第1章人工智能概述

1.1.3 人类智能的计算机模拟
1．研究认知过程的任务
人的心理活动具有不同的层次，它可与计算机的层次相比较 （见图1.1）。心理活动的最高层级是思维策略，中间一层是初级信 息处理，最低层级为生理过程，即中枢神经系统、神经元和大脑的 活动。与此相应的是计算机的程序、语言和硬件。
研究认知过程的主要任务是探求高层次思维决策与初级信息处 理的关系，并用计算机程序来模拟人的思维策略水平，而用计算机 语言模拟人的初级信息处理过程。
AI程序设计
1.1.3 人类智能的计算机模拟
人类的认知过程是个非常复杂的行为，至今仍未能 被完全解释。人们从不同的角度对它进行研究，从而 形成诸如认知生理学、认知心理学和认知工程学等相 关学科。对这些学科的深入研究已超出本书范围。这 里仅讨论几个与人工智能有密切关系的问题。
2004.11.3
AI程序设计
2004.11.3
AI程序设计
1.1.1 什么是人工智能？
综合各种不同的人工智能观点，可以从“能力”和“学
科”两个方面对人工智能进行定义。从能力的角度来看，人 工智能是相对于人的自然智能而言的，所谓人工智能是指用 人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；从学科的角度 来看，人工智能是作为一个学科名称来使用的，所谓人工智 能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、 延伸和扩展人类智能的学科。总之，人工智能是一门综合性 的边缘学科。它借助于计算机建造智能系统，完成诸如模式 识别、自然语言理解、程序自动设计、自动定理证明、机器 人、专家系统等智能活动。它的最终目标是构造智能机。
1.1 人工智能的概念
1.1.1 什么是人工智能？ 1.1.2 为什么要研究人工智能 1.1.3 人类智能的计算机模拟
2004.能？
所谓“人工智能”是指用计算机模拟或实现的智能。 作为一个学科，人工智能研究的是如何使机器（计算机） 具有智能的科学和技术，特别是人类智能如何在计算机 上实现或再现的科学和技术。因此，从学科角度讲，当 前的人工智能是计算机科学的一个分支。
人工智能虽然是计算机科学的一个分支，但它的研 究却不仅涉及到计算机科学，而且还涉及到脑科学、神 经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知（思维）科 学、行为科学和数学，以及信息论、控制论和系统论等 众多学科领域。因此，人工智能实际上是一门综合性的
交叉学科和边缘学科。
2004.11.3
AI程序设计
1.1.1 什么是人工智能？
智能化也是自动化发展的必然趋势。自动化发展到一定水平，再向前发展就 是智能化，即智能化是继机械化、自动化之后，人类生产和生活中的又一个技术 特征。
另外，研究人工智能，对探索人类自身智能的奥秘也可提供有益的帮助。因 为我们可以通过电脑对人脑进行模拟，从而揭示人脑的工作原理，发现自然智能 的渊源。
2004.11.3
事实上，如果计算机自身也具有一定智能的话，那么，它的功效将会发生 质的飞跃，成为名副其实的电“脑”。这样的电脑将是人脑更为有效的扩展和 延伸，也是人类智能的扩展和延伸，其作用将是不可估量的。例如，用这样的 电脑武装起来的机器人就是智能机器人。智能机器人的出现，将标志着人类社 会进入了一个新的时代。
2004.11.3
广义的人工智能学科是模拟、延伸和扩展人的智能， 研究与开发各种机器智能和智能机器的理论、方法与技术 的综合性学科。
人工智能是一个含义很广的词语，在其发展过程中， 具有不同学科背景的人工智能学者对它有着不同的理解， 提出了一些不同的观点，人们称这些观点为符号主义 (Symbolism) 、 连 接 主 义 (Connectionism) 和 行 为 主 义 (Actionism)等，或者叫做逻辑学派(Logicism)、仿生学派 (Bionicsism) 和 生 理 学 派 (Physiologism) 。 此 外 还 有 计 算 机学派、心理学派和语言学派等。
2004.11.3
2004.11.3
AI程序设计
1.1.1 什么是人工智能？
斯坦福大学人工智能研究中心的尼尔逊（N. J. Nilsson） 教授从处理的对象出发，认为“人工智能是关于知识的科学， 即怎样表示知识、怎样获取知识和怎样使用知识的科学”。麻 省理工学院温斯顿（P. H. Winston）教授则认为“人工智能 就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的富有智能的工 作”。斯坦福大学费很鲍姆（E.A. Feigenbaum）教授从知识 工程的角度出发，认为“人工智能是一个知识信息处理系统”。
AI程序设计
1.1.2 为什么要研究人工智能
研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。我们知道，人类社会现在 已经进入了信息化时代。但信息化的进一步发展，就必须有智能技术的支持。例 如，当前迅速发展着的国际互联网Internet就强烈地需要智能技术。特别是当我 们要在Internet上构筑信息高速公路时，其中有许多技术问题就要用人工智能的 方法来解决。这就是说，人工智能技术在Internet和未来的信息高速公路上将发 挥重要作用。
令T表示时间变量，x表示认知操作(cognitive operation)，x 的变化△x为当时机体状态S（机体的生理和心理状态以及脑子里的 记忆等）和外界刺激R的函数。当外界刺激作用到处于某—特定状态 的机体时，便发生变化，即语言和硬件。
2004.11.3
AI程序设计
1.1.3 人类智能的计算机模拟
2004.11.3
AI程序设计
1.1.2 为什么要研究人工智能
我们知道，电子计算机是迄今为止最有效的信息处理工具，以至于人们
称它为“电脑”。但现在的普通计算机系统的智能还相当低下，譬如缺乏自适 应、自学习、自优化等能力，也缺乏社会常识或专业知识等，而只能是被动地 按照人们为它事先安排好的工作步骤进行工作。因而它的功能和作用就受到很 大的限制，难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。既然计算机和人脑 一样都可进行信息处理，那么是否也能让计算机同人脑一样也具有智能呢?这 正是人们研究人工智能的初衷。