在20世紀(jì)30年代末到50年代,來(lái)自數(shù)學(xué)、心理學(xué)、工程學(xué)、神經(jīng)學(xué)等學(xué)科的科學(xué)家開(kāi)始探討制造人工大腦的可能性。維納(Wiener)的控制論、香農(nóng)(Shannon)提出的信息論,以及圖靈(Turing)的計(jì)算理論等,都為人工智能的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
ENIAC誕生
1946年,美國(guó)數(shù)學(xué)家莫奇利(Mauchly)、埃克特(Eckert)等制造了世界上第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)ENIAC,為人工智能的研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
圖靈測(cè)試
1950年,圖靈在一篇論文中,預(yù)言了創(chuàng)造出具有真正智能的機(jī)器的可能性。為闡釋“智能”這一概念,他提出了著名的圖靈測(cè)試:由一個(gè)接受測(cè)試的人通過(guò)具有電報(bào)通訊功能的打字機(jī)與匿名對(duì)象進(jìn)行交流,對(duì)方可能是人,也可能是計(jì)算機(jī)。如果計(jì)算機(jī)能使被測(cè)人相信他在與人類(lèi)交流,那么計(jì)算機(jī)是有智能的。圖靈測(cè)試是人工智能哲學(xué)方面第一個(gè)嚴(yán)肅的提案。
人工智能的誕生
1956年夏季,一次長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月的研討會(huì)于美國(guó)達(dá)特茅斯學(xué)院(Dartmouth College)舉行。約翰·麥卡錫(John McCarthy)、馬文·明斯基(Marvin Minsky)、艾倫·紐厄爾(Allen Newell)、赫伯特·西蒙(Herbert Simon)等著名學(xué)者出席了會(huì)議。會(huì)上,麥卡錫首次提出了“人工智能”這個(gè)概念。紐厄爾和西蒙則展示了他們編寫(xiě)的邏輯理論機(jī)器(The Logic Theory Machine)。該機(jī)器能夠根據(jù)邏輯規(guī)則提出假設(shè)并解決問(wèn)題,可以證明《數(shù)學(xué)原理》中的定理,滿足了大多數(shù)人規(guī)定的“智能”標(biāo)準(zhǔn)。此次與會(huì)學(xué)者有數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家、認(rèn)知學(xué)家、心理學(xué)家、神經(jīng)生理學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家等,后來(lái)他們中的絕大多數(shù),都成為著名的人工智能專家。這是歷史上第一次人工智能研討會(huì),也被廣泛認(rèn)為是人工智能誕生的標(biāo)志。
1966至1972年,美國(guó)斯坦福國(guó)際研究所(SRI)研制出機(jī)器人Shakey。這是首臺(tái)采用了人工智能學(xué)的移動(dòng)機(jī)器人。Shakey能夠自主進(jìn)行感知、分析環(huán)境、規(guī)劃行為并執(zhí)行任務(wù),可以根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木。但計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度緩慢,往往需要很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)完成一個(gè)指令。
約瑟夫·魏岑鮑姆(Joseph Weizenbaum)在1964年開(kāi)發(fā)了一個(gè)名為ELIZA的機(jī)器人,是第一個(gè)聊天機(jī)器人。它實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與人通過(guò)文本進(jìn)行交流,這也是人工智能研究的一個(gè)重要方面。用戶與ELIZA的溝通,看起來(lái)像是兩個(gè)人在對(duì)話,但是實(shí)際上ELIZA根本不知道自己在說(shuō)什么。它只是按固定套路作答,或者用符合語(yǔ)法的方式將問(wèn)題復(fù)述一遍。例如,用戶輸入:“我的頭很疼?!彼鼤?huì)反問(wèn):“你為什么會(huì)頭疼呢?”它還能用“這個(gè)問(wèn)題很有趣嗎”、“說(shuō)點(diǎn)兒其他的吧”等方式達(dá)到展開(kāi)話題的效果。
SHRDLU是由斯坦福大學(xué)的計(jì)算機(jī)教授T.威諾格拉德(T.Winograd)在1970年開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。這種程序能分析命令,并通過(guò)對(duì)虛擬方塊進(jìn)行操作來(lái)完成任務(wù)。在運(yùn)行過(guò)程中,遇到疑問(wèn)還會(huì)向使用者發(fā)問(wèn)。它還能分析語(yǔ)義、解釋不明確的句子,例如完成“找出比你的手中那塊積木更高的積木塊,并把它放在盒子里面”等指令。盡管它的運(yùn)用還只限于模塊世界當(dāng)中,但該系統(tǒng)已經(jīng)能夠正確地理解語(yǔ)言,因此它也被視為是人工智能研究的一次巨大成功。
專家系統(tǒng)是基于專家的專業(yè)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn),用于求解專門(mén)問(wèn)題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。美國(guó)科學(xué)家愛(ài)德華·費(fèi)根鮑姆(Edward Feigenbaum)等人于1965年成功研制出化學(xué)分析專家系統(tǒng)DENDRAL,這是第一套有效進(jìn)行工作的專家系統(tǒng)。它能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,從而判斷未知化合物的分子結(jié)構(gòu)。MYCIN則是20世紀(jì)70年代初期由斯坦福大學(xué)的肖特利夫(Shortliffe)等人于1976年發(fā)表的醫(yī)療咨詢系統(tǒng),可用于對(duì)傳染性血液病患進(jìn)行診斷。在它內(nèi)部一共備有500條規(guī)則,只需要按順序依次回答其提問(wèn),系統(tǒng)就能夠判斷病人所感染細(xì)菌的類(lèi)別,并開(kāi)出對(duì)癥的藥方。在這一時(shí)期,還陸續(xù)研制出了用于生產(chǎn)、會(huì)計(jì)、人事、金融等各種領(lǐng)域的專家系統(tǒng)。
在道格拉斯·萊納特(Douglas Lenat)的帶領(lǐng)下,Cyc(大百科全書(shū))項(xiàng)目于1984年啟動(dòng)。這一項(xiàng)目代表人工智能領(lǐng)域的一個(gè)全新的研究方向。它試圖將人類(lèi)擁有的所有一般性知識(shí)都輸入到計(jì)算機(jī)里面,建立一個(gè)巨型數(shù)據(jù)庫(kù),并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)知識(shí)推理。其目標(biāo)是使人工智能的應(yīng)用能夠以類(lèi)似人類(lèi)推理的方式工作。2006年,該項(xiàng)目已免費(fèi)提供“資源開(kāi)放”版本給公眾使用。
1997年5月11日,IBM公司的國(guó)際象棋電腦深藍(lán)(Deep Blue)戰(zhàn)勝國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫(Kasparov),成為首個(gè)在標(biāo)準(zhǔn)比賽時(shí)限內(nèi)擊敗國(guó)際象棋世界冠軍的電腦系統(tǒng)?!吧钏{(lán)”擁有30個(gè)并行處理器,運(yùn)算速度為每秒2億步棋,并存有70萬(wàn)份大師對(duì)戰(zhàn)的棋局?jǐn)?shù)據(jù)。強(qiáng)大的計(jì)算能力使其能夠依靠窮舉來(lái)選擇最佳策略,“深藍(lán)”可搜尋及估計(jì)隨后的12步棋,而一名人類(lèi)象棋好手大約可估計(jì)隨后的10步棋。賽后,IBM宣布“深藍(lán)”退役。
沃森(Watson)是IBM公司開(kāi)發(fā)的能使用自然語(yǔ)言回答問(wèn)題的人工智能程序。2011年,沃森參加美國(guó)老牌智力問(wèn)答節(jié)目“危險(xiǎn)邊緣”,打敗兩位人類(lèi)冠軍,贏得了100萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金,得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。沃森存儲(chǔ)了2億頁(yè)的數(shù)據(jù),答題時(shí)還能辨別問(wèn)題中的隱晦含義、口吻的差別等。然而,沃森并非在理解問(wèn)題的基礎(chǔ)上進(jìn)行回答,而是將與問(wèn)題所含關(guān)鍵詞看似相關(guān)的答案快速抽取出來(lái)。這一人工智能可被應(yīng)用于醫(yī)療診斷領(lǐng)域,通過(guò)對(duì)自身龐大數(shù)據(jù)的分析,它能夠準(zhǔn)確地給出對(duì)患者的治療方案。例如,在癌癥治療方面,沃森內(nèi)部載入了42種專業(yè)醫(yī)學(xué)雜志和大量的臨床治療數(shù)據(jù),以及150萬(wàn)份病例。除此之外,它還在廚藝方面有所涉獵。
深度學(xué)習(xí)是一種多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法,通過(guò)組合低層特征形成更加抽象的高層表示(屬性類(lèi)別或特征),以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式特征表示。此前,計(jì)算機(jī)并不能做出選擇特征量的判斷,提高機(jī)器學(xué)習(xí)精度的關(guān)鍵在于人類(lèi)輸入何種特征量。深度學(xué)習(xí)則為模擬人腦提供了可能,它使計(jì)算機(jī)自動(dòng)找出簡(jiǎn)單的特征量,然后以此為基礎(chǔ)找到高層特征量。這就解決了在獲取某特征量表示的概念后,再使用這種概念來(lái)描述知識(shí)的難題。
AlphaGo是由Google DeepMind開(kāi)發(fā)的人工智能?chē)宄绦?,具有自我學(xué)習(xí)能力。它能夠搜集大量圍棋對(duì)弈數(shù)據(jù)和名人棋譜,學(xué)習(xí)并模仿人類(lèi)下棋。在達(dá)到一定熟練程度之后,還可以通過(guò)與自己對(duì)弈來(lái)提升棋力。在對(duì)弈時(shí),它還可以使用蒙特卡洛樹(shù)搜索,通過(guò)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)來(lái)計(jì)算局面,評(píng)估大量選點(diǎn),并通過(guò)策略網(wǎng)絡(luò)選擇落點(diǎn)。截至發(fā)稿,李世石與AlphaGo戰(zhàn)成1∶3。這背后的原因,AlphaGo的學(xué)習(xí)能力該是關(guān)鍵要素之一。(劉彭媛/整理)
[主要參考資料:《人工智能狂潮——機(jī)器人會(huì)超越人類(lèi)嗎?》,(日)松尾豐著,趙函宏、高華彬譯;《人工智能——大腦的鏡子》,(美)哈里·亨德森著,侯然譯]