人工智能入门学习笔记2：人工智能发展史

2017年3月5日，中华人民共和国第十二届全国人民代表大会第五次会议上，李克强总理政府工作报告中提出。

2017年12月，人工智能入选“2017年度中国媒体十大流行语”。

入选理由：经过多年的演进，人工智能发展进入了新阶段。为抢抓人工智能发展的重大战略机遇，构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国，2017年7月20日，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》。《规划》提出了面向2030年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施，为我国人工智能的进一步加速发展奠定了重要基础。

一、什么是人工智能

人工智能（英语：Artificial Intelligence，缩写为AI）亦称机器智能，指由人制造出来的可以表现出智能的机器。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。该词也指出研究这样的智能系统是否能够实现，以及如何实现。

人工智能于一般教材中的定义领域是“智能主体（intelligent agent）的研究与设计”，智能主体指一个可以观察周遭环境并作出行动以达致目标的系统。约翰·麦卡锡于1955年的定义是“制造智能机器的科学与工程”。

安德里亚斯·卡普兰（Andreas Kaplan）和迈克尔·海恩莱因（Michael Haenlein）将人工智能定义为“系统正确解释外部数据，从这些数据中学习，并利用这些知识通过灵活适应实现特定目标和任务的能力”。人工智能的研究是高度技术性和专业的，各分支领域都是深入且各不相通的，因而涉及范围极广。

著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义：“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”

而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。

AI的核心问题包括建构能够跟人类似甚至超卓的推理、知识、规划、学习、交流、感知、移物、使用工具和操控机械的能力等。当前有大量的工具应用了人工智能，其中包括搜索和数学优化、逻辑推演。而基于仿生学、认知心理学，以及基于概率论和经济学的算法等等也在逐步探索当中。思维来源于大脑，而思维控制行为，行为需要意志去实现，而思维又是对所有数据采集的整理，相当于数据库，所以人工智能最后可能会演变为机器替换人类。

二、人工智能实现方法

人工智能在计算机上实现时有2种不同的方式。一种是采用传统的编程技术，使系统呈现智能的效果，而不考虑所用方法是否与人或动物机体所用的方法相同。这种方法叫工程学方法（ENGINEERING APPROACH），它已在一些领域内作出了成果，如文字识别、电脑下棋等。另一种是模拟法（MODELING APPROACH），它不仅要看效果，还要求实现方法也和人类或生物机体所用的方法相同或相类似。遗传算法（GENERIC ALGORITHM，简称GA）和人工神经网络（ARTIFICIAL NEURAL NETWORK，简称ANN）均属后一类型。遗传算法模拟人类或生物的遗传-进化机制，人工神经网络则是模拟人类或动物大脑中神经细胞的活动方式。为了得到相同智能效果，两种方式通常都可使用。采用前一种方法，需要人工详细规定程序逻辑，如果游戏简单，还是方便的。如果游戏复杂，角色数量和活动空间增加，相应的逻辑就会很复杂（按指数式增长），人工编程就非常繁琐，容易出错。而一旦出错，就必须修改原程序，重新编译、调试，最后为用户提供一个新的版本或提供一个新补丁，非常麻烦。采用后一种方法时，编程者要为每一角色设计一个智能系统（一个模块）来进行控制，这个智能系统（模块）开始什么也不懂，就像初生婴儿那样，但它能够学习，能渐渐地适应环境，应付各种复杂情况。这种系统开始也常犯错误，但它能吸取教训，下一次运行时就可能改正，至少不会永远错下去，用不到发布新版本或打补丁。利用这种方法来实现人工智能，要求编程者具有生物学的思考方法，入门难度大一点。但一旦入了门，就可得到广泛应用。由于这种方法编程时无须对角色的活动规律做详细规定，应用于复杂问题，通常会比前一种方法更省力。

三、人工智能发展简史

人工智能的传说可以追溯到古埃及，但随着1941年以来电子计算机的发展，技术已最终可以创造出机器智能，“人工智能”（ARTIFICIAL INTELLIGENCE）一词最初是在1956年DARTMOUTH学会上提出的，从那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展，在它还不长的历史中，人工智能的发展比预想的要慢，但一直在前进，从40年前出现至今，已经出现了许多AI程序，并且它们也影响到了其它技术的发展。

1、术语的诞生

12岁那年，小麦卡锡读到了埃里克·贝尔的《数学大师》一书，于是确定了自己一生的职业。数年过后，在申请大学材料中描述未来计划时，他只写了简单的一句话：“我打算成为一名数学教授。”当他前往普林斯顿大学读研究生时，便迅速拜访了应用数学家、物理学家约翰·冯·诺依曼，后者在现代计算机基本设计的定义中起到了关键作用。

当时，“人工智能”的概念已经在约翰·麦卡锡的头脑中发酵，只不过那时的他还没有找到合适的词来形容这一概念，这个词要等到5年之后，也就是1956年的达特茅斯学院的夏季研讨会时才出现。在加州理工学院参加“希克森关于行为中的脑机制研讨会”时，他第一次产生了这样的概念。

1952年夏，麦卡锡和明斯基加入了贝尔实验室，成为了被誉为“信息论之父”的数学家兼电气工程师克劳德·香农的研究助理。在这里，他接触了对生物生长模拟的程序——“自动机”，并对此产生了浓厚的兴趣，只不过“自动机”这个词却让麦卡锡有些无奈，因为这听起来似乎远离了智慧的范畴。

1956年，在麦卡锡帮助组织、由洛克菲勒基金会赞助的“达特茅斯暑期人工智能项目”中，麦卡锡终于解决了当初的这个插曲。他支持使用“人工智能”一词，因为它“把想法钉在了桅杆上”。而一个令人意想不到的后果是，这个词暗示了用机器代替人类头脑的想法，这在后来导致科研人员分成了人工智能(Artificial Intelligence，AI)和智能增强(Intelligence Augmentation，IA)两大阵营。事实上，这一学科的其他候选名字包括：控制论、自动机研究、复杂信息处理以及机器智能。

但是，麦卡锡曾指出，达特茅斯夏季研讨会的提案并不涉及对人类行为研究的批评，“因为(他)认为这两者是不相关的”。麦卡锡认为“人工智能”一词与人类行为几乎毫无关系，它唯一可能暗示的是机器可以去执行类似人类执行的任务。

2、人工智能发展阶段

1956年夏季，以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能”这一术语，它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。IBM公司“深蓝”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军更是人工智能技术的一个完美表现。

从1956年正式提出人工智能学科算起，60多年来，取得长足的发展，成为一门广泛的交叉和前沿科学。总的说来，人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。如果希望做出一台能够思考的机器，那就必须知道什么是思考，更进一步讲就是什么是智慧。什么样的机器才是智慧的呢？科学家已经作出了汽车，火车，飞机，收音机等等，它们模仿我们身体器官的功能，但是能不能模仿人类大脑的功能呢？到目前为止，我们也仅仅知道这个装在我们天灵盖里面的东西是由数十亿个神经细胞组成的器官，我们对这个东西知之甚少，模仿它或许是天下最困难的事情了。

当计算机出现后，人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具，在以后的岁月中，无数科学家为这个目标努力着。如今人工智能已经不再是几个科学家的专利了，全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科，学习计算机的大学生也必须学习这样一门课程，在大家不懈的努力下，如今计算机似乎已经变得十分聪明了。例如，1997年5月，IBM公司研制的深蓝（DEEP BLUE）计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫（KASPAROV）。大家或许不会注意到，在一些地方计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作，计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。人工智能始终是计算机科学的前沿学科，计算机编程语言和其它计算机软件都因为有了人工智能的进展而得以存在。

2015年，最近一系列旨在测试一些世界上最好的人工智能 (AI) 系统和人类智商 (IQ) 之间的胜负关系的试验表明，人工智能的智力目前已经达到了 4 岁儿童的水平。来自美国伊利诺伊大学的研究小组完成了这项测试，他们发现，我们最先进的人工智能系统在智力方面相当于普通 4 岁儿童的水平。由麻省理工大学的研究人员开发的人工智能系统 ConceptNet 也参与了这项研究，这是一个学术界从上世纪 90 年代就开始努力开发的测试系统。它在词汇和相似性方面得到了很高的分数，信息方面的表现非常一般，推理和理解方面则可以用差劲来形容。尽管如此，人工智能的突破速度已经达到了非常快速的速度。专家认为，人工智能在学习能力和自然语言能力上的改善会导致它们在今后几年里拥有跟人类一样的思维，比如苹果 Siri、Google Now 和微软 Cortana。