人工智能與模糊數(shù)學(xué)2

序論人工智能與模糊數(shù)學(xué)人工智能之父JohnMccarthy人工智能的定義可以分為兩部分，即“人工”和“智能”

“人工”比較好理解，爭議性也不大。

“智能”涉及諸如意識（consciousness）、自我（self）、思維（mind）（包括無意識的思維（unconscious_mind）等等問題。人唯一了解的智能是人本身的智能。但是我們對自身智能的理解非常有限，對構(gòu)成人的智能的必要元素也了解有限，所以就很難定義什么是“人工”制造的“智能”了。因此人工智能的研究往往涉及對人的智能本身的研究。其它關(guān)于動物或其它人造系統(tǒng)的智能也普遍被認為是人工智能相關(guān)的研究課題。一、什么叫人工智能（ArtificialIntelligence）麥卡錫（JohnMcCarthy）：人工智能是使一部機器的反應(yīng)方式就象是一個人在行動時所依據(jù)的智能。尼爾遜（美國斯坦福大學(xué)人工智能研究中心教授）：人工智能是關(guān)于知識的學(xué)科――怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學(xué)。溫斯頓（麻省理工學(xué)院教授）：人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作?，F(xiàn)在通用的描述：所謂人工智能，是指人類的各種智能行為和各類腦力勞動，諸如感知、記憶、情感、判斷、推理、證明、識別、理解、通信、設(shè)計、思考、學(xué)習(xí)等思維活動，可用某種物化了的機器予以人工的實現(xiàn)。二、人工智能的發(fā)展歷程在1955的時候，香農(nóng)等人一起開發(fā)了TheLogicTheorist程序，它是一種采用樹形結(jié)構(gòu)的程序，在程序運行時，它在樹中搜索，尋找與可能答案最接近的樹的分枝進行探索，以得到正確的答案。

這個程序在人工智能的歷史上可以說是有重要地位的，它在學(xué)術(shù)上和社會上帶來的巨大的影響，以至于我們現(xiàn)在所采用的方法思想方法有許多還是來自于這個50年代的程序。1956年6月，達特茅斯會議發(fā)起者：約翰.邁卡錫（JohnMcCarthy）（普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)博士）馬文.明斯基（MarvinMinsky)（人工智能大師，《心智社會》的作者）納撒尼爾.羅徹斯特（NathanielRochester）（IBM計算機設(shè)計者之一）克勞德.香農(nóng)（ClaudeShannon）（信息論創(chuàng)立者）在理論方面，70年代也是大發(fā)展的一個時期，計算機開始有了簡單的思維和視覺。在70年代，另一個人工智能語言Prolog語言誕生了，它和LISP一起幾乎成了人工智能工作者不可缺少的工具。20世紀80年代，數(shù)理邏輯和形式化推理成為人工智能的時尚。關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究和日本的“第五代計算機研制計劃”（即“知識信息處理計算機系統(tǒng)”），把人工智能研究推向高潮。最近20年，計算機技術(shù)飛速發(fā)展，人工智能新增眾多研究方向，各方面研究深入進行，但距離真正的“智能”還很遙遠。實際應(yīng)用機器視覺，指紋識別，人臉識別，視網(wǎng)膜識別，虹膜識別，掌紋識別，專家系統(tǒng),智能搜索，定理證明，博弈，自動程序設(shè)計，航天應(yīng)用等。研究范疇自然語言處理，不確定性的數(shù)學(xué)理論，知識表示，知識獲取，機器學(xué)習(xí)，推理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜系統(tǒng)，智能搜索，規(guī)劃，組合調(diào)度問題，感知問題，模式識別，邏輯程序設(shè)計，軟計算，人工生命，遺傳算法，人類思維方式涉及及學(xué)學(xué)科科哲學(xué)學(xué)，，腦腦科科學(xué)學(xué)，，認認知知科科學(xué)學(xué)，，數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)，，神神經(jīng)經(jīng)生生理理學(xué)學(xué)，，心心理理學(xué)學(xué)，，計計算算機機科科學(xué)學(xué)，，信信息息論論，，控控制制論論，，仿仿生生學(xué)學(xué)，，人人類類學(xué)學(xué)，，語語言言學(xué)學(xué)等等多多個個自自然然科科學(xué)學(xué)和和社社會會科科學(xué)學(xué)的的交交叉叉。。家庭智能機器人類人形機器人寶石般的機器魚，可以執(zhí)行搜尋水中污染物的巡邏任務(wù)機器龍蝦真正正認認識識人人類類大大腦腦是是開開發(fā)發(fā)智智能能機機器器的的必必由由之之路路。?！芙芊蚍?霍霍金金斯斯杰夫夫.霍霍金金斯斯(掌掌上上型型電電腦腦Palmpilot、、智智能能電電話話Treo以以及及許許多多手手持持裝裝置置的的發(fā)發(fā)明明人人，，ONINTELLIGENCE一一書書作作者者)—智智能能究究竟竟是是什什么么？？為為什什么么人人腦腦有有智智能能而而電電腦腦沒沒有有？？為為什什么么一一個個6歲歲的的小小孩孩可可以以在在河河床床的的石石頭頭上上跳跳來來跳跳去去，，姿姿勢勢優(yōu)優(yōu)美美，，而而當(dāng)當(dāng)今今最最先先進進的的機機器器人人卻卻象象行行動動遲遲緩緩的的傻傻瓜瓜？？為為什什么么3歲歲的的小小孩孩已已經(jīng)經(jīng)粗粗通通語語言言，，而而計計算算機機卻卻語語言言不不通通，，枉枉費費了了程程序序師師半半個個世世紀紀以以來來艱艱苦苦卓卓絕絕的的努努力力？？為為什什么么你你能能在在一一秒秒鐘鐘以以內(nèi)內(nèi)分分辨辨貓貓和和狗狗，，而而超超級級計計算算機機卻卻不不能能？？這這些些都都是是亟亟待待破破解解的的斯芬克斯斯之謎。目前的的線索不不少，但但真正需需要的是是一些關(guān)關(guān)鍵性的的見解。?！獑尉兔烂绹陀杏谐汕仙先f的神神經(jīng)科學(xué)學(xué)家，可可惜至今今也沒有有形成一一套有關(guān)關(guān)智能和和大腦工工作原理理的完整整的理論論。大部部分神經(jīng)經(jīng)生物學(xué)學(xué)家不大大考慮有有關(guān)大腦腦的理論論，因為為他們只只貫注于于有關(guān)大大腦的諸諸子系統(tǒng)統(tǒng)的實驗驗，只埋埋頭于收收集更多多的數(shù)據(jù)據(jù)。盡管管一批又又一批的的計算機機工程師師曾經(jīng)嘗嘗試讓計計算機擁擁有智能能，卻一一次次以以失敗而而收場。。我相信信他們會會屢戰(zhàn)屢屢敗，除除非這些些程序師師不再忽忽視計算算機與大大腦之間間的差別別。大腦：人人類的大大腦皮層層平均厚厚度為2.5～～3.0毫米，，分為6個層次次，神經(jīng)經(jīng)細胞約約有140億個個，面積積約2200平平方厘米米，灰色色物質(zhì)層層有四張張A4打打印紙大大小，神神經(jīng)細胞胞的周圍圍還有1000多億個個膠質(zhì)細細胞。。神經(jīng)元：：神經(jīng)元元細胞體體、軸突突、樹突突、樹突突棘。樹樹突棘的的數(shù)量及及分布因因不同神神經(jīng)元而而異，并并可隨功功能而改改變。在在大腦皮皮質(zhì)錐體體細胞和和小腦皮皮質(zhì)蒲肯肯野細胞胞的樹突突上，樹樹突棘數(shù)數(shù)量最多多而明顯顯，一個個蒲肯野野細胞的的樹突棘棘可多達達10萬萬個以上上。三、知識識的不確確定性知識的不不確定性性包括：：隨機性性、模糊糊性、不不完備性性、不協(xié)協(xié)調(diào)性、、非恒常常性研究人工工智能不不能回避避的問題題：語言的不不確定性性常識知識識的不確確定性（一）隨隨機性德國兒歌歌：“你你知道有有多少星星星鑲嵌嵌在藍色色的天空空？你知知道有多多少云朵朵飄浮過過大地？？上帝對對它們作作過清點點，數(shù)字字雖然巨巨大，可可是無一一遺漏。?！毙潜?、云云表多少世紀紀以前，，人們就就能預(yù)測測常見的的天文現(xiàn)現(xiàn)象；但但要想精精確地預(yù)預(yù)測明天天的天氣氣，一般般并不容容易。天文學(xué)和和氣象學(xué)學(xué)所以這這樣不同同，原因因是天文文學(xué)的時時間是可可逆的，，而氣象象學(xué)的時時間是不不同逆的的。牛頓時間間與伯格格森時間間以牛頓理理論為代代表的確確定性科科學(xué)，創(chuàng)創(chuàng)造了給給世界以以精確描描繪的方方法，將將整個宇宇宙看作作是鐘表表式的動動力學(xué)系系統(tǒng)，處處于確定定、和諧諧、有序序的運動動之中。。只要知知道初始始條件就就可以確確定未來來的一切切。愛因斯坦坦與玻爾爾的分歧歧當(dāng)自然科科學(xué)進入入到有大大量要素素組成的的多自由由度體系系時，確確定論不不再有效效。統(tǒng)計力學(xué)學(xué)、量子子力學(xué)、、氣象學(xué)學(xué)、海洋洋學(xué)、進進化論隨機現(xiàn)象象：在完完全相同同的條件件下，一一個試驗驗或觀察察出現(xiàn)的的結(jié)果可可能是不不同的（（即條件件和結(jié)果果沒有必必然的因因果關(guān)系系）。（二）模模糊性楊炳儒教教授與模糊理論論創(chuàng)始人人L.A.Zadeh教授禿頭悖論論命題A：：一根頭頭發(fā)都沒沒有的人人肯定是是禿頭。。命題B：：比禿頭頭多一根根頭發(fā)的的還是禿禿頭。所以命題C：：滿頭烏烏發(fā)是禿禿頭。清晰：非非此即彼彼，明明明白白，，不模棱棱兩可模糊性的的例子季節(jié)交替替、晝夜夜交替、、少年青青年幾乎一切切連續(xù)變變化過程程的定性性描述模糊性根根植于客客觀事物物差異的的中介過過渡性。。就客觀對對象而言言，有的的對象明明顯地呈呈現(xiàn)出非非此即彼彼的性態(tài)態(tài)（清晰晰），有有的對象象明顯地地呈現(xiàn)出出亦此亦亦彼的性性態(tài)（模模糊）。。認為模糊糊知識必必定是靠靠不住的的，這種種看法是是大錯特特錯了。。羅素傳統(tǒng)邏輯輯都習(xí)慣慣于假設(shè)設(shè)使用的的是精確確的符號號，因此此，它不不適用于于塵世生生活，而而僅僅適適用于想想象的天天堂。同計算機機相比，，人腦的的一個優(yōu)優(yōu)越性似似乎是““能夠掌掌握尚未未明確的的含糊概概念”。。大腦的語語言不是是數(shù)學(xué)語語言。馮.諾伊伊曼諾伯特.維納自然語言言的不確確定性自然語言言的不確確定性是是知識不不確定性性的一個個重要研研究內(nèi)容容，而自自然語言言理解又又是人工工智能研研究的重重要內(nèi)容容。語言組織織思思想表達達句句子名名詞謂謂詞詞人們使用用語言時時，詞語語的意思思常常是是模糊的的，詞語語的選擇擇、句子子的表達達、語句句的使用用、句間間的組織織有隨機機性。如果能在在自然語語言的不不確定性性研究方方面有所所突破，，讓計算算機不再再用精確確嚴密的的符號來來計算，，而直接接用自然然語言來來思考，，那么就就可以使使自然語語言理解解乃至人人工智能能取得實實質(zhì)性的的進展。。參考文獻獻：1.人工智能的未來作者：杰夫.霍金斯

出版社：陜西科學(xué)技術(shù)出版社出版日期：2006年1月2.人工智能：一種現(xiàn)代方法作者：羅素Russell,s.諾維格Norvig,P.

出版日期：2006