編者按:人工智能是一門研究如何使用機(jī)器實(shí)現(xiàn)人類智能的學(xué)科。具體來說,人工智能旨在通過計(jì)算機(jī)或其它機(jī)器來實(shí)現(xiàn)對(duì)人類智能的模擬和實(shí)現(xiàn),使機(jī)器具有感知、理解、判斷、推理、學(xué)習(xí)、識(shí)別、生成、交互等類人智能的能力,從而完成一系列復(fù)雜的任務(wù)和功能。人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括智能制造、醫(yī)療健康、智能交通與物流、個(gè)性化教育、智能客服、以及智慧城市管理,通過深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語(yǔ)言處理等技術(shù),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí),提升社會(huì)運(yùn)行效率,改善人們的生活質(zhì)量與體驗(yàn)?,F(xiàn)在,讓我們一起來探尋人工智能的發(fā)展歷程吧!
圖靈測(cè)試:嚴(yán)格的機(jī)器智能探測(cè)器
故事的開頭,要追溯到1950年。那一年,一位叫圖靈的科學(xué)家在哲學(xué)雜志《心智》上發(fā)表論文《計(jì)算機(jī)器和智能》,提出著名的“圖靈測(cè)試”——如果一臺(tái)機(jī)器能夠通過電傳設(shè)備與人類展開對(duì)話,與它進(jìn)行對(duì)話的人又不能辨別出它是機(jī)器還是人,那么就可以認(rèn)為這臺(tái)機(jī)器具有智能。后來,圖靈又談到一個(gè)具體的想法:讓機(jī)器來冒充人,如果超過30%的裁判認(rèn)為,和自己說話的是人,而非機(jī)器,就算作成功。
“圖靈測(cè)試”的目的是,判斷機(jī)器是否能出現(xiàn)與人類無法區(qū)分的智能行為。雖然圖靈并沒有在論文中提出“人工智能”這個(gè)概念,但是“圖靈測(cè)試”的理念為人工智能的誕生奠定了哲學(xué)基礎(chǔ),因?yàn)樗岢隽艘粋€(gè)劃時(shí)代的問題:“機(jī)器能思考嗎?”這一提問,引出了一個(gè)更大層面的哲學(xué)討論:什么是“智能”?
同學(xué)們,究竟“什么是智能”呢?這是一個(gè)非常重要的問題,因?yàn)樗鼪Q定了人工智能的不同研究走向。大家先自行思考,我們一會(huì)兒再來談。
達(dá)特茅斯會(huì)議:人工智能正式成為一門學(xué)科
讓我們把目光再拉回到1956年的達(dá)特茅斯會(huì)議。這一年,在美國(guó)達(dá)特茅斯學(xué)院,學(xué)者們暢談如何利用問世不久的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)人類智能的問題。在會(huì)議的籌備期,美國(guó)數(shù)學(xué)博士約翰·麥卡錫建議用“Artificial Intelligence”來標(biāo)識(shí)這個(gè)新興的學(xué)術(shù)領(lǐng)域,參會(huì)的學(xué)者都表示同意。自此,“人工智能”這個(gè)詞開始出現(xiàn)在公眾的視野中。
這個(gè)會(huì)議也標(biāo)志著人工智能作為一門獨(dú)立學(xué)科的開始,科學(xué)家們滿懷熱情地投入研究,希望機(jī)器能夠模仿人類的邏輯推理、學(xué)習(xí)和解決問題的能力。此后,也掀起了人工智能的一次又一次浪潮。
剛才,我請(qǐng)同學(xué)們思考問題“什么是智能”,并且告訴大家這個(gè)問題很重要。為什么這樣說呢?因?yàn)樵谌斯ぶ悄艿陌l(fā)展過程中,由于學(xué)者們對(duì)“智能”的不同理解,逐漸形成了三個(gè)具有影響力的不同學(xué)派,它們分別是“符號(hào)主義”“聯(lián)結(jié)主義”和“行為主義”。
人工智能研究的三大學(xué)派
關(guān)于這三個(gè)學(xué)派的重要性,同學(xué)們可以這樣理解:如果說人工智能的世界是一座宏偉的城堡,那么這三大學(xué)派就是構(gòu)建這座城堡的三大基石。我們一起來回顧一下吧!
符號(hào)主義,也被稱為“邏輯主義”,是最早形成的人工智能學(xué)派之一。他們相信智能的核心在于邏輯推理和知識(shí)的精準(zhǔn)表達(dá)。他們認(rèn)為智能活動(dòng)的理論基礎(chǔ)是物理符號(hào)系統(tǒng),認(rèn)知的基元是符號(hào),認(rèn)知過程是符號(hào)模式的操作處理過程。在這個(gè)學(xué)派中,智能機(jī)器被看作是一位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)者,通過解析和操作符號(hào),例如數(shù)學(xué)公式和語(yǔ)言詞匯等來解決問題。
想象一下,當(dāng)你走進(jìn)一座古老的圖書館,滿架的書籍記錄著人類的智慧與邏輯。如同你在圖書館可以根據(jù)分類和索引找到書籍一樣,符號(hào)主義的人工智能通過構(gòu)建復(fù)雜的規(guī)則和知識(shí)庫(kù)來模擬人類的思維過程,解答現(xiàn)實(shí)中遇到的問題。
聯(lián)結(jié)主義,又稱為“仿生學(xué)派”,他們認(rèn)為智能并非來源于明確的邏輯規(guī)則或符號(hào)操作,而是源自大量神經(jīng)元的并行、分布式的相互作用。因?yàn)槿祟惔竽X中的神經(jīng)元通過電化學(xué)信號(hào)相互連接,形成了一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)。所以,聯(lián)結(jié)主義就主張人工智能的實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)是要對(duì)生物神經(jīng)系統(tǒng)尤其是大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作方式進(jìn)行模擬。聯(lián)結(jié)主義中最具有代表性的研究成果就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
把我們的大腦想象成一個(gè)繁忙的都市,城市里面住著無數(shù)勤勞的小信使,它們就是神經(jīng)元。這些小信使們通過神經(jīng)纖維不停地交換信息,緊密地進(jìn)行交流與合作。聯(lián)結(jié)主義就像是研究這個(gè)城市如何運(yùn)作,以及如何讓機(jī)器擁有類似智能的一門學(xué)問。
剛開始的時(shí)候,這個(gè)想法遇到了很多挑戰(zhàn),因?yàn)橐屩悄軝C(jī)器像我們的大腦一樣學(xué)習(xí),需要解決如何調(diào)整數(shù)以億計(jì)的“通話線路”問題。后來,研究人員開發(fā)出了一種叫“反向傳播”的神奇算法,它就像城市規(guī)劃師,指導(dǎo)小信使們?nèi)绾胃咝У刂匦虏季€,極大地推動(dòng)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在解決復(fù)雜問題上的應(yīng)用。
行為主義學(xué)派關(guān)注的是智能機(jī)器在環(huán)境中的行為表現(xiàn),而不是它們內(nèi)部的心理狀態(tài)或邏輯結(jié)構(gòu)。在行為主義看來,智能并不神秘,它藏在每一次嘗試與調(diào)整中,藏在那些看似簡(jiǎn)單卻無比有效的行動(dòng)里。他們認(rèn)為,智能不是靠思考或模擬大腦結(jié)構(gòu),而是通過直接與環(huán)境的互動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和發(fā)展,智能不在于你知道多少,而在于你能用已知去應(yīng)對(duì)多少未知。從中我們可以看出,行為主義強(qiáng)調(diào)的是一種“做中學(xué)”的智慧。也就是說,既然人類的學(xué)習(xí)是從每一次嘗試開始的,所以智能機(jī)器的行為模式和策略也可以在與世界的互動(dòng)中逐步形成。
想象一下,行為主義者設(shè)計(jì)的智能機(jī)器像是一只在林間自由探索的小動(dòng)物,通過不斷地嘗試和試錯(cuò),學(xué)會(huì)適應(yīng)環(huán)境,找到食物,躲避危險(xiǎn)。強(qiáng)化學(xué)習(xí)就是行為主義的代表性成果,它們通過讓智能機(jī)器在不斷的嘗試中優(yōu)化行為策略,達(dá)成目標(biāo),來解決復(fù)雜決策問題。
雖然在初始階段,三大學(xué)派各自按照自己對(duì)“智能”的理解進(jìn)行不同的探索,但在人工智能的發(fā)展中,符號(hào)主義、聯(lián)結(jié)主義和行為主義都起到了重要的作用。今天,這些學(xué)派的思想常常被融合使用,我們?nèi)祟悇?chuàng)造出了既懂邏輯又能自我學(xué)習(xí),既能適應(yīng)環(huán)境又可以有不同功能的各種智能機(jī)器。
人工智能的未來,是建立在以上這些智慧的研究之上,但也需要我們不斷持續(xù)探索、學(xué)習(xí)和發(fā)展。同學(xué)們,你們準(zhǔn)備加入到這個(gè)探索的旅程中來嗎?