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(shù)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。總的說來，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(jīng)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(shù)。

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(jīng)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(jié)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(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)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。智智能信息處處理系統(tǒng)的假假設1940年，，維納開始考考慮計算機如如何能像大腦腦一樣工作。。他發(fā)現(xiàn)了二二者的相似性性。維納認為為計算機是一一個進行信息息處理和信息息轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)統(tǒng)，只要這個個系統(tǒng)能得到到數(shù)據(jù)，機器器本身就應該該能做幾乎任任何事情。而而且計算機本本身并不一定定要用齒輪，，導線，軸，，電機等部件件制成。麻省省理工學院的的一位教授為為了證實維納納的這個觀點點，甚至用石石塊和衛(wèi)生紙紙卷制造過一一臺簡單的能能運行的計算算機。維納系系統(tǒng)地創(chuàng)建了了控制論，根根據(jù)這一理論論，一個機械械系統(tǒng)完全能能進行運算和和記憶。人人類智能的的計算機模擬擬著名的英國科科學家圖靈被被稱為人工智智能之父,圖圖靈不僅創(chuàng)造造了一個簡單單的通用的非非數(shù)字計算模模型，而且直直接證明了計計算機可能以以某種被理解解為智能的方方法工作。1950年，，圖靈發(fā)表了了題為《計算算機能思考嗎嗎？》的論文文，給人工智智能下了一個個定義，而且且論證了人工工智能的可能能性。定義智智慧時，如果果一臺機器能能夠通過稱之之為圖靈實驗驗的實驗，那那它就是智慧慧的。圖靈實實驗的本質(zhì)就就是讓人在不不看外型的情情況下不能區(qū)區(qū)別是機器的的行為還是人人的行為時，，這個機器就就是智慧的人人類智能能的計算算機模擬擬圖靈測試試游游戲戲由一男男(A)、一女女(B)和一名名詢問者者(C)進行；；C與A、B被被隔離，，通過電電傳打字字機與A、B對對話。詢詢問者只只知道二二人的稱稱呼是X，Y，，通過提提問以及及回答來來判斷，，最終作作出"X是A，，Y是B"或者者"X是是B，Y是A"的結(jié)論論。游戲戲中，A必須盡盡力使C判斷錯錯誤，而而B的任任務是幫幫助C。。當當一一個機器器代替了了游戲中中的A，，并且機機器將試試圖使得得C相信信它是一一個人。。如果機機器通過過了圖靈靈測試，，就認為為它是"智慧"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

人工工智能的研究究和應用領域域在大多數(shù)學科科中存在著幾幾個不同的研研究領域，每每個領域都有有其特有的感感興趣的研究究課題、研究究技術(shù)和術(shù)語語。在人工智智能中，這樣樣的領域包括括語言處理、、自動定理證證明、智能數(shù)數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)統(tǒng)、視覺系統(tǒng)統(tǒng)、問題求解解、人工智能能方法和程序序語言以及自自動程序設計計等。在過去去30多年中中，已經(jīng)建立立了一些具有有人工智能的的計算機系統(tǒng)統(tǒng)；例如，能能夠求解微分分方程的，下下棋的，設計計分析集成電電路的，合成成人類自然語語言的，檢索索情報的，診診斷疾病以及及控制太空飛飛行器和水下下機器人的具具有不同程度度人工智能的的計算機系統(tǒng)統(tǒng)。問問題求解人工智能的第第一個大成就就是發(fā)展了能能夠求解難題題的下棋(如如國際象棋)程序。在下下棋程序中應應用的某些技技術(shù)，如向前前看幾步，并并把困難的問問題分成一些些比較容易的的子問題，發(fā)發(fā)展成為搜索索和問題歸約約這樣的人工工智能基本技技術(shù)。今天的的計算機程序序能夠下錦標標賽水平的各各種方盤棋、、十五子棋和和國際象棋。。另一種問題題求解程序把把各種數(shù)學公公式符號匯編編在一起，其其性能達到很很高的水平，，并正在為許許多科學家和和工程師所應應用。有些程程序甚至還能能夠用經(jīng)驗來來改善其性能能。邏邏輯推理與與定理證明邏輯推理是人人工智能研究究中最持久的的子領域之一一。其中特別別重要的是要要找到一些方方法，只把注注意力集中在在一個大型數(shù)數(shù)據(jù)庫中的有有關事實上，，留意可信的的證明，并在在出現(xiàn)新信息息時適時修正正這些證明。。對數(shù)學中臆臆測的定理尋尋找一個證明明或反證，確確實稱得上是是一項智能任任務。為此不不僅需要有根根據(jù)假設進行行演繹的能力力，而且需要要某些直覺技技巧。1976年年7月，美國國的阿佩爾(K.Appel)等人人合作解決了了長達124年之久的難難題--四色色定理。他們們用三臺大型型計算機，花花去1200小時CPU時間，并對對中間結(jié)果進進行人為反復復修改500多處。四色色定理的成功功證明曾轟動動計算機界。。自自然語言理理解NLP(NaturalLanguageProcessing)自然語言言處理也是人人工智能的早早期研究領域域之一，已經(jīng)經(jīng)編寫出能夠夠從內(nèi)部數(shù)據(jù)據(jù)庫回答用英英語提出的問問題的程序，，這些程序通通過閱讀文本本材料和建立立內(nèi)部數(shù)據(jù)庫庫，能夠把句句子從一種語語言翻譯為另另一種語言，，執(zhí)行用英語語給出的指令令和獲取知識識等。有些程程序甚至能夠夠在一定程度度上翻譯從話話筒輸入的口口頭指令(而而不是從鍵盤盤打入計算機機的指令)。。目前語言處處理研究的主主要課題是：：在翻譯句子子時，以主題題和對話情況況為基礎，注注意大量的一一般常識--世界知識和和期望作用的的重要性。人人工智智能在語言翻翻譯與語音理理解程序方面面已經(jīng)取得的的成就，發(fā)展展為人類自然然語言處理的的新概念。自自動程序設設計也許程序設計計并不是人類類知識的一個個十分重要的的方面，但是是它本身卻是是人工智能的的一個重要研研究領域。這這個領域的工工作叫做自動動程序設計。。已經(jīng)研制出出能夠以各種種不同的目的的描述(例如如輸入/輸出出對，高級語語言描述，甚甚至英語描述述算法)來編編寫計算機程程序。這方面面的進展局限限于少數(shù)幾個個完全現(xiàn)成的的例子。對自自動程序設計計的研究不僅僅可以促進半半自動軟件開開發(fā)系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展，而且也也使通過修正正自身數(shù)碼進進行學習(即即修正它們的的性能)的人人工智能系統(tǒng)統(tǒng)得到發(fā)展。。自動編制一一份程序來獲獲得某種指定定結(jié)果的任務務同證明一份份給定程序?qū)@得某種指指定結(jié)果的任任務是緊密相相關的。后者者叫做程序驗驗證。許多自自動程序設計計系統(tǒng)將產(chǎn)生生一份輸出程程序的驗證作作為額外收獲獲。1.4.5

專家系系統(tǒng)一般地說，，專家系統(tǒng)統(tǒng)是一個智智能計算機機程序系統(tǒng)統(tǒng)，其內(nèi)部部具有大量量專家水平平的某個領領域知識與與經(jīng)驗，能能夠利用人人類專家的的知識和解解決問題的的方法來解解決該領域域的問題。。也就是說說，專家系系統(tǒng)是一個個具有大量量專門知識識與經(jīng)驗的的程序系統(tǒng)統(tǒng)，它應用用人工智能能技術(shù)，根根據(jù)某個領領域一個或或多個人類類專家提供供的知識和和經(jīng)驗進行行推理和判判斷，模擬擬人類專家家的決策過過程，以解解決那些需需要專家決決定的復雜雜問題。當當前前的研究涉涉及有關專專家系統(tǒng)設設計的各種種問題。這這些系統(tǒng)是是在某個領領域的專家家(他可能能無法明確確表達他的的全部知識識)與系統(tǒng)統(tǒng)設計者之之間經(jīng)過艱艱苦的反復復交換意見見之后建立立起來的。。在已經(jīng)建建立的專家家咨詢系統(tǒng)統(tǒng)中，有能能夠診斷疾疾病的(包包括中醫(yī)診診斷智能機機)，估計計潛在石油油等礦藏的的，研究復復雜有機化化合物結(jié)構(gòu)構(gòu)的以及提提供使用其其它計算機機系統(tǒng)的參參考意見等等。發(fā)展專專家系統(tǒng)的的關鍵是表表達和運用用專家知識識，專專家系系統(tǒng)即來自自人類類專家家的并并已被被證明明對解解決有有關領領域內(nèi)內(nèi)的典典型問問題是是有用用的事事實和和過程程。專專家系系統(tǒng)和和傳統(tǒng)統(tǒng)的計計算機機程序序最本本質(zhì)的的不同同之處處在于于專家家系統(tǒng)統(tǒng)所要要解決決的問問題一一般沒沒有算算法解解，并并且經(jīng)經(jīng)常要要在不不完全全、不不精確確或不不確定定的信信息基基礎上上作出出結(jié)論論。專專家家系統(tǒng)統(tǒng)可以以解決決的問問題一一般包包括解解釋、、預測測、診診斷、、設計計、規(guī)規(guī)劃、、監(jiān)視視、修修理、、指導導和控控制等等。高高性能能的專專家系系統(tǒng)也也已經(jīng)經(jīng)從學學術(shù)研研究開開始進進入實實際應應用研研究。。隨著著人工工智能能整體體水平平的提提高，，專家家系統(tǒng)統(tǒng)也獲獲得發(fā)發(fā)展。。正在在開發(fā)發(fā)的新新一代代專家家系統(tǒng)統(tǒng)有分分布式式專家家系統(tǒng)統(tǒng)和協(xié)協(xié)同式式專家家系統(tǒng)統(tǒng)等。。在新新一代代專家家系統(tǒng)統(tǒng)中，，不但但采用用基于于規(guī)則則的方方法，，而且且采用用基于于模型型的原原理。。機機器學學習學習能能力無無疑是是人工工智能能研究究上最最突出出和最最重要要的一一個方方面。。人工工智能能在這這方面面的研研究近近年來來取得得了一一些進進展。。學習習是人人類智智能的的主要要標志志和獲獲得知知識的的基本本手段段。機機器學學習(自動動獲取取新的的事實實及新新的推推理算算法)是使使計算算機具具有智智能的的根本本途徑徑。正正如香香克(R.Shank)所所說：："一臺計算算機若不不會學習習，就不不能稱為為具有智智能的。。"此外，，機器學學習還有有助于發(fā)發(fā)現(xiàn)人類類學習的的機理和和揭示人人腦的奧奧秘。所所以這是是一個始始終得到到重視，，理論正正在創(chuàng)立立，方法法日臻完完善，但但遠未達達到理想想境地的的研究領領域。1.5人人工智智能對人人類的影影響人人工智能能對經(jīng)濟濟的影響響人工智能能系統(tǒng)的的開發(fā)和和應用，，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。下面面略舉二二例說明明。人人工智能能對經(jīng)濟濟的影響響1.專家家系統(tǒng)的的效益成功的專專家系統(tǒng)統(tǒng)能為它它的建造造者、擁擁有者和和用戶帶帶來明顯顯的經(jīng)濟濟效益。。用比較較經(jīng)濟的的方法執(zhí)執(zhí)行任務務而不需需要有經(jīng)經(jīng)驗的專專家，可可以極大大地減少少勞務開開支和培培養(yǎng)費用用。由于于軟件易易于復制制，所以以專家系系統(tǒng)能夠夠廣泛傳傳播專家家知識和和經(jīng)驗，，推廣應應用數(shù)量量有限的的和昂貴貴的專業(yè)業(yè)人員及及其知識識。如如果果保護得得當，軟軟件能被被長期地地和完整整地保存存。領領域?qū)I(yè)業(yè)人員(如醫(yī)生生)難以以同時保保持最新新的實際際建議(如治療療方案和和方法)，而專專家系統(tǒng)統(tǒng)卻能迅迅速地更更新和保保存這類類建議，，使終端端用戶(如病人人)從中中受益。。人人工智能能對經(jīng)濟濟的影響響2.人工工智能推推動計算算機技術(shù)術(shù)發(fā)展人工智能能研究已已經(jīng)對計計算機技技術(shù)的各各個方面面產(chǎn)生并并將繼續(xù)續(xù)產(chǎn)生較較大影響響。人工工智能應應用要求求繁重的的計算，，促進了了并行處處理和專專用集成成片的開開發(fā)。算算法發(fā)生生器和靈靈巧的數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)獲得應應用，自自動程序序設計技技術(shù)將開開始對軟軟件開發(fā)發(fā)產(chǎn)生積積極影響響。所有有這些在在研究人人工智能能時開發(fā)發(fā)出來的的新技術(shù)術(shù)，推動動了計算算機技術(shù)術(shù)的發(fā)展展，進而而使計算算機為人人類創(chuàng)造造更大的的經(jīng)濟實實惠。人人工智能能對社會會的影響響人工智能能在給它它的創(chuàng)造造者、銷銷售者和和用戶帶帶來經(jīng)濟濟利益的的同時，，就象任任何新技技術(shù)一樣樣，它的的發(fā)展也也引起或或即將出出現(xiàn)許多多問題，，并使一一些人感感到擔心心或懊惱惱。人人工智能能對社會會的影響響。1.勞務務就業(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，將將會使一一部分人人不得不不改變他他們的工工種，甚甚至造成成失業(yè)。。人工智智能在科科技和工工程中的的應用，，會使一一些人失失去介入入信息處處理活動動(如規(guī)規(guī)劃、診診斷、理理解和決決策等)的機會會，甚至至不得不不改變自自己的工工作方式式。人人工智能能對社會會的影響響2.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-機機器"的的社會結(jié)結(jié)構(gòu)，終終將為"人-智智能機器器-機器器"的社社會結(jié)構(gòu)構(gòu)所取代代。智能能機器人人就是智智能機器器之一?！，F(xiàn)在和和將來的的很多本本來是由由人承擔擔的工作作將由機機器人來來擔任，，因此，，人們將將不得不不學會與與有智能能的機器器相處，，并適應應這種變變化了的的社會結(jié)結(jié)構(gòu)。人人工智能能對社會會的影響響3.思維維方式與與觀念的的變化人工智能能的發(fā)展展與推廣廣應用，，將影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的的責任感感和敏感感性。那那些過分分依賴計計算器的的學生，，他們的的主動思思維能力力和計算算能力也也會明顯顯下降。。過分地地依賴計計算機的的建議而而不加分分析地接接受，將將會使智智能機器器用戶的的認知能能力下降降，并增增加誤解解。在設設計和研研制智能能系統(tǒng)時時，應考考慮到上上述問題題，盡量量鼓勵用用戶在問問題求解解中的主主動性，，讓他們們的智力力積極參參與問題題求解過過程。人人工智能能對社會會的影響響4.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。對對于人的的觀念(更具體體地指人人的精神神)和機機器的觀觀念(更更具體地地指人工工智能)之間的的關系問問題，哲哲學家、、神學家家和其它它人們之之間一直直存在著著爭論。。按照人人工智能能的觀點點，人類類有可能能用機器器來規(guī)劃劃自己的的未來，，甚至可可以把這這個規(guī)劃劃問題想想象為一一類狀態(tài)態(tài)空間搜搜索。當當社會上上一部分分人歡迎迎這種新新觀念時時，另一一部分人人則發(fā)現(xiàn)現(xiàn)這些新新觀念是是惹人煩煩惱的和和無法接接受的，，尤其是是當這些些觀念與與他們鐘鐘愛的信信仰和觀觀念背道道而馳時時。人人工智能能對社會會的影響響5.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和人人工智能能的其它它制品威威脅人類類的安全全。為此此，著名名的美國國科幻作作家阿西西莫夫(I.Asimov)提出了了“機器器人三守守則”：：(1)機機器人必必須不危危害人類類，也不不允許它它眼看人人類受害害而袖手手旁觀。。(2)機機器人必必須絕對對服從人人類，除除非這種種服從有有害于人人類。(3)機器器人必須須保護自自身不受受傷害，，除非為為了保護護人類或或者是人人類命令令它作出出犧牲。。我我們們認為，，如果把把這個““機器人人三守則則”推廣廣到整個個智能機機器，成成為“智智能機器器三守則則”，那那么，人人類社會會就會更更容易接接受智能能機器和和人工智智能。人人工智智能技術(shù)術(shù)是一種種信息技技術(shù)，能能夠極快快地傳遞遞。我們們必須保保持高度度警惕,防止人人工智能能技術(shù)被被用于反反對人類類和危害害社會的的犯罪(有的人人稱之為為“智能能犯罪””)。同同時，人人類有足足夠的智智慧和信信心，能能夠研制制出防范范、檢測測和偵破破各種智智能犯罪罪活動的的智能手手段。人人工智能對對社會的影響響6.引起的法法律問題人工智能的應應用技術(shù)不僅僅代替了人的的一些體力勞勞動，也代替替了人的某些些腦力勞動，，有時甚至行行使著本應由由人擔任的職職能，免不了了引起法律糾糾紛。比如醫(yī)醫(yī)療診斷專家家系統(tǒng)萬一出出現(xiàn)失誤，導導致醫(yī)療事故故，怎么樣來來處理，開發(fā)發(fā)專家系統(tǒng)者者是否要負責責任，使用專專家系統(tǒng)者應應負什么責任任，等等。人人工工智能的應用用將會越來越越普及，正在在逐步進入家家庭，使用"機頂盒"技技術(shù)的智能化化電器已問世世。可以預料料，將會出現(xiàn)現(xiàn)更多的與人人工智能的應應用有關的法法律問題，需需要社會在實實踐的基礎上上從法律角度度作出對這些些問題的解決決方案。要要通過過法律手段，，對利用人工工智能技術(shù)來來反對人類和和危害社會的的犯罪行為進進行懲罰，使使人工智能技技術(shù)為人類的的利益作貢獻獻。人人工智能能對文化化的影響響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，，可能導導致知識識的某些些改善，，以便能能夠比較較容易地地推斷出出令人感感興趣的的新的真真理。人人工智智能對對文化化的影影響2.改改善人人類語語言根據(jù)語語言學學的觀觀點，，語言言是思思維的的表現(xiàn)現(xiàn)和工工具，，思維維規(guī)律律可用用語言言學方方法加加以研研究，，但人人的下下意識識和潛潛意識識往往往"只只能意意會，，不可可言傳傳"。。由于于采用用人工工智能能技術(shù)術(shù)，綜綜合應應用語語法、、語義義和形形式知知識表表示方方法，，我們們有可可能在在改善善知識識的自自然語語言表表示的的同時時，把把知識識闡述述為適適用的的人工工智能能形式式。隨隨著人人工智智能原原理日日益廣廣泛傳傳播，，人們們可能能應用用人工工智能能概念念來描描述他他們生生活中中的日日常狀狀態(tài)和和求解解各種種問題題的過過程。。人工工智能能能夠夠擴大大人們們交流流知識識的概概念集集合，，為我我們提提供一一定狀狀況下下可供供選擇擇的概概念，，描述述我們們所見見所聞聞的方方法以以及描描述我我們的的信念念的新新方法法。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(shù)術(shù)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(shù)術(shù)必將對圖形形藝術(shù)、廣告告和社會教育育部門產(chǎn)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(shù)對人類的的社會進步、、經(jīng)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(shù)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(zhì)文明明和精神文明明產(chǎn)生越來越越大的影響。。三、博弈樹樹搜索3.1博博弈概述諸如下棋、、打牌、競競技、戰(zhàn)爭爭等一類競競爭性智能能活動稱為為博弈。博博弈有很多多種，我們們討論最簡簡單的"二二人零和、、全信息、、非偶然"博弈，其其特征如下下：(1)對對壘的MAX、MIN雙方方輪流采取取行動，博博弈的結(jié)果果只有三種種情況：MAX方勝勝，MIN方??；MIN方勝勝，MAX方?。缓秃途?。(2)在對壘壘過程中，，任何一方方都了解當當前的格局局及過去的的歷史。(3)任何何一方在采采取行動前前都要根據(jù)據(jù)當前的實實際情況，，進行得失失分析，選選取對自已已為最有利利而對對方方最為不利利的對策，，不存在擲擲骰子之類類的"碰運運氣"因素素。即雙方方都是很理理智地決定定自己的行行動。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(quán)權(quán)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(quán)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、博弈弈樹搜索索(1)博博弈的的初始格格局是初初始節(jié)點點。(2)在在博弈弈樹中，，"或"節(jié)點和和"與"節(jié)點是是逐層交交替出現(xiàn)現(xiàn)的。自自己一方方擴展的的節(jié)點之之間是"或"關關系，對對方擴展展的節(jié)點點之間是是"與"關系。。雙方輪輪流地擴擴展節(jié)點點。(3)所所有自自己一方方獲勝的的終局都都是本原原問題，，相應的的節(jié)點是是可解節(jié)節(jié)點；所所有使對對方獲勝勝的終局局都認為為是不可可解節(jié)點點。我我們們假定MAX先先走，處處于奇數(shù)數(shù)深度級級的節(jié)點點都對應應下一步步由MAX走，，這些節(jié)節(jié)點稱為為MAX節(jié)點，，相應地地偶數(shù)級級為MIN節(jié)點點。3.2極極小極極大分析析法在二人博博弈問題題中，為為了從眾眾多可供供選擇的的行動方方案中選選出一個個對自己己最為有有利的行行動方案案，就需需要對當當前的情情況以及及將要發(fā)發(fā)生的情情況進行行分析，，通過某某搜索算算法從中中選出最最優(yōu)的走走步。在在博弈問問題中，，每一個個格局可可供選擇擇的行動動方案都都有很多多，因此此會生成成十分龐龐大的博博弈樹，，如果試試圖通過過直到終終局的與與或樹搜搜索而得得到最好好的一步步棋是不不可能的的，比如如曾有人人估計，，西洋跳跳棋完整整的博弈弈樹約有有1040個節(jié)節(jié)點。最最常使用用的分析析方法是是極小極極大分析析法。其其基本思思想或算算法是：：3.2極極小極極大分析析法(1)設設博弈弈的雙方方中一方方為MAX，另另一方為為MIN。然后后為其中中的一方方(例如如MAX)尋找找一個最最優(yōu)行動動方案。。(2)為了了找到當當前的最最優(yōu)行動動方案，，需要對對各個可可能的方方案所產(chǎn)產(chǎn)生的后后果進行行比較,具體地地說，就就是要考考慮每一一方案實實施后對對方可能能采取的的所有行行動，并并計算可可能的得得分。(3)為為計算算得分，，需要根根據(jù)問題題的特性性信息定定義一個個估價函函數(shù)，用用來估算算當前博博弈樹端端節(jié)點的的得分。。此時估估算出來來的得分分稱為靜靜態(tài)估值值。3.2極極小極極大分析析法(4)當當端節(jié)節(jié)點的估估值計算算出來后后，再推推算出父父節(jié)點的的得分，，推算的的方法是是：對““或”節(jié)節(jié)點，選選其子節(jié)節(jié)點中一一個最大大的得分分作為父父節(jié)點的的得分，，這是為為了使自自己在可可供選擇擇的方案案中選一一個對自自己最有有利的方方案；對對“與””節(jié)點，，選其子子節(jié)點中中一個最最小的得得分作為為父節(jié)點點的得分分，這是是為了立立足于最最壞的情情況。這這樣計算算出的父父節(jié)點的的得分稱稱為倒推推值。(5)如如果一一個行動動方案能能獲得較較大的倒倒推值，，則它就就是當前前最好的的行動方方案。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?？煽尚械霓k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(jié)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(jù)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(gòu)構(gòu)成“三子子成一線””(同一行行或列或?qū)蔷€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(shù)定義義如下：設棋局為P，估價函函數(shù)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?qū)墙蔷€的總數(shù)數(shù))-e(那些仍為為MIN空空著的完全全的行、列列或?qū)蔷€線的總數(shù))(2)若若P是是MAX必必勝的的棋局局，則則e(P)＝+∞。。(3)若若P是是B必必勝的的棋局局，則則e(P)＝-∞。。如如右圖圖示,則e(P)=6-4=2一字棋棋游戲戲極小小極大大分析析法要注意意利用用棋盤盤位置置的對對稱性性,在在生成成后繼繼節(jié)點點的位位置時時，下下列博博弈結(jié)結(jié)局一字棋棋游戲戲極小小極大大分析析法都是相相同的的棋局局(在在博弈弈中，，一宇宇棋的的分枝枝系數(shù)數(shù)比較較小起起初是是由于于對稱稱性，，而后后是由由于棋棋盤上上未布布子的的空格格減少少所致致)。。圖3.15畫畫出了了經(jīng)過過兩層層搜索索生成成的博博弈樹樹，靜靜態(tài)估估值記記在端端節(jié)點點下面面，倒倒推值值記在在圓圈圈內(nèi)。。圖3.15應應用用于一一字棋棋的極極小極極大搜搜索過過程(第一一階段段)一字棋棋游戲戲極小小極大大分析析法由于右右圖所所示位位置具具有最最大的的倒推推值，，它應應當選選取為為MAX的的第一一步（（正好好是MAX的最最好的的優(yōu)先先走步步）。。一字棋游戲戲極小極大大分析法現(xiàn)在我們假假設MAX走了這一一步，而MIN的回回步是直接接在X上方方的空格里里放上一個個圓圈(對對MAX來來說這是一一步壞棋，，他一定沒沒有采用好好的搜索策策略)。下下一步，MAX又在在新的格局局下搜索兩兩層，產(chǎn)生生如圖3.16所示示的搜索圖圖。圖3.16應用用于一字棋棋的極小極極大搜索過過程(第二二階段)一字棋游戲戲極小極大大分析法現(xiàn)在圖中MAX有兩兩個可能““最好的””優(yōu)先走步步，假設MAX走了了圖上指明明的那一步步。而MIN為了避避免立即敗敗北被迫走走了另一步步，從而產(chǎn)產(chǎn)生如下棋棋局：MAX再次搜搜索，產(chǎn)生生如圖3.17所示示的樹。圖3.17應用用于一字棋棋的極小極極大搜索過過程(第三三階段)一字棋游戲戲極小極大大分析法在這棵樹中中某些端節(jié)節(jié)點(例如如其中一個個標記著A)代表MIN獲勝勝，因此它它們的估值值為—∞。。當這些估估值被倒推推回去時，，可看到MAX的最最好的也是是唯一能使使他避免立立即失敗的的一個走步步?，F(xiàn)在，，MIN可可以看出MAX必然然在他的下下一走步中中獲勝，因因此，MIN只好認認輸。3.3αα-β剪枝枝技術(shù)首先分析極極小極大分分析法效率率，上述的的極小極大大分析法，，實際是先先生成一棵棵博弈樹，，然后再計計算其倒推推值，至使使極小極大大分析法效效率較低。。于是在極極小極大分分析法的基基礎上提出出了α-ββ剪枝技術(shù)術(shù)。α