人工智能的基本知识

人工智能（Artificial Intelligence，AI）从20世纪50年代明确提出以来，已经有了迅猛的发展。特别是2016年3月，人工智能系统AlphaGo以4比1的总比分战胜人类围棋世界冠军、职业九段棋手李世石，引起世人对人工智能的再度瞩目。那么人工智能是否已经全面实现了呢？

如同钢铁机械延展了人的四肢能力一样，人工智能是对人类大脑能力的延展。人工智能研究和发展的本质就是延长和扩展人的智能。如果读者能够理解工业社会中机器如何替代和减轻人的体力劳动，就同样可以想象人工智能将会替代和减轻人的脑力劳动。所以，人工智能的研究和发展将会深刻改变人类社会。

事实上，人工智能的应用成果已经给人们的生活带来了很多方便。例如，人脸识别系统已经可以让人们\"刷脸\"支付；语音识别系统使得计算机能够\"听懂\"人们的话，实现语音操控；字符识别系统使得计算机可以\"看懂\"文字，停车场的车牌自动识别就是一个典型的字符识别系统应用；人机翻译系统也使得人们出国旅游时不再担心语言沟通问题。本书主要阐述人工智能领域中的基本理论、原理和方法，以及重要应用。

人工智能，顾名思义就是用人工的方法实现智能。\"人工\"是指人可以控制每一个步骤，并且能够达到预期结果的一个物理过程。目前，这个物理过程一般是通过电子线路实现的。现在正在研究的光子、量子和分子计算机，则试图用新型材料代替电子半导体，实现逻辑运算。未来的新型计算机将具有可并行计算、运算速度快、能耗低等特性。无论采用什么类型的计算机，在理论上任何可计算问题都可以用计算机软件来实现（未必能解决该问题）。所以，绝大多数人工智能研究都是在计算机上进行的。人工智能有时候也被称为机器智能，一般都指使计算机表现出智能或者具有智能行为。

什么是\"智能\"这个问题目前并没有一个统一的结论。《现代汉语词典》（第7版）对\"智能\"的解释是：①[名]智慧和才能；②[形]经高科技处理、具有人的某些智慧和能力的。《牛津高阶英语词典》（Oxford Advanced Learner' s Dictionary）（第9版）对\"智能（Intelligence）\"的解释是：以逻辑的方式学习、理解、思考事物的能力（The ability to learn，understand and think in a logical way about things.）。

从唯物主义哲学观点来说，智能是大脑特别是人脑运动的结果或者产物。由于人类对自身以及脑的功能原理还没有认识清楚，所以很难对\"智能\"给出确切的定义。知识理论的观点认为智能的基础是知识。因为一个系统之所以有智能是因为它具有可运用的知识，没有知识显然就不可能有智能。思维理论的观点认为智能的关键是思维。因为人的一切智能都来自大脑的思维活动，人类的一切知识都是人类思维的产物。进化理论的观点认为智能取决于感知和行为，智能就是在系统与周围环境不断\"感知-动作\"的交互中发展和进化的。

瑟斯蒂姆（Thursteme）认为智能由语言理解、用词流畅、数、空间、联系性记忆、感知速度及一般思维7种因子组成。一般认为，智能是知识与智力的总和。其中，知识是一切智能行为的基础，而智力是获取知识并运用知识求解问题的能力，是头脑中思维活动的具体体现。

由于对智能有不同的理解，所以人工智能现在没有统一的定义。麦卡锡（McCarthy）认为，人工智能就是要让机器的行为看起来像是人所表现出的智能行为一样。尼尔逊（Nilsson）认为，人工智能是关于人造物的智能行为，包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为。巴尔（Barr）和费根鲍姆（Feigenbaum）认为，人工智能属于计算机科学的一个分支，旨在设计智能的计算机系统，也就是说，对照人类在自然语言理解、学习、推理问题求解等方面的智能行为，设计的系统应呈现出与之类似的特征。本书认为人工智能就是研究如何使一个计算机系统具有像人一样的智能特征，使其能模拟、延伸、扩展人类智能。通俗地讲，人工智能就是研究如何使计算机会听、说、读、写、学习、推理，能够适应环境变化，能够模拟出人脑思维活动。总之，人工智能就是要使计算机能够像人一样去思考和行动，完成人类能够完成的工作，甚至在某些方面比人更强。