智周万物:人工智能改变中国
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1.1 人工智能的起源

人工智能是研究、开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。其研究、开发的目的是促使智能机器会听(语音识别、机器翻译等)、会看(图像识别、文字识别等)、会说(语音合成、人机对话等)、会思考(人机对弈、定理证明等)、会学习(机器学习、知识表示等)、会行动(机器人、自动驾驶汽车等)。人工智能的概念现在已广为人知,但它从想象、思辨到提出概念、开展研究,再到形成技术、走进人们的生产和生活,经历了漫长的历程。

2017年年初,《福布斯》杂志发表了人工智能编年体简史,时间跨度超过700年,涵盖心理学、数学、哲学、艺术、计算机科学等学科领域,以及与人工智能的发展息息相关的历史大事件。

这篇文章将人工智能的历史追溯到1308年,西班牙加泰罗尼亚诗人、神学家拉蒙·鲁尔(Ramon Llull)出版《伟大的艺术》(Ars Generalis Ultima),阐述了他提出的使用“逻辑机”从概念的组合中创造新知识的方法。

1763年,托马斯·贝叶斯(Thomas Bayes)提出一个用于推理事件概率的框架。1854年,乔治·布尔(George Boole)提出逻辑推理可以使用与解方程组相同的方式系统地进行。之后人们采用无线电、机械和自动控制等手段进行了一些有关智能机器的尝试,也有人在剧作、电影中对机器人等智能形态进行畅想。

但人们对人工智能的追求直到现代才迈出坚实的步伐。第二次世界大战期间,许多学科领域出现了优秀的科学家,包括新兴的神经科学和计算机领域。在英国,神经学家威廉·格雷·沃尔特(William Grey Walter)和数学家阿兰·图灵(Alan M. Turing)是首先向智能机器发起挑战的两位科学先驱,图1.1为图灵的素描画像。1948年,沃尔特制造了有史以来第一个机器人。图灵在1950年发表论文《计算机器和智能》(Computing Machinery and Intelligence),提出了图灵测试,为智能机器设置了标准:一种可以让某人以为自己在和另一个人说话的机器。

图1.1 图灵画像(Natata/Shutterstock.com

早在1948年,图灵就写过一篇题为《智能机器》(Intelligent Machinery)的论文,描绘了人工智能中联结主义的大部分内容。这篇论文是图灵在英国国家物理实验室工作时写的,但当时的实验室主任查尔斯·达尔文爵士称这是一篇“学生论文”,并写信给图灵,抱怨论文“满是脏痕”的外观。可贵的是,图灵是在没有电子计算机的时代,用纸和铅笔模拟大脑,做出了这项开创性的研究。

事实上,这篇具有远见卓识的论文是关于人工智能的第一个宣言,但遗憾的是图灵从未发表它。在这篇论文中,图灵不仅阐述了联结主义的基本原理,而且出色地引入了许多后来成为人工智能核心的概念,包括具有学习能力的遗传算法和神经网络(他称之为“无组织机器”),甚至强化学习的思想。当然,这些概念是在其他人重新发明之后才成为核心的。

而“人工智能”这一概念是在1956年才被正式提出的。

1956年夏天,一些年轻科学家在美国达特茅斯学院(见图1.2)开会研讨“如何用机器模拟人的智能”时,首次提出“人工智能”的概念,这标志着人工智能学科的诞生。

图1.2 达特茅斯学院(Dan Lewis/Shutterstock.com

让我们回顾一下那个意义非凡的夏天。

那年,28岁的约翰·麦卡锡(John McCarthy, 1971年图灵奖图灵奖(A.M Turing Award),由美国计算机协会(Association for Computing Machinery, ACM)于1966年设立,专门奖励那些对计算机事业做出重要贡献的个人。它是全世界计算机界最负盛名、最崇高的一个奖项,有“计算机界的诺贝尔奖”之称获得者),37岁的纳撒尼尔·罗切斯特(Nathaniel Rochester,约翰·麦卡锡的老板——IBM第1代通用机701的主设计师),28岁的马文·明斯基(Marvin Minsky,麻省理工学院人工智能实验室麻省理工学院(MIT)计算机科学和人工智能实验室的前身的创始人之一)和40岁的克劳德·香农(Claude Shannon,信息论创始人)4人提议在麦卡锡工作的达特茅斯学院召开一场头脑风暴式的研讨会。这场研讨会被称为“达特茅斯夏季人工智能研究会议”。参加会议的除了以上这4位,还有6位年轻的科学家。

这次研讨会讨论了当时计算机科学领域尚未解决的一些问题,包括人工智能、自然语言处理和神经网络等。

尽管除了“逻辑理论家”和α-β搜索法等成果,这些绝顶聪明的科学家在经历了长达一个月的头脑风暴后并没有产生其他历史性的突破,但他们提出了“人工智能”这一概念,推动其成为计算机科学中的一门学科,并在以后大放异彩。

值得一提的是,这次研讨会的出席者几乎囊括了当时全球人工智能领域的主要人物。在随后的20年里,人工智能这个舞台基本被这些人物和他们在麻省理工、卡内基-梅隆、斯坦福等大学和IBM等企业中的同事们所占据。