人工智能是近幾年最熱門的話題之一,黨中央和國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,制定和實(shí)施人工智能發(fā)展的國家戰(zhàn)略,科技部也多次發(fā)文以推進(jìn)人工智能的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)部署,人類智能和計(jì)算智能由于也有智能二字并和人工智能密切相關(guān),也引起人們的深度注視。在《數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)》專欄里,我們用了七篇短文討論“計(jì)算智能”,仍感智長文短。這里不盡要問,《人類智能、人工智能和計(jì)算智能》為什么會這么火?為什么這樣引起人們的廣泛和長期的重視?它們之間有何異同之處?現(xiàn)在就來說說這些問題,供參考。
這里先只說“智能、人類智能、人工智能、計(jì)算智能”這幾個(gè)詞語的詞義,雖顯不足,但已足以顯出它們之間的不同和極其重要之處。
智能(Intelligence),是智力和能力的總稱。一般把“智與能”看作是兩個(gè)相對獨(dú)立的概念,其中
“智”指進(jìn)行認(rèn)識活動的某些心理特點(diǎn),
“能”則指進(jìn)行實(shí)際活動的某些心理特點(diǎn);也有人把二者結(jié)合起來,把
“智能”視為一個(gè)整體,簡單地說就是智慧能力,是綜合、復(fù)雜的精神活動功能,是人類運(yùn)用自己已有的知識和經(jīng)驗(yàn)來學(xué)習(xí)新知識、新概念并且把知識和概念轉(zhuǎn)化為解決問題的能力。智能活動往往和記憶力、感知力、思維、判斷、聯(lián)想、意志等有著密切的聯(lián)系,人類的智能表現(xiàn)在能夠進(jìn)行歸納總結(jié)和邏輯演繹等等的智力活動。
人類智能(Human Intelligence),是人類認(rèn)識世界和改造世界的才智和本領(lǐng),包括“智”和“能”兩種成分。人類的
“智”主要是指人對事物的認(rèn)識和思維的能力;人類的
“能”主要是指人的行動能力,它包括各種技能和正確的習(xí)慣等等。人類的“智”和“能”是結(jié)合在一起而不可分離的,人類的勞動、學(xué)習(xí)和交往等活動都是“智”和“能”的統(tǒng)一,是人類獨(dú)有的智能活動。
思維是人類智能的核心。人類智能的特點(diǎn)主要是思想,而思想的核心是思維。人是一種會思維的動物,沒有思維就沒有人類的智能。有了思維,人類才能形成各種較復(fù)雜的意向,從而主導(dǎo)著人的活動,表現(xiàn)出人類所特有的自覺能動性;有了思維,人類才能探索自然界的奧秘,發(fā)現(xiàn)自然現(xiàn)象背后的規(guī)律;有了思維,人類才能發(fā)明各種技術(shù),突破自己認(rèn)識器官和行動器官的限制,大大提高認(rèn)識世界和改造世界的能力。
意向是人類智能的另一個(gè)重要方面。人的活動是有目的的、自覺的活動,一刻也離不開自己意向的主導(dǎo)。注意、需要、意圖、情緒、意志、理想等都是人的意向活動形式。保持積極的意向、恰當(dāng)?shù)那榫w和頑強(qiáng)的斗志等等,對人類智能的發(fā)展和發(fā)揮是十分重要的。
人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI,是一門研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué),是要實(shí)現(xiàn)所有目前還無法不借助人類智慧才能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)的集合,是
計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,用以了解智能的實(shí)質(zhì)并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的
智能機(jī)器。也可以這么看,任何有助于讓機(jī)器(尤其是計(jì)算機(jī))模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法和技術(shù),都可視為人工智能的范疇。該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、
語言識別、圖像識別、
自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來,理論和技術(shù)日益成熟,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大,可以設(shè)想,未來人工智能帶來的科技產(chǎn)品,將會是人類智慧的“容器”。


人工智能(摘自互聯(lián)網(wǎng))
從二十世紀(jì)七十年代以來,人工智能就被稱為世界三大尖端技術(shù)(即空間技術(shù)、能源技術(shù)、人工智能)之一,也被認(rèn)為是二十一世紀(jì)三大尖端技術(shù)(即基因工程、納米科學(xué)、人工智能)之一。這是因?yàn)榻陙硭@得了迅速的發(fā)展,在很多學(xué)科領(lǐng)域都獲得了廣泛應(yīng)用,并取得了豐碩的成果,已逐步成為一個(gè)獨(dú)立的分支,無論在理論和實(shí)踐上都已自成一個(gè)系統(tǒng)。
人工智能是研究使計(jì)算機(jī)來
模擬人的某些
思維過程和智能行為(如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等)的學(xué)科,主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的
原理、制造類似于
人腦智能的計(jì)算機(jī),使計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。人工智能將涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語言學(xué)等學(xué)科,可以說幾乎是自然科學(xué)和社會科學(xué)的所有學(xué)科,其范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇,人工智能與思維科學(xué)的關(guān)系是實(shí)踐和理論的關(guān)系,人工智能是處于思維科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用層次,是它的一個(gè)應(yīng)用分支。從思維觀點(diǎn)看,人工智能不僅限于邏輯思維,要考慮形象思維、
靈感思維才能促進(jìn)人工智能的突破性的發(fā)展。數(shù)學(xué)常被認(rèn)為是多種學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué),數(shù)學(xué)也進(jìn)入語言、思維等
領(lǐng)域,人工智能學(xué)科也必須借用
數(shù)學(xué)工具,數(shù)學(xué)不僅在標(biāo)準(zhǔn)
邏輯、模糊數(shù)學(xué)等范圍發(fā)揮作用,數(shù)學(xué)進(jìn)入人工智能學(xué)科,它們將互相促進(jìn)而更快地發(fā)展。
從實(shí)用觀點(diǎn)來看,人工智能是一門知識工程學(xué),以知識為對象,研究知識的獲取、知識的表示方法和知識的使用。
人工智能是對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能不是人類智能,但能像人那樣思考、也可能超過人類智能。從更廣義的角度來看,情感是一種特殊的認(rèn)知,意志又是一種特殊的情感,廣義的人工智能包括狹義人工智能、人工情感與人工意志三個(gè)方面。
人工情感并不是指簡單地模擬人的某些情感表達(dá)方式和情感識別方式,而是為了使電腦或機(jī)器人具有像人一樣的內(nèi)在情感,真實(shí)地具有像人一樣的情感表達(dá)能力、情感識別能力、情感思維能力和情感實(shí)施能力。這方面的探討還是很初步的,極待加強(qiáng)。
從核心技術(shù)的角度來看,三個(gè)層次的突破將有望進(jìn)一步推動人工智能的發(fā)展,分別為平臺(承載人工智能的物理設(shè)備、系統(tǒng))、算法(人工智能的行為模式)以及接口(人工智能與外界的交互方式)。
在平臺層面,當(dāng)前大多數(shù)人工智能依賴以電子計(jì)算機(jī)為代表的計(jì)算設(shè)備加以實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的核心中央處理器CPU主要面向通用計(jì)算任務(wù)設(shè)計(jì),雖然也可兼容人工智能所面對的所有智能任務(wù),但效能相對較低。隨著各行各業(yè)對人工智能的需求激增,研發(fā)更適合人工智能的高效能平臺正成為一個(gè)日益凸顯的需求。未來的人工智能將必然需要面對種類繁多且特點(diǎn)各異的智能任務(wù),在各類處理器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新的計(jì)算架構(gòu),并實(shí)現(xiàn)一個(gè)能服務(wù)于不同企業(yè)、不同需求的智能平臺,將是未來技術(shù)發(fā)展的大趨勢。此外,當(dāng)前進(jìn)展迅猛的量子計(jì)算技術(shù),尤其是量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn),也有望在將來為人工智能提供突破性的計(jì)算平臺。
計(jì)算智能(Computational?Intelligence),也稱
智能計(jì)算(Intellectual Computig)或
軟計(jì)算(Soft?Computing),是受人類組織、生物界及其功能和有關(guān)學(xué)科內(nèi)部規(guī)律的啟迪,根據(jù)其原理模仿設(shè)計(jì)出來的求解問題的一類算法,當(dāng)然不是人工智能可能用到的全部算法,它們既可用于人工智能中的計(jì)算,也可用于解決其它領(lǐng)域中的計(jì)算問題。智能計(jì)算所含算法的范圍很廣,主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、遺傳算法、模糊計(jì)算、蟻群算法、人工魚群算法、粒子群算法、免疫算法、禁忌搜索、進(jìn)化算法、啟發(fā)式算法、模擬退火算法、混合智能算法等類型繁多、各具特色的算法。以上這些智能計(jì)算的算法都有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是通過模仿人類智能或生物智能的某一個(gè)或某一些方面而達(dá)到模擬人類智能、實(shí)現(xiàn)將生物智慧、自然界的規(guī)律等設(shè)計(jì)出最優(yōu)算法,進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序化,用于解決很廣泛的一些實(shí)際問題。當(dāng)然,智能計(jì)算的這些不同研究領(lǐng)域和算法各有各的特點(diǎn),雖然它們具有模仿人類和生物智能的共同點(diǎn),但是在具體實(shí)現(xiàn)方法上還存在一些不同點(diǎn)。例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模仿人腦的生理構(gòu)造和信息處理的過程,模擬人類的智慧;模糊計(jì)算模仿人類語言和思維中的模糊性概念,也是模擬人類的智慧;進(jìn)化計(jì)算模仿生物進(jìn)化過程和群體智能過程,模擬大自然的智慧等。
計(jì)算智能(摘自互聯(lián)網(wǎng))
智能計(jì)算,借鑒仿生學(xué)的思想,基于生物體系的生物進(jìn)化、細(xì)胞免疫、神經(jīng)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)等諸多機(jī)制,用數(shù)學(xué)語言抽象描述的計(jì)算方法,是基于數(shù)值計(jì)算和結(jié)構(gòu)演化的智能,是智能理論發(fā)展的高級階段。智能計(jì)算有著傳統(tǒng)計(jì)算無法比擬的優(yōu)越性,它的最大特點(diǎn)就是不需要對問題自身建立精確的數(shù)學(xué)模型,非常適合于解決那些因?yàn)殡y以建立有效的形式化模型而用傳統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算方法難以有效解決、甚至無法解決的問題。
隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)智能性的不斷增強(qiáng),由計(jì)算機(jī)自動和委托完成任務(wù)的復(fù)雜性和難度也在不斷增加。所以,智能計(jì)算也可以看作是一種經(jīng)驗(yàn)化的計(jì)算機(jī)思考性的算法,是人工智能體系的一個(gè)分支,是輔助人類去處理各式問題的具有獨(dú)立思考能力的系統(tǒng)。
智能計(jì)算是借助自然界、特別是生物界規(guī)律的啟示,根據(jù)其規(guī)律,設(shè)計(jì)出求解問題的算法。數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多學(xué)科的現(xiàn)象與規(guī)律都可能成為智能計(jì)算算法的基礎(chǔ)和思想來源。從相互關(guān)系上來看,智能計(jì)算屬于人工智能的一個(gè)分支。
算法決定了人工智能的行為模式,一個(gè)人工智能系統(tǒng)即使有當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算平臺作為支撐,若沒有配備有效的算法,只會像一個(gè)四肢發(fā)達(dá)而頭腦簡單的人,并不能算真正具有智能。面向典型智能任務(wù)的算法設(shè)計(jì),從人工智能這一概念誕生時(shí)起就是該領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一。可以想象,智能算法在人工智能的未來發(fā)展中仍將處于核心的位置。但與過去不同的是,今天的人工智能不再僅僅是隱藏在象牙塔或各種科研機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)研究,而是已經(jīng)以各種形式出現(xiàn)在我們的日常生產(chǎn)、生活之中,和我們真實(shí)生活的社會、物理世界產(chǎn)生了越來越多的聯(lián)系。而無論對于作為一個(gè)整體的人類社會、國家而言,或是對于作為個(gè)人而言,我們的文化、語言、生活、行為習(xí)慣都是在不斷演變中。能否改變過去完全由手工輸入計(jì)算機(jī)程序的算法實(shí)現(xiàn)方式,令算法通過自身的演化,自動適應(yīng)這個(gè)“唯一不變的就是變化”的物理世界?這也許是“人工”智能邁向“類人”智能的關(guān)鍵。
18世紀(jì)中葉以來,先后發(fā)生了三次工業(yè)革命,如今正在迎來新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。如果說以蒸汽技術(shù)驅(qū)動的第一次工業(yè)革命延伸了人的肢體,拓展了人類的力量。那么,以新一代人工智能技術(shù)為驅(qū)動的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革將拓展人類的智能,極大提升人類智力所能創(chuàng)造的價(jià)值。
人工智能是引領(lǐng)這一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術(shù),具有溢出帶動性很強(qiáng)的“頭雁”效應(yīng)。加快發(fā)展新一代人工智能是我們贏得全球科技競爭主動權(quán)的重要戰(zhàn)略抓手,是推動我國科技跨越發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、生產(chǎn)力整體躍升的重要戰(zhàn)略資源。人工智能技術(shù)是一類通用技術(shù),在人類社會各領(lǐng)域都能應(yīng)用。預(yù)計(jì)未來智能程度還將不斷提高,對各行業(yè)的帶動和影響更為深刻,這是其他技術(shù)難以比肩的。
人工智能與人類智能的關(guān)系是互為補(bǔ)充、相互制約的,人與技術(shù)的融合是必然的。目前人工智能的更新升級必須依賴與人類智能,人類智能的進(jìn)化程度關(guān)系到人工智能的先進(jìn)程度,技術(shù)元素的進(jìn)化也要受到社會條件的制約。人工智能可能在某一方面出現(xiàn)強(qiáng)大的功能,但是它缺乏思維和創(chuàng)造性,這一點(diǎn)是致命的缺陷,工具作為人類器官的延長,是人類智能的外化之物,被人類智能的發(fā)展程度所局限。
就說目前最先進(jìn)的機(jī)器人也是依賴于軟件運(yùn)行的,而軟件是通過人來完成更新升級和換代的。人工智能實(shí)際上是人類智能的外在表現(xiàn),人體是一個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng),人有特定的背景和生活習(xí)慣,人腦的發(fā)育會受到所經(jīng)歷的事件和社會環(huán)境的影響,能夠靈活運(yùn)用,組合所接受的信息,具備綜合分析問題的能力。人腦的控制系統(tǒng)復(fù)雜和精密程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過智能機(jī)器人,因此,人工智能在技術(shù)上遠(yuǎn)不及人類智能,它依賴人類智能而進(jìn)化,能夠勝任人類制定的任務(wù),卻缺乏人類智能的創(chuàng)造性。
說到這幾種智能之間的關(guān)系,打個(gè)比喻的話,智能好比是一棵頂天立地、根深葉茂、花美果碩的大樹,人類智能是其根,人工智能是其干,智能技術(shù)、計(jì)算智能等是其枝、葉,其他如類腦機(jī)、智能機(jī)器人和語音、人臉識別及由AI+、AI*形成的諸多應(yīng)用等是其鮮花、碩果。
人工智能前景遠(yuǎn)大,按照黨中央和國務(wù)院的指示和部署,高度重視和大力組織研發(fā),牢牢把握人工智能發(fā)展的重大歷史機(jī)遇,緊扣發(fā)展,爭取在最短的時(shí)間內(nèi),在人工智能的各個(gè)研發(fā)方向上取得突破和成功,占領(lǐng)世界人工智能研究和應(yīng)用的各個(gè)前沿高地,構(gòu)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢。