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1、人工智能 计算智能,智能信息处理研究所 尚荣华,计算主义,随着数学和计算机技术的进展，计算的观念越来越显示其在各个领域的威力，从计算的角度审视世界，也已经成为我们在数字化时代生存的一种特殊的思维方式，主张在还原论哲学基础上建立计算主义，认为从物理世界、生命过程直到人类智能都是算法可计算的（Computable），甚至整个宇宙完全是由算法（Algorithm）支配的。,1997年5月11日北京时间早晨4时50分，一台名叫“深蓝”的超级电脑在棋盘C4处落下最后一颗棋子，全世界都听到了震撼世纪的叫杀声“将车”！这场举世瞩目的“人机大战”，终于以机器获胜的结局降下了帏幕。(卡斯帕罗夫 ) “深蓝”是一
2、台智能电脑，是人工智能的杰作。新闻媒体以挑衅性的标题不断地发问：电脑战胜是一个人，还是整个人类的智能？连棋王都认了输，下一次人类还将输掉什么？智慧输掉了，人类还剩些什么？于是，人工智能又一次成为万众关注的焦点，成为电脑科学界引以自豪的学科。,“深蓝”的技术指标： 32个CPU 每个CPU有16个协处理器 每个CPU有256M内存 每个CPU的处理速度为200万步/秒 每秒行棋速度：卡斯帕罗夫2步，“深蓝”2亿步。,人工智能（AI）伴随着电脑诞生，在风风雨雨中走过了半个多世纪的艰难历程，已但经是枝繁叶茂、郁郁葱葱！,人工智能的发展,人工智能的萌芽（56年以前） 人工智能的诞生（56-61年） 人
3、工智能的发展（61年后）,人工智能的萌芽阶段,亚里斯多德(Aristotle 384-322 BC)，主要贡献为形而上学(metaphysics)和逻辑学两方面的思想。 亚氏在逻辑主要成就包括主谓命題(statement in subject-predicate form)及关于此类命題的逻辑推理方法，特別是三段论证(syllogism)。 所谓命題就是真(true)或假(false)的句子，例如蘇格拉底是人，這是真的命題；至於问句我的书在那里？就不是命題了，它并沒有真假的意义可言。,亚里斯多德与逻辑、推理,逻辑只讨论命題，因它有真假可言。亚氏认为命題基本是由主詞(subject)与谓詞(pr
4、edicate)构成的，主詞是命題所描述的事物或主題，谓词則是描述主詞的词语。 亚氏跟著提出四种比较复杂的主谓命題，它们都具有以下结构：量詞主詞系詞谓詞。這里我们以符号S及P分別表示主詞及谓詞。 系詞有两种：是或不是；量词亦有兩种：所有(all)或有(some)。,亚里斯多德与逻辑、推理,(A) 所有S是P (或 凡S是P)，例如凡人是動物； (B) 凡S不是P，例如凡貓不是狗； (C) 有S是P，例如有花是白的； (D) 有S不是P，如有花不是白的。 所谓逻辑推論，即指由前提推导出结论的正确(valid)的方法，在这种正确推论中，若前提为真，則结论亦必然为真。,亚里斯多德与逻辑、推理,关于推
5、論，亚氏特別讨论三段论证，這是由兩個(主謂命題)前提推出(主謂式)结论的方法。 例如： (i)凡孔子的后代是人(ii)凡人皆会死，；因此凡孔子的后代会死。若写成普遍的形式，則是： (i)凡S是M; (ii)凡M是P，；因此凡S是P。这里(i)及(ii)是兩個前提，若這兩個前提为真，則以上推出的结论(凡S是P)亦必然地真，因此这个三段论证是正确的。,2.归纳法,Bacon(培根，1561-1626)在新工具中提出归纳法，提出“知识就是力量”,他十分重视科学实验，认为只有经过实验才能获得真正的知识。,3.Turing图灵与人工智能,艾伦麦席森图灵（Turing，1912年6月23日 - 1954年
6、6月7日），英国数学家。 以“纸上下棋机”率先探讨了下棋与机器智能的联系，他还是举世公认的“人工智能之父”。 3岁那年，他进行了在科学实验方面的首次尝试把玩具木头人的胳膊掰下来种植到花园里，想让它们长成更多的木头人。 8岁时，图灵尝试着写了一部科学著作，题名关于一种显微镜。,Turing图灵与人工智能,1937年，伦敦权威的数学杂志又收到图灵一篇论文论可计算数及其在判定问题中的应用，作为阐明现代电脑原理的开山之作，被永远载入了计算机的发展史册。 这篇论文原本是为了解决一个基础性的数学问题：是否只要给人以足够的时间演算，数学函数都能够通过有限次机械步骤求得解答？传统数学家当然只会想到用公式推导证
7、明它是否成立，可是图灵独辟蹊径地想出了一台冥冥之中的机器。,图灵想象的机器说起来很简单：该计算机使用一条无限长度的纸带，纸带被划分成许多方格，有的方格被画上斜线，代表“1”；有的没有画任何线条，代表“0”。该计算机有一个读写头部件，可以从带子上读出信息，也可以往空方格里写下信息。该计算机仅有的功能是：把纸带向右移动一格，然后把“1”变成“0”，或者相反把“0”变成“1”。,第二次世界大战期间，图灵应征入伍，在战时英国情报中心“布雷契莱庄园”（Bletchiy）从事破译德军密码的工作，与战友们一起制作了第一台密码破译机。在图灵理论指导下，这个“庄园”后来还研制出破译密码的专用电子管计算机“巨人”
8、（Colossus），在盟军诺曼底登陆等战役中立下了丰功伟绩。,1945年，脱下军装的图灵，带着大英帝国授予的最高荣誉勋章，被录用为泰丁顿国家物理研究所高级研究员。由于有了布雷契莱的实践，他提交了一份“自动计算机”的设计方案，领导一批优秀的电子工程师，着手制造一种名叫ACE的电脑。1950年，ACE电脑样机公开表演，被认为是当时世界上最快最强有力的电子计算机之一。,Turing图灵与人工智能,1950年，图灵来到曼彻斯特大学任教，并被指定为该大学自动计算机项目的负责人。就在这年10月， 他的又一篇划时代论文计算机与智能 发表。这篇文章后来被改名为机器能思维吗？ Can a machine th
9、ink？,图灵试验,试图通过让机器模仿人回答某些问题，判断它是否具备智能。图灵试验采用“问”与“答”模式，即观察者通过控制打字机向两个试验对象通话，其中一个是人，另一个是机器。要求观察者不断提出各种问题，从而辨别回答者是人还是机器。 图灵指出：“如果机器在某些现实的条件下，能够非常好地模仿人回答问题，以至提问者在相当长时间里误认它不是机器，那么机器就可以被认为是能够思维的。” 从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难的事情。,图灵预测，2000年之前计算机有30%的概率蒙骗一个普通人达
10、5分钟。 然而，AI研究者相信研究智能的根本原理远比复制智能更重要。,图灵测试对计算机的要求,自然语言处理 知识表示 自动推理 机器学习 完全图灵测试 计算机视觉 机器人技术,图灵还为这项试验亲自拟定了几个示范性问：,问： 请给我写出有关“第四号桥”主题的十四行诗。 答：不要问我这道题，我从来不会写诗。 问：34957加70764等于多少？ 答：（停30秒后）105721 问：你会下国际象棋吗？ 答：是的。 问：我在我的K1处有棋子K；你仅在K6处有棋子K，在 R1处有棋子R。现在轮到你走，你应该下那步棋？ 答：（停15秒钟后）棋子R走到R8处，将军！,图灵测试,从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难的事情。例如，提问与回答呈现出下列状况：,