第1章(1)講人工智能的誕生

1、智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能人工智能Artificial IntelligenceArtificial Intelligence 主講 黃 芳 2015.3智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能課程教學(xué)人工智能課程教學(xué)主要內(nèi)容:人工智能的研究與發(fā)展知識(shí)表示方法確定性推理智能計(jì)算專家系統(tǒng)智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系課程要求教學(xué)方式：理論(26)+實(shí)踐(6)考核方式：考試(70%)+作業(yè)和實(shí)驗(yàn)(30%)課程學(xué)分：2教材及參考書：1 人工智能及其應(yīng)用，第四版，蔡自興，徐光祐本科生用書清華大學(xué)出版社，20102 Artificial Intelligence: A New Synth

2、esis. N. J. Nilsson. Morgan Kaufmann, 1998; 機(jī)械工業(yè)出社，19993 人工智能及其在決策系統(tǒng)中的應(yīng)用蔡自興國防科技大學(xué)出版社，20064 專家系統(tǒng)，蔡自興，John Durkin，龔濤原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用科學(xué)出版社，2005智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能人工智能PK人類智能人類智能 第一講：人工智能的誕生 主講 黃 芳2015.3智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系美夢能否成真？美夢能否成真？人類夢想發(fā)明各種機(jī)械工具和動(dòng)力機(jī)器，協(xié)助甚至代替人們從事各種體力勞動(dòng)。18世紀(jì)第一次工業(yè)革命中，瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)開辟了利用機(jī)器動(dòng)力代替人力和畜力的新紀(jì)元。此后

3、，顯著減輕體力勞動(dòng)和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化才成為可能。 智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系美夢能否成真？美夢能否成真？人類同樣夢想發(fā)明各種智能工具和智能機(jī)器，協(xié)助甚至代替人們從事各種腦力勞動(dòng)。20世紀(jì)40年代計(jì)算機(jī)的發(fā)明和50年代人工智能的出現(xiàn)開辟了利用智能機(jī)器代替人類從事腦力勞動(dòng)的新紀(jì)元。此后，顯著減輕腦力勞動(dòng)和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程智能化才成為可能。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能與人類智能你認(rèn)為人工智能是否你認(rèn)為人工智能是否能夠超過人類智能？能夠超過人類智能？智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能與人類智能由于人類對機(jī)器人 “不信任感” 擔(dān)心使用機(jī)器人帶來失業(yè)的恐懼，擔(dān)心“機(jī)器人的智能將要超過

4、人類，從而反客為主，要統(tǒng)治人類”，給人類造成心理威脅。給人類造成心理威脅。機(jī)器智能不是生命現(xiàn)象，而是一種人為的機(jī)械模仿。未來的高智能機(jī)器人的某些功能，很可能會(huì)超過人，但從總體上看，機(jī)器人智不能超過人類智能。 智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. 什么是人工智能 ?2. 人工智能是如何發(fā)展起來的 ？3. 人類智能與人工智能的關(guān)系如何 ？智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系智 能 ？什么是智能？什么是智能？智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系自然智能自然智能人類大腦是如何實(shí)現(xiàn)智能的?兩大難題之一：宇宙起源、人腦奧秘對人腦奧秘知之甚少人腦結(jié)構(gòu)：含有1011-12 個(gè)（千億-萬億個(gè)）神經(jīng)元，而

5、且呈現(xiàn)并行分布大腦功能：記憶、思維、觀察、分析 等 對智能的嚴(yán)格定義有待于人腦奧秘的進(jìn)一步對智能的嚴(yán)格定義有待于人腦奧秘的進(jìn)一步揭示與認(rèn)識(shí)揭示與認(rèn)識(shí)智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工（人工（man-made）制品）制品相對于天然河流，人類開鑿了運(yùn)河；相對于天然衛(wèi)星（如地球的衛(wèi)星月亮），人類制造了人造衛(wèi)星；相對于天然纖維（如棉花、蠶絲和羊毛），人類發(fā)明了維呢絨和滌絨等人造纖維；相對于天然心臟、自然受精和自然四肢等，人類創(chuàng)造了人工心臟、人工受精（試管嬰兒）、和假肢等人造物品2009年7月，英國宣布成功利用人類干細(xì)胞培育出成熟精子（人工精子）。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系 人工制品人工制品人工

6、，即人造的，不是自然的。例子： 人工湖，人工河（運(yùn)河），人工纖維，人造衛(wèi)星，人工肢腿（假肢假腿），人工腦，人工心臟，人工魚（轉(zhuǎn)基因魚），克隆羊、克隆牛，各種轉(zhuǎn)基因食品智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能人工智能機(jī)器人？機(jī)器人？ 星球大戰(zhàn) 木牛流馬銅壺漏刻鐃神報(bào)時(shí)智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系1. 什么是人工智能什么是人工智能?人工智能Artificial Intelligence (AI) 眾說紛紜目前還沒有統(tǒng)一的定義AI的嚴(yán)格定義依賴于對智能的定義 即要定義人工智能，首先應(yīng)該定義智能但智能本身也還無嚴(yán)格定義因此，應(yīng)當(dāng)首先研究人類的自然智能一般解釋：人工智能就是用人工的方法在機(jī)器（計(jì)算機(jī)

7、）上實(shí)現(xiàn)的智能，或稱機(jī)器智能、計(jì)算機(jī)智能。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系知識(shí)與智能知識(shí)與智能知識(shí) 人們通過體驗(yàn)、學(xué)習(xí)或聯(lián)想而知曉的對客觀世界規(guī)律性的認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)，包括事實(shí)、條件、過程、規(guī)則、關(guān)系和規(guī)律等。智能 一種應(yīng)用知識(shí)對一定環(huán)境或問題進(jìn)行處理的能力能力或者進(jìn)行 抽象思考的能力能力。智能機(jī)器 能夠在各類環(huán)境中自主自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任擬人任務(wù)務(wù)的機(jī)器。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能的不同定義人工智能的不同定義AI (能力能力) 智能機(jī)器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的智能行為智能行為，如判斷、推理、證明、識(shí)別、感知、理解、通信、設(shè)計(jì)、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動(dòng)思維活動(dòng)。

8、AI (學(xué)科學(xué)科) 計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器智能機(jī)器的一個(gè)分分支支。它的近期目標(biāo)在于研究用機(jī)器來模仿和執(zhí)行人腦的某些功能，并開發(fā)相關(guān)理論和技術(shù)。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能是如何發(fā)展的？人工智能是如何發(fā)展的？孕 育 期 （ 1956年前）形 成 期 （ 19561970年）暗 淡 期 （ 19661974年）知識(shí)應(yīng)用期 （ 19701988年）集成發(fā)展期 （ 1986年至今）智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系 2. 人工智能的起源與發(fā)展孕育期 孕育期 （ 1956以前）亞里斯多德（公元前384322）：古希臘偉大的哲學(xué)家和思想家，創(chuàng)立了演繹法。他提出的

9、三段論至今仍然是演繹推理演繹推理的最基本出發(fā)點(diǎn)。萊布尼茨(16461716)：德國數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家，把形式邏輯符號(hào)化，奠定了數(shù)數(shù)理邏輯理邏輯的基礎(chǔ)。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系 2. 人工智能的起源與發(fā)展孕育期 圖靈(19121954)：英國數(shù)學(xué)家，1936年創(chuàng)立了自動(dòng)機(jī)理論自動(dòng)機(jī)理論亦稱圖靈機(jī)，1950年在其著作計(jì)算機(jī)器與智能計(jì)算機(jī)器與智能中首次提出“機(jī)器也能思維” ，被譽(yù)為“人工智能之父”。莫克(19071980)：美國數(shù)學(xué)家、電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的先驅(qū)，1946年研制成功了世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展孕育期 麥克洛奇和皮

10、茲：美國神經(jīng)生理學(xué)家，1943年建成第一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(MP模型)。 維納(18741956) ：美國著名數(shù)學(xué)家、控制論控制論創(chuàng)始人。1948年創(chuàng)立了控制論。控制論對人工智能的影響，形成了行為主義學(xué)派。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展形成期 形成期 （1956-1970）AI誕生于一次歷史性的聚會(huì)達(dá)特茅斯會(huì)議 1956年夏季，年輕的美國學(xué)者麥卡錫、明斯基、朗徹斯特和香農(nóng)共同發(fā)起，邀請莫爾、塞繆爾、 紐厄爾和西蒙等參加在美國達(dá)特茅斯大學(xué)舉辦 了一次長達(dá)2個(gè)多月的研討會(huì)，熱烈地討論用機(jī)器模擬人類智能的問題。會(huì)上，首次使用了 “人工智能”這一術(shù)語。這是人類歷史上

11、第一次 人工智能研討會(huì)，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生，具有十分重要的歷史意義。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展形成期 形成期 （1956-1970）迅速發(fā)展，過于樂觀 1956年，塞繆爾在IBM計(jì)算機(jī)上研制成功了具有自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)能力的西洋跳棋程序。1957年，紐厄爾、肖(Shaw)和西蒙等研制了一個(gè)稱為邏輯理論機(jī)（LT)的數(shù)學(xué)定理證明程序。 1958年，麥卡錫建立了行動(dòng)規(guī)劃咨詢系統(tǒng)。1960年紐厄爾等研制了通用問題求解(GPS)程序。麥卡錫研制了人工智能語言LISP。1961年，明斯基發(fā)表了“走向人工智能的步驟”的論文，推動(dòng)了人工智能的發(fā)展。1965年，魯賓遜提

12、出了歸結(jié)（消解）原理。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展暗淡期 暗淡期 （ 19661974 ）過高預(yù)言的失敗，給AI的聲譽(yù)造成 重大傷害。 “20 20 年內(nèi)，機(jī)器將能做人所能做的一切。年內(nèi)，機(jī)器將能做人所能做的一切。”西蒙，1965 “在在3 38 8年時(shí)間里，我們將研制出具有普通年時(shí)間里，我們將研制出具有普通人智力的計(jì)算機(jī)。這樣的機(jī)器能讀懂莎士比亞的人智力的計(jì)算機(jī)。這樣的機(jī)器能讀懂莎士比亞的著作，會(huì)給汽車上潤滑油，會(huì)玩弄政治權(quán)術(shù)，能著作，會(huì)給汽車上潤滑油，會(huì)玩弄政治權(quán)術(shù)，能講笑話，會(huì)爭吵。講笑話，會(huì)爭吵。它的智力將無以倫比。它的智力將無以倫比?！?明斯基，1977

13、智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展暗淡期 塞繆爾的下棋程序在與世界冠軍對弈時(shí)，以1 比4告負(fù)。歸結(jié)法的能力有限。當(dāng)用歸結(jié)原理證明“兩連續(xù)函數(shù)之和仍然是連續(xù)函數(shù)”時(shí)，推了10萬步也沒證明出結(jié)果來。把“心有余而力不足” (The spirit is willing but the flesh is weak)的英語句子翻譯成俄語，再翻譯回來時(shí)竟變成了“酒是好的，肉變質(zhì)了” 英國劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)家詹姆士按照英國政府的旨意，發(fā)表一份關(guān)于人工智能的綜合報(bào)告，聲稱 人工智能即使不是騙局也是庸人自擾人工智能即使不是騙局也是庸人自擾 。 智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源

14、與發(fā)展知識(shí)應(yīng)用期 知識(shí)應(yīng)用期（ 19701988 年）專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人工智能從理論研究走向?qū)ｉT知識(shí)應(yīng)用，是AI發(fā)展史上的一次重要突破與轉(zhuǎn)折。1972-1976年，費(fèi)根鮑姆研制MYCIN專家系統(tǒng)，用于協(xié)助內(nèi)科醫(yī)生診斷細(xì)菌感染疾病，并提供最佳處方。1976年，斯坦福大學(xué)的杜達(dá)等人研制地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)PROSPECTOR。計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器人、自然語言理解、機(jī)器翻譯等AI應(yīng)用研究獲得發(fā)展。同時(shí)也出現(xiàn)新的問題智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展集成發(fā)展期 集成發(fā)展時(shí)期（ 1986 -）專家系統(tǒng)的不足：應(yīng)用領(lǐng)域狹窄、缺乏常識(shí)性知識(shí)、知識(shí)獲取困難、推理方法單一、沒有分布式功能、不能訪問

15、現(xiàn)存數(shù)據(jù)庫等，促進(jìn)專家系統(tǒng)的改進(jìn)與發(fā)展。 機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能機(jī)器人和行為主義研究趨向熱烈和深入。智能計(jì)算 (CI）彌補(bǔ)了人工智能中在數(shù)學(xué)理論和計(jì)算上的不足，更新和豐富了人工智能理論框架，使人工智能進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期 。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能的時(shí)代已經(jīng)到來“尤金” 在2012年圖靈誕辰100周年的比賽上，以29.2%的成績，險(xiǎn)些通過圖靈測試。 庫茲韋爾預(yù)言,在2045年跨越人工智能超過人類智能的“奇點(diǎn)”。蘋果于2011年正式推出人工智能計(jì)劃CALO的Siri語音助理，推廣到億萬人的手機(jī)上。2012年，多倫多大學(xué)的Geoffery Hinton宣布在機(jī)器深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域（

16、Deep Learning）達(dá)成重大突破，模擬人類神經(jīng)元的重要發(fā)明憶阻器，和高通的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片也相繼誕生，人工智能研究的軟硬件條件，都已基本具備。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系人工智能的時(shí)代已經(jīng)到來Hinton與庫茲韋爾一起加入Google的X實(shí)驗(yàn)室，谷歌的戰(zhàn)略則開始瘋狂向人工智能傾斜。IBM推出超級(jí)計(jì)算機(jī)Watson，并在電視智力競賽中戰(zhàn)勝人類對手，該公司將語音識(shí)別的精度提高了30%，并推出類Siri功能“Cortana個(gè)人助理”。中國的玩家百度深度學(xué)習(xí)研究院，公布了 “百度大腦”項(xiàng)目，宣布該項(xiàng)目已能模擬人腦的200億個(gè)神經(jīng)元，達(dá)到兩三歲孩童的智力水平這意味著百度的進(jìn)度已經(jīng)是谷歌此前10億

17、個(gè)神經(jīng)元的20倍，在不聲不響中做到了全球領(lǐng)先。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展進(jìn)入新世紀(jì) 1956年夏出席達(dá)特茅斯會(huì)議的部分代表于50年后重逢2006，AI 50周年會(huì)議（美國）莫爾，麥卡錫，明斯基，塞爾夫里奇，索羅蒙夫 智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展中國人工智能在中國的發(fā)展1981年中國人工智能學(xué)會(huì)在長沙艱難成立，其后長期得不到國內(nèi)科技界的認(rèn)同，只能掛靠中國社會(huì)科學(xué)院哲學(xué)研究所，直到2004年，才得以“返祖歸宗”，掛靠到中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)。1985年前，人工智能在西方國家得到重視和發(fā)展，而在蘇聯(lián)卻受到批判；我國人工智能也與“特異功能”一起受

18、到質(zhì)疑，人工智能學(xué)科群專著不能公開出版。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展中國希望的曙光1986年清華大學(xué)校務(wù)委員會(huì)經(jīng)過長期和三次討論后，決定同意在清華大學(xué)出版社出版人工智能著作。我國首部人工智能、機(jī)器人學(xué)和智能控制著作分別于1987年、1988年和1990年在清華大學(xué)出版社、中南工業(yè)大學(xué)出版社和電子工業(yè)出版社問世。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展中國破土而出據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在全國已編著出版了50多部人工智能、40多部智能控制和近50部機(jī)器人學(xué)的教材/專著。從1987年到1999年智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展中國從

19、 2000年到 2006年智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系從 2007年到 2010年智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展中國 人工智能研究起步較晚 1978年把“智能模擬”納入國家研究計(jì)劃。1984年召開了智能計(jì)算機(jī)及其系統(tǒng)學(xué)術(shù)討論會(huì)。1986年起把智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、智能機(jī)器人和智能信息處理等重大項(xiàng)目列入國家高技術(shù)研究計(jì)劃。1993年起，把智能控制和智能自動(dòng)化等項(xiàng)目列入國家科技攀登計(jì)劃。進(jìn)入21世紀(jì)后，已有更多的人工智能與智能系統(tǒng)研究獲得各種基金計(jì)劃支持，并與國家國民經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的重大需求相結(jié)合，力求做出更大貢獻(xiàn)。智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)系2. 人工智能的起源與發(fā)展中國進(jìn)入新世紀(jì) 出現(xiàn)新動(dòng)向出現(xiàn)新動(dòng)向請關(guān)注以下2個(gè)問題： “我深信，以人工智能和模式識(shí)別為帶頭的這我深信，以人工智能和模式識(shí)別為帶頭的這門新學(xué)科，將為人類邁進(jìn)智能自動(dòng)化時(shí)期做出奠基門新學(xué)科，將為人類邁進(jìn)智能自動(dòng)化時(shí)期做出奠基性貢獻(xiàn)。性貢獻(xiàn)?！?宋?。ㄋ谓。?988）AI仍屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支 ？是否已形成“智能科學(xué)”新學(xué)科？智能科學(xué)與技術(shù)系智能科學(xué)與技術(shù)