人工智能发展的困境和出路40

广西师范大学硕士学位论文人工智能发展的困境和出路姓名：韦淋元申请学位级别：硕士专业：科学技术哲学指导教师：胡新和20090401I人工智能发展的困境和出路姓名：韦淋元指导教师：胡新和教授专业：科学技术哲学研究方向：科学技术与社会年级：2006级中文摘要自第一台数字计算机产生以来，人工智能己有50多年的发展历史。但以计算机为核心的人工智能研究并没有停下脚步，相反一如继往地飞速发展。本文通过分析人工智能研究领域的主要学派：符号主义学派、行为主义学派和联结主义学派的研究方法所遇到的不同程度的困难和质疑，积极地探讨人工智能研究的出路。笔者认为，人工智能的出路在于：正确认识人工智能是人类改造世界的工具，而不奢望制造达到甚至超过人类智能的人工智能系统，在弱AI的框架内，在“人机结合”技术路线的指引下，采用机制主义的研究方法，推动人工智能更快、更好的发展。论文共分四部分：第一部分简要地介绍了人工智能的涵义、诞生及发展历程。第二部分，介绍了人工智能昀具代表性的三大学派，即符号主义学派、行为主义学派和联结主义学派的发展和主要特点。第三部分，着重阐述了符号主义学派、行为主义学派和联结主义学派所面临的困境和遭受的质疑。第四部分，通过对强AI、弱AI可行性的分析以及对传统人工智能学派的方法论进行比较，尝试探讨人工智能研究的出路：在弱AI的前提下，以“人机结合”的技术路线为指引，采用融合了整体论和还原论思想的机制主义研究方法，以期人工智能研究能取得更大的突破。关键词：人工智能；人机结合；机制主义；困境；出路IIThePredicamentandOutledonTheDvelopmentofArtificialIntelligencePostgraduate：WeiLin-yuanMajor：PhilosophyofScienceandTechnologyStudyDirection：Science，TechnologyandSocietyGrade：2006Supervisor：ProfessorHuXin-heAbstractSincetheinventionofthefirstdigitalcomputer，artificialintelligencehasbeendevelopedforover50years.However，theresearchofartificialintelligence，focusingoncomputer，stillkeepsitsrapiddevelopmentratherthanslowdownitspace.Theauthoranalyzesthedifficultiesexistingintheresearchapproachesofthemajorschoolsinartificialintelligenceresearcharea----symbolism，behaviorismandconnectionism，andtriestoputforwardsomesolutionstotacklethedifficulties.Theauthorthinksthatweshouldrealizethatartificialintelligenceisanimportanttoolforhumanbeingstotransformtheworldbuttodesignanartificialsystemtoreachorevensurpasshumanintelligence.IntheframeworkofweakAI，weshould，byadoptingtheresearchapproachesofmechanism，promotethedevelopmentofartificialintelligenceinaquickerandbetterwayundertheguidanceofthetechnicalprincipleofman-computercombination.Thisthesisconsistsoffourparts.Thefirstpartbrieflyintroducesthedefinition，inventionanddevelopmenthistoryofartificialintelligence.Thesecondpartintroducesthedevelopmentandmainfeaturesofsymbolism，connectionismandbehaviorism，thethreemostrepresentativeschoolsofartificialintelligence.Thethirdpartlaysemphasisonthepredicamentandchallengesthethreeschoolsmentionedabovearefacedwith.ByanalyzingthefeasibilityofstrongAIandweakAIaswellasthemethodologyoftraditionalartificialintelligenceschools，thefourthpartputsforwardsomesolutionsonartificialintelligenceresearch.ItissuggestedthatonthepremiseofweakAI，weshould，byadoptingtheresearchapproachesofmechanismwhichcombinesholismandreductionism，makebreakthroughinartificialintelligenceresearchundertheguidanceofthetechnicalprincipleofman-computercombination.Keywords：artificialintelligence，man-computercombination，mechanism，strongAI，weakAI，Predicament，Outled1论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。研究生签名：日期：论文使用授权声明本人完全了解广西师范大学有关保留、使用学位论文的规定。广西师范大学、中国科学技术信息研究所、清华大学论文合作部，有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权广西师范大学学位办办理。研究生签名：日期：导师签名：日期：1引言（一）选题缘由半个多世纪以来，人工智能领域的研究得到很大的发展，它引起众多学科和不同专业背景学者们的日益重视，成为一门广泛交叉的前沿学科。伴随着世界社会进步和科技发展的步伐，人工智能在世界范围内得到迅速传播与发展，并促进了其它学科的发展。近年来，现代计算机在硬件和软件方面都取得了长足进步，对人工智能的研究也起到了极大的推动应用。尽管目前人工智能在发展过程中面临不少争论、困难和挑战，但挑战始终与机遇并存，争论是有益的，困难终将被克服，人工智能的研究必将跨入新的阶段，并为发展国民经济和改善人民生活做出更大贡献。目前，人工智能研究领域的三大学派——符号主义学派、联结主义学派和行为主义学派在理论上和实践中都面临着不同程度的困难。本文希望通过对这三大学派进行深入分析，找出它们的优势和不足，取长补短，对如何走出一条突破人工智能研究困境的道路进行积极地探讨。（二）国内外研究现状国外对人工智能的研究始于20世纪60年代。1956年，美国计算机协会组织的达特茅斯会议上提出了“人工智能”一词。此后，人工智能的研究沿着三条迥异的路径不断发展成三个不同的学派：其一，以纽维尔、西蒙和威尔森等人为代表的符号主义学派，其代表性成果是纽维尔和西蒙等人研制的“逻辑理论家”的数学定理证明程序LT以及后来出现的各种专家系统；其二，以麦卡洛克、皮兹、罗森布拉特、霍普菲尔德等人为代表的联结主义学派，其代表性成果是MP模型，感知机，Hopfieid网，BP算法等；其三，以维纳、布鲁克斯等人为代表的行为主义学派，其代表性成果是布鲁克斯研制的“机器昆虫”。我国的人工智能研究起步较晚。纳入国家计划的“智能模拟”研究始于1978年；1984年召开了智能计算机及其系统的全国学术讨论会；1981年起，相继成立了中国人工智能学会（CAAI）等学术团体；1986年起把智能计算机系统、智能机器人和智能信息处理（含模式识别）等重大项目列入国家高技术研究计划；1993年起，又把智能控制和智能自动化等项目列入国家科技攀登计划。进入21世纪后，有更多的人工智能与智能系统研究获得各种基金计划支持。中国的科技工作者，已在人工智能领域取得许多具有国际领先水平的创造性成果。在关于人工智能理论研究方面，国内学者除沿袭国外三大人工智能学派理论之外，具有代表2性的还有：我国人工智能学科的主要奠基人、中国人工智能学会的主要创始人之一涂序彦提出的广义人工智能（GAI），北京邮电大学钟义信教授提出的机制主义理论；北京师范大学教授刘晓力倡导的以“认知是算法不可完全的”理念为基础的研究纲领等。现在，我国已有数以万计的科技人员和大学师生从事不同层次的人工智能研究与学习。人工智能研究已在我国的深入开展，必将为促进其它学科的发展和我国的现代化建设做出新的重大贡献。（三）研究意义21世纪将是人工智能飞速发展的世纪，如何改进现有的理论和研究方法，提高智能机器的效率和性能，使其更快更好地发展，从而更接近于人类智能，将成为人工智能研究的重要课题。这意味着我们必须重新审视目前的人工智能理论与技术，找出其中的优点和不足。本文通过对人工智能研究领域主流学派所面临的困境入手进行分析，同时对人工智能研究的路线、方法、目标定位进行探讨，希望能对人工智能未来的发展方向进行尝试性的解答，并对人工智能研究提供一些参考。3一、人工智能的概念解析及其发展回顾（一）智能的定义和本质在了解人工智能之前，首先要了解什么是智能，智能的本质是什么。智能一词来源于拉丁语，字面意思是采集、收集、汇集，并由此进行选择。一般认为：智能是指人类在认识世界和改造世界的活动中，由脑力劳动表现出来的能力。即个体对客观事物进行合理分析、判断及有目的的行动和有效的处理周围环境事宜的综合能力。[1]目前科学界已经从不同的角度、不同的侧面、采用不同的方法阐述了智能的本质，其中已经达成共识的大致可以概括为以下几点：1、智能具有感知能力感知能力是指人们通过视觉、听觉、味觉、触觉等感觉器官感知外部世界的能力。人类的大脑具备感知能力，通过感知获取外部信息。如果没有感知，人类无法获取前提知识，也就不可能引发各种智能行为。因此，感知是智能活动的必要条件。2、智能具有记忆和思维能力记忆和思维是人脑昀重要的功能，它们是人具有智能的根本原因，需要同时具备。记忆用于存储由感官器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识；思维用于对记忆的信息进行处理，利用已有知识对信息进行分析、计算、比较、判断、联想及对策等。思维是一个动态过程，是获取知识及运用知识求解问题的根本途径。而思维又分为几种：逻辑思维（抽象思维）、形象思维（直感思维）以及顿悟思维。3、智能具有学习能力、自适应能力及行为能力学习能力是指通过指导、实践等过程来丰富自身的知识和技巧的能力；自适应能力是指在各种环境下都能保持同等效率的能力；行为能力是指可以把思维决策转化为行动的能力。（二）人工智能的定义“人工智能”(ArtificialIntelligence，英文缩写为AI)一词昀初是在195