人工智能原理(符號計算科學)PrinciplesofArtificialIntelligence第一章：：概述Chapter01Introduction§01什么是人人工智能能？Section01WhatisAI?§01什么是人人工智能能？人工智能能：ArtificialIntelligence((AI))ArtificialIntelligenceArtificial(adj..)人造的,,假的的,非非原產(chǎn)地地的。Artificial

意味著：所謂“人工智能”，即假的智能，人造的智能，非原產(chǎn)地的智能。1.1關(guān)關(guān)于智智能的概概念：1.1關(guān)關(guān)于智智能的概概念：智能涉及什么么？JamesAlbus：“我相信，，對智能能的理解解涉及理理解知識識怎樣獲獲取、表表達和存存儲，智智能行為為怎樣生生成，靈靈感、情情感和直直覺怎樣樣發(fā)展并并產(chǎn)生作作用，來來自感官官的信號號怎樣轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成符符號，而而符號又又怎樣操操作以表表現(xiàn)邏輯輯并推理理過去策策劃未來來，智能能的機制制怎樣產(chǎn)產(chǎn)生幻想想、信念念、愿望望、恐懼懼和夢，，甚至善善良和愛愛?！薄?1什么是人人工智能能？§01什么是人人工智能能？1.1關(guān)關(guān)于智智能的概概念：理解智能意味著什什么？JamesAlbus：“我相信，，在一個個基本的的水平上上理解這這些功能能將是與與原子核核物理、、相對論論和分子子遺傳學學相提并并論的科科學成就就?！?. 智能是非常復(fù)雜和難以理解的；2. 對智能的理解將必定是偉大的科學成就；3.

我們現(xiàn)在還未能理解，至少未能很好的理解智能行為。JamesAlbus的話意味著：§01什么是人人工智能能？1.2人人工智智能的派派別符號計算算與神經(jīng)經(jīng)計算目前，人工智能研究領(lǐng)域呈現(xiàn)出兩大派別：基于符號主義的符號計算學派基于聯(lián)結(jié)主義的神經(jīng)計算學派無論是符符號計算算學派，，還是神神經(jīng)計算算學派，，其研究究的出發(fā)發(fā)點都是是使機器器表現(xiàn)出出類似生生物智能能行為的的行為。?！?1什么是人人工智能能？1.2人人工智智能的派派別關(guān)于符號號計算科科學所謂符號主義：符號計算學派認為智能的基本元素是符號，人的認知過程是基于符號的符號運算。符號主義義最直接接的證據(jù)據(jù)是：人的邏輯輯思維過過程是基基于語言言符號的的。因此，符符號計算算科學為模擬人人的大腦的邏邏輯思維維過程提提供了良良好的途途徑。實現(xiàn)符號號計算的的機器是是符號計計算機。。§01什么是人人工智能能？1.2人人工智智能的派派別關(guān)于神經(jīng)經(jīng)計算科科學所謂聯(lián)結(jié)主義：神經(jīng)計算學派認為智能的基本元素是神經(jīng)元，生物的認知過程是神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)信息并行分布處理的過程。神經(jīng)計算算反映了了科學界界對生物物智能微微觀特征征的認識識和理解解，這種種認識和和理解對對基于神神經(jīng)信息息的生物物智能（（包括知知覺、記記憶、靈靈感、情情感、想想象、概概念形成成、判斷斷、推理理、學習習等）的的模擬有有普遍的的意義。。實現(xiàn)神經(jīng)經(jīng)計算的的機器是是神經(jīng)計計算機。。本課程中中所講述述的“人工智能能”僅限于“符號計算算科學”。這也是是傳統(tǒng)意意義上ArtificialIntelligence所具有的的內(nèi)涵。?！?1什么是人人工智能能？1.3課課程對對AI概念的限限定僅僅意味味著符號號計算§01什么是人人工智能能？1.3科科學界界的人工工智能觀觀Winston的AI觀Winston說：“實際上上，下一一個一般般性的定定義似乎乎是不可可能的，，因為智智能似乎乎是一個個包含著著許多的的信息處處理和信信息表達達技能的的混合體體。”Winston未能對人工智能做一般性的定義，但他為人工智能確立了這樣的研究目標：“人工智能的中心目標是建立那些使智能的實現(xiàn)成為可能的原理?！薄?1什么是人人工智能能？1.3科科學界界的人工工智能觀觀Graham的AI觀Graham說：“人工智能能是計算算機科學學的一個個分支，，他用計計算機程程序來做做某些事事情，這這些事情情如果讓讓人來做做的話，，就需要要智能。?！薄爸劣谡f說，能不不能把做做這些事事情的計計算機叫叫做‘有有智能’’的，那那就由你你了。””§01什么是人人工智能能？1.3科科學界界的人工工智能觀觀傅京孫的的AI觀傅京孫在在上世紀紀70年代代初期曾曾說：“人工智智能是一一門新興興的邊緣緣學科，，其核心心是符號號模型和和符號運運算。””§01什么是人人工智能能？1.3科科學界界的人工工智能觀觀Nilsson的AI觀Nilsson說：“概括地講，人工智能能是關(guān)于于以人工工制品的的形式存存在的智智能行為為的科學學?！薄爸悄苄行袨橐来未紊婕案懈兄?、推推理、學學習、交交流、以以及在復(fù)復(fù)雜環(huán)境境中進行行決策。?！薄叭斯ぶ侵悄艿拈L遠目標標之一就是開發(fā)發(fā)具有能能與人一一樣出色色，甚至至比人更更為出色色地做這這些事情情的機器器。人工工智能的的另一個目目標是理解這這種行為為，無論論這種行行為是表表現(xiàn)在機機器內(nèi)，，還是表表現(xiàn)在人人或其它它生物內(nèi)內(nèi)?！薄叭斯ぶ侵悄芗扔杏泄こ痰牡哪繕耍?，又有科科學的目目標。””§01什么是人人工智能能？1.3注注解人人工智能能AI是邊緣科科學關(guān)于AI的三元論：

人工智能是：(1)計算機科學(2)邏輯學(3)認知科學交叉形成的科學。計算機科學邏輯學認知科學研究智能載體的科學研究思維規(guī)律的科學人工智能研究感知和思維信息處理過程的科學注：傳統(tǒng)上，，人工智智能歸屬屬計算機機科學的的范疇。?！?1什么是人人工智能能？1.3注注解人人工智能能AI的基本目目標人工智能能的基本本目標在在于：使機器具具有類似似生物的的智能使機器表表現(xiàn)出類類似生物物的智能能行為使機器思思維按照Nilsson的觀觀點，人人工智能能包含兩兩類不同同性質(zhì)的的目標，，即科學學目標和和工程目目標。(1)科科學目目標：理理解智能能(2)工工程目目標：實實現(xiàn)智能能§01什么是人人工智能能？1.3思思考與與練習1-1什什么么是人工智能能？1-2符號計算算學派和和神經(jīng)計計算學派派關(guān)于人人工智能能的基本本觀點是是什么？？1-3以你的觀觀點，人人工智能能研究中中，符號號計算學學和神經(jīng)經(jīng)計算學學各具有有哪些合合理性或或不合理理性？1-4作為一門門科學，，人工智智能屬于于什么學學科？1-5按照Nilsson的觀觀點，人人工智能能的科學學目標是是什么？？工程目目標又是是什么？？1-6人工智能能的基本本目標是是什么？？研究的的基本內(nèi)內(nèi)容是什什么？1-7符號運算算意義下下，人工工智能的的基本目目標和研研究的基基本內(nèi)容容是什么么？§02為什么研研究AI？Section02WhyAI??§02為什么研研究AI？2.1算算法與與計算機機程序算法與運運行時間間計算機是是通過執(zhí)執(zhí)行計算算機程序來進行工工作的，，計算機機程序是是算法的計算機機語言形形式，算算法是問題求解解方法的形形式化描描述或問問題求解解的步驟驟。問題的求求解需要要算法，，執(zhí)行一一個算法法或計算機機程序需要一定定的時間間。顯然然，算法法運行所所需的時時間與問問題的大大小有關(guān)關(guān)。算法運行時間：問題的大?。簍與n相關(guān)：tnt=

f(n)

§02為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法定義算法定義義：一個有窮窮規(guī)則集集合稱為為一個算算法，如如果該集集合中的的規(guī)則規(guī)規(guī)定了一一個解決決某一特特定類型型問題的的運算序序列，并并具有如如下特征征：(1)有窮性：：算法必定定在執(zhí)行行有窮步步之后結(jié)結(jié)束(2)確定性：：算法的每每一個步步驟必須須是確切切定義的的(3)輸入：算法有0個個以上的的輸入(4)輸出：算法有1個個以上的的輸出(5)能行性：：算法中所所有有待待實現(xiàn)的的運算都都是相當當基本的的，即，，它們原原則上都都是能夠夠精確地地執(zhí)行的的，人用用筆和紙紙進行有有限次運運算可完完成的。。1.已已經(jīng)證明明，有相相當多的的同類問題，，不存在在任何算算法可以以解答其其中任何何一個問問題。2.即即使有一一種算法法能解決決某一類類別中的的所有問問題，可可是這個個算法只只對其中中一些很很小的問問題才有有實際意意義；而而對于其其中一些些較大的的實際問問題卻仍仍然無能能為力。?！?2為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法存在的困困難所謂多項項式時間間運行算算法，即即運行時間間t與問題大小小n的多項式nc(c=1,2,,…)成正比的的算法。?！?2為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法多項式時時間運行行算法例：1.加法：t

n1(n為加數(shù)位數(shù))2.乘法：t

n2(n為乘數(shù)位數(shù))多項式時時間運行行算法被被認為是是：可以實際際運行的的算法所謂指數(shù)數(shù)時間運運行算法法，即運行時間間t與問題大小小n的指數(shù)2n,n!,nn成正比的的算法。?！?2為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法指數(shù)時間間運行算算法例：1.TSP問題：t

n!(n為城市數(shù))2.梵塔問題：t

2n(n為圓盤數(shù))指數(shù)時間運行行算法被被認為是是：不可以實際際運行的的算法§02為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法TSP問題旅行推銷銷員問題題(TravelingSalesmanProblem,TSP)：設(shè)有n個城市Ci(i=1,,2,……,n)，一推推銷員由由城市C1出發(fā)，必必須經(jīng)過過且只許許經(jīng)過每每個城市市一次，，最后返返回城市市C1。求路徑徑最短的的旅行路路線?？赡艿穆仿窂綌?shù)？？例：n5Ci

為第i個城市dij為Ci

和Cj間的距離(n1)!§02為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法梵塔問題題梵塔問題題(Tower-of-HanoiPuzzle)：設(shè)有3根柱柱子和n個不同直直徑的圓圓盤Di(i=1,,2,……,n)，圓盤盤由大到到小穿在在柱子1上上。要求求將圓盤盤移至柱柱子2，并由大大到小地地疊放。。移動圓圓盤時，，每次只只能移動動1個個，且且大圓盤盤不能疊疊放在小小圓盤上上?？赡艿牟僮鞔螖?shù)？操作初始狀態(tài)目標狀態(tài)例：n3可能的操操作次數(shù)數(shù)：23－1＝72n1§02為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法梵塔問題題梵塔問題題操作次數(shù)數(shù)：2n1(n1)證明：((數(shù)學歸歸納法))BasisStep:n=1時，需操操作1次次，即：：2n1=211=1InductiveStep:設(shè)n=k時結(jié)論成成立，則則n=k++1時，操作作次數(shù)為為：(證畢))一個標準準的梵塔塔問題是是一個有有n=64個個圓盤的的梵塔問問題，需要對對圓盤進進行操作作的次數(shù)數(shù)為：由人來移移動圓盤盤，假設(shè)設(shè)每次操操作需要要1秒秒的時時間，那那么，此此問題的的求解需需要多少少時間呢呢？§02為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法梵塔問題題由計算機來來移動圓盤盤，假設(shè)設(shè)每次操操作對應(yīng)計算算機的1次次計算，，那么，對于一個個速度為為每秒1千千億次的的計算機機，求解解64個圓圓盤的梵梵塔問題題解需要多多少時間間呢？§02為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法梵塔問題題§02為什么研研究AI？2.2經(jīng)經(jīng)典算算法運行時間間對照表表人類每天天都會遇遇到許多多復(fù)雜問題。對經(jīng)典算算法而言，這些問問題大多多極其復(fù)復(fù)雜，特特別是一一些控制制、管理理與決策策問題。。然而，，人類能能很好地地，有效效地處理理和解決決這些問問題。數(shù)學家認認為，在在人類處處理的復(fù)復(fù)雜問題題中，某某些類的的問題甚甚至不存存在任何何一種經(jīng)經(jīng)典算法法能求解解此類問問題；而而另一些些類的問問題，即即使存在在某種經(jīng)經(jīng)典算法法能求解解此類問問題，這這種算法法也是以以指數(shù)時時間運行行的算法法，是無無法實際際運行的的。§02為什么研研究AI？2.3智智能算算法人類球解解復(fù)雜問問題的能能力1.經(jīng)經(jīng)典算法法需保證證對某一一類問題題的有效效性；而而人類的的方法只只需面向向合理的的或?qū)嶋H際的問題題，并且且，特殊殊問題，，特殊對對待。2.經(jīng)經(jīng)典算法法需保證證對某一一類問題題的正確確性；而而人類容容許某一一方法對對某一特特殊問題題的失敗敗，嘗試試各種方方法是人人類問題題求解方方法的一一部分。。3.經(jīng)經(jīng)典算法法需保證證對某一一類問題題的最優(yōu)優(yōu)性；而而人類并并不追求求最佳解解答，只只求可行行解答。。§02為什么研研究AI？2.3智智能算算法與經(jīng)典算算法的區(qū)區(qū)別與經(jīng)典算算法相比比，人類類在求解解實際問問題方面面，遠遠遠勝過采采用經(jīng)典典算法的的計算機機。因此，將將人類解解決問題題的方法法移植到到計算機機，研究究用于計計算機的的人工智智能算法法，是一一個很好好的想法法?！?2為什么研研究AI？2.3智智能算算法模擬人類類問題球球解策略略1.搜搜索：象象人類那那樣嘗試試錯誤2.啟啟發(fā)式搜搜索：盲盲目搜索索會造成成“組合合爆炸””，從而而導(dǎo)致算算法以指指數(shù)時間間運行。。象人類類那樣利利用經(jīng)驗驗一類的的啟發(fā)性性知識進進行搜索索，能有有效避免免“組合合爆炸””。3.問題題規(guī)約：：象人類類那樣將將復(fù)雜問問題化解解為一些些簡單的的子問題題，然后后分別予予以解決決，可謂謂“集中中優(yōu)勢兵兵力，各各個擊破破”。4.規(guī)規(guī)劃：象象人類那那樣將制制定一個個解決復(fù)復(fù)雜問題題的計劃劃和步驟驟，并依依計劃確確定各步步驟的方方案?！?2為什么研研究AI？2.3智智能算算法特征1-9人工智能能的算法法與經(jīng)典典算法的的根本差差異是什什么？1-8為什么說說指數(shù)時時間運行行算法是是無法實實際運行行的的算算法？1-10 依你你的觀點點，機器器需要智智能嗎？§02為什么研研究AI？2.4思思考與與練習§03機器能表表現(xiàn)智能能嗎？Section03CanMachinesbeIntelligent?§03機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.1Simon和Newell杜撰的概概念物理符號號系統(tǒng)物理符號號系統(tǒng)(PhysicalSymbolSystems,PSS)Simon和和Newell試試圖通過過對物理理符號系系統(tǒng)((PhysicalSymbolSystems,,PSS)與與智能行行為關(guān)系系的研究，闡闡明計算算機表現(xiàn)現(xiàn)智慧的的可能性性或計算算機思維維的可能能性?！?3機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.2物物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)相關(guān)概念念符號：能與其它模式相區(qū)別的模式模式：事物存在的形式符號系統(tǒng)：能處理或操作符號的系統(tǒng)物理系統(tǒng)：物質(zhì)的系統(tǒng)物理符號系統(tǒng)：物質(zhì)的符號系統(tǒng)§03機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.2物物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)定義如果一個個物理系系統(tǒng)具有有如下功功能，它它就是一一個物理理符號系系統(tǒng)：(1)輸輸入符符號；(2)輸輸出符符號；(3)存存儲符符號；(4)復(fù)復(fù)制符符號；(5)條條件轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移；(6)建建立符符號結(jié)構(gòu)構(gòu)：發(fā)現(xiàn)現(xiàn)符號關(guān)關(guān)系，形形成符號號結(jié)構(gòu)?！?3機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.2物物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)構(gòu)思維/控制(狀態(tài)S)記憶/存儲S=(s1,s2,…,sn)復(fù)制符號存儲符號輸入符號符號結(jié)構(gòu)條件轉(zhuǎn)移輸出符號感受/傳感運動/執(zhí)行§03機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.2物物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)注釋物理符號號系統(tǒng)是是一種信信息處理理系統(tǒng)，，計算機機是物理理符號系系統(tǒng)，人人的神經(jīng)經(jīng)系統(tǒng)也也是物理理符號系系統(tǒng)。物理符號號系統(tǒng)意意味著所所研究的的系統(tǒng)是是物質(zhì)的的物理符號號系統(tǒng)的的基本任任務(wù)或基基本功能能就是辨辨認相同同的符號號，區(qū)別別不同的的符號。符號可以是形形象的，，也可以以是抽象象的；即即可以是是文字、、圖象，，又可以以是計算算機中的的電子運運動模式式，或或生物神神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)中的生物信號號模式。?！?3機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.3物物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)假設(shè)AI的公理物理符號號系統(tǒng)假假設(shè)((PSS假設(shè)，Simon和和Newell)：：物理系統(tǒng)統(tǒng)表現(xiàn)智智能行為為的充分必要條件是是，它是是一個物物理符號號系統(tǒng)。。說明：(1)必要性意意味著：：只有物物理符號號系統(tǒng)能能表現(xiàn)智智能行為為；(2)充分性意意味著：：物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)一定能能表現(xiàn)智智能行為為?！?3機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.3物物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)假設(shè)推理推論一：：因為人是有智能的，所以，，人是一一個物理理符號系統(tǒng)。推論二：：因為計算算機是一一個物理理符號系系統(tǒng)，所所以，計計算機能能表現(xiàn)智智能。推論三：：因為人是是一個物物理符號號系統(tǒng)，，計算機機也是一一個物理理符號系系統(tǒng)，所所以，我我們能用用計算機機來模擬擬人的智能行為為?！?3機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.3物物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)假設(shè)意義PSS假假設(shè)((試圖圖)使使人們相相信：計算機模模擬智能能是可行行的PSS假假設(shè)((試圖圖)建立：人工智能能科學的理論基基礎(chǔ)§03機器能表表現(xiàn)智能能嗎？3.3練練習與與思考1-12人是物理理符號系系統(tǒng)嗎？？為什么么？1-13計算機是是物理符符號系統(tǒng)統(tǒng)嗎？為為什么？？1-11描述概念念：模式式、符號號、符號號系統(tǒng)、、物理系系統(tǒng)、物物理符號號系統(tǒng)。。指出物物理符號號系統(tǒng)的的基本任任務(wù)。1-14 依你你的觀點點，計算算機能思思維嗎？？1-15物理符號號系統(tǒng)假假設(shè)的內(nèi)內(nèi)容是什什么？Simon和和Newell提提出PSS假假設(shè)的的目的是什么？§04怎樣測試試機器智智能？Section04HowtoTestMachineIntelligence§04怎樣測試試機器智智能？4.1AI的三個相相關(guān)問題題之一可操作性性問題人工智能能(ArtificialIntelligence)需要回答答的三個個相關(guān)問問題是：：(1)必要性問問題：為什么么研究AI？(2)可能性問問題：機器能能表現(xiàn)智智能嗎？(3)可操作性性問題：怎么知知道機器器是有智智能的？PSS假假設(shè)僅僅意味味著機器器能模擬智智能，并不意味味著我們們能判定一一個具體體的機器是否具有有智能。。評測機器器智能是是一個關(guān)關(guān)于可操操作性的的問題。?！?4怎樣測試試機器智智能？4.2Turing測試關(guān)于AI可操作性性的理念念1950年，，計算機機科學的的創(chuàng)始人人之一，，圖靈((Turing)提提出了了著名的的圖靈測測試((Turingtest))。圖靈并不不打算證證明計算算機能模模擬智能能，但他他提供了了一種方方法，一一種測試試或評價價計算機機是否具具有智能能的方法法。如果說圖靈測試是一種方法法，不如說是是一種思思想，一種關(guān)于AI可操作性性的理念念?！?4怎樣測試試機器智智能？4.2Turing測試比較機器器與人的的智能道具：詢問者：interrogator被詢問者1：human(inroom1)被詢問者2：computer(inroom2)詢問者(ahuman)被詢問者者1(ahuman)被詢問者者2(acomputer)通訊界面面由詢問者向被詢問者提問，如果詢問者分辨不出回答是由人還是機器作出的，則機器被認為是具有智能的。測試：§04怎樣測試試機器智智能？4.2Turing測試基本思想想及意義義圖靈測試試的基本本思想：：對于一項項需要智智能才能能完成的的任務(wù)，，如果機機器的表表現(xiàn)與人人的表現(xiàn)現(xiàn)一樣出出色，則則機器具具有智能能。圖靈測試試的重要意義義：圖靈測試試意味著著，AI是具有可可操作性性的，機機器或計計算機的的智能是是可以測測試和評評價的?！?4怎樣測試試機器智智能？4.3練練習與與思考1-16給出“機機器”的的定義，，并回答答問題：：“人是是機器嗎嗎？”1-17設(shè)想你是是圖靈測測試中的的詢問者者，你會會向被測測試的人人和機器器提出什什么樣的的問題？？(至少列出出三個問問題)§05AI能做什么么？Section05WhatAICanbeUsedfor?§05AI能做什么么？5.1Winston的預(yù)測幻想與現(xiàn)現(xiàn)實1977年，，Winston在在其所著著的《人人工智能能》一書書中說：：“不難難想象計計算機在在未來世世界中的的應(yīng)用，，以今天天的標準準來看，，很象科科學幻想想。這里舉出出一些例例子：在農(nóng)業(yè)中中：計算機將將控制病病蟲害，，進行剪剪枝，并并有選擇擇地收割割套種的的莊稼。。在采礦業(yè)業(yè)中：計算機將將在對人人來說過過于危險險的條件件下作業(yè)業(yè)，在海海底發(fā)掘掘錳?！?5AI能做什么么？5.1Winston的預(yù)測幻想與現(xiàn)現(xiàn)實在學校中：計算機把把學生的的問題視視為要找找的錯誤誤，它將將向?qū)W生生提供‘‘計算機機化的超超級書籍籍’，在在微處理理機上顯顯示出軌軌道上運運行的行行星的軌軌跡和演演奏樂譜譜。在制造業(yè)中：計算機將將進行裝裝配，并并檢查工工作。在醫(yī)院中：計算機將將幫助診診斷，監(jiān)監(jiān)護病人人，處理理治療和和管理床床位?！?5AI能做什么么？5.1Winston的預(yù)測幻想與現(xiàn)現(xiàn)實在辦公室中：計算機將將編制有有關(guān)人員員和團體體的各種種表格，，把問題題交給適適當?shù)娜巳?，做新新聞?wù)魄们梦募莶莅?，改改正拼寫寫和文法法錯誤。?！痹诩彝ブ校河嬎銠C將將考慮烹烹調(diào)和采采購，清清理地板板和草地地，擔負負洗衣和和處理生生活費用用等?！薄苯o出上述述例子之之后，Winston說：：“當然，，現(xiàn)在這這些事情情都是不不可能的的，但人人工智能能有助于于使它們們成為可可能?！薄薄?5AI能做什么么？5.1Winston的預(yù)測幻想與現(xiàn)現(xiàn)實Winston七十十年代談?wù)務(wù)摰摹啊翱茖W幻幻想”，，今天幾幾乎都已已成為現(xiàn)現(xiàn)實。當然，這這里有的的事情不不需要人人工智能能，而有有的事情情的確是是借助于于人工智智能才得得以實現(xiàn)現(xiàn)或更好好地實現(xiàn)現(xiàn)，如：：制造業(yè)業(yè)中的CIMS系系統(tǒng)，辦辦公自動動化中的的寫作自自動化，，計算機機輔助教教學((CAI)系系統(tǒng)，醫(yī)醫(yī)療專家家系統(tǒng)和和智能信信息系統(tǒng)統(tǒng)等。Winston描述述的七十十年代的的情形與與今天的的情形對對照，從從一個側(cè)側(cè)面反映映了人工工智能的的發(fā)展和和進步，，同時，，也反映映了計算算機在表表現(xiàn)人類類智慧方方面所具具有的潛潛在能力力?！?5AI能做什么么？5.1Winston的預(yù)測幻想與現(xiàn)現(xiàn)實§05AI能做什么么？5.2AI能做的遠遠比Winston想象的要要多AI的應(yīng)用或或相關(guān)領(lǐng)領(lǐng)域1.定定理機器器證明與與自動推推理2.自自然語言言處理3.模模式識別別4.自自動程序序設(shè)計5.計算機輔輔助教學學6.機器視覺7.機器學習習8.機器器人學與機器人人技術(shù)§05AI能做什么么？5.3練練習和和思考撰寫調(diào)研報告：題目：人工智能能做什么？要求：不低于5000字?！?6AI歷史與現(xiàn)現(xiàn)狀Section06TheDevelopmentHistoryofAI§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.1AI的誕生Dartmouth會議ArtificialIntelligence一詞第一一次出現(xiàn)現(xiàn)，是在在1956年年達特特茅斯夏夏季會議議上。關(guān)于1956年達達特茅斯斯夏季會會議：會議發(fā)起起人：McCarthy,Minsky,Lochester,,Shannon會議應(yīng)邀邀者：More,Samuel,,Newell,Simon,,等會議地點點：美國國Dartmouth大大學會議性質(zhì)質(zhì)：學術(shù)術(shù)研討會會研討內(nèi)容容：關(guān)于于用機器器模擬人人類智能能的問題題會期：兩兩個月§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.1AI的誕生Dartmouth會議人類有關(guān)關(guān)“用機機器模擬擬人類智智能”的的思想可可以追溯溯到很遠遠，甚至至可以追追溯到公公元前四四世紀的的亞里士士多德時時代。然然而，作作為一門門學科，，可以說說，人工工智能誕誕生于1956Dartmouth夏夏季會會議。從達特茅茅斯會議議算起，，人工智智能已走走過了半半個世紀紀的歷程程?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.1AI的誕生Dartmouth會議在1956Dartmouth會議議上，ArtificialIntelligence戰(zhàn)勝了諸諸多可選選名稱后后成為““用機器器模擬人人類智能能”這一一主題的的第一主主題詞。。

ComplexInformationProcessing

MachineIntelligence

HeuristicProgramming

Cognology其它可選的名稱包括：§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.2科科學界界對AI的熱情Simon的預(yù)測科學界對對于人工工智能寄寄予了極極高的熱熱情和希希望。早在人工工智能誕誕生之時時，人工工智能的的創(chuàng)始人人之一Simon就就對人人工智能能作了極極為樂觀觀的估計計，他預(yù)預(yù)言：十年之內(nèi)內(nèi)，人工工智能系系統(tǒng)將戰(zhàn)戰(zhàn)勝世界界象棋冠冠軍。人工智能能的誕生生，猶如如新大陸陸被發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，無數(shù)數(shù)的科技技工作者者象淘金金者涌入入新大陸陸一般，，加入到到人工智智能的研研究領(lǐng)域域，希望望能在人人工智能能這片科科學的處處女地上上找到““黃金””?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.2科科學界界對AI的熱情Simon的預(yù)測1957年，，Simon預(yù)計在十十年之內(nèi)內(nèi)將有4件件事情在在人工智智能領(lǐng)域域內(nèi)發(fā)生生：(1)計算機將將創(chuàng)造出出具有美美學價值值的音樂樂作品；；(2)大多數(shù)心心理學定定理將具具有計算算機程序序形式；；(3)計算機將將證明具具有重大大意義的的數(shù)學定定理；(4)計算機將將成為國國際象棋棋世界冠冠軍?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段1956－2000(1)五十年代代：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)時代(2)六十年代代：弱方法時時代(3)七十年代代：知識工程程時代(4)八十和九九十年代代：知識工業(yè)業(yè)時代1948年，，NoberWiener發(fā)表表了《控控制論(動物與與機器中中的控制制和通訊訊)》Wiener將將機器器與生物物的控制制和通訊訊機制進進行類比比，抽象象出共同同特征，，形成控控制論這這么獨立立的新學學科。Wiener指指出：：“就其其控制行行為而言言，所有有的人工工系統(tǒng)都都模仿生生物系統(tǒng)統(tǒng)，但沒沒有任何何一種生生物系統(tǒng)統(tǒng)模仿人人工系統(tǒng)統(tǒng)?！薄?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)時代NoberWiener的的《控控制論》》的概念念跨越了了許多領(lǐng)領(lǐng)域，因因而也影影響了許許多領(lǐng)域域?？刂普摪寻焉锷裆窠?jīng)系統(tǒng)統(tǒng)的工作作原理與與信息處處理、控控制理論論、邏輯輯學和計計算聯(lián)系系在一起起?？刂普摰牡乃枷霕O極大地影影響了許許多早期期人工智智能學者，并成為為人工智智能強勁勁的引潮潮力和人人工智能能誕生的的原動力力?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)時代§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)時代Wiener的的思想想及其控控制論引引發(fā)了科科學界對對生物控控制機能能、生物物通訊機機能、生生物信息息處理機機能和生生物智能能進行模模擬的科科學研究究熱情。。特別是Wiener關(guān)于于生物神神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)及其信信息處理理機制的的觀點，，引起了了人們對對生物神神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)進行仿仿真研究究的興趣趣。Wiener在在其《《控制論論》中指指出：“能夠做做計算系系統(tǒng)所做做工作的的人和動動物的神神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)，它們們的工作作單元動動作起來來就象繼繼電器。。這個事事實值得得我們注注意，這這些工作作單元就就是所謂謂的神經(jīng)經(jīng)元或神神經(jīng)細胞胞?！薄?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)時代在這一思思想的影影響下，，五十年年代興起起了基于于開關(guān)網(wǎng)網(wǎng)的神經(jīng)經(jīng)系統(tǒng)模模擬研究究，其中中較為成成功和較較有影響響的是對對青蛙視視神經(jīng)的的模擬。。Rosenblatt的感感知器((Perceptron))等人人工神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的的研究也也是這一一時期基基于Wiener思思想的的產(chǎn)物。。”一方面，，常規(guī)計計算方法法所處理理的問題題為結(jié)構(gòu)構(gòu)化問題題(StructuredProblem))，而且且是充分分結(jié)構(gòu)化化問題((Well--StructuredProblem)。對對于弱結(jié)結(jié)構(gòu)化問問題((Ill-StructuredProblem)和和非結(jié)結(jié)構(gòu)化問問題((Non-StructuredProblem)，，常規(guī)算算法常常常是無能能為力的的。另一方面面，人每每天都會會面臨許許多的弱弱結(jié)構(gòu)化化甚至非非結(jié)構(gòu)化化問題，，并且，，人，特特別是一一個訓練練有素的的人，能能很好的的求解這這些問題題?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段弱方法時時代對于弱結(jié)結(jié)構(gòu)化問問題，由由于知識識的不完完備性，，人只能能運用試試驗、試試探和搜搜索的方方法，在在巨大的的問題空空間中，，運用非非完備的的知識、、經(jīng)驗和和啟發(fā)性性的知識識，尋求求可行的的問題求求解途徑徑，做計計劃、設(shè)設(shè)計和決決策，獲獲取問題題的可行行解，而而非最優(yōu)優(yōu)解。Simon和和Newell視視人工智智能的任任務(wù)為弱弱結(jié)構(gòu)化化問題求求解。基基于PSS假假設(shè)，，Simon和和Newell用用計算算機程序序模擬人人對弱結(jié)結(jié)構(gòu)化問問題的求求解搜索索方法。?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段弱方法時時代§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段弱方法時時代用計算機機程序模模擬人對對弱結(jié)構(gòu)構(gòu)化問題題的求解解方法，，是Simon和和Newell的的基本思思想。六十年代代，在這這一思想想的指導(dǎo)導(dǎo)下，科科學家們們對各種種求解智智力難題題的計算算機程序序進行了了研究。。Simon和Newell稱其球解弱結(jié)構(gòu)化問題

AI方法為弱方法(WeakMethods)，其“弱”的含義為：

求解的問題為弱結(jié)構(gòu)化問題

求解問題的過程具有試探性

所得的問題的解是非最優(yōu)的Simon的例子：假設(shè)有一撒滿針的草堆，如果我們的任務(wù)是從草堆中找出一根最尖的針來縫一顆紐扣，需要搜索遍整個草堆，而隨著草堆的增大，搜尋的工作將成倍地增長。然而，假如把追求的目標從“最佳”改為“可行”，即我們的任務(wù)只是從草堆中找出一根能把紐扣縫上的針，搜索的工作量將明顯地減少?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段弱方法時時代六十年代代，科學學家基于于弱方法法對計算算機人工工智能程程序進行行了諸多多研究，，其中，，最有影影響的是是Newell,Shaw和和Simon[1958]，Newell和和Simon[[1963]研研究的的通用問問題求解解器((GeneralProblemSolver,GPS)。這這種GPS曾曾被用用于如下下一些簡簡單的智智力求解解問題：：Symbolicintegration[[slagle1963]]Analogypuzzles[[Evans1968]]Algebrawordproblems[[Bobrow1968]§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段弱方法時時代Simon和和Newell的的“弱方方法”強強調(diào)問題題求解方方法的重重要性，，注重對對人腦思思維過程程的模擬擬和仿真真，卻忽忽視了對對知識的的研究。?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代人求解問問題的過過程，是一個基基于知識識，應(yīng)用用知識的的過程。。一個知識識貧乏的的大腦，，不可能能有多少少智能，，這就是是“弱方方法”為為什么只只能用于于一些簡簡單和游游戲性質(zhì)質(zhì)的的智智力求解解問題的的原因。。七十年代代，鑒于于“弱方方法”存存在的問問題，人人工智能能研究領(lǐng)領(lǐng)域出現(xiàn)現(xiàn)了知識識工程((KnowledgeEngineering)學學派。。知識工程程學派認認為：沒沒有知識識，就沒沒有智能能；要使使計算機機表現(xiàn)出出智能，，必須給給予它它知識。?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代使人工智智能由弱弱方法的的研究轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向知識識工程研研究的是是DENDRAL項項目。。這項研研究工作作是Feigenbaum1965年年到斯斯坦福大大學后不不久開始始的。DENDRAL研究究項目：：項目負責責人：Feigenbaum項目合作作者：利利德伯格格，杰拉拉西(基于弱弱方法))編寫寫計算機機推理程程序，一一個可以以從化學學數(shù)據(jù)推推斷分子子假說的的智能系系統(tǒng)。項目研究究目標：：項目起始始時間：：1965年年§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代DENDRAL面臨臨的困難難：物理化學學知識貧貧乏的DENDRAL難以以實現(xiàn)其其從化學學數(shù)據(jù)推推斷分子子假說的的目標。。很難想象象，不具具有豐富富的醫(yī)學學知識，，無論是是人還是是機器，，能治病病救人。。同樣的的道理，，DENDRAL需需要豐富富的物理理化學知知識。DENDRAL面臨臨的困難難引起了了Feigenbaum等等人對對人工智智能研究究的思考考，并由由此產(chǎn)生生了知識識工程的的思想和和知識工工程學派派?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代知識工程學派最具有代表性的口號是：“知識就是力量。”(Inknowledgeliesthepower.)在“知識就就是力量量”這一思想想的指導(dǎo)導(dǎo)下，以以美國科科學家Feigenbaum為為首，開開展了對對基于知知識的計計算機系系統(tǒng)的研研究，建建造了若若干在一一定專業(yè)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)內(nèi)具有專專家水平平和實用用價值的的專家系系統(tǒng)。§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代知識工程程的目標標是建造造基于知識識的系統(tǒng)統(tǒng)，或稱知識基系系統(tǒng)(Knowledge-BasedSystems))，其最最具有代代表性的的產(chǎn)物是是：專家系統(tǒng)統(tǒng)(ExpertSystems,ES))從某種意意義上說說，知識識工程就就是建造造專家系系統(tǒng)的工工程。六十年代末，七十年代初，第一個專家系統(tǒng)問世以來，有影響的專家系統(tǒng)：

DENDRAL[Feigenbaum1965－]世界上第一個專家系統(tǒng)，幫助化學家解釋和設(shè)計化學結(jié)構(gòu)式。

MYCIN

[Shortliffe1973]世界上最有影響的專家系統(tǒng)，幫助醫(yī)生診斷抗菌性感染病，并推薦治療方案?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代六十年代末，七十年代初，第一個專家系統(tǒng)問世以來，有影響的專家系統(tǒng)：

PIP[Pauker1976]模擬腎臟病專家推斷腎臟病人病史的活動。

PROSPECTOR[Hart1979]幫助地質(zhì)學家評價儲礦地點，尋找潛在的礦藏資源。§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工程程時代知識工程程使人工工智能有有了成就就感。七十年代代，知識識工程使使人工智智能的研研究達到到了一個個高潮。。正如我國人工智能能專家張張鈸所說說：“專專家系統(tǒng)統(tǒng)的問世世，使智智能在實實驗室中中擺弄游游戲程序序的AI，一一夜之間間成為解解決實際際問題的的能手。?！弊鳛橹R識工程的的代表，，專家系系統(tǒng)已成成為人工工智能的的研究熱熱點之一一。七十十年代的的專家系系統(tǒng)研究究熱潮至至今仍在延續(xù)續(xù)。專家系統(tǒng)統(tǒng)的成就就使人們們看到了了知識工工程的前前景。專專家系統(tǒng)統(tǒng)解決實實際問題題的能力力展現(xiàn)了了智能系系統(tǒng)的商商用價值值，由此此，智能能產(chǎn)業(yè)在在八十年年代初期期開始形形成。僅管全球球的智能能產(chǎn)業(yè)在在1981年年只有有1億億美元元，但人人們對信信息領(lǐng)域域發(fā)展的的預(yù)測仍仍然樂觀觀地認為為，二十十一世紀紀初，全全球的智智能產(chǎn)業(yè)業(yè)將超過過2500億億美元元?！?6AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代面對人工工智能大大好的發(fā)發(fā)展形式式，Machlup等等人在在知識工工程概念念的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，提提出了一一個更具具感召力力的概念念：“知識工業(yè)業(yè)”(KnowledgeIndustry)§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代八十年代代初，智智能產(chǎn)業(yè)業(yè)光明的的前景，，以及智智能科學學作為尖尖端科學學所具有有的戰(zhàn)略略意義，，促使各各國政府府紛紛將將知識工工程納入入其經(jīng)濟濟計劃。。如：美國的SDI計劃劃英國的ALVEY計計劃法國的UNIKA計計劃歐共體的的ESPRIT計計劃§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代中國九十十年代中中期開展展的計算算機輔助助制造系系統(tǒng)((ComputerIndustryManufactureSystems,CIMS)研研究計計劃，即即CIMS研研究計計劃就是是“知識識工業(yè)””的產(chǎn)物物。知識工業(yè)業(yè)在中國國的產(chǎn)物物§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代1981年10月月，日日本政府府向全世世界宣布布了它的的第五代代機計算算機計劃劃：十年內(nèi)研研制出第第五代計計算機，即人工工智能計計算機，，具有與與人類同同樣的，，甚至超超過人類類的思維維能力的的超級計計算機。。日本的第第五代計計算機計計劃§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代(40--50s)電電子管的第一代電電子計算算機：(60--70s)晶晶體管的第二代電電子計算算機：(70--80s)集集成電路路的第三代電電子計算算機：(80--90s)超超大規(guī)模模集成電電路的第四代電電子計算算機：第一代至至第四代代電子計計算機都都是馮諾依依曼(VonNeumman))型計計算機。。回顧計算算機的發(fā)發(fā)展§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代關(guān)于VonNeumann型計算機機§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代馮諾依曼型計算機的體系結(jié)構(gòu)馮諾依依曼型計計算機以以串性方方式運行行?！暗谖宕嬎銠C將拋棄馮諾依曼型計算機體系結(jié)構(gòu)，或大大改進這種結(jié)構(gòu)。將會有新的體系結(jié)構(gòu)，即非馮諾依曼型計算機體系結(jié)構(gòu)，新的存儲組織，新的程序設(shè)計語言，可以處理符號而不僅僅處理數(shù)字的新的操作方法?！暴?/p>

摘自Feigenbaum1983年撰寫的《第五代計算機：人工智能和日本計算機對世界的挑戰(zhàn)》Feigenbaum筆下下的第五五代計算算機§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代“第五代計算機將是與眾不同的，這不僅僅因為它所采用的技術(shù)，而且還因為它在概念上和功能上與世人所了解的前四代電子計算機不同。這種新的機器叫做知識信息處理系統(tǒng)(KnowledgeInformationProcessingSystems)，縮寫為KIPS。”─

摘自Feigenbaum1983年撰寫的《第五代計算機：人工智能和日本計算機對世界的挑戰(zhàn)》Feigenbaum筆下下的第五五代計算算機§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代─

摘自Feigenbaum1983年撰寫的《第五代計算機：人工智能和日本計算機對世界的挑戰(zhàn)》“日本人正在計劃生產(chǎn)出奇跡般的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品將不是來自他們的礦山、油井、田野，甚至也不是來自他們的海洋，而是來自他們的頭腦。這個奇跡般的產(chǎn)品是知識。日本人正計劃象其它國家包裝和出售能源、食品或制成品一樣，包裝和出售這種奇跡般的產(chǎn)品。他們打算向全世界提供下一代，即第五代電子計算機。這種計算機將是智能機器。”Feigenbaum筆下下的第五五代計算算機§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代─

摘自Feigenbaum1983年撰寫的《第五代計算機：人工智能和日本計算機對世界的挑戰(zhàn)》“日本人已看到遠山上的黃金，并且，已經(jīng)開始行動了。”Feigenbaum筆下下的第五五代計算算機§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.3AI的四個發(fā)發(fā)展階段段知識工業(yè)業(yè)時代人工智能能的研究究并不象象人們一一開始所所期望的的那樣一一帆風順順，成果果輝煌。。七十年代代：專家系統(tǒng)統(tǒng)受到了了懷疑和和批評人工智能能學者對對科學界界的許諾諾，大多多未能實實現(xiàn)。六十年代代：游戲性質(zhì)質(zhì)的弱方方法沒有有大的作作為八十年代代：日本人雄雄心勃勃勃的第五五代計算算機計劃劃以徹底底地失敗敗而告終終五十年代代：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)隨Perceptron被否否定§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.4AI面臨的困困難AI前面的路路還很長長§06AI的歷史與與現(xiàn)狀6.5練練習與與思考1-12為什么說說Wiener的的控制論論思想是是人工智智能誕生生的原動動力？1-11Simon和和Newell的的“弱方方法”是是什么？？其“弱弱”的含含義是什什么？1-13從第一部部電子計計算機誕誕生至今今，電子子計算機機經(jīng)歷了了多少代代？它們們的特征征是什么么？第五五代計算算機與前前四代有有什么本本質(zhì)上的的不同？？1-14VonNeumann機機具有什么么樣的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)？§07AI與計算機機的成就就Section07TheAchievementsofAI&&theComputer§07AI與計算機機的成就就7.1AI與計算機機成就之之一計算機證證明四色色定理1852年，畢畢業(yè)于倫倫敦大學學的弗南南西斯在在一家科科研單位位負責地地圖著色色的工作作。弗南西斯斯發(fā)現(xiàn)了了一種有有趣的現(xiàn)現(xiàn)象：“似乎，，每一幅幅地圖都都可以用用四種顏顏色進行行著色，，使得有有共同邊邊界的國國家都被被著上不不同的顏顏色?！薄薄?7AI與計算機機的成就就7.1AI與計算機機成就之之一計算機證證明四色色定理這個現(xiàn)象象能不能能從數(shù)學學上加以以證明呢呢？弗南南西斯和和他在大大學讀書書的弟弟弟決心試試一試。。兄弟二人人為證明明這一問問題而使使用的稿稿紙已經(jīng)經(jīng)堆成了了山，可可是研究究工作沒沒有進展展。于是，弗弗南西斯斯的弟弟弟就這一一問題請請教自己己的老師師，著名名數(shù)學家家摩爾根根?！?7AI與計算機機的成就就7.1AI與計算機機成就之之一計算機證證明四色色定理摩爾根找找不到解解決這一一問題的的途徑，，于是又又寫信，，向自己己的好友友，著名名數(shù)學家家密爾頓頓請教。。密爾頓也也未能找找到解決決這一問問題的途途徑。1872年，著著名數(shù)學學家凱利利正式向向倫敦數(shù)數(shù)學學會會提出了了這個問問題，于于是四色色猜想便便成了世世界數(shù)學學界關(guān)注注的問題題?！?7AI與計算機機的成就就7.1AI與計算機機成就之之一計算機證證明四色色定理一開始，，四色問問題并為為引起人人們足夠夠的重視視。數(shù)學學家們低低估了它它的難度度。德國數(shù)論論專家閔閔可夫斯斯基上拓拓撲課時時說，四四色問題題之所以以一直沒沒有獲得得解決，，那僅僅僅是由于于沒有第第一流的的數(shù)學家家來解決決它。他拿起粉粉筆，竟竟要當場場給學生生進行推推導(dǎo)，結(jié)結(jié)果沒有有成功。?！?7AI與計算機機的成就就7.1AI與計算機機成就之之一計算機證證明四色色定理下一節(jié)課課閔可夫夫斯基繼繼續(xù)嘗試試，還是是沒有成成功。幾幾個星期期過去了了，閔可可夫斯基基仍無進進展。有一天，，閔可夫夫斯基剛剛跨進教教室，雷雷聲大作作。他馬馬上對學學生說：：“上天天責我自自大，我我也無法法解決四四色問題題。”一百多年年來，四四色猜想想困擾著著數(shù)學家家們，沒沒有人能能證明它它，也沒沒有人推推翻它。?！?7AI與計算機機的成就就7.1AI與計算機機成就之之一計算機證證明四色色定理無數(shù)的數(shù)數(shù)學家投投身于四四色猜想想的證明明。許多人聲聲稱自己己證明了了四色猜猜想。然然而，最最后都被被證明是是錯誤的的。1890年，赫赫伍德證證明了五五色定理理。然而而，四色色猜想仍仍然只能能是四色色猜想。?！?7AI與計算機機的成就就7.1AI與計算機機成就之之一計算機證證明四色色定理四色猜想想問題刺刺激了大大量的數(shù)數(shù)學研究究，促進進了圖論論和拓撲撲學等相相關(guān)學科科的發(fā)展展，并獲獲得了許許多的應(yīng)應(yīng)用。1976年9月月，《美美國數(shù)學學會通報報》(v.82n..3)宣宣布四四色定理理被證明明。四色問題題是怎么么解決的的呢？§07AI與計算機機的成就就7.1AI與計算機機成就之之一計算機證證明四色色定理1976年7月月，美國國的Appel等等人用三三臺大型型計算機機，耗時時1200CPU時間間，進行了100億次次邏輯判判斷，證明了四四色定理理。四色猜想想成為四四色定理理。美國當?shù)氐氐泥]局局在當天天發(fā)出的的所有郵郵件上都都加蓋了了“四色色足夠””的特制制郵戳，，以慶祝祝這一難難題獲得得解決。?！?7AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝Kaspanov讓機器學學會下國國際象棋棋并戰(zhàn)勝勝人類國際象棋棋冠軍，，是人工工智能學學者從人人工智能能誕生的的那一天天起就產(chǎn)產(chǎn)生了的的夢想。。八十年代代，我國國女子國國際象棋棋大師劉劉適蘭在在國際比比賽中曾曾被一計計算機系系統(tǒng)擊敗敗。1994年8月月，以前保持了四四屆的國際象象棋冠軍Kasparov被被一帶有有Genius-2計算算機擊敗敗。盡管這些些人機大大戰(zhàn)是非非正式的的，但機機器潛在在的智能能已初露露端倪。。1996年2月，計算機與人類第一次真正意義上的正式的國際象棋比賽在美國舉行。比賽結(jié)果：Kasparov以4:2戰(zhàn)勝DeepBlue對陣雙方：人類：Kasparov計算機：DeepBlue比分牌Game1:DeepBlueGame2:KasparovGame3:DrawGame4:DrawGame5:KasparovGame6:Kasparov§07AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝Kaspanov1996年，，就在Kasparov與與DeepBlue對對陣之之前，代代表人類類國際象象棋最高高水平的的Kasparov表示示：“絕絕不能讓讓計算機機獲勝。。為了捍捍衛(wèi)人類類的尊嚴嚴，我一一定要戰(zhàn)戰(zhàn)勝深藍藍?！薄斑@話過過于傲慢慢。他是是向科學學挑戰(zhàn)，，最終是是要失敗敗的?！薄暴に谓〗　犊刂浦普摵拖迪到y(tǒng)科學學與中國國的緣分分》(1997.4))§07AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝Kaspanov向科學挑挑戰(zhàn)是要要失敗的的在Simon的預(yù)測做做出整整整40年之之后，人工智智能學者者最富盛盛名的夢夢想，即即讓機器器戰(zhàn)勝國國際象棋棋世界冠冠軍的夢夢想終于于成為現(xiàn)現(xiàn)實。1997年5月月3日日－11日日，計算算機與人人類第二二次正式式比賽在在美國舉舉行。美美國IBM公公司制制造的超超級計算算機“更深藍((DeeperBlue)”國國際象棋棋世界冠冠軍俄羅羅斯的卡卡斯帕羅羅夫((Kasparov))對陣陣，結(jié)果果，DeeperBlue以6戰(zhàn)戰(zhàn)2勝勝3和1負負的戰(zhàn)績績戰(zhàn)勝Kasparov。。§07AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝KaspanovDeepBlue是IBM耗資上千萬美元，耗時8年建造起來的世界上最強大的會下國際下棋的計算機。本質(zhì)上，DeepBlue是一個大規(guī)模并行的基于RS/6000超級處理器的計算機系統(tǒng)。§07AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝Kaspanov§07AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝Kaspanov深藍的核核心：IBMRS//6000SP超級處理理器—高度并行行的結(jié)構(gòu)構(gòu)使SP三分分鐘內(nèi)可可計算上上千億步步棋ChessProcessor每一個CP每秒可分分析和評評估兩三三千個棋譜位置圖。節(jié)點：由由8個個CP構(gòu)成32個個節(jié)點((共256個個CP)形成RS/6000SP，三分鐘內(nèi)內(nèi)可計算算上千億億步棋。?！?7AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝Kaspanov項目負責責人：譚譚崇仁((Chung-JenTan)始作蛹者者：許封封雄((Feng-HsiungHsu))§07AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝Kaspanov“深藍””的始作作蛹者許許封雄1985年，美美國CarnegieMellon大學一個個名叫許許封雄華華裔博士士研究生生開始研研究和開開發(fā)一種種可進行行國際象象棋博弈弈的機器器，取名名為“Chiptest”。§07AI與計算機機的成就就7.2AI與計算機機成就之之二“深藍”戰(zhàn)戰(zhàn)勝Kaspanov“深藍””的始作作蛹者許許封雄1988年，Chiptest成為第一一個國