人工智能通識(shí)教程 第2版 課件 第1章 思考的工具

第2版人工智能通識(shí)教程什么是ChatGPTOpenAI是一家人工智能研究實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行AI研究的目的是促進(jìn)和開發(fā)友好的AI。OpenAI系統(tǒng)運(yùn)行在世界上第五強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)上。馬斯克、微軟都是該組織的捐助者。2020年OpenAI發(fā)布GPT-3，這是一種在大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練的語(yǔ)言模型，旨在用自然語(yǔ)言回答問(wèn)題，但它也可以在語(yǔ)言之間進(jìn)行翻譯并連貫地生成即興文本。什么是ChatGPT2021年OpenAI推出DALL-E，這是一種深度學(xué)習(xí)模型，可以從自然語(yǔ)言描述中生成數(shù)字圖像。2022年12月，OpenAI推出基于GPT-3.5的新型AI聊天機(jī)器人ChatGPT，受到媒體的廣泛報(bào)道。在發(fā)布僅兩個(gè)月后就擁有1億用戶（成為史上用戶增長(zhǎng)最快的應(yīng)用）。2023年3月14日，OpenAI發(fā)布了GPT-4聊天機(jī)器人語(yǔ)言模型。相比GPT3.5，GPT4.0訪問(wèn)更加穩(wěn)定，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，并且更加符合我們?nèi)祟惖乃季S方式。簡(jiǎn)而言之，更智能！什么是MidjourneyMidjourney（簡(jiǎn)稱MJ）是AI繪圖里實(shí)用性最強(qiáng)的軟件，其開發(fā)團(tuán)隊(duì)是美國(guó)舊金山的小型自籌資金團(tuán)隊(duì)，專注于設(shè)計(jì)、人類基礎(chǔ)設(shè)施和人工智能。MJ是一個(gè)致力于探索新的思維方式并擴(kuò)展人類的想象力的人工智能繪圖平臺(tái)。它于2022年7月12日首次公測(cè)，并于2022年3月14日正式以架設(shè)在Discord上的服務(wù)器形式推出，用戶注冊(cè)Discord并加入MJ服務(wù)器即可開始AI創(chuàng)作。ChatGPT+Midjourney一雙丹鳳三角眼，兩彎柳葉吊梢眉，身量苗條，體格風(fēng)騷，粉面含春威不露，丹唇未啟笑先聞。ApairofDanfengtriangleeyes,Twocurvedwillowleaveshangingeyebrows,Slimandcoquettish,Powdernoodlescontainspringpower,Dandidn'tsmileandsmellfirst.谷歌翻譯：王熙鳳ChatGPT+Midjourney一雙丹鳳三角眼，兩彎柳葉吊梢眉，身量苗條，體格風(fēng)騷，粉面含春威不露，丹唇未啟笑先聞。ApairofDanfengtriangleeyes,Twocurvedwillowleaveshangingeyebrows,Slimandcoquettish,Powdernoodlescontainspringpower,Dandidn'tsmileandsmellfirst.谷歌翻譯：王熙鳳第1章周蘇教授QQ：81505050思考的工具導(dǎo)讀案例：聰明的漢斯大約在1900年，德國(guó)柏林有一匹馬，人稱“聰明的漢

斯”，據(jù)說(shuō)這匹馬精通數(shù)學(xué)。01計(jì)算的淵源02巴貝奇與數(shù)學(xué)機(jī)器03計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)04計(jì)算機(jī)的智能行為目錄/CONTENTS05人工智能大師人類，又稱智人，即有智慧的人，這是因?yàn)橹悄軐?duì)于人類來(lái)說(shuō)尤其重要。幾千年來(lái)，人們一直在試圖理解人類是如何思考和行動(dòng)的，不斷地了解人類的大腦是如何憑借它那小部分的物質(zhì)去感知、理解、預(yù)測(cè)并操縱一個(gè)遠(yuǎn)比其自身更大更復(fù)雜的世界。第1章思考的工具人工智能（artificialintelligence，AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支，它涉及理解和構(gòu)建智能實(shí)體，并確保這些機(jī)器在各種情況下都能有效和安全地行動(dòng)。人工智能對(duì)世界的影響“將超過(guò)迄今為止人類歷史上的任何事物”，它包含從學(xué)習(xí)、推理、感知等通用領(lǐng)域到下棋、數(shù)學(xué)證明、寫詩(shī)、駕駛或疾病診斷等子領(lǐng)域，人工智能可以與任何智能任務(wù)產(chǎn)生聯(lián)系。第1章思考的工具PART01計(jì)算的淵源幾千年來(lái)，人類一直在利用工具幫助其思考。最原始的工具之一可能就是小鵝卵石了。牧羊人會(huì)將與羊群數(shù)量一致的小石頭放在包里隨身攜帶。當(dāng)他想要確定是否所有羊都在時(shí)，只需要數(shù)一只羊

掏出一顆石頭，如果包里的石頭還有剩余，

那一定是有羊走丟了。1.1計(jì)算的淵源從人們開始用石頭代表數(shù)字，慢慢地，用來(lái)代表5、10、12、20等不同數(shù)字的石頭也就出現(xiàn)了，中世紀(jì)無(wú)處不在的計(jì)數(shù)板就直接來(lái)源于此，同樣的理念還催生了現(xiàn)代算盤。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類發(fā)明的如計(jì)算尺和計(jì)算器這樣的工具，在一定程度上減輕了人們的腦力勞動(dòng)量。1.1計(jì)算的淵源古人利用機(jī)械進(jìn)行的腦力勞動(dòng)遠(yuǎn)不止計(jì)數(shù)。地處英格蘭威爾特郡索爾茲伯里平原上，約建造于公元前2300年左右的巨石陣，是歐洲著名的史前時(shí)代文化神廟遺址，它由一些約重50噸的巨大石頭組成，呈環(huán)形屹立在綠色的曠野間。巨石陣的主軸線、通往石柱的古道和夏至日早晨初升的太陽(yáng)在同一條線上，其中還有兩塊石頭的連線指向冬至日落的方向。在英國(guó)人的心目中，這是一個(gè)神圣的地方。1.1.1巨石陣巨石陣遺跡被用來(lái)確定冬至和夏至，同時(shí)也可以用于預(yù)測(cè)日食及其他天文事件，其實(shí)數(shù)字就蘊(yùn)藏在它們的結(jié)構(gòu)中。比如，遺跡正中呈馬蹄形分布的19塊巨石，太陽(yáng)和月亮的位置以19年為一周期周而復(fù)始。按照這種做法，人們只要每個(gè)月將標(biāo)記從一塊石頭移到另一塊石頭上，就可以利用它們來(lái)預(yù)測(cè)日食。日食的發(fā)生十分不穩(wěn)定，取決于特定時(shí)間內(nèi)不同長(zhǎng)度的幾個(gè)周期的重合，因此，預(yù)測(cè)日食需要人們進(jìn)行大量艱辛的計(jì)算，能夠追蹤這些周期的工具自然就十分珍貴。不過(guò)，并沒(méi)有證據(jù)表明古人曾出于這樣的目的使用過(guò)這個(gè)巨石陣。石陣中的數(shù)字很可能只是用于展現(xiàn)圣知，展現(xiàn)神的力量。1.1.1巨石陣1900年，一群海洋潛水員在希臘的安提基特拉島附近發(fā)現(xiàn)了一艘位于海平面以下約45米的羅馬船只殘骸。當(dāng)?shù)卣篮笈煽脊艑W(xué)家對(duì)沉船進(jìn)行了為期一年的考察，還原了許多物件。在這些物件中，人們發(fā)現(xiàn)了許多目前認(rèn)為是天體觀測(cè)儀的金屬殘片，這些殘片被嚴(yán)重腐蝕，只是表面上還留有轉(zhuǎn)盤的痕跡，被稱之為安提基特拉機(jī)械殘片。1.1.2安提基特拉機(jī)械人們花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才揭開這個(gè)機(jī)械的秘密。1951年拍攝的X光片證明它比我們?cè)氲囊獜?fù)雜得多。直到21世紀(jì)，人們才得以利用先進(jìn)科技辨別它的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，這一探索過(guò)程至今仍在進(jìn)行當(dāng)中。安提基特拉機(jī)械可追溯至公元前150—前100年，它包含至少36個(gè)手工齒輪，只需要設(shè)置日期盤，就能夠預(yù)測(cè)太陽(yáng)和月亮的位置以及某些恒星的上升和下降。該機(jī)械可能還曾被用于預(yù)測(cè)日食，因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)在一塊殘片上，19年這一周期被刻成了螺旋狀，此外，很有可能它還展示了當(dāng)時(shí)所知的五顆行星的位置。它的操作可謂神奇，只要簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)動(dòng)手柄就可以查看天際旋轉(zhuǎn)，工藝如此復(fù)雜的機(jī)械恐怕再過(guò)一千年都很難被復(fù)刻，其價(jià)值難以估量。1.1.2安提基特拉機(jī)械傳說(shuō)在13世紀(jì)左右，一個(gè)德國(guó)商人告訴他的兒子，如果他只是想學(xué)加法和減法，上德國(guó)的大學(xué)就足夠了，但如果他還想要學(xué)乘法和除法，那就必須去意大利才行。數(shù)千年甚至數(shù)萬(wàn)年來(lái)，人類智商并沒(méi)有什么突破性的變化，簡(jiǎn)單的算術(shù)何以變得如此困難呢？因?yàn)楫?dāng)時(shí)所有的數(shù)字都是用羅馬數(shù)字寫成的，只要想象一下將VI乘以VII得到XLII的復(fù)雜程度，就能想到像今天一樣在紙上計(jì)算是完全不可能的，這種復(fù)雜的操作需要依賴于計(jì)數(shù)板才能進(jìn)行。板的表面標(biāo)有網(wǎng)格，有表示個(gè)位、十位、百位等的豎列。1.1.3阿拉伯?dāng)?shù)字人們將計(jì)數(shù)器放在板上，按照規(guī)則進(jìn)行計(jì)算，與我們的長(zhǎng)除法和長(zhǎng)乘法大致相同，這些計(jì)數(shù)板讓算術(shù)成為可能。但正如上面的故事所表現(xiàn)出來(lái)的那樣，這個(gè)過(guò)程一點(diǎn)也不容易。實(shí)際上，古印度很早就想出了解決這些難題的方法。印度數(shù)學(xué)家使用一套十位數(shù)碼，規(guī)定每個(gè)位置的數(shù)字所代表的數(shù)位，按個(gè)、十、百依次類推。這一規(guī)則與今天的進(jìn)位制一致，在讀到“234”這個(gè)數(shù)字時(shí)，我們可以知道它包含了兩個(gè)一百、三個(gè)十及個(gè)位數(shù)四。1.1.3阿拉伯?dāng)?shù)字這個(gè)概念一路向西經(jīng)過(guò)阿拉伯傳到了歐洲，途中遭遇了無(wú)數(shù)質(zhì)疑和抵制的目光。遭受非議最多的就是數(shù)字“0”，在那之前這個(gè)數(shù)字幾乎沒(méi)有被提及過(guò)。有時(shí)候“0”沒(méi)有實(shí)際意義，比如，出現(xiàn)在數(shù)字“3”前面構(gòu)成“03”時(shí)，“03”和“3”在本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別。但有些時(shí)候它可以與其他數(shù)字相乘，構(gòu)成十位數(shù)、百位數(shù)，甚至更大數(shù)位的數(shù)字，比如，“30”和“3”就完全不同了。與印度數(shù)碼不同，每一個(gè)羅馬數(shù)字的值都是恒定不變的，“I”就代表1，“X”就代表10。一開始，“0”不是被當(dāng)成數(shù)字對(duì)待，而是不倫不類的外來(lái)者。然而，隨著時(shí)間的推移，新方法的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，并最終取代了原來(lái)的舊體系，從而大大提高了計(jì)算速度和解答復(fù)雜問(wèn)題的能力。1.1.3阿拉伯?dāng)?shù)字PART02巴貝奇與數(shù)學(xué)機(jī)器1821年，英國(guó)數(shù)學(xué)家兼發(fā)明家查爾斯·巴貝奇開始了對(duì)數(shù)學(xué)機(jī)器的研究，這也成為他幾乎奮斗一生的事業(yè)。不像今天我們擁有的便攜式計(jì)算器和智能手機(jī)應(yīng)用，當(dāng)時(shí)人們還沒(méi)有辦法快速解決復(fù)雜計(jì)算問(wèn)題，只能通過(guò)紙筆運(yùn)算，過(guò)程漫長(zhǎng)并且極有可能出錯(cuò)。于是，人們針對(duì)一些特殊應(yīng)用制成了相應(yīng)的速算表格，例如，可以根據(jù)給定的貸款利率確定還款額，或計(jì)算一定范圍內(nèi)的槍支射角和裝載量，但由于這些表格需要手工排版和描繪，所以出錯(cuò)還是在所難免。1.2巴貝奇與數(shù)學(xué)機(jī)器一次，巴貝奇在與好友約翰·赫歇爾費(fèi)盡心思檢查這樣的函數(shù)表時(shí)，不禁感嘆：如果這些計(jì)算能通過(guò)蒸汽動(dòng)力執(zhí)行該有多好！這位天才數(shù)學(xué)家也因此立志要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。1.2巴貝奇與數(shù)學(xué)機(jī)器在英國(guó)政府的資金支持下，巴貝奇創(chuàng)造了差分機(jī)。差分機(jī)與我們熟知的計(jì)算機(jī)不同，它只能進(jìn)行諸如編制表格這樣的簡(jiǎn)單計(jì)算。差分機(jī)體積龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重達(dá)3.6公噸（4噸）。然而，由于巴貝奇與工匠在機(jī)器零部件方面產(chǎn)生分歧，英國(guó)政府在支出1.75萬(wàn)英鎊后也對(duì)該項(xiàng)目失去了信心，因此差分機(jī)一直都沒(méi)能最終完成。1.2.1差分機(jī)在差分機(jī)工程停歇的時(shí)候，巴貝奇遇見了時(shí)年17歲的數(shù)學(xué)家埃達(dá)·拜倫，她是詩(shī)人拜倫勛爵的女兒。巴貝奇被埃達(dá)的數(shù)學(xué)能力所折服，邀請(qǐng)埃達(dá)參觀差分機(jī)，埃達(dá)也癡迷上了這類機(jī)器。1.2.1差分機(jī)巴貝奇繼續(xù)進(jìn)行他的工作，不過(guò)不再是差分機(jī)，而是一項(xiàng)被稱為分析機(jī)的更加宏大的工程。分析機(jī)利用了與提花機(jī)所用類似的鑿孔卡紙，可以勝任所有數(shù)學(xué)計(jì)算，本有希望成為真正的機(jī)械計(jì)算機(jī)。1.2.2分析機(jī)1801年提花織機(jī)首次面世，這是第一臺(tái)使用鑿孔卡紙來(lái)記錄數(shù)據(jù)的設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是利用紙帶鑿孔控制頂針穿入，代替經(jīng)緯線組織點(diǎn)。提花機(jī)能夠編織出復(fù)雜精美的花樣，大大提高了紡織效率。1.2.2分析機(jī)1842年，巴貝奇請(qǐng)求埃達(dá)幫他將一篇與機(jī)器相關(guān)的法文文章翻譯成英文，并按照她的理解添加注解。埃達(dá)在注解中包含了一套機(jī)器編程系統(tǒng)，這也被認(rèn)為是人類首個(gè)出版的計(jì)算機(jī)程序，埃達(dá)因此被人們稱為第一位計(jì)算機(jī)程序員?？梢院艽_定地說(shuō)，埃達(dá)對(duì)分析機(jī)的了解程度不比除巴貝奇之外的任何人低，然而她卻對(duì)機(jī)器能帶來(lái)智能產(chǎn)物這一點(diǎn)深感懷疑。她曾寫道：“分析機(jī)不該自命不凡，自詡無(wú)論什么問(wèn)題都能解決。它只能完成我們告訴它應(yīng)該怎么做的事情。它能遵循分析，但沒(méi)有能力預(yù)測(cè)任何解析關(guān)系或事實(shí)。它的職責(zé)就是幫助我們利用那些我們已經(jīng)熟知了的事情?！?.2.2分析機(jī)分析機(jī)的制造仍然沒(méi)有完成，甚至設(shè)計(jì)都不完整，自始至終只是一系列局部圖表而已。然而，在研究分析機(jī)的過(guò)程中，巴貝奇總結(jié)了一些原則和提升空間，從而提出了一套全新的差分機(jī)設(shè)計(jì)方案。缺乏資金支持的第二代差分機(jī)后來(lái)還是被制作了出來(lái)。1985—2002年，倫敦科學(xué)博物館根據(jù)巴貝奇的設(shè)計(jì)方案，利用19世紀(jì)可以得到的材料，在容差范圍內(nèi)完成了二代差分機(jī)的制作，機(jī)器也正如巴貝奇預(yù)料的那樣能正常工作。1.2.2分析機(jī)公元8年，羅馬詩(shī)人奧維德完成了他的15卷史詩(shī)《變形記》，其中（第十卷，故事七）包含了皮格瑪利翁的故事。皮格瑪利翁厭棄身邊女子的頹靡做派，雕刻了一座象牙少女像并愛上了她，他將雕像當(dāng)成自己的妻子，給她穿上華美的衣裳，戴上美麗的珠寶，甚至與她同床共枕。維納斯節(jié)來(lái)臨時(shí)，他真摯地祈禱：“如果神能夠賦予一切，請(qǐng)將這座象牙雕像變成我的妻子。”維納斯聽到了他的禱告，當(dāng)他再次回到雕像身邊時(shí)，驚訝地發(fā)現(xiàn)雕像竟在他的愛撫下變成了一位活生生的少女。1.2.3“機(jī)器人”的由來(lái)除了表現(xiàn)人類癡迷于人工智能，很明顯，這個(gè)故事背后還蘊(yùn)藏著其他含義，它表明，在那個(gè)時(shí)代，將無(wú)生命的物體變成有生命的存在并不是一件不可思議的事情?？ɡ谞枴で∨蹇说摹读_梭的萬(wàn)能工人》是一部于1920年首次展演的舞臺(tái)劇。該劇的捷克語(yǔ)劇名被譯為英語(yǔ)，其中的“Robot”一詞就源于古捷克語(yǔ)，意為“強(qiáng)迫性勞工”。該劇中的機(jī)器人（Robot）不是機(jī)械裝置，而是沒(méi)有情感的人造生命體。一開始這些機(jī)器人還沒(méi)有近似人類，直到最后，在消滅了人類種族之后，它們才擁有了愛的能力。1.2.3“機(jī)器人”的由來(lái)PART03計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)科學(xué)家創(chuàng)造出了汽車、火車、飛機(jī)、收音機(jī)這樣無(wú)數(shù)的技術(shù)系統(tǒng)，它們模仿并拓展了人類身體器官的功能。但是，技術(shù)系統(tǒng)能不能模仿人類大腦的功能呢？到目前為止，人們對(duì)人類大腦還知之甚少，僅僅知道它是由100億到1000億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成的器官，模仿它或許是天下最困難的事情了。1.3計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)20世紀(jì)40年代，那時(shí)候還沒(méi)有“計(jì)算機(jī)（Computer）”這個(gè)詞。在Z3計(jì)算機(jī)、離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)和小規(guī)模實(shí)驗(yàn)機(jī)面世之前，“Computer”指的是做計(jì)算的人。這些計(jì)算員在桌子前一坐就是一整天，面對(duì)一張紙、一份打印的指示手冊(cè)，可能還有一臺(tái)機(jī)械加法機(jī)，按照指令一步步地費(fèi)力工作，最后得出一個(gè)結(jié)果。只有他們足夠仔細(xì)，結(jié)果才可能正確。1.3計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)面對(duì)全球沖突，戰(zhàn)爭(zhēng)的雙方都會(huì)通過(guò)無(wú)線電發(fā)送命令和戰(zhàn)略信息，而這些信號(hào)同樣可以被敵方截獲，為了防止信息泄露，軍方會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行加密。能否破解敵方編碼關(guān)乎著成百上千人的性命，自動(dòng)化破解過(guò)程顯然大有裨益。于是，一幫數(shù)學(xué)家開始致力于盡可能快地解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題。這樣，到戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí)，人們已經(jīng)制造出了兩臺(tái)機(jī)器，它們可以被看做是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的源頭。1.3.1為戰(zhàn)爭(zhēng)而發(fā)展的計(jì)算機(jī)器一臺(tái)是美國(guó)的電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)（ENIAC），它被譽(yù)為世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，另一臺(tái)是英國(guó)的巨人計(jì)算機(jī)（Colossus）。這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)都不能像今天的計(jì)算機(jī)一樣進(jìn)行編程，配置新任務(wù)時(shí)需要進(jìn)行移動(dòng)電線和推動(dòng)開關(guān)等一系列操作。但受其制造經(jīng)驗(yàn)的啟發(fā)，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后僅用了三年的時(shí)間，第一臺(tái)真正意義上的計(jì)算機(jī)就成功問(wèn)世了。1.3.1為戰(zhàn)爭(zhēng)而發(fā)展的計(jì)算機(jī)器早期計(jì)算機(jī)，諸如英國(guó)曼切斯特大學(xué)研制的小規(guī)模實(shí)驗(yàn)機(jī)（SSEM）和美國(guó)陸軍彈道研究實(shí)驗(yàn)室研制的離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)（EDVAC）已經(jīng)具備了真正計(jì)算機(jī)的特性，它們是通用的，此外，它們的存儲(chǔ)器還會(huì)對(duì)程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。Z3計(jì)算機(jī)是第二次世界大戰(zhàn)期間德國(guó)研制成功的，比同盟國(guó)所有計(jì)算機(jī)都要先進(jìn)，作為通用計(jì)算機(jī)，它與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)唯一不同之處，是其利用紙帶而非存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)程序。1943年，Z3計(jì)算機(jī)在盟軍對(duì)柏林的空襲中毀于一旦。而ENIAC計(jì)算機(jī)專為美國(guó)陸軍軍械部隊(duì)所造，主要用于計(jì)算大炮射程表，對(duì)氫彈研制背后的數(shù)學(xué)計(jì)算也做出了重要貢獻(xiàn)。1.3.1為戰(zhàn)爭(zhēng)而發(fā)展的計(jì)算機(jī)器在第二次世界大戰(zhàn)期間，人們?yōu)橥瓿商囟ㄈ蝿?wù)而研制的計(jì)算機(jī)，如同差分機(jī)一樣只能進(jìn)行一項(xiàng)計(jì)算工作，如果目標(biāo)任務(wù)改變就必須重新再設(shè)計(jì)一臺(tái)。因此，為了簡(jiǎn)化操作，人們推出了電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)，它由一系列零部件構(gòu)成，通過(guò)線路的不同組合可以進(jìn)行不同計(jì)算。由此，在面對(duì)新任務(wù)時(shí)，人們不再需要重新制造計(jì)算機(jī)，只要將一臺(tái)機(jī)器的線路重新組合即可。1.3.1為戰(zhàn)爭(zhēng)而發(fā)展的計(jì)算機(jī)器今天，計(jì)算機(jī)幾乎存在于所有電子設(shè)備之中，通常只是因?yàn)樗绕渌x項(xiàng)都要便宜，這類計(jì)算機(jī)被稱為嵌入式計(jì)算機(jī)。比起亂七八糟的一堆組件，嵌入式計(jì)算機(jī)只用一個(gè)簡(jiǎn)單芯片就可以實(shí)現(xiàn)所有功能。這類計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度不同、體積大小不一，但從根本上講，它們的功用都是一樣的。1.3.2計(jì)算機(jī)無(wú)處不在烤面包機(jī)內(nèi)嵌的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器可能無(wú)法運(yùn)行電子制表程序，它也沒(méi)有顯示屏、鍵盤和鼠標(biāo)供人機(jī)交互使用，但這些都是物理限制。如果為其配備更高級(jí)的存儲(chǔ)器和合適的外圍設(shè)備，它同樣能夠用來(lái)運(yùn)行指定的任何程序。事實(shí)上，這類計(jì)算機(jī)大部分只在工廠進(jìn)行一次編程，這樣做是為了對(duì)運(yùn)行的程序進(jìn)行加密，同時(shí)降低可能因改編程序引起的售后服務(wù)成本。與臺(tái)式計(jì)算機(jī)相比，嵌入式計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度要慢得多。1.3.2計(jì)算機(jī)無(wú)處不在機(jī)器人其實(shí)就是配有特殊外圍設(shè)備的電子設(shè)備，諸如手臂和輪子，以幫助其與外部環(huán)境進(jìn)行交互。機(jī)器人內(nèi)部的計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)行程序，它的攝像頭拍攝物體影像后，相關(guān)程序通過(guò)數(shù)據(jù)中心里的貓和狗的照片就可以對(duì)影像進(jìn)行區(qū)分，以此來(lái)幫助機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中辨認(rèn)物體。1.3.2計(jì)算機(jī)無(wú)處不在電子計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱計(jì)算機(jī)，俗稱電腦，是一種通用的信息處理機(jī)器，它能執(zhí)行可以充分詳細(xì)描述的任何過(guò)程。用于描述解決特定問(wèn)題的步驟序列稱為算法，算法可以變成軟件（程序）以確定硬件（物理機(jī)）能做什么。創(chuàng)建軟件的過(guò)程稱為程序設(shè)計(jì)，也稱編程。1.3.3通用計(jì)算機(jī)中國(guó)的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生于1958年。在2023年6月的榜單中，進(jìn)入全球超算前十強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)中，中國(guó)入圍兩家，神威·太湖之光和天河二號(hào)位列第七和第十。1.3.3通用計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)主要有運(yùn)行速度較快、處置信息能力較強(qiáng)、應(yīng)用范圍較廣等。與一般計(jì)算機(jī)比較起來(lái)，信息處理量愈多，對(duì)于量子計(jì)算機(jī)實(shí)施運(yùn)算也就愈加有利，也就更能確保運(yùn)算具備精準(zhǔn)性。1.3.3通用計(jì)算機(jī)全球有100多家量子計(jì)算公司投入了巨大的人力物力進(jìn)行研制。美國(guó)IBM公司在2019年將其商用量子計(jì)算機(jī)交付部署，加拿大的量子計(jì)算公司2011年出售了其第一個(gè)量子計(jì)算機(jī)。中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)合肥本源量子科技公司在2020年已上線國(guó)內(nèi)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)本源悟源，并通過(guò)云平臺(tái)面向全球用戶提供量子計(jì)算服務(wù)；2021年2月8日，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)“本源司南”發(fā)布。圖1-12本源悟源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)1.3.3通用計(jì)算機(jī)至今，合肥本源量子已研發(fā)出多臺(tái)國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)，并成功交付給用戶使用，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)具備量子計(jì)算機(jī)整機(jī)交付能力的國(guó)家，這是我國(guó)繼實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”之后，又一次牢固確立在國(guó)際量子計(jì)算研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。據(jù)了解，本源量子在2022年發(fā)布國(guó)內(nèi)首個(gè)量子計(jì)算機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)協(xié)同計(jì)算系統(tǒng)解決方案，該方案可以雙向發(fā)揮量子計(jì)算機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)?shù)貢r(shí)間2022年6月9日，英國(guó)國(guó)防部宣布，獲得政府首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)。2022年8月25日，百度發(fā)布集量子硬件、量子軟件、量子應(yīng)用于一體的產(chǎn)業(yè)級(jí)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“乾始”。1.3.3通用計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一，越來(lái)越多的研究單位和大型公司企業(yè)的加入，將加速可實(shí)用化通用量子計(jì)算機(jī)研制的進(jìn)程。計(jì)算機(jī)到底是什么機(jī)器？一個(gè)計(jì)算設(shè)備怎么能執(zhí)行這么多不同的任務(wù)呢？現(xiàn)代計(jì)算機(jī)可以被定義為“在可改變的程序的控制下，存儲(chǔ)和操縱信息的機(jī)器”。該定義有兩個(gè)關(guān)鍵要素：第一，計(jì)算機(jī)是用于操縱信息的設(shè)備。這意味著人們可以將信息存入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將信息轉(zhuǎn)換為新的、有用的形式，然后顯示或以其他方式輸出信息。1.3.3通用計(jì)算機(jī)第二，計(jì)算機(jī)在可改變的程序的控制下運(yùn)行。計(jì)算機(jī)不是唯一能操縱信息的機(jī)器。人們用簡(jiǎn)單的計(jì)算器來(lái)運(yùn)算一組數(shù)字時(shí)，就執(zhí)行了輸入信息（數(shù)字），處理信息（如計(jì)算連續(xù)的總和），然后輸出信息（如顯示）。另一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是油泵，給油箱加油時(shí)，油泵利用某些輸入：當(dāng)前每升汽油的價(jià)格和來(lái)自傳感器的信號(hào)，讀取汽油流入汽車油箱的速率。油泵將這個(gè)輸入轉(zhuǎn)換為加了多少汽油和應(yīng)付多少錢的信息。但是，計(jì)算器或油泵并不是完整的計(jì)算機(jī)，盡管這些設(shè)備實(shí)際上可能包含有嵌入式計(jì)算機(jī)，與通用計(jì)算機(jī)不同，它們被構(gòu)建為執(zhí)行單個(gè)特定任務(wù)。1.3.3通用計(jì)算機(jī)在讀取—執(zhí)行周期中，存儲(chǔ)器內(nèi)的指令會(huì)被依次讀取并執(zhí)行，計(jì)算機(jī)理解的指令組決定了編程的有效性。所有計(jì)算機(jī)都能完成一樣的工作，但有些只需要一個(gè)指令就能執(zhí)行，其他的可能需要好幾個(gè)指令才能執(zhí)行。普通臺(tái)式計(jì)算機(jī)可用的指令成百上千，其中還包括一些可用于解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)或圖形問(wèn)題的指令。但制造單一指令計(jì)算機(jī)也是有可能的。就像詞匯構(gòu)成語(yǔ)言一樣，計(jì)算機(jī)理解的指令構(gòu)成了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，也就是機(jī)器代碼，這是一種用二進(jìn)制數(shù)值表示的復(fù)雜語(yǔ)言，由人類寫入十分困難。1.3.4計(jì)算機(jī)語(yǔ)言小規(guī)模實(shí)驗(yàn)機(jī)、離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)以及后來(lái)出現(xiàn)的大多數(shù)計(jì)算機(jī)都將程序和程序運(yùn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在同一存儲(chǔ)器中，這就意味著有些程序可以編寫和修改其他一些程序。在計(jì)算機(jī)的幫助下，人們可以設(shè)計(jì)出更有表現(xiàn)力、更加優(yōu)雅的語(yǔ)言，并指示機(jī)器將其翻譯為讀取—執(zhí)行周期能夠理解的模式。1.3.4計(jì)算機(jī)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)語(yǔ)言有許多種，其中有一些是專為利基應(yīng)用——針對(duì)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)細(xì)分出來(lái)的市場(chǎng)——而設(shè)計(jì)的，產(chǎn)品推進(jìn)利基市場(chǎng)是因?yàn)槠溆杏幕A(chǔ)。有些計(jì)算機(jī)語(yǔ)言有助于操控文本，有些則能夠有效處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或是簡(jiǎn)明應(yīng)用數(shù)學(xué)概念。大部分計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（但并非所有）都由規(guī)則和計(jì)算構(gòu)成，這也是大部分人所理解的計(jì)算機(jī)。1.3.4計(jì)算機(jī)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)科學(xué)家常常會(huì)談及建立某個(gè)過(guò)程或物體的模型，這并不是說(shuō)要拿卡紙和軟木來(lái)制作一個(gè)實(shí)際的復(fù)制品。這里，“模型”是一個(gè)數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，意思是寫出事件運(yùn)作的所有方程式并進(jìn)行計(jì)算，這樣就可以在沒(méi)有真實(shí)模型的情況下完成實(shí)驗(yàn)測(cè)試。由于計(jì)算機(jī)運(yùn)行十分迅速，因此，與真正的實(shí)驗(yàn)操作相比，計(jì)算機(jī)建模能夠更快得出答案。在某些情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可能是不實(shí)際的，氣候變化就是一個(gè)典型例子。根本沒(méi)有第二個(gè)地球或是時(shí)間可供我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)模型可以非常簡(jiǎn)單也可以非常復(fù)雜，完全取決于我們想要探索的信息是什么。1.3.5計(jì)算機(jī)建模假設(shè)我們想要對(duì)橡皮球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行物理學(xué)建模。在理想環(huán)境中，掉落的橡皮球總是會(huì)反彈到其的一定高度。如果從1米處掉落，它可能會(huì)反彈至0.5米，下一次反彈的高度可能只有0.25米，再下一次0.125米，依此類推。反彈所需的時(shí)間可以從掉落物體的物理運(yùn)動(dòng)中得出。這就是兩個(gè)簡(jiǎn)單的方程式及兩個(gè)數(shù)字，給出了每次反彈的高度及所需時(shí)間。理想小球在停止運(yùn)動(dòng)前會(huì)進(jìn)行無(wú)限次彈跳，但由于每次彈跳時(shí)間遞減，所以小球會(huì)在有限時(shí)間內(nèi)結(jié)束有限次數(shù)的彈跳。不過(guò)理想小球并不存在。1.3.5計(jì)算機(jī)建模在計(jì)算上建立這樣的模型十分容易但并不精確。因?yàn)樾∏驈椞拇螖?shù)不僅取決于球本身，還與反彈觸及的表面有關(guān)。此外，小球在每次彈跳的過(guò)程中還會(huì)因反彈摩擦力和空氣阻力丟失能量。將所有這些因素都囊括進(jìn)模型中需要大量研究和物理學(xué)背景作為支撐，但這并不是不可完成的任務(wù)?，F(xiàn)在假設(shè)要計(jì)算球拍擊球后網(wǎng)球在球場(chǎng)上彈跳的路徑，需要考慮球可能以不同角度接觸不同平面，以及球本身的旋轉(zhuǎn)。此外，每次彈跳都會(huì)對(duì)球內(nèi)空氣進(jìn)行加熱并改變其特性，要建立起這樣的模型就更加困難。1.3.5計(jì)算機(jī)建模最后，假設(shè)我們要設(shè)計(jì)某種武器，能夠?qū)⑾鹌で蛞詷O快的速度朝定點(diǎn)射出，速度太快以致球會(huì)在沖擊力作用下破碎。我們需要對(duì)小球的構(gòu)成材料進(jìn)行建模，并且追蹤每一塊四散飛開的小球碎片。在建立起足夠精確的模型之前，我們甚至需要模擬橡皮球的每一個(gè)原子。在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)上，這樣的模型的運(yùn)行速度一定會(huì)十分緩慢，但也是有可能建立起來(lái)的，因?yàn)槲覀兞私馕锢砗突瘜W(xué)的基本原理。人工智能最根本也最宏偉的目標(biāo)之一就是建立人腦般的計(jì)算機(jī)模型。完美模型固然最好，但精確性稍遜的模型也同樣十分有效。1.3.5計(jì)算機(jī)建模PART04計(jì)算機(jī)的智能行為研究人員曾經(jīng)研究過(guò)幾種不同版本的人工智能：有些根據(jù)對(duì)人類行為的復(fù)刻來(lái)定義智能，而另一些喜歡用“理性”來(lái)抽象正式地定義智能，直觀上的理解是做“正確的事情”。智能主題的本身也各不相同：一些人將智能視為內(nèi)部思維過(guò)程和推理的屬性，而另一些人則關(guān)注智能的外部特征，也就是智能行為。1.4計(jì)算機(jī)的智能行為從人與理性以及思想與行為這兩個(gè)維度來(lái)看，有4種可能的組合，即類人行為、類人思考、理性思考和理性行為。追求類人智能（前兩者）必須在某種程度上是與心理學(xué)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)科學(xué)，包括對(duì)真實(shí)人類行為和思維過(guò)程的觀察和假設(shè)；而理性主義方法（后兩者）涉及數(shù)學(xué)和工程的結(jié)合，并與統(tǒng)計(jì)學(xué)、控制理論和經(jīng)濟(jì)學(xué)相聯(lián)系。1.4計(jì)算機(jī)的智能行為圖靈測(cè)試是由艾倫·圖靈提出的（1950），它被設(shè)計(jì)成一個(gè)思維實(shí)驗(yàn)，用以回避“機(jī)器能思考嗎？”這個(gè)哲學(xué)上模糊的問(wèn)題。如果人類提問(wèn)者在提出一些書面問(wèn)題后無(wú)法分辨書面回答是來(lái)自人還是來(lái)自計(jì)算機(jī)，那么計(jì)算機(jī)就能通過(guò)測(cè)試。1.4.1類人行為：圖靈測(cè)試目前，為計(jì)算機(jī)編程使其能夠通過(guò)嚴(yán)格的應(yīng)用測(cè)試尚有大量工作要做。計(jì)算機(jī)需要具備下列能力：·自然語(yǔ)言處理，以使用人類語(yǔ)言成功地交流；·知識(shí)表示，以存儲(chǔ)它所知道或聽到的內(nèi)容；·自動(dòng)推理，以回答問(wèn)題并得出新的結(jié)論；·機(jī)器學(xué)習(xí)，以適應(yīng)新的環(huán)境，并檢測(cè)和推斷模式。1.4.1類人行為：圖靈測(cè)試圖靈認(rèn)為，沒(méi)有必要對(duì)人進(jìn)行物理模擬來(lái)證明智能。然而，其他研究人員提出了完全圖靈測(cè)試，該測(cè)試需要與真實(shí)世界中的對(duì)象和人進(jìn)行交互。為了通過(guò)完全圖靈測(cè)試，機(jī)器人還需要具備下列能力：·計(jì)算機(jī)視覺(jué)和語(yǔ)音識(shí)別功能，以感知世界；·機(jī)器人學(xué)，以操縱對(duì)象并行動(dòng)。1.4.1類人行為：圖靈測(cè)試以上6個(gè)方面構(gòu)成了人工智能的大部分內(nèi)容。然而，人工智能研究人員很少把精力用在通過(guò)圖靈測(cè)試上，他們認(rèn)為研究智能的基本原理更為重要。當(dāng)工程師和發(fā)明家停止模仿鳥類，轉(zhuǎn)而使用風(fēng)洞并學(xué)習(xí)空氣動(dòng)力學(xué)時(shí)，對(duì)“人工飛行”的探索取得了成功。航空工程學(xué)著作并未將其領(lǐng)域的目標(biāo)定義為制造“能像鴿子一樣飛行，甚至可以騙過(guò)其他真鴿子的機(jī)器”。1.4.1類人行為：圖靈測(cè)試只有知道人類是如何思考的，才能說(shuō)程序像人類一樣思考?？梢酝ㄟ^(guò)3種方式來(lái)了解人類的思維：（1）內(nèi)省——試圖在自己進(jìn)行思維活動(dòng)時(shí)捕獲思維；（2）心理實(shí)驗(yàn)——觀察一個(gè)人的行為；（3）大腦成像——觀察大腦的活動(dòng)。一旦有了足夠精確的心智理論，就有可能把這個(gè)理論表達(dá)為計(jì)算機(jī)程序。如果程序的輸入/輸出行為與相應(yīng)的人類行為相匹配，那就表明程序的某些機(jī)制也可能在人類中存在。1.4.2類人思考：認(rèn)知建模例如，開發(fā)通用問(wèn)題求解器的艾倫·紐厄爾和赫伯特·西蒙并不僅僅滿足于讓他們的程序正確地求解問(wèn)題，他們更關(guān)心的是將推理步驟的順序和時(shí)機(jī)與求解相同問(wèn)題的人類測(cè)試者進(jìn)行比較。認(rèn)知科學(xué)這一跨學(xué)科領(lǐng)域匯集了人工智能的計(jì)算機(jī)模型和心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，用以構(gòu)建精確且可測(cè)試的人類心智理論。認(rèn)知科學(xué)本身是一個(gè)引人入勝的領(lǐng)域。我們會(huì)偶爾評(píng)論人工智能技術(shù)和人類認(rèn)知之間的異同，但真正的認(rèn)知科學(xué)必須建立在對(duì)人類或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上。1.4.2類人思考：認(rèn)知建模計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域?qū)⑸窠?jīng)生理學(xué)證據(jù)整合到了計(jì)算模型中。此外，將神經(jīng)影像學(xué)方法與分析數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合，開啟了“讀心”能力（即查明人類內(nèi)心思想的語(yǔ)義內(nèi)容）的研究。這種能力反過(guò)來(lái)可以進(jìn)一步揭示人類認(rèn)知的運(yùn)作方式。1.4.2類人思考：認(rèn)知建模希臘哲學(xué)家亞里士多德（公元前384—公元前322）是最早試圖法則化“正確思維”的人之一，他將其定義為無(wú)可辯駁的推理過(guò)程。他的三段論為論證結(jié)構(gòu)提供了模式，當(dāng)給出正確的前提時(shí)，總能得出正確的結(jié)論。舉個(gè)經(jīng)典的例子，當(dāng)給出前提蘇格拉底是人和所有人都是凡人時(shí)，可以得出結(jié)論蘇格拉底是凡人。這些思維法則被認(rèn)為支配著思想的運(yùn)作，他們的研究開創(chuàng)了一個(gè)稱為邏輯的領(lǐng)域。1.4.3理性思考：“思維法則”19世紀(jì)的邏輯學(xué)家建立了一套精確的符號(hào)系統(tǒng)，用于描述世界上物體及其之間的關(guān)系。這與普通算術(shù)表示系統(tǒng)形成對(duì)比，后者只提供關(guān)于數(shù)的描述。到1965年，任何用邏輯符號(hào)描述的可解問(wèn)題在原則上都可以用程序求解，人工智能中所謂的邏輯主義就希望在此類程序的基礎(chǔ)上創(chuàng)建智能系統(tǒng)。1.4.3理性思考：“思維法則”按照常規(guī)的理解，邏輯要求關(guān)于世界的認(rèn)知是確定的，而實(shí)際上這很難實(shí)現(xiàn)。例如，人們對(duì)政治或戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)則的了解遠(yuǎn)不如對(duì)國(guó)際象棋或算術(shù)規(guī)則的了解。概率論填補(bǔ)了這一鴻溝，允許我們?cè)谡莆詹淮_定信息的情況下進(jìn)行嚴(yán)格的推理。原則上，它允許我們構(gòu)建全面的理性思維模型，從原始的感知到對(duì)世界運(yùn)作方式的理解，再到對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)。它無(wú)法做到的是形成智能行為。1.4.3理性思考：“思維法則”智能體（agent）是指某種能夠采取行動(dòng)的東西。當(dāng)然，所有計(jì)算機(jī)程序都可以完成一些任務(wù)，但我們期望計(jì)算機(jī)智能體能夠完成更多的任務(wù)：自主運(yùn)行、感知環(huán)境、長(zhǎng)期持續(xù)存在、適應(yīng)變化以及制定和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。理性智能體需要為取得最佳結(jié)果或在存在不確定性時(shí)取得最佳期望結(jié)果而采取行動(dòng)。1.4.4理性行為：理性智能體基于人工智能的“思維法則”方法重視正確的推斷。做出正確的推斷有時(shí)是理性智能體的一部分，因?yàn)椴扇±硇孕袨榈囊环N方式是推斷出某個(gè)給定的行為是最優(yōu)的，然后根據(jù)這個(gè)結(jié)論采取行動(dòng)。但是，理性行為的有些方式并不能說(shuō)與推斷有關(guān)。例如，從火爐前退縮是一種反射作用，這通常比經(jīng)過(guò)深思熟慮后采取的較慢的動(dòng)作更為成功。1.4.4理性行為：理性智能體通過(guò)圖靈測(cè)試所需的所有技能也使智能體得以采取理性行為。知識(shí)表示和推理能讓智能體做出較好的決策。我們需要具備生成易于理解的自然語(yǔ)言句子的能力，以便在復(fù)雜的社會(huì)中生存。我們需要學(xué)習(xí)不僅是為了博學(xué)多才，也是為了提升我們產(chǎn)生高效行為的能力，尤其是在新環(huán)境下，這種能力更加重要。1.4.4理性行為：理性智能體與其他方法相比，基于人工智能的理性智能體方法有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，它比“思維法則”方法更普適，因?yàn)檎_的推斷只是實(shí)現(xiàn)理性的幾種可能機(jī)制之一。其次，它更適合科學(xué)發(fā)展。理性的標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)學(xué)上是明確定義且完全普適的。我們經(jīng)常可以從這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中得出可以被證明能夠?qū)崿F(xiàn)的智能體設(shè)計(jì)，而把模仿人類行為或思維過(guò)程作為目標(biāo)的設(shè)計(jì)在很大程度上是不可能的。1.4.4理性行為：理性智能體由于上述原因，在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展中，基于理性智能體的方法都占據(jù)了上風(fēng)。在最初的幾十年里，理性智能體建立在邏輯的基礎(chǔ)上，并為了實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)制定了明確的規(guī)劃。后來(lái)，基于概率論和機(jī)器學(xué)習(xí)的方法可以使智能體在不確定性下做出決策，以獲得最佳期望結(jié)果。1.4.4理性行為：理性智能體簡(jiǎn)而言之，人工智能專注于研究和構(gòu)建做正確的事情的智能體，其中正確的事情是我們提供給智能體的目標(biāo)定義。這種通用范式非常普遍，它不僅適用于人工智能，也適用于其他領(lǐng)域?？刂评碚撝校刂破魇勾鷥r(jià)函數(shù)最小化；運(yùn)籌學(xué)中，策略使獎(jiǎng)勵(lì)的總和最大化；統(tǒng)計(jì)學(xué)中，決策規(guī)則使損失函數(shù)最??；經(jīng)濟(jì)學(xué)中，決策者追求效用或某種意義的社會(huì)福利最大化。1.4.4理性行為：理性智能體然而，在復(fù)雜的環(huán)境中，完美理性（總是采取精確的最優(yōu)動(dòng)作）是不可行的，它的計(jì)算代價(jià)太高了，因此需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型做一些重要的改進(jìn)，也就是在沒(méi)有足夠時(shí)間進(jìn)行所有可能的計(jì)算的情況下，適當(dāng)?shù)夭扇⌒袆?dòng)。但是，完美理性仍然是理論分析的良好出發(fā)點(diǎn)。1.4.4理性行為：理性智能體人為定義的任務(wù)，如國(guó)際象棋或最短路徑計(jì)算之類的，都附帶固有的目標(biāo)。然而，在真實(shí)世界中，我們?cè)絹?lái)越難以完全正確地指定目標(biāo)。例如，在設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛汽車時(shí)，我們可能會(huì)認(rèn)為目標(biāo)是安全到達(dá)目的地。但是，由于存在其他如司機(jī)失誤、設(shè)備故障等原因，在任何道路上行駛都有可能受傷，因此，