智能是一個寬泛的概念。智能是人類具有的特征之一。然而,對于什么是人類智能(或者說智力),科學界至今還沒有給出令人滿意的定義。有人從生物學角度定義為“中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能”,有人從心理學角度定義為“進行抽象思維的能力”,甚至有人同義反復地把它定義為“獲得能力的能力”,或者不求甚解地說它“就是智力測驗所測量的那種東西”。這些都不能準確的說明人工智能的確切內(nèi)涵。
雖然難于下定義,但人工智能的發(fā)展已經(jīng)是當前信息化社會的迫切要求,同時研究人工智能也對探索人類自身智能的奧秘提供有益的幫助。所以每一次人工智能技術的進步都將帶動計算機科學的大跨步前進。如果將現(xiàn)有的計算機技術、人工智能技術及自然科學的某些相關領域結合,并有一定的理論實踐依據(jù),計算機將擁有一個新的發(fā)展方向。
當前人工智能的發(fā)展方向可以分為兩種:一種受控于人類的智能機器或智能程序,人類輸入指令后讓其達到預期的目的;另一類,能自主推理、邏輯、判斷、學習、進步的智能,而后一種而有吸引力,更增加了人工智能無窮的魅力。
人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為(如學習、推理、思考、規(guī)劃等)的學科,主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機,使計算機能實現(xiàn)更高層次的應用。人工智能涉及到計算機科學、心理學、哲學和語言學等學科??梢哉f幾乎是自然科學和社會科學的所有學科,其范圍已遠遠超出了計算機科學的范疇,在不斷的接近。她并不像很多人想象的是幾個科學家的工作,而是隨著社會各學科發(fā)展而默默發(fā)展的。在智能領域里,最關鍵的問題之一,就是機器學習的問題。一旦機器有了學習的能力,誰還(敢)預測未來呢?人類的社會發(fā)展其實也是在不斷積累中發(fā)展而來,人的智能也就是事實依據(jù)庫+推理機制所構成了的。當所有領域的定律都能用特定的公式推理出來,黑客帝國的實現(xiàn)就要到來了。
研究人工智能的目的,一方面是要創(chuàng)造出具有智能的機器,另一方面是要弄清人類智能的本質(zhì),因此,人工智能既屬于工程的范疇,又屬于科學的范疇。通過研究和開發(fā)人工智能,可以輔助,部分替代甚至拓寬人類的智能,使計算機更好的造福人類。
目前,人工智能的研究是與具體領域相結合進行的。基本上有如下領域。
一、專家系統(tǒng):專家系統(tǒng)是依靠人類專家已有的知識建立起來的知識系統(tǒng),目前專家系統(tǒng)是人工智能研究中開展較早、最活躍、成效最多的領域,廣泛應用于醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、石油化工、軍事、文化教育等各方面。它是在特定的領域內(nèi)具有相應的知識和經(jīng)驗的程序系統(tǒng),它應用人工智能技術、模擬人類專家解決問題時的思維過程,來求解領域內(nèi)的各種問題,達到或接近專家的水平。
二、機器學習:機器學習的研究,主要在以下三個方面進行:一是研究人類學習的機理、人腦思維的過程;和機器學習的方法;以及建立針對具體任務的學習系統(tǒng)。機器學習的研究是在信息科學、腦科學、神經(jīng)心理學、邏輯學、模糊數(shù)學等多種學科基礎上的。依賴于這些學科而共同發(fā)展。目前已經(jīng)取得很大的進展,但還沒有能完全解決問題。
三、模式識別:模式識別是研究如何使機器具有感知能力,主要研究視覺模式和聽覺模式的識別。如識別物體、地形、圖象、字體(如簽字)等。在日常生活各方面以及軍事上都有廣大的用途。近年來迅速發(fā)展起來應用模糊數(shù)學模式、人工神經(jīng)網(wǎng)絡模式的方法逐漸取代傳統(tǒng)的用統(tǒng)計模式和結構模式的識別方法。特別神經(jīng)網(wǎng)絡方法在模式識別中取得較大進展。
四、人工神經(jīng)網(wǎng)絡:人工神經(jīng)網(wǎng)絡是在研究人腦的奧秘中得到啟發(fā),試圖用大量的處理單元(人工神經(jīng)元、處理元件、電子元件等)模仿人腦神經(jīng)系統(tǒng)工程結構和工作機理。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡中,信息的處理是由神經(jīng)元之間的相互作用來實現(xiàn)的,知識與信息的存儲表現(xiàn)為網(wǎng)絡元件互連間分布式的物理聯(lián)系,網(wǎng)絡的學習和識別取決于和神經(jīng)元連接權值的動態(tài)演化過程。
人工智能研究的近期目標是使現(xiàn)有的計算機不僅能做一般的數(shù)值計算及非數(shù)值信息的數(shù)據(jù)處理,而且能運用知識處理問題,能模擬人類的部分智能行為。按照這一目標,根據(jù)現(xiàn)行的計算機的特點研究實現(xiàn)智能的有關理論、技術和方法,建立相應的智能系統(tǒng)。例如目前研究開發(fā)的專家系統(tǒng),機器翻譯系統(tǒng)、模式識別系統(tǒng)、機器學習系統(tǒng)、機器人等。隨著社會的發(fā)展,技術的進步,人工智能的發(fā)展是任何人都無法想象的,但是,正如《科學畫報》所預測的一樣,人工智能發(fā)展將在四個階段中不斷發(fā)展與進步。
一、應用階段(1980年至今):在這一階段里,人工智能技術在軍事、工業(yè)和醫(yī)學等領域中的應用顯示出了它具有明顯的經(jīng)濟效益潛力。適合人們投資的這一新天地浮出了水面。
二、融合階段(2010—2020年):1、在某些城市,立法機關將主要采用人工智能專家系統(tǒng)來制定新的法律。2、人們可以用語言來操縱和控制智能化計算機、互聯(lián)網(wǎng)、收音機、電視機和移動電話,遠程醫(yī)療和遠程保健等遠程服務變得更為完善。3、智能化計算機和互聯(lián)網(wǎng)在教育中扮演了重要角色,遠程教育十分普及。4、隨著信息技術、生物技術和納米技術的發(fā)展,人工智能科學逐漸完善。5、許多植入了芯片的人體組成了人體通信網(wǎng)絡(以后甚至可以不用植入任何芯片)。比如,將微型超級計算機植入人腦,人們就可通過植入的芯片直接進行通信。6、量子計算機和DNA計算機會有更大發(fā)展,能夠提高智能化水平的新型材料會不斷問世。7、抗病毒程序可以防止各種非自然因素引發(fā)災難。8、隨著人工智能的加速發(fā)展,新制定的法律不僅可以用來更好地保護人類健康,而且能大幅度提高全社會的文明水準。比如,法律可以保護人們免受電磁煙霧的侵害,可以規(guī)范家用機器人的使用,可以更加有效地保護數(shù)據(jù),可以禁止計算機合成技術在一些文化和藝術方面的應用(比如禁止合成電視名人),可以禁止編寫具有自我保護意識的計算機程序。
三、自我發(fā)展階段(2020—2030年):1、智能化計算機和互聯(lián)網(wǎng)既能自我修復,也能自行進行科學研究,還能自己生產(chǎn)產(chǎn)品。2、一些新型材料的出現(xiàn),促使智能化向更高層次發(fā)展。3、用可植入芯片實現(xiàn)人類、計算機和鯨目動物之間的直接通信,在以后的發(fā)展中甚至不用植入芯片也可實現(xiàn)此項功能。4、制定“機器人法”等新的法律來約束機器人的行為,使人們不受機器人的侵害。5、高水準的智能化技術可以使火星表面環(huán)境適合人類居住和發(fā)展。
四、升華階段(2030—2040年):1、信息化的世界進一步發(fā)展成全息模式的世界。2、人工智能系統(tǒng)可從環(huán)境中采集全息信息,身處某地的人們可以更容易地了解和知曉其他地方的情況。3、人們對一些目前無法解釋的自然現(xiàn)象會有更清楚的認識和更完善的解釋,并將這些全新的知識應用在醫(yī)療、保健和安全等領域。4、人工智能可以模仿人類的智能,因此會出現(xiàn)有關法律來規(guī)范這些行為。人工智能一旦擁有長足的進步,必將帶動其他計算機技術的發(fā)展。網(wǎng)絡化將虛擬的世界變得無限大,屆時,足不出戶將成為一種習慣。人工智能必將帶動人類的發(fā)展,起到?jīng)Q定性作用。