1.1 什么是人工智能

2 016年3月，AlphaGo横空出世对战围棋九段棋手李世石，将人工智能拉入了公众视野，成为2016年度话题度最高的科技。人工智能的思想古今中外均有萌芽，公元前900多年我国有歌舞机器人传说的记载，公元850年古希腊就有制造机器人帮助人们劳动的神话传说。17世纪法国物理学家、数学家B.Pascal制成了世界上第一台会演算的机械加法器；18世纪德国数学家、哲学家Leibnitz做出了能做四则运算的手摇计算器并提出了关于数理逻辑的思想（把形式逻辑符号化）；1936年，英国数学家A.M.Turing在论文《理想计算机》中提出的图灵机模型。

1950年，艾伦·图灵（Alan Turing）（图1-1）在他的论文《计算机器与智能》（Computer Machinery and Intelligence）中提出了著名的图灵测试（Turing test）。在图灵测试中，一名人类测试员会通过文字与密室里的一台机器和一个人自由对话。如果测试员无法分辨与之对话的两个实体谁是人谁是机器，则参与对话的机器就被认为通过测试。虽然图灵测试的科学性受到过质疑，但是它在过去数十年一直被广泛认为是测试机器智能的重要标准，对人工智能的发展产生了极为深远的影响。

1951年夏天，普林斯顿大学数学系的一位24岁的研究生马文·闵斯基（Marvin Minsky）建立了世界上第一个神经网络机器——SNARC（stochastic neural analog reinforcement calculator）。在这个只有40个神经元的小网络里，人们第一次模拟了神经信号的传递。这项开创性的工作为人工智能奠定了深远的基础。由于在人工智能领域的一系列奠基性的贡献，闵斯基于1969年获得计算机科学领域的最高奖——图灵奖。1955年，艾伦·纽厄尔（Allen Newel）、赫伯特·西蒙（Herbert Simon）和克里夫·肖（Cliff Shaw）建立了一个名为“逻辑理论家”（logic theorist）的计算机程序来模拟人类解决问题的技能。这个程序成功证明了一部大学数学教科书里面52个定理中的38个，甚至还找到了比教科书中更完美的证明方法。这项工作开创了一种日后被广泛应用的方法——搜索推理（reasoning）。

1956年，闵斯基·约翰、麦卡锡（John McCarthy）、克劳德·香农（Claude Shan-non）和纳撒尼尔·罗切斯特（Nathan Rochester）在美国组织了一次讨论会。这次会议提出：“学习和智能的每一个方面都能被精确地描述，使得人们可以制造一台机器来模拟它。”

这次会议为这个致力于通过机器来模拟人类智能的新领域定下了名字——“人工智能”（Artificial Intelligence，AI），从而正式宣告了人工智能作为一门学科的诞生。人工智能是在计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的基础上发展起来的综合性很强的交叉学科，是集新思想、新观念、新理论、新技术于一体的新兴学科以及正在发展的前沿学科。百度百科上给出的人工智能的解释是：“它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等”。符号主义、联结主义、行为主义分别代表了人工智能研究领域的三种主要发展观。它们是人工智能学科发展的最重要的理论成果，同时又是人工智能学科发展的理论基础。

人工智能在当前被人们称为世界三大尖端技术之一，美国斯坦福大学人工智能研究中心的尼尔逊（Nilson）教授这样定义人工智能：“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学科”。美国麻省理工学院的温斯顿（Winston）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的工作”。除此之外，还有很多关于人工智能的定义，至今尚未统一，但这些说法均反映了人工智能学科的基本思想和基本内容，由此可以将人工智能概括为研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能行为的人工系统。

简而言之，人工智能就是研究计算机来实现人类的智能，去模仿人类的知觉、推理、学习能力等，从而让计算机能够像人一样思考和行动。例如，机器识别出动物（图像识别）；机器感知到人类的语义和情感，并给出反馈（人机对话）；AlphaGo（图1-2）、Master等让机器自己思考去下棋（人机对弈）等。