第1章(1)講：人工智能的誕生

人工智能

ArtificialIntelligence主講黃芳hfang@2015.3人工智能課程教學(xué)主要內(nèi)容:人工智能的探討與發(fā)展學(xué)問表示方法確定性推理智能計(jì)算專家系統(tǒng)課程要求教學(xué)方式：理論(26)+實(shí)踐(6)考核方式：考試(70%)+作業(yè)和試驗(yàn)(30%)課程學(xué)分：2教材及參考書：[1]《人工智能及其應(yīng)用》，第四版，蔡自興，徐光祐．本科生用書．清華高校出版社，2010[2]《ArtificialIntelligence:ANewSynthesis》.N.J.Nilsson.MorganKaufmann,1998;機(jī)械工業(yè)出社，1999[3]《人工智能及其在決策系統(tǒng)中的應(yīng)用》．蔡自興．國(guó)防科技高校出版社，2006[4]《專家系統(tǒng)》，蔡自興，JohnDurkin，龔濤．原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用．科學(xué)出版社，2005人工智能PK人類智能

第一講：人工智能的誕生

主講黃芳hfang@2015.3美夢(mèng)能否成真？人類幻想獨(dú)創(chuàng)各種機(jī)械工具和動(dòng)力機(jī)器，幫助甚至代替人們從事各種體力勞動(dòng)。18世紀(jì)第一次工業(yè)革命中，瓦特獨(dú)創(chuàng)的蒸汽機(jī)開拓了利用機(jī)器動(dòng)力代替人力和畜力的新紀(jì)元。此后，顯著減輕體力勞動(dòng)和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化才成為可能。美夢(mèng)能否成真？人類同樣幻想獨(dú)創(chuàng)各種智能工具和智能機(jī)器，幫助甚至代替人們從事各種腦力勞動(dòng)。20世紀(jì)40年頭計(jì)算機(jī)的獨(dú)創(chuàng)和50年頭人工智能的出現(xiàn)開拓了利用智能機(jī)器代替人類從事腦力勞動(dòng)的新紀(jì)元。此后，顯著減輕腦力勞動(dòng)和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程智能化才成為可能。人工智能與人類智能你認(rèn)為人工智能是否能夠超過人類智能？人工智能與人類智能由于人類對(duì)機(jī)器人“不信任感”擔(dān)憂運(yùn)用機(jī)器人帶來失業(yè)的恐驚，擔(dān)憂“機(jī)器人的智能將要超過人類，從而反客為主，要統(tǒng)治人類”，給人類造成心理威逼。機(jī)器智能不是生命現(xiàn)象，而是一種人為的機(jī)械仿照。將來的高智能機(jī)器人的某些功能，很可能會(huì)超過人，但從總體上看，機(jī)器人智不能超過人類智能。

主要內(nèi)容1.什么是人工智能?2.人工智能是如何發(fā)展起來的？3.人類智能與人工智能的關(guān)系如何？智能？什么是智能？自然智能人類大腦是如何實(shí)現(xiàn)智能的?兩大難題之一：宇宙起源、人腦奇異對(duì)人腦奇異知之甚少人腦結(jié)構(gòu)：含有1011-12個(gè)（千億-萬(wàn)億個(gè)）神經(jīng)元，而且呈現(xiàn)并行分布大腦功能：記憶、思維、視察、分析等對(duì)智能的嚴(yán)格定義有待于人腦奇異的進(jìn)一步揭示與相識(shí)人工（man-made）制品相對(duì)于自然河流，人類開鑿了運(yùn)輸河；相對(duì)于自然衛(wèi)星（如地球的衛(wèi)星—月亮），人類制造了人造衛(wèi)星；相對(duì)于自然纖維（如棉花、蠶絲和羊毛），人類獨(dú)創(chuàng)了維呢絨和滌絨等人造纖維；相對(duì)于自然心臟、自然受精和自然四肢等，人類創(chuàng)建了人工心臟、人工受精（試管嬰兒）、和假肢等人造物品……2009年7月，英國(guó)宣布成功利用人類干細(xì)胞培育出成熟精子（人工精子）。

人工制品人工，即人造的，不是自然的。例子：人工湖，人工河（運(yùn)輸河），人工纖維，人造衛(wèi)星，人工肢腿（假肢假腿），人工腦，人工心臟，人工魚（轉(zhuǎn)基因魚），克隆羊、克隆牛，各種轉(zhuǎn)基因食品……人工智能—機(jī)器人？

星球大戰(zhàn)木牛流馬銅壺漏刻—鐃神報(bào)時(shí)

什么是人工智能?人工智能—ArtificialIntelligence(AI)眾說紛紜目前還沒有統(tǒng)一的定義AI的嚴(yán)格定義依靠于對(duì)智能的定義即要定義人工智能，首先應(yīng)當(dāng)定義智能但智能本身也還無嚴(yán)格定義因此，應(yīng)當(dāng)首先探討人類的自然智能一般說明：人工智能就是用人工的方法在機(jī)器（計(jì)算機(jī)）上實(shí)現(xiàn)的智能，或稱機(jī)器智能、計(jì)算機(jī)靈能。學(xué)問與智能學(xué)問人們通過體驗(yàn)、學(xué)習(xí)或聯(lián)想而知曉的對(duì)客觀世界規(guī)律性的相識(shí)，包括事實(shí)、條件、過程、規(guī)則、關(guān)系和規(guī)律等。智能一種應(yīng)用學(xué)問對(duì)確定環(huán)境或問題進(jìn)行處理的實(shí)力或者進(jìn)行抽象思索的實(shí)力。智能機(jī)器能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)的機(jī)器。人工智能的不同定義AI(實(shí)力)智能機(jī)器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的智能行為，如推斷、推理、證明、識(shí)別、感知、理解、通信、設(shè)計(jì)、思索、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動(dòng)。AI(學(xué)科)計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及探討、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)分支。它的近期目標(biāo)在于探討用機(jī)器來仿照和執(zhí)行人腦的某些功能，并開發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。2.人工智能是如何發(fā)展的？孕育期（1956年前）形成期（1956－1970年）暗淡期（1966－1974年）學(xué)問應(yīng)用期（1970－1988年）集成發(fā)展期（1986年至今）2.人工智能的起源與發(fā)展—孕育期

孕育期（1956以前）亞里斯多德（公元前384—322）：古希臘宏大的哲學(xué)家和思想家，創(chuàng)立了演繹法。他提出的三段論至今仍舊是演繹推理的最基本動(dòng)身點(diǎn)。萊布尼茨(1646—1716)：德國(guó)數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家，把形式邏輯符號(hào)化，奠定了數(shù)理邏輯的基礎(chǔ)。2.人工智能的起源與發(fā)展—孕育期

圖靈(1912—1954)：英國(guó)數(shù)學(xué)家，1936年創(chuàng)立了自動(dòng)機(jī)理論亦稱圖靈機(jī)，1950年在其著作《計(jì)算機(jī)器與智能》中首次提出“機(jī)器也能思維”，被譽(yù)為“人工智能之父”。莫克(1907—1980)：美國(guó)數(shù)學(xué)家、電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的先驅(qū)，1946年研制成功了世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC。2.人工智能的起源與發(fā)展—孕育期

麥克洛奇和皮茲：美國(guó)神經(jīng)生理學(xué)家，1943年建成第一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(MP模型)。維納(1874—1956)：美國(guó)著名數(shù)學(xué)家、限制論創(chuàng)始人。1948年創(chuàng)立了限制論。限制論對(duì)人工智能的影響，形成了行為主義學(xué)派。2.人工智能的起源與發(fā)展—形成期

形成期（1956-1970）AI誕生于一次歷史性的聚會(huì)—達(dá)特茅斯會(huì)議1956年夏季，年輕的美國(guó)學(xué)者麥卡錫、明斯基、朗徹斯特和香農(nóng)共同發(fā)起，邀請(qǐng)莫爾、塞繆爾、紐厄爾和西蒙等參與在美國(guó)達(dá)特茅斯高校舉辦了一次長(zhǎng)達(dá)2個(gè)多月的研討會(huì)，熱情地探討用機(jī)器模擬人類智能的問題。會(huì)上，首次運(yùn)用了“人工智能”這一術(shù)語(yǔ)。這是人類歷史上第一次人工智能研討會(huì)，標(biāo)記著人工智能學(xué)科的誕生，具有特別重要的歷史意義。2.人工智能的起源與發(fā)展—形成期

形成期（1956-1970）快速發(fā)展，過于樂觀1956年，塞繆爾在IBM計(jì)算機(jī)上研制成功了具有自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)實(shí)力的西洋跳棋程序。1957年，紐厄爾、肖(Shaw)和西蒙等研制了一個(gè)稱為邏輯理論機(jī)（LT)的數(shù)學(xué)定理證明程序。1958年，麥卡錫建立了行動(dòng)規(guī)劃詢問系統(tǒng)。1960年紐厄爾等研制了通用問題求解(GPS)程序。麥卡錫研制了人工智能語(yǔ)言LISP。1961年，明斯基發(fā)表了“走向人工智能的步驟”的論文，推動(dòng)了人工智能的發(fā)展。1965年，魯賓遜提出了歸結(jié)（消解）原理。2.人工智能的起源與發(fā)展—暗淡期

暗淡期（1966－1974）過高預(yù)言的失敗，給AI的聲譽(yù)造成重大損害。“20年內(nèi)，機(jī)器將能做人所能做的一切?！? ——西蒙，1965“在3～8年時(shí)間里，我們將研制出具有一般人智力的計(jì)算機(jī)。這樣的機(jī)器能讀懂莎士比亞的著作，會(huì)給汽車上潤(rùn)滑油，會(huì)玩弄政治權(quán)術(shù)，能講笑話，會(huì)爭(zhēng)吵?！闹橇o以倫比?！? ——明斯基，19772.人工智能的起源與發(fā)展—暗淡期

塞繆爾的下棋程序在與世界冠軍對(duì)弈時(shí)，以1比4告負(fù)。歸結(jié)法的實(shí)力有限。當(dāng)用歸結(jié)原理證明“兩連續(xù)函數(shù)之和仍舊是連續(xù)函數(shù)”時(shí)，推了10萬(wàn)步也沒證明出結(jié)果來。把“心有余而力不足”(Thespiritiswillingbutthefleshisweak)的英語(yǔ)句子翻譯成俄語(yǔ)，再翻譯回來時(shí)竟變成了“酒是好的，肉變質(zhì)了”英國(guó)劍橋高校數(shù)學(xué)家詹姆士依據(jù)英國(guó)政府的旨意，發(fā)表一份關(guān)于人工智能的綜合報(bào)告，聲稱人工智能即使不是騙局也是庸人自擾。2.人工智能的起源與發(fā)展—學(xué)問應(yīng)用期學(xué)問應(yīng)用期（1970－1988年）專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人工智能從理論探討走向特地學(xué)問應(yīng)用，是AI發(fā)展史上的一次重要突破與轉(zhuǎn)折。1972-1976年，費(fèi)根鮑姆研制MYCIN專家系統(tǒng)，用于幫助內(nèi)科醫(yī)生診斷細(xì)菌感染疾病，并供應(yīng)最佳處方。1976年，斯坦福高校的杜達(dá)等人研制地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)PROSPECTOR。計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器人、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器翻譯等AI應(yīng)用探討獲得發(fā)展。同時(shí)也出現(xiàn)新的問題2.人工智能的起源與發(fā)展—集成發(fā)展期

集成發(fā)展時(shí)期（1986-）專家系統(tǒng)的不足：應(yīng)用領(lǐng)域狹窄、缺乏常識(shí)性學(xué)問、學(xué)問獲得困難、推理方法單一、沒有分布式功能、不能訪問現(xiàn)存數(shù)據(jù)庫(kù)等，促進(jìn)專家系統(tǒng)的改進(jìn)與發(fā)展。機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能機(jī)器人和行為主義探討趨向熱情和深化。智能計(jì)算(CI）彌補(bǔ)了人工智能中在數(shù)學(xué)理論和計(jì)算上的不足，更新和豐富了人工智能理論框架，使人工智能進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。人工智能的時(shí)代已經(jīng)到來“尤金”在2012年圖靈誕辰100周年的競(jìng)賽上，以29.2%的成果，險(xiǎn)些通過圖靈測(cè)試。庫(kù)茲韋爾預(yù)言,在2045年跨越人工智能超過人類智能的“奇點(diǎn)”。蘋果于2011年正式推出人工智能支配CALO的Siri語(yǔ)音助理，推廣到億萬(wàn)人的手機(jī)上。2012年，多倫多高校的GeofferyHinton宣布在機(jī)器深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域（DeepLearning）達(dá)成重大突破，模擬人類神經(jīng)元的重要獨(dú)創(chuàng)憶阻器，和高通的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片也相繼誕生，人工智能探討的軟硬件條件，都已基本具備。人工智能的時(shí)代已經(jīng)到來Hinton與庫(kù)茲韋爾一起加入Google的X試驗(yàn)室，谷歌的戰(zhàn)略則起先瘋狂向人工智能傾斜。IBM推出超級(jí)計(jì)算機(jī)Watson，并在電視智力競(jìng)賽中戰(zhàn)勝人類對(duì)手，該公司將語(yǔ)音識(shí)別的精度提高了30%，并推出類Siri功能“Cortana個(gè)人助理”。中國(guó)的玩家百度深度學(xué)習(xí)探討院，公布了“百度大腦”項(xiàng)目，宣布該項(xiàng)目已能模擬人腦的200億個(gè)神經(jīng)元，達(dá)到兩三歲孩童的智力水平——這意味著百度的進(jìn)度已經(jīng)是谷歌此前10億個(gè)神經(jīng)元的20倍，在不聲不響中做到了全球領(lǐng)先。2.人工智能的起源與發(fā)展—進(jìn)入新世紀(jì)

1956年夏出席達(dá)特茅斯會(huì)議的部分代表于50年后重逢2006，AI50周年會(huì)議（美國(guó)）莫爾，麥卡錫，明斯基，塞爾夫里奇，索羅蒙夫

2.人工智能的起源與發(fā)展—中國(guó)人工智能在中國(guó)的發(fā)展1981年中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)在長(zhǎng)沙艱難成立，其后長(zhǎng)期得不到國(guó)內(nèi)科技界的認(rèn)同，只能掛靠中國(guó)社會(huì)科學(xué)院哲學(xué)探討所，直到2004年，才得以“返祖歸宗”，掛靠到中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)。1985年前，人工智能在西方國(guó)家得到重視和發(fā)展，而在蘇聯(lián)卻受到批判；我國(guó)人工智能也與“特異功能”一起受到質(zhì)疑，人工智能學(xué)科群專著不能公開出版。2.人工智能的起源與發(fā)展—中國(guó)希望的曙光1986年清華高校校務(wù)委員會(huì)經(jīng)過長(zhǎng)期和三次探討后，確定同意在清華高校出版社出版人工智能著作。我國(guó)首部人工智能、機(jī)器人學(xué)和智能限制著作分別于1987年、1988年和1990年在清華高校出版社、中南工業(yè)高校出版社和電子工業(yè)出版社問世。2.人工智能的起源與發(fā)展—中國(guó)破土而出據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在全國(guó)已編著出版了50多部人工智能、40多部智能限制和近50部機(jī)器人學(xué)的教材/專著。從1987年到1999年2.人工智能的起源與發(fā)展—中國(guó)從2000年到2006年從2007年到2010年2.人工智能的起源與發(fā)展—中國(guó)人工智能探討起步較晚1978年把“智能模擬”納入國(guó)家探討支配。1984年召開了智能計(jì)算機(jī)及其系統(tǒng)學(xué)術(shù)探討會(huì)。1986年起把智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、智能機(jī)器人和智能信息處理等重大項(xiàng)目列入國(guó)家高技術(shù)探討支配。1993年起，把智能限制和智能自動(dòng)化等項(xiàng)目列入國(guó)家科技攀登支配。進(jìn)入21世紀(jì)后，已有更多的人工智能與智能系統(tǒng)探討獲得各種基金支配支持，并與國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的重大需求相結(jié)合，力求做出更大貢獻(xiàn)。2.人工智能的起源與發(fā)展—中國(guó)進(jìn)入新世紀(jì)出現(xiàn)新動(dòng)向請(qǐng)關(guān)注以下2個(gè)問題：“我深信，以人工智能和模式識(shí)別為帶頭的這門新學(xué)科，將為人類邁進(jìn)智能自動(dòng)化時(shí)期做出奠基性貢獻(xiàn)?！薄谓。?988）AI仍屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支？是否已形成“智能科學(xué)”新學(xué)科？3.人類智能與人工智能關(guān)系？符號(hào)處理系統(tǒng)的六種基本功能一個(gè)完善的符號(hào)系統(tǒng)應(yīng)具有下列6種