人的智能與人機(jī)智能課件

1、第3章 人的智能與人機(jī)智能. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ). 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步. 人機(jī)智能系統(tǒng)研究概覽返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)入世紀(jì)以來，國內(nèi)外對智能科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科，如腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維科學(xué)以及人工智能的研究高度重視。智能科學(xué)的興起和發(fā)展標(biāo)志著以人為中心的認(rèn)知和智能活動的研究已進(jìn)入新的階段。智能科學(xué)的研究將使人類自我了解和挖掘潛能，從而把人的知識和智能提高到空前未有的高度。智能科學(xué)的發(fā)展推升了工程領(lǐng)域智能化的研究熱潮。顯然，人機(jī)系統(tǒng)智能化是傳統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展方向，人機(jī)智能系統(tǒng)將是人機(jī)工程學(xué)科中的

2、一個重要的研究內(nèi)容。由此，筆者率先將人的智能與人機(jī)智能及其相關(guān)內(nèi)容引入人機(jī)工程學(xué)領(lǐng)域，讓人機(jī)工程學(xué)（第版）給讀者傳遞更多新的信息。下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ).人的神經(jīng)系統(tǒng)人的神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)成包括腦、脊髓以及與它們相連的周圍神經(jīng)。神經(jīng)系統(tǒng)對身體其他器官系統(tǒng)的功能起著調(diào)節(jié)或主導(dǎo)的作用。機(jī)體的感覺、運(yùn)動、消化、呼吸、泌尿、生殖、循環(huán)和代謝等功能都是在神經(jīng)系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)下進(jìn)行的。神經(jīng)系統(tǒng)借助于感受器接受內(nèi)外環(huán)境的各種信息，通過周圍神經(jīng)傳入脊髓和腦的各級中樞進(jìn)行整合，然后一方面直接經(jīng)周圍神經(jīng)的傳出部分，另一方面間接經(jīng)內(nèi)分泌腺的作用到達(dá)身體各部的效應(yīng)器，控制和調(diào)節(jié)全身各器官系統(tǒng)的活動，使它們

3、協(xié)調(diào)一致，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定并適應(yīng)環(huán)境的變化，保證生命活動的進(jìn)行。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)人的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖-所示，為了便于敘述和理解，可將較為復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)按所在的位置和功能的不同區(qū)分為中樞部和周圍部兩大部分。中樞部即中樞神經(jīng)系統(tǒng)，包括位于顱腔內(nèi)的腦和椎管內(nèi)的脊髓。周圍部即周圍神經(jīng)系統(tǒng)的一端與腦或脊髓相連，另一端通過各種末梢裝置與全身其他系統(tǒng)、器官相聯(lián)系；其中與腦相連的，稱腦神經(jīng)，與脊髓相連的，稱脊神經(jīng)；按其分布的器官，可分為支配體表、骨、關(guān)節(jié)和骨骼肌的軀體神經(jīng)和支配內(nèi)臟、心血管、平滑肌和腺體的內(nèi)臟神經(jīng)。.大腦的結(jié)構(gòu)腦是人類意識和思維等高級神經(jīng)活動的器官，也是人類

4、智能的物質(zhì)基礎(chǔ)，要研究智能就首先要了解腦。大腦的解剖結(jié)構(gòu)見圖-和圖-上框圖。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)腦可分為大腦、間腦、小腦和腦干四部分。大腦由結(jié)構(gòu)大致對稱的左、右兩半球組成，包括大腦皮質(zhì)（皮層）、皮質(zhì)下白質(zhì)和灰質(zhì)（基底神經(jīng)節(jié)）等，中間由胼胝體相連。大腦半球遮蓋著間腦、中腦和小腦，間腦包括丘腦和下丘腦（丘腦下部），腦干包括中腦、橋腦和延髓。大腦半球的表面有很多深淺不等的溝或裂，溝或裂之間的隆起叫回，它們大大地增加了大腦的表面積。大腦半球表面重要的溝或裂有大腦外側(cè)裂、中央溝和頂枕裂。大腦半球借外側(cè)裂、中央溝及枕切跡至頂枕裂頂端之間的假想連線分為五個腦葉，即額葉、頂葉、顳葉

5、、枕葉及島葉。覆蓋在大腦半球表面的一層灰質(zhì)結(jié)構(gòu)稱大腦皮層，約占中樞神經(jīng)系統(tǒng)灰質(zhì)的。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ).大腦皮層功能大腦皮層是覆蓋大腦半球外層的灰質(zhì)，是物種進(jìn)化的高級產(chǎn)物。從哺乳動物開始出現(xiàn)了高度發(fā)達(dá)的大腦皮層，并隨著神經(jīng)系統(tǒng)的進(jìn)化而進(jìn)化。新發(fā)展起來的大腦皮層在調(diào)節(jié)機(jī)能上起著主要作用；而皮層下各級腦部及脊髓雖也有發(fā)展，但在機(jī)能上已從屬于大腦皮層。大腦皮層在人類身上發(fā)展到最高階段，產(chǎn)生了新的飛躍，有了抽象思維能力，成為意識活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。大腦皮層是神經(jīng)系統(tǒng)的最高級中樞。從人體各部經(jīng)各種傳入系統(tǒng)傳來的神經(jīng)沖動向大腦皮質(zhì)集中，在此會通、整合后產(chǎn)生特定的感覺；或維持覺醒狀態(tài)

6、；或獲得一定情調(diào)感受；或以易化的形式貯存為記憶；上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)或影響其他的腦部功能狀態(tài)；或轉(zhuǎn)化為運(yùn)動性沖動傳向低位中樞，借以控制機(jī)體的活動，應(yīng)答內(nèi)外環(huán)境的刺激。大腦皮層的不同功能往往相對集中在某些特定部位，其主要的功能定位是：.軀體感覺區(qū)對側(cè)半身外感覺和本體感覺，沖動傳達(dá)此區(qū)，產(chǎn)生相應(yīng)的感覺。身體各部分在此區(qū)更精細(xì)的代表區(qū)是倒置的，身體各部分代表區(qū)的大小，取決于功能上的重要性，見圖-（）。.軀體運(yùn)動區(qū)軀體運(yùn)動區(qū)接受來自肌、腱和關(guān)節(jié)等處有關(guān)身體位置、姿勢以及各部運(yùn)動狀態(tài)的本體感覺沖動，借以控制全身的運(yùn)動。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)如圖-（）

7、所示，身體各部分在此區(qū)更精細(xì)的代表區(qū)基本上是倒置的，但頭面部仍是正的，運(yùn)動愈是精細(xì)的部位，如手、舌、唇等，代表區(qū)的面積愈大。.大腦皮層聯(lián)絡(luò)區(qū)大腦皮層單項感覺區(qū)和運(yùn)動區(qū)之外的部分，具有更廣泛更復(fù)雜的聯(lián)系，它們可將單項信息進(jìn)行綜合分析，形成復(fù)雜功能，且與情緒、意識、思維、語言等功能有密切關(guān)系，這些部位稱為聯(lián)絡(luò)區(qū)。三個基本聯(lián)絡(luò)區(qū)是：（）第一區(qū)（保證調(diào)節(jié)緊張度或覺醒狀態(tài)的聯(lián)絡(luò)區(qū)）它的機(jī)能是保持大腦皮層的清醒，使選擇性活動能持久地進(jìn)行。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)如果這一區(qū)域的器官（腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、腦內(nèi)側(cè)皮層或邊緣皮層）受到損傷，人的整個大腦皮層的覺醒程度就下降，人的選擇性活動就不能進(jìn)

8、行或難以進(jìn)行，記憶也變得毫無組織。（）第二區(qū)（接受、加工和儲存信息的聯(lián)絡(luò)區(qū)）如果這一區(qū)域的器官（如視覺區(qū)枕葉、聽覺區(qū)顳葉和一般感覺區(qū)頂葉）受到損傷，就會嚴(yán)重破壞接受和加工信息的條件。（）第三區(qū)（規(guī)劃、調(diào)節(jié)和控制人復(fù)雜活動形式的聯(lián)絡(luò)區(qū)）它是負(fù)責(zé)編制人在進(jìn)行中的活動程度，并加以調(diào)整和控制。如果這一區(qū)域的器官（腦的額葉）受到損傷，人的行為就會失去主動性，難以形成意向，不能規(guī)劃自己的行為，對行為進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)節(jié)和控制也會遇到障礙。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)可見，人腦是一個多輸入、多輸出、綜合性很強(qiáng)的大系統(tǒng)。長期的進(jìn)化發(fā)展，使人腦具有龐大無比的機(jī)能結(jié)構(gòu)，很高的可靠性、多余度和容錯能力

9、。人腦所具有的功能特點(diǎn)，使人在人機(jī)系統(tǒng)中成為一個最重要的、主導(dǎo)的環(huán)節(jié)。.腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成大腦皮層的基本組成單位和功能單位是神經(jīng)細(xì)胞，又稱神經(jīng)元，圖-是其示意圖。神經(jīng)元的特點(diǎn)是能被輸入刺激所激活，引起神經(jīng)沖動，進(jìn)行沖動傳導(dǎo)，其功能就是信息傳遞。神經(jīng)細(xì)胞的大小、形狀和它們的具體功能均有不同，可分為腦神經(jīng)元、感覺神經(jīng)元、運(yùn)動神經(jīng)元，其示意圖分別見圖-（）、（）、（）。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)它們在構(gòu)造上基本由部分組成：細(xì)胞體、樹突和軸突，各部分功能特點(diǎn)分述如下：（）細(xì)胞體由細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜組成。細(xì)胞體的外面是一層厚為的細(xì)胞膜，膜內(nèi)有一個細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。神經(jīng)元的細(xì)胞膜具有選

10、擇性的通透性，因此會使細(xì)胞膜的內(nèi)外液的成分保持差異，形成細(xì)胞膜內(nèi)外之間有一定的電位差，這個電位差稱為膜電位，其大小隨細(xì)胞體輸入信號強(qiáng)弱而變化，一般在。（）樹突由細(xì)胞體向外伸出的許多樹枝狀較短的突起，長約，它用于接受周圍其他神經(jīng)細(xì)胞傳入的神經(jīng)沖動。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)（）軸突由細(xì)胞體向外伸出的最長的一條神經(jīng)纖維，稱軸突。遠(yuǎn)離細(xì)胞體一側(cè)的軸突端部有許多分支，稱軸突末梢，或稱神經(jīng)末梢，其上有許多扣結(jié)稱突觸扣結(jié)。軸突通過軸突末梢向其他神經(jīng)元傳出神經(jīng)沖動。（）突觸一個神經(jīng)元的軸突末梢和另一個神經(jīng)元的樹突或細(xì)胞體之間，通過微小間隙相聯(lián)結(jié)，這樣的聯(lián)結(jié)稱為突觸。突觸的直徑為.，突觸

11、間隙有?數(shù)量級。從信息傳遞過程看，一個神經(jīng)元的樹突，在突觸處從其他神經(jīng)元接收信號，這些信號可能是激勵性的，也可能是抑制性的。突觸有興奮型和抑制型兩種形式。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)一個神經(jīng)元有個突觸，人腦中大約有個突觸，神經(jīng)細(xì)胞之間通過突觸復(fù)雜地結(jié)合著，從而形成了大腦的神經(jīng)（網(wǎng)絡(luò)）系統(tǒng)，圖-是其示意圖。突觸是神經(jīng)元之間傳遞信息的重要特殊“接口”，它包括突觸前細(xì)胞（發(fā)出信號的神經(jīng)細(xì)胞）、突觸間隙和突觸后細(xì)胞（接收信號的神經(jīng)細(xì)胞）三部分。由于神經(jīng)細(xì)胞的興奮而發(fā)出的電脈沖，沿軸突以每秒左右速度傳到和其他神經(jīng)細(xì)胞結(jié)合的突觸。軸突的末端每當(dāng)脈沖到來時就放出某種化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)

12、作用于接收脈沖信號的神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜，改變突觸部分的細(xì)胞膜的膜電壓，把這個部分的膜電位叫作突觸后電位。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)另外，這種化學(xué)物質(zhì)由于神經(jīng)細(xì)胞的種類不同而不同，既有提高膜電位的，也有減弱膜電位的。輸出脈沖是把膜電位提高還是降低，由傳送脈沖的神經(jīng)細(xì)胞種類而定。把可以使之結(jié)合的其他神經(jīng)細(xì)胞的膜電位提高的神經(jīng)細(xì)胞，叫作興奮性神經(jīng)細(xì)胞；使之變?nèi)醯纳窠?jīng)細(xì)胞，叫作抑制性神經(jīng)細(xì)胞。.信息在人腦中的轉(zhuǎn)化人腦的處理信息和編碼方式是一個十分復(fù)雜的問題。研究表明：人腦在處理信息方面，不是對單個的信息元素進(jìn)行處理，而是對整個信息集合的層次關(guān)系進(jìn)行處理。因此，人腦存儲和處理信息的機(jī)

13、制主要是以獲取信息群的方式來對信息進(jìn)行分類和處理的，這是一種群處理的過程。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)因此，視、聽、觸、嗅覺等感覺器官所接收的主要是外界信息圖像的整個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和與之對應(yīng)的信息元素群所組成的混合物，而不是簡單的互相獨(dú)立的信息元素。這是生命在自然界中長期演化的結(jié)果。因此，人腦也對這種層次結(jié)構(gòu)的圖形和由這些圖形所派生出的高級層次上的關(guān)系進(jìn)行處理。在人腦中，信息是由一個不低于二級層次的結(jié)構(gòu)來表述的：第一層次是外部信息的接收和轉(zhuǎn)譯結(jié)果，它包括外部信息原始的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及與之相適應(yīng)的神經(jīng)元沖動（它使得神經(jīng)元沖動與外部刺激之間有一個一一對應(yīng)的關(guān)系）；第二層次是在第一層次基礎(chǔ)上

14、建立起來的。上一頁下一頁返回. 人的智能生成的腦神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)信息在高級層次中不斷地抽取、交聯(lián)、組合，并且參與與外界的信息交流，逐漸轉(zhuǎn)化成一個統(tǒng)一的整體，并從這個整體中產(chǎn)生出較原始的高級因素概念；概念進(jìn)一步升華，即會產(chǎn)生出意識、情感等高級智能因素。信息在腦中的轉(zhuǎn)化過程如圖-所示。從圖-中可以看到腦最基本的思維過程和思維方法。而概念和意識是整個思維的基礎(chǔ)。人腦是產(chǎn)生意識的器官，世界上除了人腦這種特殊物質(zhì)外，任何東西都不能產(chǎn)生意識。人腦對外來信息不是簡單地予以反應(yīng)，在加工和保存信息過程中，還會產(chǎn)生意圖、制訂計劃、執(zhí)行程序、監(jiān)督和控制活動，這就是人類高級的有意識的活動。研究表明，人的意識活動是復(fù)雜的機(jī)

15、能系統(tǒng)，它們不是由腦的局部部位所決定，而是在大腦皮層的多個區(qū)和腦的多個機(jī)能系統(tǒng)的協(xié)同活動中實(shí)現(xiàn)的。上一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制.認(rèn)知科學(xué)研究的意義研究人腦的另一門重要科學(xué)是起源于世紀(jì)年代末的認(rèn)知科學(xué)（）。它研究人腦的認(rèn)知過程和機(jī)制，包括意識、感情、思維等高級神經(jīng)活動。作為一門交叉科學(xué)，它是在哲學(xué)（認(rèn)識論）、心理科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、科學(xué)語言學(xué)、比較人類學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、動物行為學(xué)以及其他基礎(chǔ)科學(xué)交界面上涌現(xiàn)出來的高度跨學(xué)科的新興科學(xué)。認(rèn)知科學(xué)是世紀(jì)世界科學(xué)標(biāo)志性的新興研究領(lǐng)域，它作為探究人腦或心智工作機(jī)制的前沿性尖端學(xué)科，已經(jīng)引起全世界科學(xué)家的廣泛關(guān)注。下一頁返回. 人的智能形

16、成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制認(rèn)知科學(xué)的興起和發(fā)展標(biāo)志著對以人類為中心的認(rèn)知和智能活動的研究已進(jìn)入到新的階段。認(rèn)知科學(xué)研究是“國際人類前沿科學(xué)計劃”的重點(diǎn)，認(rèn)知科學(xué)及其信息處理方面的研究被列為整個計劃的三大部分之一。近年來，認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展得到國際科技界尤其是發(fā)達(dá)國家政府的高度重視和大力支持：年，美國的認(rèn)知科學(xué)學(xué)會成立；美國和歐盟分別推出“腦的十年”計劃和“歐盟腦的十年”；日本則推出“腦科學(xué)時代”計劃。認(rèn)知科學(xué)的科學(xué)目標(biāo)在于智力和智能的本質(zhì)，建立認(rèn)知科學(xué)和新型智能系統(tǒng)的計算理論，解決對認(rèn)知科學(xué)和信息科學(xué)具有重大意義的若干基礎(chǔ)理論和智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)問題。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制.人的

17、智能形成宏觀過程在建模之前，先分析現(xiàn)實(shí)世界中，人在學(xué)習(xí)、工作中智能活動的宏觀過程，可用圖-來加以描述。在該過程中，感知器官為視覺、聽覺、觸覺、味覺等，完成對環(huán)境信息的感知。效應(yīng)器官為手、腿、嘴和身體的其他動作部分，它根據(jù)反應(yīng)系統(tǒng)的行為要求，實(shí)現(xiàn)所需的行為和動作完成對外界環(huán)境的作用。傳導(dǎo)神經(jīng)完成對感知信息和決策信息的傳遞。思維器官主要由中樞神經(jīng)系統(tǒng)所構(gòu)成。其中，“計算”實(shí)現(xiàn)對感知信息的預(yù)處理；“認(rèn)知”實(shí)現(xiàn)由信息到知識的轉(zhuǎn)換；“決策”根據(jù)目標(biāo)，利用知識生成解決問題的方案；“動機(jī)”產(chǎn)生行為的內(nèi)部動力。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制從人的智能活動過程分析所獲得的最重要啟示是，人類的智能

18、活動是一個完整而有機(jī)的過程，支持這種過程的是一個完整而有機(jī)的系統(tǒng)。這個過程中的任何一個子系統(tǒng)的失效都有可能使整個過程最終歸于失??；這個系統(tǒng)中的任何一個子系統(tǒng)的損壞也有可能最終導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效或者是部分失效。這是一個整體論觀點(diǎn)。當(dāng)然，另一方面，這個宏觀過程的分析也告訴我們，過程中的各個“子過程”及系統(tǒng)中的各個“子系統(tǒng)”又分別擔(dān)負(fù)著各自不同的功能，這些不同功能之間相互聯(lián)系、相互依存、相互作用、相輔相成、缺一不可。.人的智能形成過程模型從上述分析所獲得的重要啟示可進(jìn)一步歸納出幾條能獲得公認(rèn)的建?；炯僭O(shè)，作為建模的重要基礎(chǔ)。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制所有的歷史事實(shí)都表明，人類是

19、一種具有“不斷謀求更好生存與發(fā)展條件”的目的的物種。目的，是一只駕馭人類一切活動的“看不見然而又無時不在和無處不在”的手。人類具有足夠靈敏的感覺器官和發(fā)達(dá)的感知系統(tǒng)，能夠適時地獲得外部環(huán)境和自身內(nèi)部各種變化的信息，并根據(jù)自己的目的來選擇需要注意的信息，排除不需要的信息。人類具有龐大的傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)，通過它可以把人體聯(lián)系成為一個有機(jī)的整體，并能夠把獲得的各種環(huán)境信息傳遞給身體的各個部位，也可以把自己的決策傳遞到相應(yīng)的部位。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制人類具有各種各樣的信息處理系統(tǒng)，特別是其中的思維器官，它們具有強(qiáng)大的歸納、分析和演繹的能力，通過它們，人類可以從紛繁的信息現(xiàn)象中分析

20、、歸納和演繹出經(jīng)驗和知識。人類擁有總體容量巨大的記憶系統(tǒng)，從而能夠?qū)λ@得的各種信息和經(jīng)過各種處理所獲得的中間結(jié)果（包括經(jīng)驗知識）進(jìn)行分門別類的存儲，供此后隨時隨處檢索應(yīng)用。人類擁有必要的本能知識和大量而簡明的常識知識，前者是他們在成為人類之前就通過進(jìn)化逐步積累起來的求生避險知識，后者是在后天逐步學(xué)習(xí)和積累起來的實(shí)用性知識。人類具有發(fā)達(dá)的行動器官（也稱為效應(yīng)器官或執(zhí)行器官），人類能夠通過行動器官把自己的意志和集體的思想變?yōu)閷?shí)際的行動，對外部環(huán)境的狀態(tài)進(jìn)行一定的干預(yù)、調(diào)整和改變。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制人類具有語言能力，能夠通過語言表達(dá)自己的意愿和理解他人的思想，因此能夠與

21、同伴進(jìn)行交流和協(xié)商，形成有效的合作和社會行為?？偟膩碚f，具有上述各項基本能力要素的人類，能夠利用自己的感覺器官感知外部環(huán)境變化的信息，能夠通過神經(jīng)系統(tǒng)把這些信息傳遞到身體的各個部位，特別是傳遞給思維器官，并根據(jù)大腦記憶系統(tǒng)中所存儲的信息和知識（起初只有本能知識和初步的常識知識）對外來的信息進(jìn)行各種程度的加工處理，這些處理的結(jié)果就成為人類對環(huán)境的某些新的認(rèn)識（經(jīng)驗知識和規(guī)范知識），然后依據(jù)自身的目的和這些新舊知識對環(huán)境的變化進(jìn)行評估，產(chǎn)生應(yīng)對的策略，再通過行動器官按照策略對環(huán)境作出反應(yīng)。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制根據(jù)上述分析，可建立人的智能形成過程模型，如圖-所示。該模型表明

22、，人的智能是由人的整個信息系統(tǒng)支撐的：當(dāng)人面對具體的問題、問題的環(huán)境和預(yù)期目標(biāo)的時候，他首先通過自己的感覺器官獲得關(guān)于問題-環(huán)境-目標(biāo)的信息（稱為“新信息”），并通過神經(jīng)系統(tǒng)把這些信息傳送給思維器官，在后者這里，這些信息首先經(jīng)過非認(rèn)知的預(yù)處理（如排序、分類、過濾、去除冗余以及進(jìn)行某些必要的數(shù)值計算和簡單的邏輯處理等）變成有序的便于利用的“舊信息”，然后通過認(rèn)知把信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的知識，在此基礎(chǔ)上把知識激活成為能夠滿足約束、解決問題、達(dá)到目標(biāo)的智能策略，進(jìn)而通過神經(jīng)系統(tǒng)把智能策略傳送到效應(yīng)器官，在這里把智能策略轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的智能行為，通過這種智能行為的作用實(shí)現(xiàn)對問題的求解，在滿足約束條件下達(dá)到預(yù)期的

23、目標(biāo)。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制.人的智能形成的轉(zhuǎn)換機(jī)制圖-表明，在給定了問題、環(huán)境（即求解問題所必須遵循的約束條件，也就是先驗知識）和目標(biāo)的前提下，只要獲得了相關(guān)的信息，只要能夠完成相應(yīng)的“信息到知識的轉(zhuǎn)換”及“知識到智能策略的轉(zhuǎn)換”，那么，生成智能的核心任務(wù)就完成了。為了簡明，可以把智能生成的共性核心機(jī)制表述為：信息-知識-智能轉(zhuǎn)換。甚至，還可以更加簡明地把它表述為“信息轉(zhuǎn)換”。在這個意義上可以認(rèn)為，智能的生成機(jī)制就是信息轉(zhuǎn)換。既然智能的共性生成機(jī)制表現(xiàn)為“由信息到知識和由知識到智能的轉(zhuǎn)換”，現(xiàn)在就逐一來考察其中所包含的各種重要的轉(zhuǎn)換問題。由于篇幅所限，只介紹轉(zhuǎn)換的基本

24、原理。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制（）轉(zhuǎn)換一 由本體論信息到認(rèn)識論信息（信息獲?。Ｖ悄苌蓹C(jī)制首先要解決“在給定條件下獲得相關(guān)信息”的問題，即本體論信息（外部世界的問題信息與環(huán)境信息）轉(zhuǎn)換為認(rèn)識論信息（系統(tǒng)獲得的信息）的問題。（）轉(zhuǎn)換二 由認(rèn)識論信息到知識（認(rèn)知）。智能生成共性機(jī)制的第二個轉(zhuǎn)換是由信息提煉知識。我國智能科學(xué)學(xué)者鐘義信在其“知識理論框架”研究中曾經(jīng)探討“把信息提煉為知識”和“把知識激活為智能策略”的原則方法。其中指出，某個事物的信息表現(xiàn)的是“該事物運(yùn)動的狀態(tài)及其變化的具體方式”；事物的知識表達(dá)的則是“該類事物運(yùn)動的狀態(tài)及其變化的抽象規(guī)律”。上一頁下一頁返回.

25、人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制由“具體的變化方式”到“抽象的變化規(guī)律”的過程，正是從信息資源中提煉知識的過程。因此，由信息到知識的轉(zhuǎn)換原理，本質(zhì)上是一種歸納和抽象的處理過程。（）轉(zhuǎn)換三 從知識到智能策略（決策）。智能生成機(jī)制的第三個轉(zhuǎn)換是由知識到策略的轉(zhuǎn)換。由于策略比較集中地體現(xiàn)了求解問題的智能，因此也常常把它稱為“智能策略”。當(dāng)然，準(zhǔn)確地說，完整的智能概念應(yīng)當(dāng)包含智能生成的過程以及智能應(yīng)用的過程。所以，策略體現(xiàn)的其實(shí)只是狹義智能。生成智能策略的重要條件是要具備相關(guān)問題及其環(huán)境的足夠知識和信息；生成智能策略的另一個重要條件是要有明確的目標(biāo)。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制前者為生成智

26、能策略提供必要的基礎(chǔ)，后者為生成智能策略提供引導(dǎo)的方向?；A(chǔ)和方向，兩者缺一不可?？梢哉J(rèn)為，與其他問題不同，求解智能策略的一個重要特色就是“目標(biāo)導(dǎo)引”。沒有目標(biāo)，就談不上智能。因此，生成智能策略的過程實(shí)質(zhì)上就是在給定“問題及其環(huán)境的知識和信息以及求解目標(biāo)的信息”的約束條件下求解問題的過程（）轉(zhuǎn)換四 由智能策略到智能行為（執(zhí)行）。生成求解問題的智能策略之后，后續(xù)的過程就是要執(zhí)行這個智能策略，即把智能策略轉(zhuǎn)換為智能行為，使實(shí)際問題得到真正的解決。從功能的意義上說，控制系統(tǒng)就是完成由智能策略到智能行為轉(zhuǎn)換的技術(shù)系統(tǒng)。上一頁下一頁返回. 人的智能形成的認(rèn)知科學(xué)機(jī)制在人的大腦具有產(chǎn)生智能的物質(zhì)基礎(chǔ)上，通

27、過感知、認(rèn)知、學(xué)習(xí)等一系列轉(zhuǎn)換過程，從而形成人的各種智能活動。前述四個轉(zhuǎn)換過程，隨著人和事的不同，轉(zhuǎn)換的時間有長短之分，轉(zhuǎn)換過程有難易之分，解決問題層次有高低之分，取得的成果也有等級之分。但是，在人的智能形成過程中，四個轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)是缺一不可的。上一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘.關(guān)于思維科學(xué)的重要論述著名科學(xué)家錢學(xué)森院士對科學(xué)發(fā)展的重要貢獻(xiàn)之一，是他提出的科學(xué)技術(shù)體系。在該體系中，共有個科學(xué)技術(shù)門類，思維科學(xué)是其中重要的門類之一，是關(guān)于認(rèn)識論的科學(xué)。所以，科技界公認(rèn)他是思維科學(xué)的倡導(dǎo)者。在世紀(jì)年代，他提出開展思維科學(xué)的研究，并對思維科學(xué)作了界定。他指出，思維科學(xué)的任務(wù)是研究怎樣處理從客觀世

28、界獲得的信息。年，錢學(xué)森院士以信息處理的觀點(diǎn)闡述了思維科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)思維學(xué)包括三個部分：“邏輯思維，微觀法；形象思維，宏觀法；創(chuàng)造思維，微觀與宏觀結(jié)合。下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘創(chuàng)造思維才是智慧的源泉，邏輯思維和形象思維都是手段”，并再次強(qiáng)調(diào)了形象思維是突破口以及它的重要作用。并且，他還預(yù)言，有待創(chuàng)建的新學(xué)科是作為思維科學(xué)突破口的形象（直感）思維學(xué)，作為智能涌現(xiàn)的創(chuàng)造思維學(xué)，作為體現(xiàn)群體智能的社會思維學(xué)等?？茖W(xué)家的預(yù)言標(biāo)志著一個新的研究領(lǐng)域的誕生。對于自然界最高的物質(zhì)活動人類思維，錢學(xué)森院士的思維學(xué)將其清楚地劃分為抽象（邏輯）思維、形象思維和靈感思維，并指出雖然劃分為三種思維，但

29、實(shí)際上人的每個思維活動過程都不會是單一的一種思維在起作用，往往是兩種，甚至三種思維交錯、混合地在起作用。該劃分統(tǒng)一了學(xué)術(shù)界的觀點(diǎn)。借鑒前人對思維的研究，將三種思維基本特點(diǎn)進(jìn)行歸納，如表-所示。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘.抽象思維的特征在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，通過概念、判斷、推理，反映事物的本質(zhì)，揭示事物的內(nèi)部聯(lián)系的過程是抽象思維。概念是反映事物的本質(zhì)和內(nèi)部聯(lián)系的思維形式，概念不僅是實(shí)踐的產(chǎn)物，同時也是抽象思維的結(jié)果。通過對事物的屬性進(jìn)行分析、綜合、比較的基礎(chǔ)上，抽取出事物的本質(zhì)屬性，撇開非本質(zhì)屬性，從而形成對某一事物的概念。任何一個科學(xué)的概念、范疇和一般原理，都是通過抽象和概括

30、而形成的，一切正確的、科學(xué)的抽象和概括所形成的概念和思想，都更深刻、更全面、更正確地反映著客觀事物的本質(zhì)。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘判斷是對事物情況有所肯定或否定的思維形式。判斷是展開了的概念，它表示概念之間的一定聯(lián)系和關(guān)系?？陀^事物永遠(yuǎn)是具體的，因此，要作出恰當(dāng)?shù)呐袛?，必須注意事物所處的時間、地點(diǎn)和條件。人們的實(shí)踐和認(rèn)識是不斷發(fā)展的，與此相適應(yīng)，判斷的形式也不斷變化，從低級到高級，即從單一判斷向特殊判斷，再向普遍判斷轉(zhuǎn)化。由判斷到推理是認(rèn)識進(jìn)一步深化的過程。判斷是概念之間矛盾的展開，從而它更深刻地揭露了概念的實(shí)質(zhì)。推理是判斷之間矛盾的展開，它揭露了各個判斷之間的必然聯(lián)系，

31、即從已有的判斷（前提）邏輯地推論出新的判斷（結(jié)論）。判斷構(gòu)成推理，在推理中又不斷發(fā)展，這說明，推理同概念、判斷是相互聯(lián)系、相互促進(jìn)的。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘從抽象思維活動過程可反映出該思維形式具有抽象性、邏輯性、規(guī)律性和嚴(yán)密性。抽象思維深刻地反映著外部世界，使人能在認(rèn)識客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上科學(xué)地預(yù)見事物和現(xiàn)象的發(fā)展趨勢，對科學(xué)研究具有重要意義。.形象思維的特征形象思維是憑借頭腦中儲有的表象進(jìn)行的思維，這種思維活動是右腦進(jìn)行的，因為右腦主要負(fù)責(zé)直觀的、綜合的、幾何的、繪畫的思考認(rèn)識和行為。有時形象思維或叫直感思維，主要采用典型化的方式進(jìn)行概括，并用形象材料來思維。形象是形象思

32、維的細(xì)胞。形象思維具有以下四個特征：上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘形象性。形象材料的最主要特征是形象性，亦即具體性、直觀性，這同抽象思維所使用的概念、理論、數(shù)字等顯然是不同的。概括性。通過典型形象或概括性的形象把握同類事物的共同特征?？茖W(xué)研究中廣泛使用的抽樣試驗、典型病例分析及各種科學(xué)模型等，均具有概括性的特點(diǎn)。創(chuàng)造性。創(chuàng)造性思維所使用的思維材料和思維產(chǎn)品絕大部分都是加工改造過或重新創(chuàng)造出來的形象，藝術(shù)家構(gòu)思人物形象時和科學(xué)家設(shè)計新產(chǎn)品時的思維材料都具有這樣的特點(diǎn)。既然一切有形物體的創(chuàng)新與改造，一般都表現(xiàn)在形象的變革上，那么設(shè)計者在進(jìn)行這種構(gòu)思時就必須對思維中的形象加以利用或創(chuàng)

33、造。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘運(yùn)動性。形象思維作為一種理性認(rèn)識，它的思維材料不是靜止的、孤立的、不變的。提供各種想象、聯(lián)想與創(chuàng)造性構(gòu)思，促進(jìn)思維的運(yùn)動，對形象進(jìn)行深入的研究分析，獲取所需的知識，這些特性使形象思維既超出了感性認(rèn)識而進(jìn)入了理性認(rèn)識的范圍，卻又不同于抽象思維，而是另一種理性認(rèn)識。形象思維對技術(shù)開發(fā)、創(chuàng)新設(shè)計具有重要意義。.靈感思維特征靈感思維也稱作頓悟。它是人們借助直覺啟示所猝然迸發(fā)的一種領(lǐng)悟或理解的思維形式。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘詩人、文學(xué)家的“神來之筆”，軍事指揮家的“出奇制勝”，思想戰(zhàn)略家的“豁然貫通”，科學(xué)家、發(fā)明家的“茅塞頓開”

34、等，都說明了靈感的這一特點(diǎn)。它是在經(jīng)過長時間的思索，問題沒有得到解決，但是突然受到某一事物的啟發(fā)，問題卻一下子解決的思維方法?！笆聭烟?，一朝分娩”，就是這種方法的形象化的描寫。靈感來自于信息的誘導(dǎo)、經(jīng)驗的積累、聯(lián)想的升華、事業(yè)心的催化。人類的頓悟是人腦反映客觀現(xiàn)實(shí)的一種機(jī)能。愛因斯坦認(rèn)為頓悟是大腦的特異功能，屬于特異思維。靈感思維有下列特點(diǎn)：新穎性或獨(dú)創(chuàng)性。靈感是種爆發(fā)出來照亮思維困境的特殊光華和智慧閃電。世上沒有兩個完全相同的靈感。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘雕塑家羅丹說，拉斐爾（意大利畫家）的色彩與倫勃朗（荷蘭畫家）的色彩完全不同，這正是拉斐爾的靈感所需要的色彩。靈感都

35、是獨(dú)創(chuàng)的。例如索海勒伯沙拉用咖啡作畫的靈感，就頗具獨(dú)創(chuàng)性。短暫性或易逝性。靈感的高潮期很短，稍現(xiàn)即逝，過后難以回憶，必須及時捕捉住。蘇軾有著名詩句：“作詩火急追亡逋，情景一失后難摹?！备璧旅糠暝娕d勃發(fā)時，馬上跑到桌旁站著寫起來，顧不得紙的正或斜。突然性或不確切性。靈感好像來無影去無蹤，何時出現(xiàn)，難以預(yù)料。愛迪生研制電燈時遇到燈絲壽命太短的難題，先后試用碳、白金等多種材料，耗時一年多仍毫無結(jié)果。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘但他毫不氣餒，一天他看到一把芭蕉扇，突然來了靈感，用竹絲燃燒炭化制成了竹絲電燈，這就是最早的白熾燈絲。必然性與偶然性統(tǒng)一。不期而至和瞬時頓悟的靈感，往往在偶然

36、機(jī)遇的情況下出現(xiàn)，卻富有必然性。只有大腦儲存的信息已經(jīng)聯(lián)系起來全線接通的前提下，才能一觸開關(guān)，立即全部閃光。例如年奧斯特在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗時，瞥見電流能使電磁針偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致電磁關(guān)系的發(fā)現(xiàn)。這事出偶然，卻是在他年探索的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的。伴有高度興奮。一旦靈感出現(xiàn)，抑制解除，就會熱情迸發(fā)，欣喜若狂。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘古希臘阿基米德苦思多日未解決在不破壞皇冠的前提下辨別其是否純金的問題，眼看期限將至，他去洗澡，終于從溢水中引起了他的頓悟。他興奮得顧不上穿好衣服就跳了出來，大呼“尤里卡”（我發(fā)現(xiàn)了）！.人的思維機(jī)理探秘腦科學(xué)正日益成為世界各國爭相研究的重點(diǎn)科學(xué)領(lǐng)域之一。年，位科學(xué)

37、家就是因為在腦科學(xué)領(lǐng)域做出了杰出貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。這一領(lǐng)域頻傳喜訊，下面介紹其中一些較新的發(fā)現(xiàn)，以期讀者了解一些當(dāng)前腦科學(xué)研究領(lǐng)域的新成果。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘年月，加拿大科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了人解讀聲音的大腦部位。一見鐘情已令人費(fèi)解，但醫(yī)學(xué)界發(fā)現(xiàn)，即使只聞其聲而不見其人，也足以令人“一聽傾情”。加拿大蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)院一項研究發(fā)現(xiàn)，人腦某一個特定部分，負(fù)責(zé)辨認(rèn)人的聲音，而這種辨認(rèn)能力可以將人聲所含的復(fù)雜情感解碼，而這可能正是人們對歌星等的聲音“一聽傾情”的關(guān)鍵。年月，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)歲人大腦仍會長出新的神經(jīng)元（腦細(xì)胞）。他們在患者的一個小小區(qū)域海馬狀突起處發(fā)現(xiàn)了新生的神經(jīng)

38、元，能夠使大腦恢復(fù)部分功能。這里處于大腦深層，對人的學(xué)習(xí)和記憶能力非常重要。這一發(fā)現(xiàn)否定了此前科學(xué)家關(guān)于成人腦細(xì)胞損傷后就不能再生的定論。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘年月日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)控制“自我”的人腦區(qū)域。美國加利福尼亞舊金山大學(xué)神經(jīng)學(xué)家布魯斯米勒說，他們在治療患有一種罕見的腦葉萎縮癥的病人時，發(fā)現(xiàn)了控制人的“自我”意識的腦部區(qū)域。這個位于人類大腦右額葉前部的某個區(qū)域，看來“儲蓄”著人的自我意識。通俗點(diǎn)說，人的個性特質(zhì)、信仰、喜好與厭憎之意，都是從那里產(chǎn)生的。年月，美國科學(xué)家進(jìn)行的一項實(shí)驗表明，進(jìn)入人類視野的東西并不一定全都會被看到，大腦對于人看到的事物應(yīng)該是什么樣子，可能

39、有一種先入為主的“成見”，即它只讓我們看到部分事物?？茖W(xué)家把這一效果稱為“運(yùn)動致盲”。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘他們認(rèn)為，大腦是從零散雜亂的視覺輸入信號中選擇信息來組織成圖像的，在這個過程中大腦有時候會剔除某些信息。年，我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人腦記憶“新大陸”，不僅是近年來腦科學(xué)的重大進(jìn)展之一，也是我國科學(xué)家取得的重大原創(chuàng)性成果。這是一塊沉睡已久的“大陸”：比指甲蓋略大，深藏腦中，不為人知。經(jīng)過多年的研究和實(shí)驗，我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這個和學(xué)習(xí)、記憶功能有關(guān)的新區(qū)域，并得到國際科學(xué)界的承認(rèn)。此前科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)的分管記憶的海馬、杏仁核等結(jié)構(gòu)分散在大腦的不同部位，長期以來，人們一直在問：這些分

40、散的結(jié)構(gòu)之間是怎樣聯(lián)系的？“新大陸”的發(fā)現(xiàn)無疑為破解這一謎團(tuán)提供了新線索。原來，“新大陸”正好位于幾個結(jié)構(gòu)之間，處于“樞紐”位置，與它們有著密切的功能聯(lián)系。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘年，德國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦協(xié)調(diào)工作機(jī)理。人的大腦左、右半腦有比較明確的分工，但面臨某個具體問題時，大腦是如何決定讓哪一半來進(jìn)行工作，左、右半腦又是如何交流溝通的呢？德國科學(xué)家設(shè)計了一個獨(dú)特的認(rèn)字實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)了大腦內(nèi)部協(xié)調(diào)左、右腦工作的“管理中心”和其中的控制機(jī)理。前帶皮質(zhì)作為大腦的“管理中心”首先負(fù)責(zé)對具體問題進(jìn)行判斷，之后按照問題的不同性質(zhì)“通知”相應(yīng)負(fù)責(zé)的半腦，也就是將任務(wù)“分配”下去，它同時承擔(dān)

41、著左、右半腦之間互相交流溝通的任務(wù)。近來，科學(xué)家們的最新研究成果表明，靈感的秘密在腦電波上。人在覺醒狀態(tài)下進(jìn)行思維活動時，大腦中有兩種腦波，一種叫作波，一種叫作波。上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘波是有規(guī)則地調(diào)和振動，表明精神集中，大腦中有許多神經(jīng)回路投入?yún)f(xié)調(diào)一致的工作。與此相反，波是不規(guī)則不調(diào)和的振動，表示大腦的活動分散，精神不集中?？茖W(xué)家們認(rèn)為，當(dāng)靈感出現(xiàn)時，腦電波中波就占優(yōu)勢。此時大腦中的潛意識大門打開，大腦思維可以抓住潛意識中所儲存的主觀信息，使其上升到意識中來，這就產(chǎn)生了智慧火花一閃間的悟性靈感。年，美國科學(xué)家首次通過研究揭示出了大腦產(chǎn)生“頓悟”的獨(dú)特機(jī)制?！邦D悟”作為

42、人類解決科學(xué)和其他問題的一種獨(dú)特方式，基本得到廣泛認(rèn)可。它具有一些與常規(guī)解題方法不同的特征，比如說“頓悟”前常有百思不得其解的階段；上一頁下一頁返回. 人的智能涌現(xiàn)的思維科學(xué)探秘靈感突如其來的時候，自己往往并沒有意識到在想問題，事后也無法說清究竟是怎么得到答案的。美國西北大學(xué)和德雷克塞爾大學(xué)科學(xué)家的一項最新研究表明，“頓悟”的產(chǎn)生有賴于大腦的活動機(jī)制，正是其獨(dú)特的計算和神經(jīng)中樞機(jī)制導(dǎo)致了靈感降臨的那些“突破性時刻”。他們推斷，前上顳回區(qū)域能促進(jìn)大腦將看似不相關(guān)的信息進(jìn)行集成，使人們在其中找到早先沒有發(fā)現(xiàn)的聯(lián)系，從而“頓悟”出答案。哈佛大學(xué)加德納教授則認(rèn)為，新研究結(jié)果有助于消除籠罩在人類創(chuàng)造性思

43、維過程之外的神秘色彩。上一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步.人的特殊能力人類歷史發(fā)展進(jìn)程已證實(shí)，“認(rèn)識世界與改造（優(yōu)化）世界”的能力，是人類的基本功能，也是人類區(qū)別于其他生物物種的特殊能力，更是人類區(qū)別于機(jī)器系統(tǒng)的獨(dú)特能力。由此，就自然地引出人的特殊能力的一般概念，具體如下：人的體質(zhì)能力體質(zhì)工具能力人的體力能力體力工具能力人的智能能力智能工具能力以下只討論人的智能能力與智能工具能力，其他兩種能力的介紹請參閱相關(guān)資料。下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步在現(xiàn)實(shí)世界中，無論你所面對的實(shí)際問題是簡單或是復(fù)雜，都要求發(fā)揮人的智能，產(chǎn)生智能行為，去解決具體問題。這一過程必須包括以下一些基本程序。

44、具有明確的總體目的；在特定環(huán)境下能夠設(shè)定具體的目標(biāo)和為此需要解決的問題；在給定的問題-環(huán)境-目標(biāo)前提下，能夠獲得必要的相關(guān)信息；能夠把所獲得的相關(guān)信息提煉成為相應(yīng)的知識，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知；針對面臨的問題-環(huán)境-目標(biāo)，能夠把相應(yīng)的知識激活成為智能策略；上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步能夠把智能策略轉(zhuǎn)化為智能行為，最終解決問題，達(dá)到目標(biāo)；進(jìn)而根據(jù)總體目的和新環(huán)境去設(shè)定新目標(biāo)和待解的新問題，循此繼進(jìn)以至無窮，形成螺旋式上升的生長系統(tǒng)。上述過程可用圖-來形象地說明該過程螺旋式上升的生長系統(tǒng)，表明了人的智能能力在不斷擴(kuò)展。.人的智能擴(kuò)展與生存發(fā)展目標(biāo)按照科技發(fā)展規(guī)律，“人類自身能力擴(kuò)展的實(shí)際需要”

45、就是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的第一要素，從根本的意義上說，科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向取決于人類能力擴(kuò)展的實(shí)際需求。這種關(guān)系可以用圖-的模型來表示。上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步該模型表明，不斷追求“更高的生存發(fā)展目標(biāo)”是人類社會進(jìn)步的基本的也是永恒的動力，為此，就必然會對人類自身提出“更高的能力要求”，而當(dāng)時人類所具備的“實(shí)際能力水平”與這種更高的要求之間就出現(xiàn)能力的“差距”。正是這種能力的差距，成為一種無形的然而又是巨大的導(dǎo)向力，它支配著人們朝著縮小差距的方向不斷努力?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，不但縮小了原來存在的能力差距，而且也必然推動人類提出“更高的生存和發(fā)展目標(biāo)”。于是，新的更高的能力又會成為新的

46、需求，新的能力差距又會出現(xiàn)，新一輪的實(shí)踐摸索和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步又要在新的基礎(chǔ)上展開。上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步.人的智能擴(kuò)展與科技發(fā)展規(guī)律科技史研究表明，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的根本規(guī)律“輔人律”“擬人律”和“共生律”是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的宏觀規(guī)律?？茖W(xué)技術(shù)之所以會發(fā)生，根本原因是“輔人”的需要，否則，人類就根本不會創(chuàng)造科學(xué)技術(shù)。這就是科學(xué)技術(shù)的“輔人律”?？茖W(xué)技術(shù)之所以會發(fā)展，根本原因是“輔人”的需求在不斷地深化，因此，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的根本的軌跡必然沿著“擬人”的路線前進(jìn)。這就是科學(xué)技術(shù)的“擬人律”?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，必然是以“擬人”的成果為“輔人”服務(wù)，因此，前景必然是“人為主、機(jī)為輔的人

47、機(jī)共生合作”。這就是人與科學(xué)技術(shù)的“共生律”。上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步由此導(dǎo)出的，便是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的第三定律：共生律。它的意思是：科學(xué)技術(shù)既然是為輔人的目的而發(fā)生，按照擬人的規(guī)律、為輔人的目的而發(fā)展，那么發(fā)展的結(jié)果就必然回到它的原始宗旨輔人。于是，人的特殊能力就應(yīng)當(dāng)是自身的能力加上科學(xué)技術(shù)產(chǎn)物（各類工具）的能力，即人的特殊能力人的三種能力各類工具能力其中，人的全部智能能力人的智能能力智能工具能力。這就是“共生律”的一個表述。也就是其后討論的人機(jī)智能系統(tǒng)概念的高度概括。上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步.人的智能擴(kuò)展與智能信息網(wǎng)絡(luò)智能工具是擴(kuò)展人的智力功能的工具

48、，它的原型是人的智力系統(tǒng)。圖-所示為人的智力系統(tǒng)和智能工具的信息模型以及它們所執(zhí)行的信息功能過程。圖-中的橢圓部分表示人們面對的外部世界的各種問題，方框部分表示與這些問題打交道（認(rèn)識問題、分析問題、解決問題）的智能活動過程。各個方框內(nèi)橫線以下的部分分別表示人的智能活動功能器官（感覺器官、輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、思維器官、輸出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、效應(yīng)器官），橫線以上的部分分別表示與那些器官相應(yīng)的技術(shù)系統(tǒng)（傳感-獲取、通信-存儲、計算-智能、控制-顯示），其間的箭頭表示這些功能器官（技術(shù)系統(tǒng)）之間的功能聯(lián)系。上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步模型清楚地表明：如果把傳感系統(tǒng)、獲取系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、計

49、算系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)按照上述方式組織起來，就可能“以類似于人的方式”（當(dāng)然不可能完全和人一樣）完成各種智能任務(wù)。這就是完整意義上的“智能化機(jī)器體系”。人們所熟悉的傳感、通信、存儲、計算、智能、控制和顯示系統(tǒng)在這個體系中各有各的位置，各有各的作用。由于智能信息網(wǎng)絡(luò)在一定程度上能夠以“類似于人的方式”完成各種智能任務(wù)，因此它可以執(zhí)行“完整的生產(chǎn)流程”針對問題獲取信息，傳遞存儲信息，加工信息提煉知識，激活知識生成智能策略，把智能策略轉(zhuǎn)換成為智能行為，解決問題達(dá)到目的。上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步顯然，“智能信息網(wǎng)絡(luò)”的實(shí)質(zhì)就是一個智能化的生產(chǎn)工具，面對給定的問題和目

50、標(biāo)，能夠以類似于人的方式去獲得信息，從中提煉有用的知識，生成解決問題的智能策略，并把智能策略轉(zhuǎn)化為智能行為，解決問題，達(dá)到目標(biāo)。我們把這種面對特定問題的“智能信息網(wǎng)絡(luò)”稱為“專用智能工具”。依據(jù)給定問題的不同，“專用智能工具”的信息內(nèi)容、知識內(nèi)容、策略和行為方式也隨之不同，但是認(rèn)識問題、分析問題、解決問題的機(jī)制是通用的。以各種各樣的“專用智能工具”為基礎(chǔ)，通過覆蓋整個社會的公用通信網(wǎng)絡(luò)平臺的集成，就可以構(gòu)成面向整個社會的大規(guī)模的“智能信息網(wǎng)絡(luò)”體系，它就是信息時代智能化生產(chǎn)工具的模型。上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步另外還需要指出的是，“智能信息網(wǎng)絡(luò)”特別是“大規(guī)模智能信息網(wǎng)絡(luò)體

51、系”代表宏觀范疇（一個區(qū)域、一個省市以至一個國家）普遍的智能應(yīng)用，“智能機(jī)器人”則代表微觀場合（一個車間、一條流水線或一個個體崗位）的具體智能應(yīng)用。智能機(jī)器人和智能信息網(wǎng)絡(luò)是智能技術(shù)在微觀（局部空間）應(yīng)用領(lǐng)域和宏觀（全部空間）應(yīng)用領(lǐng)域的兩種實(shí)現(xiàn)形態(tài)，是人類智能的兩種具體物化形態(tài)，具有無比廣闊的應(yīng)用空間和無比美好的應(yīng)用前景。.人的智能擴(kuò)展與創(chuàng)造思維工具.思維導(dǎo)圖與軟件工具思維導(dǎo)圖（）由英國學(xué)者托尼巴贊（）在世紀(jì)年代初期所創(chuàng)。上一頁下一頁返回. 人的智能擴(kuò)展與智能科技進(jìn)步它是一種將放射性思維具體化的方法。放射性思維是將進(jìn)入大腦的資料集結(jié)成為一個思維中心，并由此中心向外發(fā)散出成千上萬的分支，每一個分枝代表與中心主題的一個聯(lián)結(jié)，而每一個聯(lián)結(jié)又可以成為另一個中心主題，再向外發(fā)散出成千上萬的分支。思維導(dǎo)圖提供了一個圖文并茂的有效工具，開啟了人類大腦的無限潛能。公司開發(fā)的一款實(shí)現(xiàn)思維導(dǎo)圖的可視化的軟件工具，以該公司注冊商標(biāo)命名為軟件（以下簡稱為軟件），是一種可激發(fā)和擴(kuò)展人的創(chuàng)造思維的工具。它提供給用戶一個更有效的、電子化的手段來