自然辨证法论文-浅析人工智能

浅析人工智能浅析人工智能 21007002 关键词关键词 人工智能 计算机 系统 哲学 摘要摘要 人工智能是一门通过运用人类智能的机理来使机器模拟人的智能的学科 它是计算机学科的一个分支 也是计算机科学 语言学 心理学 哲学 数学 控制论 信息论 决定论 神经生理学等多种学科相互渗透而发展起来的综合 性学科 本文了分三部分对人工作智能进行了简要的介绍与分析 第一部分给 出了人工智能的科学定义及哲学定义 第二部分阐述了人工智能的发展现状及 发展趋势 最后一部分分析了人工智能给人类带来的利与弊 人工智能 Artificial Intelligence 简称AI 是计算机学科的一个分 支 二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术 空间技术 能源技术 人工智能 之一 也被认为是二十一世纪三大尖端技术 基因工程 纳米科学 人工智能 之一 这是因为近三十年来它获得了迅速的发展 在很多学科领域 都获得了广泛应用 并取得了丰硕的成果 它一方面成为人类智能的延长 另 一方面又为探讨人类智能机理提供了新的理论和研究方法 一 人工智能的定义 1 人工智能的科学定义 人工智能在科学层面上定义为一门通过运用人类智能的机理来使机器模拟 人的智能的学科 具体来说就是通过研究人类智能活动的规律 构造具有一定 智能的人工系统 让它去完成以往需要人的智力才能胜任的工作的基本理论 方法和技术 它是计算机科学的一个分支 也是计算机科学 语言学 心理学 哲学 数学 控制论 信息论 决定论 神经生理学等多种学科相互渗透而发 展起来的综合性学科 人工智能有三种 第一种是通常所认为的那样 试图让机器做你所做的事 如在工厂里干活 把人们从繁重的体力和脑力劳动中解放出来 第二种是通过接 受大量不同的科学训练及日常生活的训练 使机器具有可以理解不同种类的事 情 语言 制造计划 测试计划 解决问题 监视我们行动的能力等等 第三 种是包括具有动机 情感 情绪等能力的机器 例如感到孤独 窘迫 自豪 厌 恶 兴奋等 2 人工智能的哲学定义 在哲学意义上 人工智能被看作是一般性的智能科学 或更确切地说 被看作是认知科学的智力内核 它的目标就是提供一个系统的理论 该理论即 可以解释意向性的一般范畴 也可以解释以此为基础的各种不同的心理能力 它不仅包括地球上各种生物的心理 而且还要包括全部可能存在的心灵 设计人工智能对于人类研究哲学来说有巨大的意义 简而言之 是用 人工的智能 去探索 自然的心灵 数百年来科学家一直想开发一种把常识 和隐含的前提清晰表达出来的技术 哲学的所有分支的许多问题都与这些过程 有关 例如 推断 记忆 认知 理解 解释 描述 想象 创造 选择 行动 等等 计算机作为人类有史以来设计出来的最复杂的工具 无疑是处理上述过 程最好的一种工具 作为计算机科学与技术领域的一个重要分支的人工智能为 做这些事情提供了一个很好的方式 二 人工智能的发展现状及趋势 1 人工智能的发展现状 目前 人工智能的研究是与具体领域相结合进行的 基本上有如下领域 1 专家系统 专家系统是依靠人类专家已有的知识建立起来的知识系统 是目前人工智 能研究中成效最多的领域 它被广泛应用于医疗诊断 地质勘探 石油化工 军事 文化教育等各方面 它是在特定的领域内具有相应的知识和经验的程序 系统 它应用人工智能技术 模拟人类专家解决问题时的思维过程 来求解领 域内的各种问题 达到或接近专家的水平 2 机器学习 要使计算机智能化 不仅要求计算机具有强大的知识系统 更要使计算机 本身有获得知识的能力 它不仅要学习人类已有的知识 还要在实践过程中不 总结 完善 这种方式称为机器学习 机器学习的研究 主要在以下几个方面 进行 研究人类学习的机理 人脑思维的过程和机器学习的方法 以及建立针 对具体任务的学习系统 机器学习的研究目前已经取得很大的进展 但还没有 能完全解决问题 3 模式识别 模式识别是研究如何使机器具有感知能力 主要研究视觉模式和听觉模式 的识别 如识别物体 地形 图象 字体 如签字 等 在日常生活各方面以 及军事上都有广大的用途 4 理解自然语言 计算机如能 听懂 人的语言 如汉语 英语等 便可以直接用口语操作 计算机 这将给人们带极大的便利 计算机理解自然语言的研究有以下三个目 标 一是计算机能正确理解人类的自然语言输入的信息 并能正确答复 或响 应 输入的信息 二是计算机对输入的信息能产生相应的摘要 而且复述输入 的内容 三是计算机能把输入的自然语言翻译成要求的另一种语言 如将汉语 译成英语或将英语译成汉语等 目前 研究计算机进行文字或语言的自动翻译 人们作了大量的尝试 还没有找到最佳的方法 有待于更进一步深入探索 5 智能决策支持系统 决策支持系统是属于管理科学的范畴 它与 知识 智能 有着极其密 切的关系 在80年代以来专家系统在许多方面取得成功 将人工智能中特别是 智能和知识处理技术应用于决策支持系统 扩大了决策支持系统的应用范围 提高了系统解决问题的能力 这就是智能决策支持系统 6 人工神经网络 人工神经网络是在研究人脑的奥秘中得到启发 试图用大量的处理单元 人工神经元 处理元件 电子元件等 模仿人脑神经系统工程结构和工作机 理 多年来 人工神经网络的研究取得了较大的进展 成为具有一种独特风格 的信息处理学科 当然目前的研究还只是一些简单的人工神经网络模型 要建 立起一套完整的理论和技术系统 需要作出更多努力和探讨 2 人工智能目前面临的困难 1 从技术层面上看 人工智能 AI 学科自 1956 年诞生至今已走过 50 多个年头 就研究解释 和模拟人类智能 智能行为及其规律这一总目标来说 已经迈出了可喜的一步 某些领域已取得了相当的进展 但从整个发展的过程来看 人工智能发展曲折 而且还面临不少难题 主要有以下几个方面 机器翻译所面临的问题 在计算机诞生的初期 有人提出了用计算机实现 自动翻译的设想 目前机器翻译所面临的问题仍然是构成句子的单词和歧义性 问题 歧义性问题一直是自然语言理解 NLU 中的一大难关 同样一个句子在 不同的场合使用 其含义的差异是司空见惯的 现在 NLU 的研究方法很不成 熟 大多数研究局限在语言这一单独的领域 而没有对人们是如何理解语言这 个问题做深入有效的探讨 模式识别的困惑 虽然使用计算机进行模式识别的研究与开发已取得大量 成果 有的已成为产品投入实际应用 但是它的理论和方法与人的感官识别机 制是全然不同的 人的识别手段 形象思维能力是任何最先进的计算机识别系 统望尘莫及的 另一方面 在现实世界中 生活并不是一项结构严密的任务 一般家畜都能轻而易举地对付 但机器不会 这并不是说它们永远不会 而是 说目前不会 2 从哲学层面上看 也存在着一下几方面的问题 宏观与微观隔离 一方面是哲学 认知科学 思维科学和心理学等学科所 研究的智能层次太高 太抽象 另一方面是人工智能逻辑符号 神经网络和行 为主义所研究的智能层次太低 这两方面之间相距太远 中间还有许多层次未 予研究 无法把宏观与微观有机地结合起来和相互渗透 全局与局部割裂 人类智能是脑系统的整体效应 有着丰富的层次和多个 侧面 但是 符号主义只抓住人脑的抽象思维特性 连接主义只模仿人的形象 思维特性 行为主义则着眼于人类智能行为特性及其进化过程 它们存在明显 的局限性 必须从多层次 多因素 多维和全局观点来研究智能 才能克服上 述局限性 理论与实际脱节 大脑的实际工作 在宏观上我们已知道得不少 但是智 能的千姿百态 变幻莫测 复杂得难以理出清晰的头绪 在微观上 我们对大 脑的工作机制却知之甚少 似是而非 使我们难以找出规律 在这种背景下提 出的各种人工智能理论 只是部分人的主观猜想 能在某些方面表现出 智能 就算相当成功了 上述存在的问题说明 人脑的结构和功能要比人们想象的复杂得多 人工 智能研究面临的困难要比我们估计的重大得多 人工智能研究的任务要比我们 讨论过的艰巨得多 同时也说明 要从根本上了解人脑的结构和功能 解决面 临的难题 完成人工智能的研究任务 需要寻找和建立更新的人工智能框架和 理论体系 打下人工智能进一步发展的理论基础 3 人工智能发展展望 人工智能的发展潜力巨大 人工智能作为一个整体的研究才刚刚开始 离 我们的目标还很遥远 但人工智能在某些方面将会有大的突破 1 自动推理是人工智能研究的最热门内容之一 其基本理论是人工智能其它 分支的共同基础 其中知识系统的动态演化特征及可行性推理的研究是最新的 热点 很有可能取得大的突破 2 机器学习的研究即将取得长足的发展 许多新的学习方法相继问世并获得 了成功的应用 如增强学习算法 reinforcement learning 等 也应看到 现 有的方法处理在线学习方面尚不够有效 寻求一种新的方法 以解决移动机器 人 自主 agent 智能信息存取等研究中的在线学习问题是研究人员共同关心 的问题 相信不久会在这些方面取得突破 3 自然语言处理是 AI 技术应用于实际领域的典型范例 经过 AI 研究人员 的艰苦努力 这一领域已获得了大量令人瞩目的理论与应用成果 许多产品已 经进入了众多领域 4 智能信息检索技术在 Internet 技术的影响下 近年来迅猛发展 已经成 为了 AI 的一个独立研究分支 由于信息获取与精化技术已成为当代计算机科学 与技术研究中迫切需要研究的课题 将 A I 技术应用于这一领域的研究是人工 智能走向应用的契机与突破口 从近年的人工智能发展来看 这方面的研究已 取得了可喜的进展 此外 人工智能还可能向模糊处理 并行化 神经网络和机器情感等多个 方面发展 虽然人工智能在很多方面尚未成熟 有着很多的不足 但是它广阔 的应用空间将给它带来无限的发展潜力 3 人工智能对人类社会的利与弊 1 人工智能对人类的积极意义 毫无疑问 人工智能的出现对人类产生了并将继续产生巨大的影响 其积 极意义是不胜枚举的 从人工智能应用的几个方面来说 专家系统及智能决策支持系统可以帮助 人们更快 更方便的解决各种专业内的一些复杂问题 模式识别和翻译机器更 加方便的人们的日常生活及情感交流 人工神经网络拥有很强的自学习和自适 应能力 可以为人类解决很复杂的实际问题 从经济效益方面看 人工智能系统的开发和应用 已为人类创造出可观的 经济效益 专家系统就是一个例子 成功的专家系统能为它的建造者 拥有者 和用户带来明显的经济效益 用比较经济的方法执行任务而不需要有经验的专 家 可以极大地减少劳务开支和培养费用 由于软件易于复制 所以专家系统 能够广泛传播专家知识和经验 推广应用数量有限的和昂贵的专业人员及其知 识 此外 人工智能对人类文化也有了很大的影响 首先 在重新阐述我们的 历史知识的过程中 哲学家 科学家和人工智能学家有机会努力解决知识的模 糊性以及消除知识的不一致性 这种努力的结果 可能导致知识的某些改善 以便能够比较容易地推断出令人感兴趣的新的真理 其次 由于采用人工智能 技术 综合应用语法 语义和形式知识表示方法 我们有可能进一步改善和规 范人类的语言 人工智能技术还会改善人类的文化生活 比如图像处理技术必 将对图形艺术 广告和社会教育部门产生深远的影响 综上分析我们知道 人工智能技术对人类的社会进步 经济发展和文化提 高都有巨大的影响 随着时间的推进和技术的进步 这种影响将越来越明显地 表现出来 还有一些影响 可能是我们现在难以预测的 但是可以肯定 人工 智能将对人类的物质文明和精神文明产生越来越大的影响 2 人工智能对人类社会带来的威胁 人工智能在给它的创造者 销售者和用户带来经济利益的同时 就象任何 新技术一样 它的发展也引起或即将出现许多问题 并使一些人感到担心或懊 恼 一是劳务就业问题 由于人工智能能够代替人类进行各种脑力劳动 将会 使一部分人不得不改变他们的工种 甚至造成失业 人工智能在科技和工程中 的应用 会使一些人失去介入信息处理活动 如规划 诊断 理解和决策等 的 机会 甚至不得不改变自己的工作方式 二是社会结构变化 人们一方面希望人工智能和智能机器能够代替人类从 事各种劳动 另一方面又担心它们的发展会引起新的社会问题 实际上 近十 多年来 社会结构正在发生一种静悄悄的变化 人 机器 的社会结构 终 将为 人 智能机器 机器 的社会结构所取代 智能机器人就是智能机器之一 现在和将来的很多本来是由人承担的工作将由机器人来担任 因此 人们将不 得不学会与有智能的机器相处 并适应这种变化了的社会结构 三是心理上的威胁 人工智能还使一部分社会成员感到心理上的威胁 或 叫做精神威胁 人们一般认为 只有人类才具有感知精神 而且以此与机器相 别 如果有一天 这些人开始相信机器也能够思维和创作 那么他们可能会感 到失望 甚至感到威胁 他们担心 有朝一日 智能机器的人工智能会超过人 类的自然智能 使人类沦为智能机器和智能系统的奴隶 这种担心也不是没有 可能的 四是技术失控的危险 任何新技术最大危险莫过于人类对它失去了控制 或者是它落入那些企图利用新技术反对人类的人手中 有人担心机器人和人工 智能的其它制品威胁人类的安全 人工智能技术是一种信息技术 能够极快地 传递 我们必须保持高度警惕 防止人工智能技术被用于反对人类和危害社会 的犯罪 五是引起的法律问题 人工智能的应用技术不仅代替了人的一些体力劳动 也代替了人的某些脑力劳动 有时甚至行使着本应由人担任的职能 免不了引 起法律纠纷 比如医疗诊断专家系统万一出现失误 导致医疗事故 怎么样来 处理 开发专家系统者是否要负责任 使用专家系统者应负什么责任等等 可 以预料 将会出现更多的与人工智能的应用有关的法律问题 需要社会在实践 的基础上从法律角度作出对这些问题的解决方案 在生物的发展和进化中 只有人类成为了世界的主宰 其原因是人的智力 优势而不是在于体能 但是 随着人工智能技术的快速发展 我们必须意识到 人类的地位即将受到前所未有的威胁 一旦人类无法正确控制拥有人工智能的 机器 人类的命运将会无法想象 有人害怕那种时代的到来 但也会有人欢喜 那个时代 人类有人工智能机器的关照 可以尽情享受大自然 艺术 体育和 其他感官享乐 不再有阶级差别和由此带来的一切社会弊端 当然 前提是如 何掌控人工智能机器的度 就象现在人