北京郵電大學(xué) 人工智能范式革命的產(chǎn)物機(jī)制主義人工智能理論

人工智能范式革命的產(chǎn)物機(jī)制主義通用人工智能理論內(nèi)容、方法與意義

鐘義信北京郵電大學(xué)zyx@基礎(chǔ)概念智能、智慧與智力智力：與體力、體質(zhì)相對應(yīng)的概念。即人類為了實(shí)現(xiàn)更好生存

與與發(fā)展的目的而不斷利用知識去探索未來發(fā)現(xiàn)問題、

進(jìn)而解決問題優(yōu)化現(xiàn)實(shí)的能力。智慧：就是為了更好生存與發(fā)展而探索未來發(fā)現(xiàn)問題的能力。智能：則是針對給定問題與目標(biāo)而解決問題優(yōu)化現(xiàn)實(shí)的能力。只有生命體才有目的，才具有智慧。人類具有最高級的智慧。機(jī)器沒有生命，沒有目的，因此沒有智慧，也無法模擬智慧。但可模擬人的智能：由給定的問題、目標(biāo)與知識去解決問題。高級階段人工智能：是信息學(xué)科的全局代表初級階段

單一功能

相互獨(dú)立的傳感、通信、計(jì)算、控制：

發(fā)展階段

階段特征

學(xué)科成員

中級階段

復(fù)合功能

互聯(lián)網(wǎng)：通信＋計(jì)算機(jī)

物聯(lián)網(wǎng)：傳感＋互聯(lián)網(wǎng)＋控制

初級人工智能:物聯(lián)網(wǎng)＋決策

高級階段

全部功能

高等人工智能：初級人工智能+

感知＋認(rèn)知＋謀行＋執(zhí)行一范式革命：理論AI：概覽

AI的歷史：

近代系統(tǒng)科學(xué)觀：結(jié)構(gòu)

功能

行為，于是有如是歷史：

最先（1943）產(chǎn)生結(jié)構(gòu)主義AI–人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

然后（1956）產(chǎn)生功能主義AI–物理符號系統(tǒng)

更后（1990）產(chǎn)生行為主義AI–感知動作系統(tǒng)

問題、根源、階段：

無法形成統(tǒng)一的理論，因?yàn)榉侄沃椒ㄕ撻幐盍苏w。

智能水平低下，因?yàn)閱渭冃问交椒ㄕ撻幐盍藘r值與內(nèi)容。

沒有統(tǒng)一理論，智能水平低下，是初等階段的基本標(biāo)志。

研究方法的局限性：

算法、算力、數(shù)據(jù)都是中低層因素，無法改變高層的方法

論，更無法改變最高層的科學(xué)觀，故走不出初級階段。

定義：學(xué)科的范式即學(xué)科的科學(xué)觀及其方法論，是指導(dǎo)學(xué)科

研究的最高引領(lǐng)和規(guī)范力量。學(xué)科不同范式也不同。

性質(zhì)：學(xué)科研究屬于社會存在；學(xué)科范式屬于社會意識；

意識滯后于存在。學(xué)科范式滯后于學(xué)科研究活動。

問題：信息學(xué)科范式尚未形成，就沿用了物質(zhì)學(xué)科范式，使

信息學(xué)科受限于物質(zhì)學(xué)科所允許的“沒有統(tǒng)一理論”

（受限于分而治之的方法論）和“智能水平低下”

（受限于單純形式化的方法論）的初級階段。范式革命：

卸下借用的范式，歸還給物質(zhì)學(xué)科，走出初級階段

確立自己的范式，落實(shí)在信息學(xué)科，邁向高級階段學(xué)科的“范式”初等信息學(xué)科范式張冠李戴的歷史邏輯物質(zhì)學(xué)科范式信息科學(xué)研究

2，20世紀(jì)中葉開始，信息學(xué)科研究活動崛起（事實(shí)）

3，信息學(xué)科范式至今未確立（法則：意識滯后于存在）

1，物質(zhì)學(xué)科研究及其范式，業(yè)已存在數(shù)百年（事實(shí)）

4，信息學(xué)科沿用物質(zhì)學(xué)科范式（法則：思想指導(dǎo)行動）5，AI的范式革命無可避免?。ǚ▌t：范式引領(lǐng)研究）物質(zhì)學(xué)科研究信息科學(xué)范式

事項(xiàng)

范式要素之一：科學(xué)觀

范式要素之二：方法論初等人工智能范式張冠李戴：實(shí)證傳統(tǒng)物質(zhì)學(xué)科現(xiàn)行人工智能現(xiàn)代信息學(xué)科對象：確定性演化的物質(zhì)客體

分而治之的全局處置目的：關(guān)注物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

單純形式化的描述、判斷

機(jī)械唯物的物質(zhì)觀

機(jī)械還原的方法論

準(zhǔn)物質(zhì)觀

真還原論

對象：物質(zhì)客體，有不確定性

分而治之的全局處置

目的：關(guān)注物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

形式化的描述、分析、判斷整體觀：對立統(tǒng)一的信息觀

辨證論：信息生態(tài)的方法論

對象：主客互動的信息過程

生態(tài)演化的全局處置目的：關(guān)注主客合作雙贏

整體化的描述、演繹、判斷

兩個學(xué)科的范式，天差地別。所以，張冠李戴必然大有問題。二

范式變革：方法（高級階段AI的理研究）范式革命的實(shí)施進(jìn)程：學(xué)科生長建構(gòu)的普遍規(guī)律！

要素解釋

學(xué)科是什么？

學(xué)科的全局藍(lán)圖

學(xué)科的研究策略

學(xué)科的基本概念

概念的相互關(guān)聯(lián)

學(xué)科怎么做？

生長進(jìn)程學(xué)科交叉結(jié)構(gòu)的規(guī)格學(xué)科數(shù)理基礎(chǔ)的規(guī)格

進(jìn)程名稱

范式（定義）

框架（定位）

規(guī)格（定格）

理論（定論）

進(jìn)程要素科

學(xué)

觀方

法

論全局模型研究路徑學(xué)術(shù)結(jié)構(gòu)數(shù)理基礎(chǔ)基本概念基本原理自下而上的摸索階段

摸索（試錯）局部試探總結(jié)提煉多頭探索，盲人摸象總結(jié)成敗，提煉范式自上而下的建構(gòu)階段客體信息智能行為客體（問題）／環(huán)境人工智能（主體代理）

主體（問題、目的、知識）科學(xué)觀：學(xué)科本質(zhì)-主客互動復(fù)雜信息過程模型

而不是“客觀的、孤立的、中性的、統(tǒng)計(jì)的腦模型”！方法論：研究路徑-主客互動的信息生態(tài)演化機(jī)制

人工智能（主體給定的問題、目標(biāo)、知識）

客體（問題）／外部世界

客體信息智能行為機(jī)制

客體

信息語義信息知識智能策略智能行為感知認(rèn)知謀行執(zhí)行目標(biāo)

知行原理

=信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律=普適智能生成機(jī)制！目標(biāo)誤差反饋、誤差分析、學(xué)習(xí)新知、優(yōu)化策略、改善效果信息學(xué)科范式揭示了普適性智能生成機(jī)制奠定了通用人工智能的理論基礎(chǔ)

信息學(xué)科范式的科學(xué)觀開創(chuàng)了全新的人工智能全局模型：

主客交互的信息轉(zhuǎn)換過程。

信息學(xué)科范式的方法論開創(chuàng)了全新的人工智能研究途徑：

以信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生為核心的普適性的智能生成機(jī)制。

全新研究模型

＋

全新研究途徑

通用的AI理論:

以不變的“機(jī)制”成功應(yīng)對千變?nèi)f化的“場景”普適性智能生成機(jī)制的第一環(huán)節(jié)：感知原理

客體信息

感知信息（語義信息／全信息）理解型記憶庫:{X,Z};G

客體信息S語法信息

X語用信息

Z語義信息YX:SXZ~Cor{X,G}Y←(X,Z)Z←Xand{X,Z}

傳感

映射／命名

檢索+計(jì)算G普適性智能生成機(jī)制的第二環(huán)節(jié)：認(rèn)知原理灌輸—統(tǒng)計(jì)－理解

語義

信息知識由“感知信息／語義信息”提煉“知識”的主要途徑是灌輸、統(tǒng)計(jì)、理解。

通過樣本統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)的認(rèn)知，是中級認(rèn)知方法，保真度取決于樣本遍歷度。預(yù)處理后處理

記憶庫：目的，知識感知信息

知識

通過權(quán)威灌輸實(shí)現(xiàn)的認(rèn)知，是初級認(rèn)知方法，受制于權(quán)威的局限性。

通過自主理解實(shí)現(xiàn)的認(rèn)知，是高級認(rèn)知方法，可確信可解釋的認(rèn)知質(zhì)量。普適性智能生成機(jī)制的第三環(huán)節(jié)：理解型記憶庫

每個記憶節(jié)點(diǎn)都是可理解的“全知識”形態(tài)特征（1）

形態(tài)特征（2）

形態(tài)特征（n）

功能特征（1）

功能特征（2）

功能特征（n）

基礎(chǔ)概念1基礎(chǔ)概念2基礎(chǔ)概念n共性形式特征集共性功能特征集上層概念基于“理解型知識圖譜”的全知識的推理形式Vopt=Max{Vn,n=1,…n,…N}知識0（形態(tài)0，價值0）知識1（形態(tài)1，價值1）知識n0（形態(tài)n0，價值n0）知識N（形態(tài)N，價值N）普適性智能生成機(jī)制的第四環(huán)節(jié)：謀行原理語義信息

智能策略語義信息R1:基礎(chǔ)意識策略目的K1:本能知識，常識知識演繹推理K2:本能知識，常識知識，經(jīng)驗(yàn)知識R2:情感策略K3:本能知識，常識知識，經(jīng)驗(yàn)知識，規(guī)范知識R3:理智策略策略：根據(jù)語義信息的效用信息，對形態(tài)刺激所產(chǎn)生的反應(yīng)基于普適性智能生成機(jī)制的通用智能理論系統(tǒng)模型基礎(chǔ)意識理智生成情感生成綜合決策智能策略感知－注意執(zhí)行客體信息智能行為

認(rèn)知理解型記憶：G,I,K,S

檢驗(yàn)

問題／環(huán)境K3,GK4,G

K1,G

知識

感知信息／

語義信息

K2,G研究層次

現(xiàn)行人工智能理論

科

學(xué)

觀

機(jī)械唯物的物質(zhì)觀

方

法

論

機(jī)械還原的方法論工作模型

孤立客觀的腦模型

研究路徑

結(jié)構(gòu)／功能／行為

基本概念

數(shù)據(jù)、知識、智能

基本原理

未總結(jié)

基本結(jié)果

三個局部理論

通用人工智能理論

對立統(tǒng)一的信息觀

信息生態(tài)的方法論

主客互動的信息過程模型

機(jī)制主義（智能的生成機(jī)制）

信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律

通用人工智能理論范式變革：躍遷式變革，劃代性創(chuàng)新交叉結(jié)構(gòu)數(shù)理基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支

原型、核心、基礎(chǔ)、技術(shù)等的交叉?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)學(xué)

因素空間理論，泛邏輯理論

全信息，全知識，全智能兩個科學(xué)時代人工智能理論分水嶺比較事項(xiàng)

現(xiàn)行人工智能理論

研究模型

孤立的腦模型

研究路徑

三條路徑分道揚(yáng)鑣決策方式

基于形式匹配

通用能力

差可解釋性

差

小樣本性

差

總體水平

差

通用人工智能理論

主客相互作用的信息模型

統(tǒng)一的智能生成機(jī)制路徑

基于內(nèi)容理解

好

好

好智能水平

差理解能力

差

好

好

好

兩個科學(xué)時代人工智能理論分水嶺范式變革：全面消除現(xiàn)行人工理論的弊病三范式革命：意義科技意義：通用智能生成機(jī)制與科學(xué)時代的轉(zhuǎn)變

通用的智能生成機(jī)制就是“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律”：

客體信息

語義信息

知識

策略

行為

優(yōu)化

信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律，能量轉(zhuǎn)換與能量守恒定律，

質(zhì)量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)不滅定律

－

形成了“物質(zhì)、能量、信息”

三大學(xué)科領(lǐng)域完備的科學(xué)定律體系。

信息學(xué)科范式實(shí)現(xiàn)了信息學(xué)科（含人工智能）由初級階段

向高級階段轉(zhuǎn)變，進(jìn)而推動物質(zhì)學(xué)科主導(dǎo)的科學(xué)時代向信息學(xué)

科主導(dǎo)的科學(xué)新時代的時代轉(zhuǎn)變。文化意義：中華文明的偉大復(fù)興事項(xiàng)

科學(xué)觀

方法論傳統(tǒng)物質(zhì)學(xué)科現(xiàn)代信息學(xué)科

確定性演化的唔知客體

分而治之的處置

關(guān)注客體的結(jié)構(gòu)與功能

形式演繹；形式判斷

機(jī)械唯物的物質(zhì)觀

機(jī)械還原的方法論

整體觀：對立統(tǒng)一的信息觀

辨證論：信息生態(tài)方法論

不確定性演化的主客互動信息過程

整體而治的處置

關(guān)注“主客合作雙贏”的目標(biāo)

生態(tài)演化；理解判斷

整體觀

辯證論中華文明思想

天人感應(yīng)，天人合一，神形兼?zhèn)?/p>

陰陽和合而生萬物

以人為本，道法自然

望文生義，觸景生情

注：整體觀不同于系統(tǒng)觀