人工智能各学派简介

人工智能各学派简介

目前人工智能的主要学派有下面三家：

(1)符号主义(symbolicism)，又称为逻辑主义(logicism)、心理学派(psychologism)

或计算机学派(computerism)，其原理主要为物理符号系统(即符号操作系统)假设和有限合理性原理。

(2)连接主义(connectionism)，又称为仿生学派(bionicsism)或生理学派

(physiologism)，其主要原理为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。

(3)行为主义(actionism)，又称为进化主义(evolutionism)或控制论学派

(cyberneticsism)，其原理为控制论及感知-动作型控制系统。

他们对人工智能发展历史具有不同的看法。

1、符号主义

认为人工智能源于数理逻辑。数理逻辑从19世纪末起得以迅速发展，到20世纪30年代开始用于描述智能行为。

计算机出现后，又在计算机上实现了逻辑演绎系统。其有代表性的成果为启发式程序LT逻辑理论家，证明了38条数学定理，表明了可以应用计算机研究人的思维，模拟人类智能活动。

正是这些符号主义者，早在1956年首先采用“人工智能”这个术语。后来又发展了启发式算法->专家系统->知识工程理论与技术，并在20世纪80年代取得很大发展。

符号主义曾长期一枝独秀，为人工智能的发展做出重要贡献，尤其是专家系统的成功开发与应用，为人工智能走向工程应用和实现理论联系实际具有特别重要的意义。

在人工智能的其他学派出现之后，符号主义仍然是人工智能的主流派别。这个学派的代表人物有纽厄尔(Newell)、西蒙(Simon)和尼尔逊(Nilsson)等。

2、连接主义

认为人工智能源于仿生学，特别是对人脑模型的研究。

它的代表性成果是1943年由生理学家麦卡洛克(McCulloch)和数理逻辑学家皮茨(Pitts)创立的脑模型，即MP模型，开创了用电子装置模仿人脑结构和功能的新途径。它从神经元开始进而研究神经网络模型和脑模型，开辟了人工智能的又一发展道路。

20世纪60~70年代，连接主义，尤其是对以感知机(perceptron)为代表的脑模型的研究出现过热潮，由于受到当时的理论模型、生物原型和技术条件的限制，脑模型研究在20世纪70年代后期至80年代初期落入低潮。直到Hopfield教授在1982年和1984年发表两篇重要论文，提出用硬件模拟神经网络以后，连接主义才又重新抬头。

1986年，鲁梅尔哈特(Rumelhart)等人提出多层网络中的反向传播算法(BP)算法。

此后，连接主义势头大振，从模型到算法，从理论分析到工程实现，为神经网络计算机走向市场打下基础。现在，对人工神经网络(ANN)的研究热情仍然较高，但研究成果没有像预想的那样好。

3、行为主义

认为人工智能源于控制论。

控制论思想早在20世纪40~50年代就成为时代思潮的重要部分，影响了早期的人工智能工作者。

维纳(Wiener)和麦克洛克(McCulloch)等人提出的控制论和自组织系统以及钱学森等人提出的工程控制论和生物控制论，影响了许多领域。

控制论把神经系统的工作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及计算机联系起来。

早期的研究工作重点是模拟人在控制过程中的智能行为和作用，如对自寻优、自适应、自镇定、自组织和自学习等控制论系统的研究，并进行“控制论动物”的研制。

到20世纪60~70年代，上述这些控制论系统的研究取得一定进展，播下智能控制和智能机器人的种子，并在20世纪80年代诞生了智能控制和智能机器人系统。

行为主义是20世纪末才以人工智能新学派的面孔出现的，引起许多人的兴趣。这一学派的代表作首推布鲁克斯(Brooks)的六足行走机器人，它被看作是新一代的“控制论动物”，是一个基于感知-动作模式模拟昆虫行为的控制系统。

赫伯特·西蒙和艾伦·纽厄尔——人工智能符号主义学派的创始人

1975年度的图灵奖授予卡内基—梅隆大学的两位教授：赫伯特·西蒙(Herbert Alexander Simon)和艾伦·纽厄尔(Allen Newell)。他们两人曾是师生，后来成为极其亲密的合作者，共事长达42年，直至纽厄尔于1992年去世。这是图灵奖首次同时授予两位学者。

西蒙是一个令人敬佩而惊叹的学者，具有传奇般的经历。他多才多艺，兴趣广泛，会画画，会弹钢琴，既爱爬山、旅行，又爱学习各种外国语，能流利地说多种外语。作为科学家，他涉足的领域之多，成果之丰，影响之深远，令人叹为观止。

他和纽厄尔同获图灵奖，是因为他们在创立和发展人工智能方面的杰出贡献，当然是计算机科学家。但是西蒙在1978年更荣获诺贝尔经济学奖，不言而喻是世界一流的大经济学家。1986年他又因为在行为科学上的出色贡献而荣获美国全国科学奖章(National Medal of Science)。1969年，美国心理学会由于西蒙在心理学上的贡献而授予他“杰出科学贡献奖”(Distinguished Scientific Contributions Award)。而他1943年在匹兹堡大学研究生院毕业时被授予的是政治学博士头衔!

西蒙自己在他1991年出版的自传《我的生活的模型》(Models of My Life，Basic Books)一书中这样描写他自己：“我诚然是一个科学家，但是是许多学科的科学家。我曾经在许多科学迷宫中探索，这些迷宫并未连成一体。我的抱负未能扩大到如此程度，使我的一生有连贯性。我扮演了许多不同角色，角色之间有时难免互相借用。但我对我所扮演的每一种角色都是尽了力的，从而是有信誉的，这也就足够了”。

西蒙1916年6月15日生于威斯康辛州密歇根湖畔的密尔沃基(Milwaukee)，他的父亲是一个在德国出生的电气工程师，母亲则是颇为成功的钢琴演奏家(西蒙弹得一手好钢琴恐怕来自家教吧)。西蒙从小就很聪明好学，在密尔沃基的公立学校上学时跳了两级，因此在芝加哥大学注册入学时年方17。还在上大学时，西蒙就对密尔沃基市游乐处的组织管理工作进行过调查研究，这项研究激发起了西蒙对行政管理人员如何进行决策这一问题的兴趣，这个课题从此成为他一生事业中的焦点。1936年他从芝加哥大学毕业，取得政治学学土学位以后，应聘到国际城市管理者协会ICMA(International City Managers’Association)工作，很快成为用数学方法衡量城市公用事业的效率的专家。在那里，他第一次用上了计算机(当然还只是机电式的)，因为他作为“城市年鉴”(Municipal Yearbook)的助理编辑，需要在计算机上对数据进行统计、分类、排序和制表。对计算机的兴趣和实践经验对他后来的事业产生了重要影响。

1939年，他转至加州大学伯克利分校，负责由洛克菲勒基金会资助的一个项目，这个项目是对地方政府的工作和活动进行研究。这期间，他完成了博士论文，内容就是关于组织机构如何决策的。经他的母校芝加哥大学进行评审与答辩后，被授予政治学博士学位。

1942年，在完成洛克菲勒基金项目以后，西蒙转至伊利诺伊理工学院政治科学系，在那里工作了7年，其间还担任过该系系主任。1949年他来到他最后一个落脚点卡内基—梅隆大学(当时还叫学院)，在新建的经济管理研究生院任教。他一生中最辉煌的成就就是在这里做出的。20世纪50年代，他和纽厄尔以及另一位著名学者约翰，肖(John Cliff Shaw)一起，成功开发了世界上最早的启发式程序“逻辑理论家"LT(1ogicTheorist)。逻辑理论家证明了数学名著《数学原理》一书第二章52个定理中的38个定理(1963年对逻辑理论家进行改进后可证明全部52个定理)，受到了人们的高度评价，认为是用计算机探讨人类智力活动的第一个真正的成果，也是图灵关于机器可以具有智能这一论断的第一个实际的证明。同时，逻辑理论家也开创了机器定理证明(mechanical theorem proving)这一新的学科领域。1956年夏天，数十名来自数学、心理学、神经学、计算机科学与电气工程等各种领域的学者聚集在位于美国新罕布什尔州汉诺威市的达特茅斯学院(这个学院还因后来在1966年由John G．Kemeny和T．E．Kurtz发明简