北京治疗白癜风哪里医院最专业 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/sfxbdf/#疫情科普#
“AI测温,在线问诊,无感接触,机器人送药”,在疫情关键战场,以人工智能为代表的高新技术正发光发热,构筑起了一道靓丽的科技防线。
这几年来,人工智能取得了长足的发展,是当前也会是未来几十年的热点。AI已渐渐融入到我们生活的方方面面,深度理清和解析它的发展历史,有助于我们全面理解这个熟悉而陌生的新生事物,评估未来可能会带来的影响。
01达特茅斯会议
年夏天,美国东部的达特茅斯学院校园,一群年轻的科学家聚集一起,他们试图利用整个暑假时间,讨论如何建造一台会思考的机器。
达特茅斯会议参与者
会议上,他们决定把“像人类思考的机器”称为“人工智能/ArtificialIntelligence“,至此,AI这个称谓沿用至今。而这次会议,被认为是人工智能正式诞生的标志。
半个世纪后,当年的追风少年已变为年过古稀的老头,他们又聚集在一起,笑容中多了一份沧桑,也多了份成熟。或许他们也没有想到,50年前那场看似再也平常不过的学术讨论,已经开始影响到了我们生活的方方面面。
达特茅斯会议部分参与者,拍摄于年
上图拍摄于年,从左到右分别为:
特伦查德·摩尔,数学家和计算机科学家;
约翰·麦卡锡,会议发起人,LISP语言创始人;
马文·明斯基,认知科学家,建立了神经网络;
奥利弗·赛弗里奇,机器感知之父;
雷·所罗门诺夫,经验概率理论发明人;
也请记住他们的名字,因为后文会经常提到,当然,很多当年的参会者,学术大咖,比如码农鼻祖克劳德·香农,却没能等到50年后与同僚的再聚首…..
02孕育:远古神话,计算方式的进化,到图灵测试
公元前九世纪,我国西周时代,奇人巧匠偃师给周穆王献上“歌舞偶人“,偶人掰动下巴,能曼声而歌,调动手臂,会摇摆起舞,举止之间,如真人一般。
拆开来看,偶人只是由皮革、木头、胶漆、黑白红蓝颜料组成的机械物。将偶人的心拆走,偶人便无法说话。同时也流传了一个典故:“偃师造人,唯难于心”。技艺再好,人心难造。
公元前八世纪,古希腊神话记载,“青铜巨人塔罗斯”,体内一根血管,从颈部自上而下流通,每天可自动巡逻三千公里,巡迹到敌人,可发射光与火来驱赶。
无论是歌舞偶人,还是青铜巨人,从古籍中的表述可以窥见,人工智能的意识,早就已深入古人的内心。
从神话传说回到现实,春秋战国时代,我国发明了世界上第一个人工计算器“算筹”,利用筹,可以实现加减乘除开方乘方等运算,人类开启了“手工计算”的时代。
我国古代发明的筹
到了年,法国数学家帕斯卡发明了第一台机械计算器-加法器,人类的计算方式也终于从手工进入了“机械计算“的时代。
时间的车轮走向了近代,人工智能也进入了发展的快车道。
年,年仅24岁的英国数学家艾伦·图灵,提出了“图灵机模型”,成为了电子计算机原理的开山之作。
年,美籍匈牙利计算机学家冯·诺依曼,提出了储存程序的概念。
年,世界第一台电子计算机ENIAC在美国问世,人类计算从“机械计算”进化到了“电子计算”时代。
世界第一台计算机ENIAC
年,美国数学家克劳德·香农,发表了论文《通信的数序理论》,信息论诞生;
同年,美国另外一位数学家诺伯特·维纳,出版了《控制论》一书,控制论也横空出世。
年,图灵发表了跨时代论文《计算机器与智能》,这篇文章后来被改名为《机器能思维吗?》,提出了著名的图灵测试。
图灵测试
将人与机器隔开,人向机器随意提问,多次问答后,如果有超过30%的人不能确定出被测试者是人还是机器,那么这台机器就通过了测试,并被认为具有人类智能。
图灵曾经乐观预言,在年就会出现这样的机器(超过30%比例),至今为止,通过图灵测试,依然是所有人工智能科学家的最高目标。
最让人遗憾的,图灵在年英年早逝,计算机领域最高奖“图灵奖”就是为他而设立的。
从手工计算进化到机械计算,再到近代计算机的出现,以及图灵测试的提出,为人工智能诞生创造了先决条件。
年,克劳德·香农发明了“非数值计算“下棋程序,从此,掀起了人工智能的高潮。
.“符号主义”的兴起
达特茅斯会议之后,与会者形成了几个研究组,基于这几个研究小组,逐渐演化成了人工智能的“三大主义”。
年,心理学家赫伯特·西蒙和计算机学家艾伦·纽厄尔,发明了逻辑机,使机器迈出了逻辑推理的第一步。
这两人是师生,也是亲密的合作者,共事长达42年。
年,约翰·麦卡锡发明了表处理语言LISP,使计算机不仅可以处理数据,还可以处理符号,这是人工智能界第一个最广泛流行的语言,至今仍有着广泛应用。
LISP语言发明者,约翰·麦卡锡
至此,基于物理符号研究人工智能的“符号主义”学派,在世界各地风生水起。
符号主义的核心思想是什么?符号主义认为:
人工智能源于数理逻辑;
智能的本质就是符号的操作和运算;
物理符号系统具有输入、输出、储存、复制、建立结构和条件性迁移六种功能,若具有上述六种功能,那么这个系统就是智能的。
计算机和人脑都可以完成上述操作,因此可以用计算机符号来模拟人的智能行为,这就是符号主义的核心思想。
符号主义特别适用于自动推理、定理证明、机器博弈、自然语言处理等问题
.符号主义进化:知识工程和专家系统
符号主义学派自成立以来,便一枝独秀,影响越来越大,在人工智能领域取得了丰硕成果。
但是,因为符号主义以推理为核心,无法处理“常识问题“和”不确定事物”,这个弊端逐渐在20世纪70年代开始显现。
比如机器翻译的多义词问题,“Fruitflieslikeabanana”,采用符号主义,就会翻译为“水果向香蕉一样飞行”。
年,英国数学家詹姆斯·莱特希尔认为,“人工智能研究即使不是骗局,至少也是庸人自扰”,英国政府接受了他的建议,取消对人工智能研究的资助,人工智能第一次遭遇了寒冬。
不过,研究学者积极反思,年第五届人工智能联合会上,曾是赫伯特·西蒙的研究生,来自斯坦福大学的青年学者费根鲍姆,提出了知识工程的概念。
专家系统之父,费根鲍姆
知识工程的核心在于,设计一个基于知识的系统,知识系统中有大量专家提供知识,机器使用系统中的知识,进行推理解决问题。
简单来说,就是在推理机上加上一个知识库,将符号主义大大向前推进了一步。
知识工程的提出标志着人工智能从推理为中心,进入到了以知识为中心,使人工智能从理论走向了应用,并产生了大量的专家系统。
年,美国DEC公司开发了XCON专家系统,根据用户需求配置订单,这个工作人类专家需要3小时完成,而机器只需要半分钟
.人工神经网络:连接主义
基于知识工程的专家系统虽好,但在“交互问题”和“拓展问题”上却是一筹莫展。
知识系统能模拟人类深思熟虑的行为,但无法处理人与环境的交互行为;
同时,知识系统只适合建造狭窄领域的专家系统,无法推广到规模更大、领域更宽的复杂系统中。
那么,如何处理交互和拓展呢?
年,心理学家麦克洛奇和数理逻辑学家皮兹,提出了神经网络模型,即著名的M-P模型。
以麦克洛奇和皮兹为鼻祖,基于神经网络的人工智能研究,被称为“连接主义”,也叫仿生学派或心理学派。
神经网络3D图
区别于符号主义,连接主义认为:
思维的基元是神经元,而不是符号;
思维过程是神经元的联结活动过程,而不是符号运算过程;
反对符号主义关于物理符号系统的假设。
不过在20世纪60年代,连接主义一直都处于低潮。
年,达特茅斯会议发起人之一马文·明斯基,出版了颇有影响的《感知器》一书,从数学上剖析了神经网络的局限性,指出感知器不能解决高阶谓词问题。
由于其在人工智能的学术地位,该观点大大影响了神经网络的研究,加之当时符号主义研究风生水起,使得当时人们几乎放弃了连接主义。
直到年,加州理工物理学家霍普菲尔特,使用统计力学方法,提出了离散的神经网络模型,年又提出连续的神经网络模型,被称为Hope-Field模型。
霍普菲尔特
年,该模型成功求解了旅行推销员问题(TravelingSalesManProblem,TSP)。
一个商品推销员要去若干个城市推销商品,该推销员从一个城市出发,需要经过所有城市后,回到出发地。应如何选择行进路线,以使总的行程最短。
年,认知心理学家鲁姆哈特和心理学家麦克兰德,唤醒了已沉睡十年的算法,反向传播(BackPropagationBP)算法,解决了多层网络学习问题,至此人工神经网络再次获得