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人工智能 ArtificialIntelligence 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 1 本課程主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容可為三部分 并按三個(gè)部分內(nèi)容來進(jìn)行 第一部分基礎(chǔ)知識(shí) 邏輯 知識(shí)表達(dá) 推理 第二部分深入學(xué)習(xí) 機(jī)器學(xué)習(xí) 第三部分高級(jí)AI 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)化計(jì)算 人工生命 人工智能課程要學(xué)習(xí)些什么 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 2 1 前言 我們的時(shí)代2 什么是人工智能 其在現(xiàn)代科學(xué)中的地位如何 3 人工智能的研究目標(biāo)及其研究?jī)?nèi)容 4 人工智能研究的方法與發(fā)展過程5 人工智能與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)6 人工智能應(yīng)用領(lǐng)域及其分支學(xué)科 第1章人工智能及其發(fā)展 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 3 Haveyoueverimaginethiskindoflife 2020 2 10 機(jī)器們成為我們?nèi)粘I畹膸褪?機(jī)器人伴侶 等等 領(lǐng)養(yǎng)一個(gè)具有人工智能的小孩 生活在一個(gè)與機(jī)器人共生的世界 我們已跨進(jìn)21世紀(jì)的新時(shí)代 牛頓 達(dá)爾文 Z R Darwin 愛因斯坦 圖靈 A M Turing 等一代代大師 偉人在我們的身后 展現(xiàn)在我們的面前是科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明的海洋 1 前言 我們的時(shí)代 自然條件 在我們面前 有著可供人類使用的三大戰(zhàn)略資源 它們是 即物質(zhì) 能源 信息 由此 產(chǎn)生了促進(jìn)人類文明的三要素 材料 動(dòng)力 知識(shí) 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 5 過去 理性的力量使人類走出了神秘的陰影 認(rèn)識(shí)并利用了物質(zhì)文化 能量轉(zhuǎn)換和信息控制 以科學(xué)和技術(shù)推動(dòng)了文明的不斷躍升 我們釋放了原子中蘊(yùn)藏的巨大能量 我們登上了先人們久已渴望親臨的月球 我們發(fā)明了便于處理各種信息的電腦 我們發(fā)現(xiàn)了控制生命活動(dòng)的基因 未來 人類的創(chuàng)造力將揭露更多的天機(jī) 科學(xué)和技術(shù)將開拓新的文明 人們將不再為資源短缺而不安 信息的運(yùn)動(dòng)速度將把一切都變?yōu)槎虝?我們將尋找人類的祖籍 我們將尋找心靈的居所 我們將尋覓地外生命的搖籃 我們將登陸火星并移民太空 我們將走向宇宙誕生的圣地 現(xiàn)在 是 過去 和 未來 的中轉(zhuǎn)站 我們面對(duì) 時(shí)空寶鑒 遙望未來 將會(huì)見到一個(gè)夢(mèng)想不到的全新世界 摘自 科技創(chuàng)造未來 FutureOnScience 徐冠華主編 北京理工大學(xué)出版社 引語 人類在二十世紀(jì)取得了被譽(yù)為對(duì)未來影響最為深遠(yuǎn)的三大前沿科學(xué)技術(shù)成就 它們是 它們是 宇航空間技術(shù) 原子能技術(shù)和人工智能 其中 人工智能是由一群年輕學(xué)者首先提出來的 二十世紀(jì)造就了三大前沿科學(xué)技術(shù)成就 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 7 人工智能研究的起點(diǎn) 第一次命名為人工智能的國(guó)際會(huì)議AIConferenceatDartmouthCollege 1956主要參加者 JohnMaCarthyMarvinMinskyAllanNewellHerbertSimonClaudeShannonArthurSamuel 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 8 2020 2 10 60年前的達(dá)特茅斯大學(xué) 1956年 達(dá)特莫斯 Dartmouth 會(huì)議 首次提出 人工智能 這一術(shù)語 標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生 馬文 明斯基 MarnivLeeMinsky 人工智能之父框架理論的創(chuàng)立者首位獲得圖靈獎(jiǎng)的人工智能學(xué)者 10 馬文 明斯基 MarnivLeeMinsky 1927年出生于美國(guó)紐約1951年提出思維如何萌發(fā)并形成的基本理論1956年達(dá)特茅斯會(huì)議的發(fā)起人之一1958年在MIT創(chuàng)建世界上第一個(gè)AI實(shí)驗(yàn)室1969年獲得圖靈獎(jiǎng)1975年首創(chuàng)框架理論 11 約翰 麥卡錫 JohnMcCarthy 人工智能之父LISP語言的發(fā)明人首次提出AI的概念 12 約翰 麥卡錫 JohnMcCarthy 1927年出生于美國(guó)波士頓1956年發(fā)起達(dá)特茅斯會(huì)議 并提出 人工智能 的概念1958年與明斯基一起創(chuàng)建世界上第一個(gè)人工智能實(shí)驗(yàn)室發(fā)明 剪枝算法1959年開發(fā)LISP語言開創(chuàng)邏輯程序研究 用于程序驗(yàn)證和自動(dòng)程序設(shè)計(jì)1971年獲得圖靈獎(jiǎng) 13 赫伯特 西蒙 HerbertA Simon 符號(hào)主義學(xué)派的創(chuàng)始人愛好廣泛的全能科學(xué)家中國(guó)科學(xué)院外籍院士 14 赫伯特 西蒙 HerbertA Simon 1916年出生于美國(guó)的威斯康辛州1943年在匹茲堡大學(xué)獲政治學(xué)博士學(xué)位1969年因心理學(xué)方面的貢獻(xiàn)獲得杰出科學(xué)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)1975年和他的學(xué)生艾倫 紐厄爾共同獲得圖靈獎(jiǎng)1978年獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)1986年因行為學(xué)方面的成就獲得美國(guó)全國(guó)科學(xué)家獎(jiǎng)?wù)?15 50年代至60年代初開發(fā)了世界上最早的啟發(fā)式程序 邏輯理論家 LT 證明了 數(shù)學(xué)原理 第二章中的全部52個(gè)定理 開創(chuàng)了機(jī)器定理證明這一新的學(xué)科領(lǐng)域57年開發(fā)了IPL InformationProcessingLanguage 語言 是最早的AI語言 60年開發(fā)了 通用問題求解系統(tǒng) GPS66年開發(fā)了最早的下棋程序之一MATER70年發(fā)展與完善了語義網(wǎng)絡(luò)的概念和方法70年代提出了 物理符號(hào)系統(tǒng)假說 70年代提出決策過程模型 成為DSS的核心內(nèi)容 16 艾倫 紐厄爾 AllenNewell 符號(hào)主義學(xué)派的創(chuàng)始人之一西蒙的學(xué)生與同事1975年與西蒙同獲圖靈獎(jiǎng) 17 查理德 卡普 RichardM Karp 發(fā)明 分枝界限法 的三棲學(xué)者 18 查理德 卡普 RichardM Karp 1935年出生于美國(guó)波士頓是加州大學(xué)伯克利分校三個(gè)系的教授 電氣工程和計(jì)算機(jī)系數(shù)學(xué)系工業(yè)工程和運(yùn)籌學(xué)系60年代提出 分枝界限法 成功求解含有65個(gè)城市的旅行商問題 創(chuàng)當(dāng)時(shí)的記錄1985年獲得圖靈獎(jiǎng) 19 愛德華 費(fèi)根鮑姆 EdwardA Feigenbaum 知識(shí)工程的提出者大型人工智能系統(tǒng)的開拓者 20 愛德華 費(fèi)根鮑姆 EdwardA Feigenbaum 1936年出生于美國(guó)的新澤西州通過實(shí)驗(yàn)和研究 證明了實(shí)現(xiàn)智能行為的主要手段是知識(shí)1977年提出知識(shí)工程 使人工智能從理論轉(zhuǎn)向應(yīng)用名言 知識(shí)蘊(yùn)藏著力量1994年和勞伊 雷迪共同獲得圖靈獎(jiǎng) 21 1963年主編了 計(jì)算機(jī)與思想 一書 被認(rèn)為是世界上第一本有關(guān)人工智能的經(jīng)典性專著1965年開發(fā)出世界上第一個(gè)專家系統(tǒng)開發(fā)出著名的專家系統(tǒng)MYCIN80年代合著了四卷本的 人工智能手冊(cè) 開設(shè)Teknowledge和IntelliGenetics兩個(gè)公司 是世界上第一家以開發(fā)和將專家系統(tǒng)商品化的公司 22 勞伊 雷迪 RajReddy 大型人工智能系統(tǒng)的開拓者 23 勞伊 雷迪 RajReddy 37年出生于印度 66年在美國(guó)獲得博士1994年與費(fèi)根鮑姆共同獲得圖靈獎(jiǎng)主持過一系列大型AI系統(tǒng)的開發(fā)Navlab能在道路行駛的自動(dòng)車輛項(xiàng)目LISTEN用于掃盲的語音識(shí)別系統(tǒng)以詩人但丁命名的火山探測(cè)機(jī)器人項(xiàng)目自動(dòng)機(jī)工廠項(xiàng)目 提出 白領(lǐng)機(jī)器人學(xué) 24 歷史回顧 從計(jì)算機(jī)到AI的誕生 ENIAC 1946DevelopedbyJ P Eckert J W Mauchley 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 25 人工智能 顧名思義 即用人工制造的方法 實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器或在機(jī)器上實(shí)現(xiàn)的智能系統(tǒng) 人工智能 譯自英文ArtificialIntelligence 簡(jiǎn)稱AI 從學(xué)科的角度去認(rèn)識(shí) AI是一門研究構(gòu)造智能機(jī)器或?qū)崿F(xiàn)機(jī)器智能的學(xué)科 是研究模擬 延伸和擴(kuò)展人類智能的科學(xué) 2 什么是人工智能 其在現(xiàn)代科學(xué)中的地位如何 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 26 自然智能與人工智能 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 27 什么是人工智能研究 ArtificialIntelligenceistheartofcreatingmachinesthatperformfunctionsthatrequireintelligenceperformedbypeople AIisthestudyofhowtomakecomputersdothingsatwhich atthemoment peoplearebetter fromTheAgeofIntelligenceMachines R Kurzwell MITPress 1990 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 28 TuringTest 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 29 電腦冒充13歲男孩首次通過 圖靈測(cè)試 圖 中新網(wǎng) 一本關(guān)于人工智能發(fā)展簡(jiǎn)史的奇書 McCorduck 2004 人工智能的發(fā)展史 史前期 神話 幻想和預(yù)言中的人工智能 奧林匹斯十二主神之一 羅馬神話中為伏爾甘 Vulcan 西方語言中的 火山 一詞來源于他的羅馬名字 宙斯和赫拉所生 一說他只有母親 有火山活動(dòng)的利姆諾斯 西西里等島嶼最初尊他為地火之神 能建筑神殿 制作各種武器和金屬用品 技藝高超 被認(rèn)為工匠的始祖 在手工業(yè)中心 他被奉為鍛造的庇護(hù)神 赫菲斯托斯Hephaistos Hephaestus 他制作工藝品的技巧也是無可匹敵 他曾制作了一組金制的女機(jī)器人幫他在鐵匠鋪?zhàn)鍪?她們甚至能開口說話 并接手他交托的高難度工作 他還有一套有著金輪子的三腳桌 圍在鐵匠鋪外面 能自行跑去供諸神聚會(huì) 之后再自己跑回來 人工智能的發(fā)展史 史前期 中世紀(jì)出現(xiàn)了使用巫術(shù)或煉金術(shù)將意識(shí)賦予無生命物質(zhì)的傳說 帕拉塞爾斯一方面作為醫(yī)生 為了創(chuàng)造完美的生命而后又轉(zhuǎn)為了煉金術(shù)師 他制造出了人造人霍爾蒙克斯 Homunculus 并且擁有傳說中最神秘的物質(zhì)賢者之石 Philosopher sstone 帕拉塞爾斯 神話 幻想和預(yù)言中的人工智能 人工智能的發(fā)展史 史前期 十九世紀(jì)的幻想小說中出現(xiàn)了人造人和會(huì)思考的機(jī)器之類題材 弗蘭肯斯坦 引是英國(guó)詩人雪萊的妻子瑪麗 雪萊 MarryShelley 在1818年創(chuàng)作的小說 被認(rèn)為是世界第一部真正意義上的科幻小說 神話 幻想和預(yù)言中的人工智能 人工智能的發(fā)展史 史前期 握有禁忌的造物之術(shù) 木甲術(shù)的中國(guó)古代傳奇機(jī)械師 經(jīng)過他手雕琢造設(shè)的木頭 皆被賦予生命 雕刻的鳥會(huì)飛 造的木偶跟真人一樣有喜怒哀樂 如同魔法師一般的木匠人 他使用服常木的一部分替瑯玕木造了身體 并收取服常樹的一只眼睛作為報(bào)酬 偃師 神話 幻想和預(yù)言中的人工智能 人工智能的發(fā)展史 史前期 木牛流馬復(fù)原圖 木牛流馬 為三國(guó)時(shí)期蜀漢丞相諸葛亮發(fā)明的運(yùn)輸工具 分為木牛與流馬 史載建興九年至十二年 231年 234年 諸葛亮在北伐時(shí)所使用 其載重量為 一歲糧 大約四百斤以上 每日行程為 特行者數(shù)十里 群行二十里 為蜀國(guó)十萬大軍提供糧食 不過 確實(shí)的方式 樣貌現(xiàn)在亦不明 對(duì)其亦有不同的解釋 神話 幻想和預(yù)言中的人工智能 人工智能的發(fā)展史 史前期 人工智能的基本假設(shè)是人類的思考過程可以機(jī)械化 對(duì)于機(jī)械化推理 即所謂 形式推理 formalreasoning 的研究已有很長(zhǎng)歷史 中國(guó) 印度和希臘哲學(xué)家均已在公元前的第一個(gè)千年里提出了形式推理的結(jié)構(gòu)化方法 他們的想法為后世的哲學(xué)家所繼承和發(fā)展 其中著名的有Aristotle 對(duì)三段論邏輯進(jìn)行了形式分析 Euclid 其著作 幾何原本 是形式推理的典范 al Khw rizm 代數(shù)學(xué)的先驅(qū) algorithm 一詞由他的名字演變而來 以及歐洲經(jīng)院哲學(xué)家Ockham的William DunsScotus等 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 1 形式推理 人工智能的發(fā)展史 史前期 馬略卡哲學(xué)家RamonLlull開發(fā)了一些邏輯機(jī) 試圖通過邏輯方法獲取知識(shí) Llull的機(jī)器能夠?qū)⒒镜?無可否認(rèn)的真理通過機(jī)械手段用簡(jiǎn)單的邏輯操作進(jìn)行組合 以求生成所有可能的知識(shí) Llull的工作對(duì)GottfriedLeibniz產(chǎn)生了很大影響 后者進(jìn)一步發(fā)展了他的思想 RamonLlull 1232 1315 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 1 形式推理 人工智能的發(fā)展史 史前期 Leibniz設(shè)想了一種用于推理的普適語言 能將推理規(guī)約為計(jì)算 從而使 哲學(xué)家之間 就像會(huì)計(jì)師之間一樣 不再需要爭(zhēng)辯 他們只需拿出鉛筆放在石板上 然后向?qū)Ψ秸f 如果想要的話 可以請(qǐng)一位朋友作為證人 我們開始算吧 Leibniz July1 1646 November14 1716 在十七世紀(jì)中 Leibniz ThomasHobbes和Ren Descartes嘗試將理性的思考系統(tǒng)化為代數(shù)學(xué)或幾何學(xué)那樣的體系 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 1 形式推理 人工智能的發(fā)展史 史前期 在二十世紀(jì) 數(shù)理邏輯研究上的突破使得人工智能好像呼之欲出 這方面的基礎(chǔ)著作包括Boole的 思維的定律 TheLawsofThought 與Frege的 概念文字 Begriffsschrift 基于Frege的系統(tǒng) Russell和Whitehead在他們于1913年出版的巨著 數(shù)學(xué)原理 PrincipiaMathematica 中對(duì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)給出了形式 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 1 形式推理 人工智能的發(fā)展史 史前期 DavidHilbert向二十世紀(jì)二十和三十年代的數(shù)學(xué)家提出了一個(gè)基礎(chǔ)性的難題 能否將所有的數(shù)學(xué)推理形式化 January23 1862 February14 1943 DavidHilbert 1912 這個(gè)問題的最終回答由G del的不完全性證明 Turing機(jī)和Church的Lambda演算給出 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 1 形式推理 人工智能的發(fā)展史 史前期 January23 1862 February14 1943 DavidHilbert 1912 他們證明了數(shù)理邏輯的局限性 其次 這一點(diǎn)對(duì)AI更重要 他們的工作隱含了任何形式的數(shù)學(xué)推理都能在這些限制之下機(jī)械化的可能性 Church Turing論題暗示 一臺(tái)僅能處理0和1這樣簡(jiǎn)單二元符號(hào)的機(jī)械設(shè)備能夠模擬任意數(shù)學(xué)推理過程 這里最關(guān)鍵的靈感是Turing機(jī) 這一看似簡(jiǎn)單的理論構(gòu)造抓住了抽象符號(hào)處理的本質(zhì) 這一創(chuàng)造激發(fā)科學(xué)家們探討讓機(jī)器思考的可能 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 1 形式推理 人工智能的發(fā)展史 史前期 用于計(jì)算的機(jī)器古已有之 法國(guó)數(shù)學(xué)和物理學(xué)家帕斯卡 Pascal 1623 1662 于1647年制造了一臺(tái)機(jī)械加法器 萊布尼茨進(jìn)一步對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn) 可以進(jìn)行全部的四則運(yùn)算 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 2 計(jì)算機(jī)科學(xué) 人工智能的發(fā)展史 史前期 CharlesBabbage 26December1791 18October1871 十九世紀(jì)初 CharlesBabbage設(shè)計(jì)了一臺(tái)可編程計(jì)算機(jī) 分析機(jī) 但未能建造出來 AdaLovelace預(yù)言 這臺(tái)機(jī)器 將創(chuàng)作出無限復(fù)雜 無限寬廣的精妙的科學(xué)樂章 她常被認(rèn)為是第一個(gè)程序員 因?yàn)樗粝碌囊恍┕P記完整地描述了使用這一機(jī)器計(jì)算Bernoulli數(shù)的方法 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 2 計(jì)算機(jī)科學(xué) 人工智能的發(fā)展史 史前期 CharlesBabbage 26December1791 18October1871 Babbage的差分機(jī)和分析機(jī) 他當(dāng)時(shí)提出的計(jì)算機(jī)的五大組成部分 為今天的計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 2 計(jì)算機(jī)科學(xué) 人工智能的發(fā)展史 史前期 第一批現(xiàn)代計(jì)算機(jī)是二戰(zhàn)期間建造的大型譯碼機(jī) GlenBeck background andBettySnyder foreground programENIACinBRLbuilding328 U S Armyphoto JohnvonNeumannDecember28 1903 February8 1957 AlanTuring23June1912 7June1954 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 2 計(jì)算機(jī)科學(xué) 人工智能的發(fā)展史 史前期 NorbertWiener November26 1894 March18 1964 描述了電子網(wǎng)絡(luò)的控制和穩(wěn)定性 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 3 控制論與信息論 人工智能的發(fā)展史 史前期 ClaudeElwoodShannon April30 1916 February24 2001 描述了數(shù)字信號(hào) 即高低電平代表的二進(jìn)制信號(hào) 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 3 控制論與信息論 人工智能的發(fā)展史 史前期 AlanTuring23June1912 7June1954 隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)明 人們自然會(huì)問 計(jì)算機(jī)到底能做什么 計(jì)算機(jī)具有智能嗎 如何度量計(jì)算機(jī)的智能 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 4 可計(jì)算理論 人工智能的發(fā)展史 史前期 AlanTuring23June1912 7June1954 論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 4 可計(jì)算理論 人工智能的發(fā)展史 史前期 AlanTuring23June1912 7June1954 圖靈的方案 有限狀態(tài)控制器讀寫頭紙帶 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 4 可計(jì)算理論 人工智能的發(fā)展史 史前期 AlanTuring23June1912 7June1954 圖靈將其作為模擬人的思維活動(dòng)的模型 凡是可以用圖靈機(jī)來計(jì)算的函數(shù)都是可計(jì)算的 圖靈用這個(gè)模型證明了不可計(jì)算數(shù) 也就是不可用圖靈機(jī)的算法來表達(dá) 的存在 由此建立了可計(jì)算性理論 先驅(qū)者的貢獻(xiàn) 4 可計(jì)算理論 人工智能的發(fā)展史 史前期 1956年夏天的Dartmoth會(huì)議 人工智能的發(fā)展史 形成期 DartmouthCollege commonlyreferredtoasDartmouth d rtm dart m th isaprivateIvyLeagueresearchuniversitylocatedinHanover NewHampshire Itconsistsofaliberalartscollege theGeiselSchoolofMedicine theThayerSchoolofEngineering andtheTuckSchoolofBusiness aswellas19graduateprogramsintheartsandscience 1956年夏天的Dartmoth會(huì)議 50年再聚首 人工智能的發(fā)展史 形成期 Fiveoftheattendeesofthe1956DartmouthSummerResearchProjectonArtificialIntelligencereunitedattheJulyAI 50conference Fromleft TrenchardMore JohnMcCarthy MarvinMinsky OliverSelfridge andRaySolomonoff PhotobyJosephMehling 69 人工智能簡(jiǎn)介 發(fā)展史 1927年第五屆索爾維會(huì)議 史上最強(qiáng)大腦合集 1953年 美國(guó)喬治敦大學(xué)組織了第一次機(jī)器翻譯的實(shí)際實(shí)驗(yàn) 1954年7月 IBM公司在701計(jì)算機(jī)上做了俄譯英的公開表演 此后包括英國(guó) 蘇聯(lián) 中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家紛紛開展機(jī)器翻譯的研究 期間主要研究方向 1 機(jī)器翻譯 人工智能的發(fā)展史 形成期 利用計(jì)算機(jī)證明數(shù)學(xué)定理是又一項(xiàng)大膽的設(shè)想 1956年 Newell 艾倫 紐厄爾 和Simon 西蒙 等人首先取得突破 他們編的程序LogicTheorist 應(yīng)用啟發(fā)式技術(shù) 證明了 數(shù)學(xué)原理 第二章中的三十八條定理 又于1963年證明了該章中的全部五十二條定理 走向了以計(jì)算機(jī)程序來模擬人類思維的道路 第一次把求解方法和問題的領(lǐng)域知識(shí)分離開 期間主要研究方向 2 計(jì)算機(jī)定理證明 人工智能的發(fā)展史 形成期 定理證明在1958年取得新成就 美籍?dāng)?shù)理邏輯學(xué)家王浩在IBM704計(jì)算機(jī)上以3 5分鐘證明了 數(shù)學(xué)原理 有關(guān)命題演算的全部220條定理 還用了幾分鐘證明了該書中帶等式的謂詞演算的150條定理中的85 1959年再接再厲 僅用了8 4分鐘就證明了以上全部定理 也是在1959年 IBM公司的Gelernter 格倫特爾 研制出平面幾何證明程序 期間主要研究方向 2 計(jì)算機(jī)定理證明 人工智能的發(fā)展史 形成期 1965年Robinson獨(dú)辟蹊徑 提出了與傳統(tǒng)的自然演繹法完全不同的消解法 當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是一項(xiàng)重大突破 掀起了研究計(jì)算機(jī)定理證明的又一高潮 期間主要研究方向 2 計(jì)算機(jī)定理證明 人工智能的發(fā)展史 形成期 博弈同樣是AI第一個(gè)時(shí)期的研究熱點(diǎn) 1956年Samuel研制了跳棋程序 它在1959年擊敗了Samuel本人 又在1962年打敗了美國(guó)一個(gè)州的跳棋冠軍而榮獲州級(jí)冠軍 期間主要研究方向 3 機(jī)器博弈 人工智能的發(fā)展史 形成期 也在1956年 Selfridge研制出第一個(gè)字符識(shí)別程序 又在1959年推出功能更強(qiáng)的模式識(shí)別程序 期間主要研究方向 4 模式識(shí)別 人工智能的發(fā)展史 形成期 1960年 McCarthy建立了人工智能程序設(shè)計(jì)語言LISP 從1957年開始 Newell Shaw和Simon等人就開始研究一種不依賴于具體領(lǐng)域的通用解題程序GPS 持續(xù)研究了十年 69年發(fā)表最后版本 期間主要研究方向 5 程序設(shè)計(jì)語言與通用解題程序 人工智能的發(fā)展史 形成期 1963年Slagle發(fā)表了符號(hào)積分程序SAINT 用86道積分題做實(shí)驗(yàn) 其中54道選自麻省理工學(xué)院的大學(xué)考題 結(jié)果做出了其中的84道 期間主要研究方向 6 符號(hào)積分程序 人工智能的發(fā)展史 形成期 1965年Roberts編制了可以分辨積木構(gòu)造的程序 開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)視覺的新領(lǐng)域 期間主要研究方向 7 機(jī)器視覺 人工智能的發(fā)展史 形成期 Newell和Simon過于樂觀的預(yù)言 人工智能的發(fā)展史 形成期 不出十年 計(jì)算機(jī)將成為世界冠軍 不出十年 計(jì)算機(jī)將要發(fā)現(xiàn)和證明重要的數(shù)學(xué)定理 不出十年 計(jì)算機(jī)將能譜寫具有優(yōu)秀作曲家水平的樂曲 不出十年 大多數(shù)心理學(xué)理論將在計(jì)算機(jī)上形成 80年代將是全面實(shí)現(xiàn)AI的年代 到了2000年 機(jī)器的智能就可以超過人了 此時(shí) 興奮的人們并未意識(shí)到初期的研究雖然很有成效 但并未抓到本質(zhì) 危機(jī)正潛伏在初戰(zhàn)告捷的歡樂中 人生若只如初見 何事秋風(fēng)悲畫扇 人工智能的發(fā)展史 形成期 當(dāng)人們進(jìn)行了比較深入的工作后 發(fā)現(xiàn)人工智能研究碰到的困難比原來想象的要多得多 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 例如 65年發(fā)明的消解法 歸結(jié)原理 曾給人們帶來了希望 可很快就發(fā)現(xiàn)了消解法的能力也有限 證明 連續(xù)函數(shù)之和仍連續(xù) 是微積分中的簡(jiǎn)單事實(shí) 可是用消解法 歸結(jié)法 來證明時(shí) 推了十萬步 歸結(jié)出幾十萬個(gè)子句 尚無結(jié)果 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 困難重重 Samuel的下棋程序當(dāng)了州冠軍之后沒能進(jìn)一步當(dāng)上全國(guó)冠軍更不要說世界冠軍 65年世界冠軍Helmann與Samuel的程序?qū)牧怂木肢@得全勝 僅有的一個(gè)和局是因?yàn)槭澜绻谲?匆忙地同時(shí)和幾個(gè)人對(duì)弈 的結(jié)果 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 困難重重 已過去了十年計(jì)算機(jī)并未證明出重要的人還未證明出的定理 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 最糟糕的還是機(jī)器翻譯 最初采用的主要辦法是依靠一部詞典的詞到詞的簡(jiǎn)單映射方法 結(jié)果沒有成功 還出現(xiàn)了笑話 如英語和俄語之間的翻譯 句子 outofsight outofmind 眼不見心不煩 譯成俄文時(shí)卻成了 又瞎又瘋 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 從神經(jīng)生理學(xué)角度研究AI的人發(fā)現(xiàn)他們遇到了幾乎是不可逾越的困難 以電子線路模擬神經(jīng)元及人腦都并沒有成功 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 人腦的復(fù)雜 60年代中期至70年代初期AI受到了各種責(zé)難 進(jìn)入了蕭條波折期 人的腦子有1010 百億 以上的神經(jīng)元 生理學(xué)家認(rèn)為 每個(gè)神經(jīng)元可能不只是一個(gè)信息存儲(chǔ)轉(zhuǎn)送單位 而是一臺(tái)完整的自動(dòng)機(jī) 當(dāng)時(shí)的計(jì)算技術(shù)要把1010 百億 臺(tái)機(jī)器組成一個(gè)聯(lián)合運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)是不可能的 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 組合爆炸 問題求解中的組合爆炸問題 例如國(guó)際象棋走第一步有10120種可能 用原有的計(jì)算機(jī)速度要1090年 而宇宙的年齡是1010年 所以有人講 計(jì)算機(jī)下棋走第一步要走到 世界的末日 由此可見不能光靠把所有可能性存入計(jì)算機(jī) 而要研究人的思維方法 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 語言的多義性 又如機(jī)器翻譯失敗的原因 初期機(jī)器翻譯只是采取 查詞典 詞到詞翻譯 重新排序 而實(shí)際的語言之間的翻譯很復(fù)雜 每種語言的句子的句法結(jié)構(gòu) 語義結(jié)構(gòu) 譯詞選擇等都是多義的或有岐義 還有成語 熟語 習(xí)慣用法 指代 照應(yīng)等問題 用詞到詞的簡(jiǎn)單映射是解決不了的 等閑變卻故人心 卻道故人心易變 人工智能的發(fā)展史 形成期 2011年9月 在印度古瓦哈蒂舉行的電腦科技展上 一個(gè) 聰明機(jī)器人 Cleverbot 成功騙過近800名觀眾 使他們難以分辨對(duì)話出自真人還是電腦軟件 當(dāng)日參加聊天試驗(yàn)的30名志愿者被安排進(jìn)行4分鐘在線文字聊天 聊天的對(duì)象可能是 聰明機(jī)器人 也可能是一個(gè)真人 他們的對(duì)話內(nèi)容展示在一個(gè)大屏幕上 1334名普通觀眾觀看對(duì)話內(nèi)容后進(jìn)行投票 結(jié)果 超過59 3 的觀眾把人與 聰明機(jī)器人 的對(duì)話誤認(rèn)成人與人之間的對(duì)話 聰明機(jī)器人 的發(fā)明者 英國(guó)人羅洛 卡彭特很高興地告訴記者 騙過一半以上觀眾 你可以說聰明機(jī)器人算是通過了 圖靈測(cè)試 2020 2 10 人工智能的發(fā)展史 現(xiàn)狀 2020 2 10 人工智能的發(fā)展史 現(xiàn)狀 它們會(huì)組裝機(jī)器它們會(huì)跳舞它們能夠擊敗象棋世界冠軍它們能夠搶答百科問題它們不會(huì)在步行街上走路它們?nèi)鄙俚牟皇侵腔?而是感情 2020 2 10 人工智能的發(fā)展史 現(xiàn)狀 約翰 麥卡錫 人工智能之父 沒有理由相信我們不能寫出一個(gè)能使電腦像人一樣思考的公式 斯蒂芬 霍金 在我看來 如果非常復(fù)雜的化學(xué)分子可以在人體內(nèi)活動(dòng)并使人類產(chǎn)生智慧的話 那么太陽復(fù)雜的電子電路也可以使計(jì)算機(jī)以智能化的方式采取行動(dòng) 德國(guó)班貝克大學(xué)心理學(xué)教授德爾納 有靈魂的機(jī)器是存在的 3 人工智能的研究目標(biāo)及其研究?jī)?nèi)容 當(dāng)前 正處于信息科學(xué)革命時(shí)代 與前三次工業(yè)革命的目標(biāo)不同 哪三次 即動(dòng)力工業(yè)革命 能源工業(yè)革命 電子工業(yè)革命 人工智能宣稱的研究目標(biāo)是 AI研究目標(biāo) 不僅在于實(shí)現(xiàn)人的肢體功能 體力工具的替代與延伸 而更重要的是 實(shí)現(xiàn)人的大腦功能和智慧能力的替代與延伸 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 81 那么 人工智能在現(xiàn)代科學(xué)中的地位如何呢 實(shí)際上 AI是一個(gè)大學(xué)科 其特點(diǎn)可概括為 前沿學(xué)科 新興學(xué)科 邊緣學(xué)科 前沿學(xué)科 人工智能從其誕生起 就一直是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的前沿學(xué)科 新興學(xué)科 它又是一門新思想 新理論 新技術(shù) 新成就不斷涌現(xiàn)的新興學(xué)科 邊緣學(xué)科 人工智能的研究 是在計(jì)算機(jī)科學(xué) 信息論 控制論 心理學(xué) 生理學(xué) 數(shù)學(xué) 物理學(xué) 化學(xué) 生物學(xué) 醫(yī)學(xué) 哲學(xué) 語言學(xué) 社會(huì)學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 因此 它又是一門綜合性極強(qiáng)的邊緣學(xué)科 2020 2 10 第1章人工智能及其發(fā)展 82 那么 究竟什么是智能或人的智能呢 智能 顧名思義

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