進行行分析，通通過某搜索索算法從中中選出最優(yōu)優(yōu)的走步。。在博弈問問題中，每每一個格局局可供選擇擇的行動方方案都有很很多，因此此會生成十十分龐大的的博弈樹，，如果試圖圖通過直到到終局的與與或樹搜索索而得到最最好的一步步棋是不可可能的，比比如曾有人人估計，西西洋跳棋完完整的博弈弈樹約有1040個個節(jié)點。最最常常使用的分分析方法是是極小極大大分析法。。其基本思思想或算法法是：3.2極極小極大分分析法(1)設設博弈的雙雙方中一方方為MAX，另一方方為MIN。然后為為其中的一一方(例如如MAX)尋找一個個最優(yōu)行動動方案。(2)為了了找到當前前的最優(yōu)行行動方案，，需要對各各個可能的的方案所產產生的后果果進行比較較,具體地地說，就是是要考慮每每一方案實實施后對方方可能采取取的所有行行動，并計計算可能的的得分。(3)為計計算得分，，需要根據據問題的特特性信息定定義一個估估價函數，，用來估算算當前博弈弈樹端節(jié)點點的得分。。此時估算算出來的得得分稱為靜靜態(tài)估值。。3.2極極小極大分分析法(4)當當端節(jié)點的的估值計算算出來后，，再推算出出父節(jié)點的的得分，推推算的方法法是：對““或”節(jié)點點，選其子子節(jié)點中一一個最大的的得分作為為父節(jié)點的的得分，這這是為了使使自己在可可供選擇的的方案中選選一個對自自己最有利利的方案；；對“與””節(jié)點，選選其子節(jié)點點中一個最最小的得分分作為父節(jié)節(jié)點的得分分，這是為為了立足于于最壞的情情況。這樣樣計算出的的父節(jié)點的的得分稱為為倒推值。。(5)如如果一個行行動方案能能獲得較大大的倒推值值，則它就就是當前最最好的行動動方案。3.2極極小極大分分析法在博弈問題題中，每一一個格局可可供選擇的的行動方案案都有很多多，因此會會生成十分分龐大的博博弈樹。試試圖利用完完整的博弈弈樹來進行行極小極大大分析是困困難的。可可行的辦法法是只生成成一定深度度的博弈樹樹，然后進進行極小極極大分析,找出當前前最好的行行動方案。。在此之后后，再在已已選定的分分支上擴展展一定深度度，再選最最好的行動動方案。如如此進行下下去，直到到取得勝敗敗的結果為為止，至于于每次生成成博弈樹的的深度，當當然是越大大越好，但但由于受到到計算機存存儲空間的的限制，只只好根據實實際情況而而定。一字棋游戲戲極小極大大分析法設有九個空空格，由MAX，MIN二人人對弈，輪輪到誰走棋棋誰就往空空格上放一一只自己的的棋子，誰誰先使自己己的棋子構構成“三子子成一線””(同一行行或列或對對角線全是是某人的棋棋子)，誰誰就取得了了勝利。一字棋游戲戲極小極大大分析法用叉號表示示MAX，，用圓圈代代表MIN。比如下圖中中就是MIN取勝的的棋局。為為了了不致于生生成太大的的博弈樹，，假設每次次僅擴展兩兩層。估價價函數定義義如下：設棋局為P，估價函函數為e(P)。一字棋游戲戲極小極大大分析法(1)若若P對任何何一方來說說都不是獲獲勝的位置置，則e(P)=e(那些仍仍為MAX空著的完完全的行、、列或對角角線的總數數)-e(那些仍為為MIN空空著的完全全的行、列列或對角線線的總數)(2)若若P是MAX必勝的的棋局，則則e(P)＝+∞。。(3)若若P是B必必勝的棋局局，則e(P)＝-∞。如如右圖圖示,則e(P)=6-4=2一字棋游戲戲極小極大大分析法要注意利用用棋盤位置置的對稱性性,在生成成后繼節(jié)點點的位置時時，下列博博弈結局一字棋游戲戲極小極大大分析法都是相同的的棋局(在在博弈中，，一宇棋的的分枝系數數比較小起起初是由于于對稱性，，而后是由由于棋盤上上未布子的的空格減少少所致)。。圖3.15畫出了了經過兩層層搜索生成成的博弈樹樹，靜態(tài)估估值記在端端節(jié)點下面面，倒推值值記在圓圈圈內。圖3.15應用用于一字棋棋的極小極極大搜索過過程(第一一階段)一字棋游戲戲極小極大大分析法由于右圖所所示位置具具有最大的的倒推值，，它應當選選取為MAX的第一一步（正好好是MAX的最好的的優(yōu)先走步步）。一字棋游戲戲極小極大大分析法現(xiàn)在在我我們們假假設設MAX走走了了這這一一步步，，而而MIN的的回回步步是是直直接接在在X上上方方的的空空格格里里放放上上一一個個圓圓圈圈(對對MAX來來說說這這是是一一步步壞壞棋棋，，他他一一定定沒沒有有采采用用好好的的搜搜索索策策略略)。。下下一一步步，，MAX又又在在新新的的格格局局下下搜搜索索兩兩層層，，產產生生如如圖圖3.16所所示示的的搜搜索索圖圖。。圖3.16應應用用于于一一字字棋棋的的極極小小極極大大搜搜索索過過程程(第第二二階階段段)一字字棋棋游游戲戲極極小小極極大大分分析析法法現(xiàn)在在圖圖中中MAX有有兩兩個個可可能能““最最好好的的””優(yōu)優(yōu)先先走走步步，，假假設設MAX走走了了圖圖上上指指明明的的那那一一步步。。而而MIN為為了了避避免免立立即即敗敗北北被被迫迫走走了了另另一一步步，，從從而而產產生生如如下下棋棋局局：：MAX再再次次搜搜索索，，產產生生如如圖圖3.17所所示示的的樹樹。。圖3.17應應用用于于一一字字棋棋的的極極小小極極大大搜搜索索過過程程(第第三三階階段段)一字字棋棋游游戲戲極極小小極極大大分分析析法法在這這棵棵樹樹中中某某些些端端節(jié)節(jié)點點(例例如如其其中中一一個個標標記記著著A)代代表表MIN獲獲勝勝，，因因此此它它們們的的估估值值為為——∞∞。。當當這這些些估估值值被被倒倒推推回回去去時時，，可可看看到到MAX的的最最好好的的也也是是唯唯一一能能使使他他避避免免立立即即失失敗敗的的一一個個走走步步?！，F(xiàn)現(xiàn)在在，，MIN可可以以看看出出MAX必必然然在在他他的的下下一一走走步步中中獲獲勝勝，，因因此此，，MIN只只好好認認輸輸。。3.3αα-ββ剪剪枝枝技技術術首先先分分析析極極小小極極大大分分析析法法效效率率，，上上述述的的極極小小極極大大分分析析法法，，實實際際是是先先生生成成一一棵棵博博弈弈樹樹，，然然后后再再計計算算其其倒倒推推值值，，至至使使極極小小極極大大分分析析法法效效率率較較低低。。于于是是在在極極小小極極大大分