人工智能之父——約翰解讀

1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 1、簡介 1 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 2、家庭背景2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 3、人生經(jīng)歷3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 、教育背景及職業(yè)生涯3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 、一次會議改變一生 4 HYPERLINK l bookmark10 o Curren

2、t Document 、一次會議成就一生 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 、 Lisp 語言和分時概念創(chuàng)始人8 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 、緬懷人工智能之父 14 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 四、貢獻及所獲獎項和榮譽14 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 五、主要出版物 16 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 六、人工智能的應(yīng)用

3、領(lǐng)域161、簡介人工智能之父約翰麥卡錫（John McCarthy）生可1927年9月4日，美國馬薩諸塞州波士頓卒號2011年10月24日，美國加利福尼亞斯坦福大學，享年84歲住所美國國籍美國領(lǐng)域計算機技術(shù)機構(gòu)斯坦福大學，麻省理工學院，達特茅斯學院，普林斯頓大學母校普林斯頓大學，加州理工學院博士生導師所羅門為萊夫謝茨了貢獻人工智能，Lisp的界限，情景演算所獲獎項圖靈獎（1971年），京都獎（1988年），美國國家科學獎?wù)拢?990年），本杰明富蘭克林獎?wù)拢?003年）等2、家庭背景約翰麥卡錫（John McCarthy） 1927年9月4日出生于美國波士頓一個共產(chǎn)黨積極分子家庭， 父母的工作

4、性質(zhì)決定全家需不斷搬遷， 童年在四處奔波中度過，從波士頓遷到紐約，然后又到了洛杉磯。他的父親約翰 帕特里克 格拉特 麥卡錫是一名愛爾蘭天主教徒， 先后做過木匠、漁民和工會組織者， 同時也是一個發(fā)明家，擁有捻船縫機和桔汁冷凍機兩項專利。他的母親艾達是立陶宛猶太人，最初在聯(lián)邦出版社（ The Federated Pres）s 的通信社當新聞記者，后來就職于一家共產(chǎn)主義報刊， 最后成為了一名社會工作者。 夫妻兩人在20 世紀 30 年代都曾參加美國共產(chǎn)黨。受父母的影響， 麥卡錫對社會問題也比較關(guān)注， 參與過在加州的Palo Alto 創(chuàng)辦自由大學的活動，倡儀過修改“人權(quán)法案” （the Bill o

5、f Rights ，這是美國于 1789年通過的對美國憲法的第一次修正案）。 但與他在計算機科學上所做的工作和貢獻相比，麥卡錫主要還是一個科學家而非社會活動家。麥卡錫早年對科學的興趣與家庭的政治信仰密不可分。 麥卡錫在接受采訪時說：“我們確信技術(shù)的進步對人類有利，我記得小時候讀過十萬個為什么，這是 30 年代蘇聯(lián)作家伊林（ M Ilin ）撰寫的通俗科技讀物，在美國好像沒有這樣的書。 10 至 15 年前我很高興得知中國有許多非常早熟的兒童， 他們都讀過 十萬個為什么?！贝送猓溈ㄥa還喜歡攀巖、跳傘、駕駛滑翔機等有刺激性和危險性的運動，曾和他的第二任妻子維拉沃特森（Vera Watson）一起

6、攀登過世界上不少大山高峰。沃特森是一位程序員， 也是世界知名的女登山運動員， 是第一位獨自攀上西半球第一高峰、 位于阿根廷和智利邊界的安第斯山脈的阿空加瓜山（海拔6960米）的女性，后來在1978 年攀登位于尼泊爾中部的阿那波爾那峰（海拔8075 米）的婦女探險活動中不幸遇難犧牲。后來他與斯坦福大學的計算機科學家卡羅琳塔爾科特結(jié)婚了。麥卡錫認為自己是無神論者。3、人生經(jīng)歷如果希望計算機具有一般的智能， 那么其外在結(jié)構(gòu)就必須基于一般的常識和推理。 約翰麥卡錫程序員知道如何讓計算機進行演繹推理， 因為其中涉及到的數(shù)學計算機能夠理解。但如果想讓計算機進行人類賴以生存的這種推測性的(而又常常正確的)常

7、識推理，就得發(fā)明一種全新的數(shù)理邏輯。而這正是約翰 麥卡錫為自己設(shè)立 的目標之一。麥卡錫的成名還有其他原因。他發(fā)明了人工智能領(lǐng)域的首要語言 Lisp ( list processing,表處理)，而且自其誕生之日起，就為編程語言設(shè)計提供了豐饒的 思想源泉。同時， 作為一名教學者和難題設(shè)計師， 他在密碼學和平面性檢驗等亞 學科領(lǐng)域激發(fā)了眾多計算機科學家的靈感。、教育背景及職業(yè)生涯麥卡錫認為自己的青少年時期平淡無奇， 但事實證明并非如此。 在上高三時，他根據(jù)一份加州理工學院的課程目錄，查看了該校一年級和二年級的微積分課本。他買了這些書，自學完成了所有的練習題目。這使得他最終在1944 年進入加州理工

8、后得以免修頭兩年的數(shù)學課程。他于1948年獲得加州理工學院數(shù)學學士學位，1951年獲得普林斯頓大學數(shù)學博士學位。分別短暫地為普林斯頓大學、 斯坦福大學、 達特茅斯學院和麻省理工學院供職后， 麥卡錫于1962年2000年底在斯坦福擔任教授，退休后成為名譽教授。 在普林斯頓大學，他和被認為是有著傳奇人生的數(shù)學天才、諾貝爾經(jīng)濟學獎獲得者約翰納什做過同事。數(shù)學上的深厚造詣使他對當時計算機領(lǐng)域的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。在麻省理工學院時，他被他的學生親切地稱為”約翰叔叔” 。 他幫助推動了麻省理工學院的 MAC 項目( en:Project MAC) 。然而，他在1962年了離開麻省理工學院， 前往斯坦福

9、大學并在那里協(xié)助建立了斯坦福人工智能實驗室( en:Stanford Artificial Intelligence Laboratory ) ，成為MAC 項目多年來的一個友好的競爭對手。、一次會議改變一生McCarthy 的學術(shù)人生如何步入人工智能領(lǐng)域， 還要從 1948 年 9 月的一次會議說起。 1948 年，麥卡錫開始去普林斯頓大學研究生院繼續(xù)深造攻讀數(shù)學系的碩士學位。 同年 9 月他參加了普林斯頓大學主辦的” 希克森大腦行為機制研討會”，大數(shù)學家、計算機設(shè)計大師約翰馮諾依曼在會議上演講了一篇關(guān)于自復制自動機(self-replicating automaton)的論文，這是一種可以

10、對自身進行復 制的機器。盡管當時的與會人員并沒有明確地將機器智能與人類智能聯(lián)系起來，但馮諾依曼的講話卻激發(fā)了麥卡錫的研究興趣，他敏銳地將機器智能與人的 智能聯(lián)系起來，打算從事更深入的研究。1949年在普林斯頓大學數(shù)學系作博士論文時，麥卡錫幸運地與馮諾依曼一起工作，在大師的鼓勵和支持下，麥卡錫首次開始嘗試在機器上模擬人類智能。主要研究方向定為計算機下棋。此后， 為了減少計算機需要考慮的棋步， 麥卡錫發(fā)明了著名的eB搜索法，使搜索能有效進行。在eB搜索法中，麥卡錫將結(jié)點的產(chǎn)生與求評價函數(shù)值(或稱返上值或倒推值)兩者巧妙地結(jié)合起來，從而使某些子樹結(jié)點根本不必產(chǎn)生與搜索。 這一關(guān)鍵問題的解決有效減少了

11、計算量， 使其至今仍是解決人工智能問題中一種常用的高效方法?！疚野延兄悄艿臇|西看做是一個有限自動機，與同樣是有限自動機的環(huán)境相連。我和約翰馮諾依曼見了面，他對此非常贊成，敦促我一定要把這篇論文寫出來。 但最后我并沒有把這篇論文寫出來， 因為我當時認為它還不夠成熟。 】 “自動機”模擬的是隨著時間從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)入另一個狀態(tài)的機器。比如說，普通的手動變速箱汽車在駕駛員點火啟動之后會從“熄火”狀態(tài)轉(zhuǎn)入“空擋但啟動”狀態(tài)。如果駕駛員掛擋前進則轉(zhuǎn)入“啟動且掛一擋”狀態(tài)。而“交互式自動機”(interacting automaton)則是根據(jù)其自身的狀態(tài)以及它所觀察到的其他自動機的狀態(tài)決定從某個狀態(tài)轉(zhuǎn)入另一

12、狀態(tài)。 有些自動機是智能的 (可看做是自帶駕駛員)， 但并不是必須智能。 交互式自動機試圖在這兩種類型之間建立一種連續(xù)性的統(tǒng)一體。麥卡錫放棄了自己對利用自動機模擬人類智能的首次嘗試。但在十幾年之后，當他從事情境演算(situational calculus)方面的工作時，有關(guān)于狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換的思想將重新浮出水面。 在這段時間中， 麥卡錫始終沒有放棄制造一臺像人 類那樣智能的機器這一想法。、一次會議成就一生1952年夏，普林斯頓大學的一個研究生杰里雷納(Jerry Raynaj)向麥卡錫建議， 可以找一些對機器智能感興趣的人去收集一些該領(lǐng)域的文章。 麥卡錫找的第一批人之一就是貝爾實驗室的克勞德香

13、農(nóng)， “信息論”亦即“通信數(shù)學理 論”的發(fā)明者。香農(nóng)的理論最初用于遠程通信，后被廣泛用于語言學、數(shù)學以及計算機科學等領(lǐng)域?！鞠戕r(nóng)不喜歡華而不實的術(shù)語堆砌。 他整理的卷宗為 自動機研究 ( Automata Studies),而其中收集到的文章讓我很失望，其中有關(guān)智能的內(nèi)容并不多，所以 在 1955年開始籌備達特茅斯計劃時，我希望開門見山，使用了“人工智能”這一術(shù)語，目的是讓參與者們弄清楚我們是在干什么。】在人工智能方面的若干深入探討之后， 他們萌生召開一次研討會的共識。 麥卡錫發(fā)起這個會議時的目標非常宏偉，是想通過10來個人2個月的共同努力設(shè)計出一臺具有真正智能的機器。 在洛克菲勒基金會的一筆

14、微薄的贊助下， 他們邀請到當時哈佛大學的明斯基和 IBM 工程師羅徹斯特等幾位學者， 參加這次具有里程碑達意義的達特茅斯會議。 達特茅斯會議歷時兩個多月， 會議的原始目標雖然由于不切實際而不可能實現(xiàn)，但由于麥卡錫在下棋程序尤其是a 一渡索法上所取得的成功， 以及卡內(nèi)基 梅隆大學的西蒙和紐厄爾這兩人是1975年圖靈獎獲得者，帶來了已能證明數(shù)學名著數(shù)學原理一書第二章52個定理中的 38個定理的啟發(fā)式程序，“邏輯理論家 LT 明斯基帶來了名為Snarc的學習機的雛形(主要學習如何通過迷宮) ，這使會議參加者仍能充滿信心地宣布 “人工智能 ”這一嶄新學科的誕生。會議首次提出“人工智能”這一術(shù)語，并確立

15、了可行的目標和方法，使得人工智能成為電腦科學一個獨立的重要分支，獲得了科學界的承認。人工智能( AI ) 是一門極富挑戰(zhàn)性的科學， 從事這項工作的人必須懂得計算機知識，心理學和哲學。人工智能是包括十分廣泛的科學，它由不同的領(lǐng)域組成，如機器學習， 計算機視覺等等， 總的說來， 人工智能的目的就是讓計算機這臺機器能夠象人一樣思考。在1955的時候，香農(nóng)與人一起開發(fā)了The Logic TheoriST程序，它是一種采用樹形結(jié)構(gòu)的程序，在程序運行時， 它在樹中搜索， 尋找與可能答案最接近的樹的分枝進行探索， 以得到正確的答案。 這個程序在人工智能的歷史上可以說是有重要地位的， 它在學術(shù)上和社會上帶來

16、的巨大的影響， 以至于我們現(xiàn)在所采用的思想方法有許多還是來自于這個50 年代的程序。1956 年在達特茅斯學院舉辦的夏季人工智能研討會是計算機科學史上的一座里程碑。這項涉及10 人、耗時 2 個月的雄心勃勃的研究計劃，其目標是（引自其提案） “基于 我們能夠精確、 全面地描述人類智能中的學習以及其他特征、并制造出機器對其模擬這一構(gòu)想，繼續(xù)闊步前進”。研討會的四位組織者一一麥卡錫、馬文明斯基（當時還在哈佛大學）、 納撒尼爾羅切斯特（IBM的杰出計算機設(shè)計師）和香農(nóng)一一向洛克菲勒基金 會申請了一筆資金支持，金額在今天看來幾乎少得可憐：主要組織者每人1200美元，再加上“外地與會人員的交通費”，總共

17、7500 美元。麥卡錫在提案中寫到， 他將研究語言和智能二者間的關(guān)系， 希望能通過程序計算機能“進行棋類游戲、并完成其他任務(wù)”。時隔 40 年后回憶起這次研討會 時，麥卡錫以他特有的直率形容了自己當時的愿景和期望?！疚覟檫@次會議設(shè)定的目標完全不切實際，以為經(jīng)過一個夏天的討論就能搞定整個項目。我之前從未參與過這種模式的會議，只是略有耳聞。實際上，它和那種以研究國防為名義的軍事夏令營沒什么區(qū)別?！縿?chuàng)造一臺真正智能的機器是一個極為困難的過程。 盡管這次會議在實質(zhì)上并未解決任何具體問題， 但它確立了一些目標和技術(shù)方法， 使人工智能獲得了計算機科學界的承認，成為一個獨立的、 而且最終充滿著活力的新興科研

18、領(lǐng)域。 雖然大多數(shù)與會者在會后并未繼續(xù)從事該領(lǐng)域的研究， 但另外那少數(shù)人中卻產(chǎn)生了一批在該領(lǐng)域影響深遠的成就。 這次會議給人工智能奠基人相互交流的機會， 并為未來人工智能的發(fā)展起了鋪墊的作用。 在此以后， 人工智能的重點開始變?yōu)榻嵱玫哪軌蜃孕薪鉀Q問題的系統(tǒng)，并要求系統(tǒng)有自學習能力。來自卡內(nèi)基梅隆大學的艾倫紐厄爾、赫伯特西蒙和J C哨（J. C.Shaw） 描述了他們的第二代信息處理語言 （ Information Processing Language， IPL2)。這三位科學家致力于構(gòu)建一種名為 ”邏輯理論機” 的程序，用于驗證基本邏輯和博弈論中的定理。而為了做到這一點，他們設(shè)計出 IP

19、L 2 這種程序語言以便于操作對象符號， 例如象棋的棋子或者邏輯變量里的真值。 由于這種操作與針對 數(shù)字的算術(shù)運算非常不同，他們提議使用一種所謂的“表結(jié)構(gòu)”。讓我們冒昧地借用愛麗絲夢游仙境來說明如何利用表來進行符號處理。假設(shè)柴郡貓告訴愛麗絲“不是我瘋了，就是帽匠瘋了”。我們用 C、 H、 A 代表 三種觀點，分別是柴郡貓瘋了、 帽匠瘋了和愛麗絲瘋了。 貓之前的那句聲明可以用表的形式表示為 (or C H) 。 然后貓又告訴愛麗絲 “不是你瘋了， 就是帽匠瘋了” 。 聰明的愛麗絲會把這個聲明和之前的那個一起表示為 (and (or C H) (or A H) 。最 后貓又說“我們?nèi)齻€中只有一個瘋

20、了”。也就是說，至少有兩個沒有瘋。愛麗絲可以將其表示為 (and (or C H) (or A H) (or (and (not A) (not C) (and (not A) (not H) (and (not C) (not H)。把這些聲明表示成表的形式之后， 我們就可以定義一些表操作的規(guī)則， 例如 (and (or X Y) (or Z Y) = (or (and X Z) Y) 。也就是說，如果不是X 成立就是 Y 成立，而且不是Z 成立就是 Y 成立，那么不是X 和 Z 都成立，就是Y 成立。應(yīng)用這樣一些規(guī)則，我們就能得出結(jié)論(and H (not C) (not A)。那么，根據(jù)

21、柴郡貓的 說法，只有帽匠瘋了。通過表來進行邏輯推理的優(yōu)點在于， 在推理的過程中表可以擴展、 收縮和重組。此外，我們可以用同一種形式表示規(guī)則和數(shù)據(jù)。 在研討會大多數(shù)與會者們看來，表操作無疑是這次的贏家。達特茅斯會議的另一項成就是馬文明斯基關(guān)于構(gòu)建幾何定理證明機的提案。 明斯基在紙上試驗了幾個例子， 認為證明幾何定理可能是對紐厄爾和西蒙提出的基于規(guī)則的方法的，一種很好的應(yīng)用。 IBM 公 司的赫伯特格林特(Herbert Gelernter)和納撒尼爾羅切斯特決定去實現(xiàn)這 個程序。 格林特日后又開發(fā)了一種幫助有機化學家合成新化合物的工具， 他的兒 子大衛(wèi)格林特(David Gelernter)是并

22、行程序設(shè)計和醫(yī)學人工智能領(lǐng)域著名的 研究者及設(shè)計者。 麥卡錫身為這個定理證明項目的顧問， 有機會為智能行為編寫 程序。【格林特和他的助手卡爾格貝里希(Carl Gerberich)采納了我的建議，以Fortran 為藍本設(shè)計了FLPLFortran 表處理語言( Fortran List ProcessingLanguage。其中也加入了一些他們自己的想法?！?、 Lisp 語言和分時概念創(chuàng)始人1956年，約翰巴科斯和他在 舊M的團隊發(fā)布了首個成功的高級編程語言Fortran， 將從事數(shù)字運算的程序員從為每一臺計算機寫繁瑣的匯編語言中解放出來。直到今天， Fortran 仍然是科學和工程計算中的

23、通用語言。 FLPL 首次嘗試了擴展 Fortran 的符號操作能力。 1958年夏天在 IBM 工作時，麥卡錫試圖用 FLPL為自己在高中時常用的代數(shù)微分應(yīng)用寫一個表程序， 但很快發(fā)現(xiàn)需要用到遞歸條件表達式 ，而 Fortran 卻不支持遞歸?！救绻?Fortran 支持遞歸，我就能用 FLPL 做下去。我甚至也考慮了如何往Fortran 中加入遞歸的問題，但是那樣做過于復雜?！渴聦嵶C明， IBM 很快就失去了對人工智能的興趣。一些客戶認為智能機器可能會威脅到他們的工作崗位，因此 20世紀 60年代初期的 IBM 市場營銷都把計算機說成是非智能的快速運算設(shè)備，百依百順、只按要求行事。1958

24、 年，麥卡錫組建了世界上第一個人工智能實驗室。麥卡錫不再糾纏于修補Fortran， 而是轉(zhuǎn)頭發(fā)明了 Lisp 并于 1960年將其設(shè)計發(fā)表在 美國計算機學會通訊(en:Communications of the ACM)上。紐厄爾、肖和西蒙后來把IPL形容為一種越變越復雜的語言，而麥卡錫則把他的 Lisp 形容為一種越變越簡單的語言。LISP 是一種函數(shù)式的符號處理語言，其程序由一些函數(shù)子程序組成。在函數(shù)的構(gòu)造上，和數(shù)學上遞歸函數(shù)的構(gòu)造方法十分類似，即從幾個基本函數(shù)出發(fā)，通過一定的手段構(gòu)成新的函數(shù)。 LISP 語言還具有自編譯能力。具體說來， LISP有以下幾個主要特點：計算用的是符號表達式而

25、不是數(shù)；2具有表處理能力，即用鏈表形式表示所有的數(shù)據(jù)；3控制結(jié)構(gòu)基于函數(shù)的復合，以形成更復雜的函數(shù)；4用遞歸作為描述問題和過程的方法；5用LISP 語言書寫的 EVAL 函數(shù)既可作為 LISP 語言的解釋程序，又可以作為語言本身的形式定義；6程序本身也同所有其他數(shù)據(jù)一樣用表結(jié)構(gòu)形式表示。已經(jīng)證明， LISP 的這些特點是解決人工智能核心問題的關(guān)鍵。此外，精巧的表機制也是進一步簡化 LISP 程序設(shè)計的方便而有力的工具，因此， LISP 自發(fā)明以來，已經(jīng)被廣泛用于數(shù)學中的符號微積分計算，定理證明，謂詞演算，博奕論等領(lǐng)域。Lisp 中蘊含的思想吸引了負責設(shè)計Algol 語言（巴科斯和諾爾為其發(fā)明了

26、巴科斯-諾爾范式）的國際委員會。1960 年巴黎會議大家討論Algol 語言，采納了麥卡錫的建議， 增加了遞歸和條件表達式， 在標記方法上， 委員會有了些爭論，但最終仍然接受了他的思想。 Algol 最早接受了 Lisp 的觀念，但不是最后一個，如今的Pasca、l C、 Ada 以及其他大多數(shù)現(xiàn)代編程語言都接受了 Lisp 的創(chuàng)新支持遞歸和條件表達式。Lisp 語言是人工智能界第一個最廣泛流行的語言，至今仍有著廣泛應(yīng)用。Lisp 語言與后來由英國倫敦大學的青年學生柯瓦提出、由法國馬賽大學的考爾麥勞厄所領(lǐng)導的研究小組于 1973 年實現(xiàn)的邏輯式語言 PROLOG 并稱為人工智能的兩大語言，它幾

27、乎成了人工智能的代名詞，到了今天， Lisp 仍然在發(fā)展。麥卡錫發(fā)明 Lisp 語言，只是把它作為工具，他的目標是制造具有人類智能的機器，近50 年來， Lisp 一直是人工智能領(lǐng)域的標準語言。麥卡錫并未預(yù)料到它會有如此長的壽命，甚至曾建議將其修改成類似Algol 那樣。然而該領(lǐng)域的編程人員仍然喜歡Lisp 最初的語法。 Lisp 自發(fā)明以后，像其他語言一樣，發(fā)明人最終已無法控制自己發(fā)明的語言的發(fā)展方向，馬庫斯和凱（ A Kay, “面 向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”的創(chuàng)始人）也一樣?！癓isp”是“l(fā)ist processing language （表處理語言）的縮寫。確如其名，Lisp 中所有的數(shù)據(jù)都用

28、表來表示。 這些表都被包含在圓括號中。 比如說， （Robert taught Dennis）可能就是表示“羅伯特教丹尼斯”這個句子的一個表。在這種情況 下，順序是很重要的，因為它指明了是誰在教誰。而 （apple tomato milk） 則可能表示一個購物清單。在這種情況下， 順序就不重要了， 因為這三種商品可以按任意順序購買。 上述這兩個例子中， 表都包含了 “原子 （atom）作為元素。原子和表不同，是 Lisp中最小的符號單位，不包含其他任何組成部分。而表還能夠包含（而且一般都會包含）其他表作為組成部分。比如說，（Robert taught （Carol and Dennis）反映了

29、句子的語法結(jié)構(gòu)，其中的圓括號 指明卡羅爾和丹尼斯都是動詞“教”的對象。再比如，（times 6 （plus x y）表示6 乂（x + y）。這里的順序也很重要，而且圓括號表明 x和y是一起的。通過這種方式， 表不僅能夠表示構(gòu)成科學和工程的標準數(shù)學結(jié)構(gòu)， 還能表示構(gòu)成語言的語句結(jié)構(gòu)。從一開始，麥卡錫就擁有一個熱情高漲的合作者團隊?！井斘以?1958 年秋天回到麻省理工的時候，我和明斯基有了一個大工作室、一臺鍵控打孔機， 此外還配備了一名秘書、 兩個程序員和六個數(shù)學專業(yè)的研究生。我們是在春天時向杰里威斯納（Jerry Wiesnei）申請的這些，理由是為我們的人工智能項目做準備。我們連書面提案都

30、沒準備，申請就得到了批準。很幸運，當時麻省理工的電子研究實驗室剛剛與美國軍方簽署了一份無限制的雙向合作協(xié)議， 而相應(yīng)的資源還沒有到位。 我想這種靈活的資源調(diào)配正是美國的人工智能研究起步領(lǐng)先于其他國家的原因之一。紐厄爾-西蒙的研究之所以能進行，也是由于美國空軍在當時向蘭德公司提供了彈性的支持?！侩S著工作的深入，麥卡錫希望改進這種語言的表達能力。 1959 年，為了展示Lisp可以明確地表達任何可計算函數(shù)，他加入了一個叫做“求值” （ eval）的 功能?！扒笾怠痹试S程序定義新的函數(shù)或者過程（procedure ,然后將其作為程序的一部分執(zhí)行。 而大多數(shù)語言在執(zhí)行新函數(shù)之前都會強制程序中止運行，

31、并且 “重新編譯” 。 由于求值函數(shù)可以帶動并執(zhí)行任何函數(shù)， 它扮演了一種 “通用圖靈機”的角色，是其他計算機的通用模擬器。求值概念具有非常實際的意義。比如說，由于國際金融市場時刻都在變化，股票交易所必須每周 7 天、每天 24 小時不停地提供計算服務(wù)。如果有人寫了一個程序， 可以用新的方法分析路透社的股票數(shù)據(jù)， 股票經(jīng)紀人很可能希望馬上就使用它，但又絕不想中斷自己機器的使用，求值讓這一切成為可能。但至今，主流程序設(shè)計語言仍然沒有吸收麥卡錫建議的“評價函數(shù)” （ eval）,主要原因在于語言設(shè)計者們擔心程序員往運行中的程序里添加新功能 可能會很危險。不過如今的很多程序都必須每周 7 天、每天

32、24 小時地連續(xù)運行，人們對求值這種特性的需求越來越迫切，因此大多數(shù)實驗性語言都包含了求值或類似求值的功能。1959 年麥卡錫發(fā)表具有常識的程序一文，標志著他向“常識邏輯推理”難題開始宣戰(zhàn)?！九c所有專門化的理論一樣，所有科學也都體現(xiàn)于常識中。當你試圖證明這些理論時，你就回到了常識推理，因為常識指導著你的實驗?！吭O(shè)想一個旅行者從英國格拉斯哥經(jīng)過倫敦去莫斯科， 計算機程序可以分段處理：從格拉斯哥到倫敦， 再從倫敦到莫斯科。 但是如果假設(shè)此人不幸在倫敦丟失了機票怎么辦？當然現(xiàn)實中此人一般不會因此取消原來去莫斯科的計劃， 他可能會再買一張票。 但是預(yù)先設(shè)計好的模擬程序卻不允許如此靈活。 因此要發(fā)展一種

33、具有常識推理能力的邏輯。麥卡錫另一個卓越貢獻是1960 年左右第一次提出將計算機批處理方式改造成分時方式， 這使得計算機能同時允許數(shù)十甚至上百用戶使用， 這一技術(shù)降低了成本， 讓更多的人使用上了計算機， 極大地推動接下來的人工智能研究。 由此，他被人尊稱為“計算機分時系統(tǒng)之父” ，他的研究成果最終實現(xiàn)了世界上最早的分時系統(tǒng) 基于 IBM7094 的 CTSS 和其后的 MULTICS 。盡管他本人未能預(yù)見隨后個人計算機的普及和興盛， 但麥卡錫卻在一些計算機技術(shù)未被大眾所習用時，做出了精準的預(yù)言。 “在1970年代早期，他在法國公開了一篇關(guān)于利用計算機進行買賣的論文， 這個技術(shù)在現(xiàn)在被稱作是電子

34、商務(wù)。 ”互聯(lián)網(wǎng)安全專家惠特菲爾德迪菲說，他也是麥卡錫在斯坦福人工智能實驗室的研究員。而在研究人工智能方面， “沒人比約翰更有影響力。 ”迪菲評價。除了人工智能方面的研究和貢獻之外， 麥卡錫也是最早對程序邏輯進行研究并取得成果的學者之一。1963年他發(fā)表的論文計算的數(shù)學理論的一個基礎(chǔ)一文 （收錄于P Braffort 和 D Hirschberg 編輯的計算機程序設(shè)計和形式系統(tǒng) Computer Programming and Formal System，s North Holland ， 33-70頁）集中反映了他這方面的成果。 麥卡錫在這篇論文中系統(tǒng)地論述了程序設(shè)計語言語義形式化的重要性，

35、以及它同程序正確性、 語言的正確實現(xiàn)等問題的關(guān)系， 并提出在形式語義研究中使用抽象語法和狀態(tài)向量等方法，開創(chuàng)了“程序邏輯”(10gicsofprograms)W究的先河。程序邏輯就是一種“語言”，用這種語言可以無二義地表達程序的各種性質(zhì)， 其語義規(guī)定了該語言中各種表達式的意義， 而它的一組規(guī)則則用同意義相關(guān)的方式去操作這些表達式以計算該語言中的各種斷言(assentation珀真值。研究程序的邏輯對于幫助人們了解軟件是否合理十分重要，它可以用于程序驗證(program verification) ，自動程序設(shè)計，為優(yōu)化和審計而進行的程序分析等方面。麥卡錫在上述論文中提出的方法是用遞歸函數(shù)作為程

36、序的模型。他以兩個鏈表(list)的“附加”(append躁作為例說明可以用遞歸的方法定 義這個函數(shù)，并可以用形式化的方法證明鏈表的附加操作是滿足結(jié)合律的(associative law),即x(yz)二(xy)z。麥卡錫進而證明了用一系列遞歸定義 的函數(shù)就完全可能建造大型的軟件系統(tǒng)，并用歸納法證明這些系統(tǒng)所具有的性質(zhì)。麥卡錫所提出的方法是有關(guān)程序邏輯研究中第一個比較系統(tǒng)而成熟的方法，曾被廣泛地采用。1964 年麥卡錫已是斯坦福大學人工智能實驗室的主任，他提出了一種稱之為“情景演算” (situational calculus)的理論，其中“情景”表示世界的一種狀 態(tài)。當主體(agent)行動

37、時，情景發(fā)生變化。主體下一步如何行動取決于他所 知道的情景。 情景演算的思想吸收了有窮自動機狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概念。 在情景演算中，推理不但取決于狀態(tài)，而且取決于主體關(guān)于狀態(tài)知道些什么。主體知道得越多，了解得越詳細，他就會更好地作出決策。這種情景演算理論吸引了許多研究者，但它本身也引起一種問題。 在多主體的世界中， 與一個主體有關(guān)的情景的變化可能還取決于其他主體的行動。這樣處理起來十分困難。在常識世界中， 我們的決策可能不大受其他主體的影響，當然有時也很難說麥卡錫的努力最終是否成功了，但他向通常的“演繹推理”挑戰(zhàn)，強調(diào)人類智能推理的非單調(diào)性(nonmonotonicity),發(fā)展狀態(tài)描述法，在人工智能

38、研究中具有重要意義。麥卡錫試圖讓機器能像人一樣，在某種語境下，進行基本的猜測。但這很難做，即使是人，也常常誤解語境。 一個有趣的例子是：白宮發(fā)言人奧涅爾歡迎新當選的里根總統(tǒng)時說：“您成了 Grover Cleveland(他指的是美國的一個總統(tǒng))。而里 根卻微笑著說：“我只在電影中扮演過一次 Cleveland。 (里根指的是棒球手 Grover Cleveland Alexander。現(xiàn)在，人工智能越來越具備人腦的思維能力，而直接的后果就是機器越來越聰明了，人類可以偷懶少操心了。約翰麥卡錫(JohnMcCarthy ) ，則是首個提出“人工智能”概念的人。作為一個國際象棋愛好者， 1966

39、年，在斯坦福大學的麥卡錫和他的團隊寫了一個計算機程序，當發(fā)現(xiàn)一些蘇聯(lián)的計算機科學家也開發(fā)了可以下國際象棋的計算機程序時， 他說服這些人加入了一場洲際國際象棋比賽， 雙方通過電報下象棋，比賽總共進行了4 局，持續(xù)了整整一年。不過，蘇聯(lián)科學家最終獲勝。其實直到現(xiàn)在，盡管人工智能可以模仿很多人類技能，包括視覺、聽覺、思考推想能力以及機器人肢體的移動能力， 但人工智能未來的應(yīng)用仍模糊不清。 不過， 從 1960年代中期到 1970年代中期， 斯坦福實驗室對這一技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用，其中包括機器人技術(shù)、計算機視覺和自然語言處理的能力。1971年， 麥卡錫因在人工智能上的貢獻獲得了圖靈獎， 這一獎項是

40、計算機協(xié)會( ACM )于 1966年設(shè)立的，專門獎勵那些對計算機事業(yè)作出重要貢獻的個人。圖靈獎也有“計算機界諾貝爾獎”之稱。到了1972年，斯坦福實驗室得到全美國的關(guān)注。當時，全球概覽雜志創(chuàng)辦者斯圖爾特 布蘭德在滾石雜志的一篇題為太空大戰(zhàn)：計算機迷狂熱的生活和象征性死亡” ( SPACEWAR: Fanatic Life and Symbolic Death Among theComputer Bums)的文章中，就寫了斯坦福實驗室。這篇文章激發(fā)了一群計算機科學家創(chuàng)建自己設(shè)想的虛擬世界的激情，也預(yù)示了未來網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)。 “無論是否已經(jīng)準備好，電腦都會來到人們身邊。 ”布蘭德寫道。盡管麥卡錫低估

41、了個人計算機在未來的潛力，但他早期就電子商務(wù)的想法，影響了斯坦福實驗室的迪菲。 通過麥卡錫的這些想法， 迪菲構(gòu)想如何在一個純粹的電子世界中替代紙質(zhì)個人支票。 迪菲和另外兩名研究員研發(fā)了公開密鑰密碼學的基本理念， 這也是當今所有電子銀行和電子商業(yè)得以進行的基礎(chǔ)， 能確保消費者和商家的安全互動。20世紀 70年代以后，麥卡錫又開始研究非單調(diào)邏輯。在經(jīng)典邏輯中，由已知事實推出的結(jié)論， 決不會在已知事實增加時反而喪失其有效性， 因此是 “單調(diào)的”(monotonic)。但在人類思維過程中，由于信息的不完全和認識的局限性，常常有隨著事物的發(fā)展變化，原有結(jié)論被否定和取消的情況，這就導致了所謂“非單調(diào)邏輯”

42、 (non monotonic logic)。 非單調(diào)邏輯中有一類是基于最小化語義的最小化非單調(diào)邏輯。1980年，麥卡錫在一篇論文中提出了“限制邏輯”或稱“限界邏輯”，成為這類非單調(diào)邏輯中比較成功的一個體系(見 J McCarthy ： Circumscription a form Ofnon monotonic reasoningArtificial Intelligence , V01.13, 1980, 27 39頁)。限制邏輯的基本思想是： “限制” 某個謂詞 P 也就是排除以 P 的原有事實為基礎(chǔ)所建立的大部分模型， 而只保留有關(guān)P 的最小模型。 這與人類思考問題時總是在某些條件限制

43、下考慮， 也就是只考慮所涉及的個體或關(guān)系， 而決不去涉及其他個體或關(guān)系，是比較相符的。1986年，麥卡錫在AI 雜志上就限制邏輯的應(yīng)用發(fā)表了進一步的研究論文：“限制邏輯在常識知識形式化中的應(yīng)用” (Applications Of Circumscription tOFormalizing Common Sense Knowledge， AI ， V01 28， 1986， 89 116頁) ，對倡 導常識推理和常識研究起了十分重要的作用。、緬懷人工智能之父不管人們對人工智能還有什么偏見， 它現(xiàn)在已成為嚴肅的經(jīng)驗科學， 而麥卡錫為這一領(lǐng)域培養(yǎng)了大量人才，他的學生遍及世界。關(guān)于人工智能， 想了解更

44、多的東西可以直接訪問麥卡錫的網(wǎng)頁， 從公眾理解科學的角度看， 他的網(wǎng)頁做得非常棒。他討論了人工智能與哲學的關(guān)系， 人工智能的分類及應(yīng)用領(lǐng)域等。 還詳細回答了有關(guān)人類“可持續(xù)發(fā)展”的問題。他是技術(shù)樂觀派，相信人類會有一個美好的未來(他提供了許多論據(jù)，可從網(wǎng)上看到)。終其一生，麥卡錫一直都是一個獨立思考者。如今， 人工智能已經(jīng)從實驗室走進日常生活，成為一門嚴肅經(jīng)驗科學，引發(fā)了計算機使用方式的一場變革，其中 McCarthy 功不可沒，他深刻地改變了人們與電腦和互聯(lián)網(wǎng)的互動方式。如今這位計算機大師已經(jīng)離去，我們緬懷他、感謝他！四、貢獻及所獲獎項和榮譽1、加州理工學院數(shù)學學士( 1948 年)。2、普

45、林斯頓大學數(shù)學博士（1951 年）。Dartmouth 會議的發(fā)起人（該會議被視為 AI 作為一門學科誕生的標志1955 年） 。 在為該會議寫的建議書中提出 Artificial Intelligence 一詞， 從而被視 為“人工智能之父”。發(fā)明Lisp 編程語言 （該語言至今仍在人工智能領(lǐng)域廣泛使用， 1958年） 。5、提出計算機分時（time-sharing） 概念（ 1960年）。6、斯坦福大學計算機系教授，后期工作主要關(guān)注常識和非單調(diào)推理19622000年（退休）。7、斯坦福AI 實驗室主任（ 19651980年）。8、因?qū)I 的貢獻獲圖靈獎，由計算機協(xié)會所設(shè)立（ 1971 年

46、）。麥卡錫的圖靈獎演說題為 “人工智能研究的現(xiàn)狀” （ The Present State of Research on Artificial Intelligence） 。但不知什么原因，這篇演說沒有發(fā)表。在前20 年的圖靈獎演說集 （ACM Turing Award Lectures The First 20 Years： 1966 1985， ACM h ）中， 則以“附錄” （postscript）的形式約請麥卡錫另寫了一篇“人工智能的一般原理” （Generality in Artificial Intelligence） ，刊于該書257 268 頁。9、獲得IJCAI（the I

47、nternational Joint Conference on Artificial Intelligence） 頒發(fā)的第一屆Research Excellence Award （可看作是AI的終身成就獎，1985 年）。10、京都獎（KYOTO ），由日本INAMORI 基金會所設(shè)立，這個獎主要獎勵在高科技方面作出杰出貢獻的科學家， 麥卡錫是這個獎的第 5 位獲得者 （ 1988 年）。11、美國國家科學獎?wù)拢∟ational Medal of Science）,在數(shù)學、統(tǒng)計與計算科 學方面（ 1990 年）。12、引導計算機歷史博物館的研究員（1999 年）。13、本杰明富蘭克林研究所的

48、計算機和認知科學獎?wù)拢?003年）。14、由于人工智能和智能系統(tǒng)領(lǐng)域的重大貢獻，入選為IEEE 智能系統(tǒng)“AI的霍爾名人堂”（ 2011 年）。15、命名為2012年斯坦福大學的工程英雄之一（2012 年）。五、主要出版物自動機研究 （ 1956 年，與香農(nóng)合編）程序常理：機械化的思維過程 （ 1959 年）遞歸函數(shù)的符號表情和他們的計算機 （ 1960 年）計算的數(shù)學理論基礎(chǔ) （ 1963 年）行動和因果律 （ 1963 年）信息學：科學美國人之書 （ 1966 年）從人工智能的角度來看一些哲學問題 （ 1969 年）人工智能的認識論問題 （ 1977 年）界限：非單調(diào)推理的一種形式 （ 1980 年）應(yīng)用常識推理的界限（ 1986 年）形式化的常識：人工智能的共性（1990年）票據(jù)正規(guī)化上下文（ 1993 年）形式化上下文：擴大票據(jù)（ 1997 年）工作邏輯形式化常識推理：擬定寬容（