第1章-计算智能导论.ppt

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1、20五月2023第第1章章 计算智能导论计算智能导论计算主义计算主义 随着数学和计算机技术的进展，计算的观念越来越随着数学和计算机技术的进展，计算的观念越来越随着数学和计算机技术的进展，计算的观念越来越随着数学和计算机技术的进展，计算的观念越来越显示其在各个领域的威力，从计算的角度审视世界，也显示其在各个领域的威力，从计算的角度审视世界，也显示其在各个领域的威力，从计算的角度审视世界，也显示其在各个领域的威力，从计算的角度审视世界，也已经成为我们在数字化时代生存的一种特殊的思维方式，已经成为我们在数字化时代生存的一种特殊的思维方式，已经成为我们在数字化时代生存的一种特殊的思维方式，已经成为我们

2、在数字化时代生存的一种特殊的思维方式，主张在还原论哲学基础上建立计算主义，认为从物理世主张在还原论哲学基础上建立计算主义，认为从物理世主张在还原论哲学基础上建立计算主义，认为从物理世主张在还原论哲学基础上建立计算主义，认为从物理世界、生命过程直到人类智能都是算法可计算的界、生命过程直到人类智能都是算法可计算的界、生命过程直到人类智能都是算法可计算的界、生命过程直到人类智能都是算法可计算的（ComputableComputable），甚至整个宇宙完全是由算法），甚至整个宇宙完全是由算法），甚至整个宇宙完全是由算法），甚至整个宇宙完全是由算法（AlgorithmAlgorithm）支配的。）支配的

3、。）支配的。）支配的。vv19971997年年年年5 5月月月月1111日北京时间早晨日北京时间早晨日北京时间早晨日北京时间早晨4 4时时时时5050分，一台名叫分，一台名叫分，一台名叫分，一台名叫“深蓝深蓝深蓝深蓝”的超级电脑在棋盘的超级电脑在棋盘的超级电脑在棋盘的超级电脑在棋盘C4C4处落下最后一颗棋子，全世界都听到处落下最后一颗棋子，全世界都听到处落下最后一颗棋子，全世界都听到处落下最后一颗棋子，全世界都听到了震撼世纪的叫杀声了震撼世纪的叫杀声了震撼世纪的叫杀声了震撼世纪的叫杀声“将车将车将车将车”！这场举世瞩目的！这场举世瞩目的！这场举世瞩目的！这场举世瞩目的“人机大人机大人机大人机大

4、战战战战”，终于以机器获胜的结局降下了帏幕。，终于以机器获胜的结局降下了帏幕。，终于以机器获胜的结局降下了帏幕。，终于以机器获胜的结局降下了帏幕。(卡斯帕罗夫卡斯帕罗夫卡斯帕罗夫卡斯帕罗夫)vv“深蓝深蓝深蓝深蓝”是一台智能电脑，是人工智能的杰作。新闻媒体以是一台智能电脑，是人工智能的杰作。新闻媒体以是一台智能电脑，是人工智能的杰作。新闻媒体以是一台智能电脑，是人工智能的杰作。新闻媒体以挑衅性的标题不断地发问：电脑战胜是一个人，还是整个挑衅性的标题不断地发问：电脑战胜是一个人，还是整个挑衅性的标题不断地发问：电脑战胜是一个人，还是整个挑衅性的标题不断地发问：电脑战胜是一个人，还是整个人类的智能

5、？连棋王都认了输，下一次人类还将输掉什么人类的智能？连棋王都认了输，下一次人类还将输掉什么人类的智能？连棋王都认了输，下一次人类还将输掉什么人类的智能？连棋王都认了输，下一次人类还将输掉什么？智慧输掉了，人类还剩些什么？于是，人工智能又一次？智慧输掉了，人类还剩些什么？于是，人工智能又一次？智慧输掉了，人类还剩些什么？于是，人工智能又一次？智慧输掉了，人类还剩些什么？于是，人工智能又一次成为万众关注的焦点，成为电脑科学界引以自豪的学科。成为万众关注的焦点，成为电脑科学界引以自豪的学科。成为万众关注的焦点，成为电脑科学界引以自豪的学科。成为万众关注的焦点，成为电脑科学界引以自豪的学科。vv“深蓝

6、深蓝深蓝深蓝”的技术指标：的技术指标：的技术指标：的技术指标：32 32个个个个CPUCPU每个每个每个每个CPUCPU有有有有1616个协处理器个协处理器个协处理器个协处理器每个每个每个每个CPUCPU有有有有256M256M内存内存内存内存每个每个每个每个CPUCPU的处理速度为的处理速度为的处理速度为的处理速度为200200万步万步万步万步/秒秒秒秒每秒行棋速度：卡斯帕罗夫每秒行棋速度：卡斯帕罗夫每秒行棋速度：卡斯帕罗夫每秒行棋速度：卡斯帕罗夫2 2步，步，步，步，“深蓝深蓝深蓝深蓝”2”2亿步。亿步。亿步。亿步。人工智能（人工智能（人工智能（人工智能（AIAIAIAI）伴随着电脑诞生，

7、在风风雨雨）伴随着电脑诞生，在风风雨雨）伴随着电脑诞生，在风风雨雨）伴随着电脑诞生，在风风雨雨中走过了半个多世纪的艰难历程，已但经是枝繁叶中走过了半个多世纪的艰难历程，已但经是枝繁叶中走过了半个多世纪的艰难历程，已但经是枝繁叶中走过了半个多世纪的艰难历程，已但经是枝繁叶茂、郁郁葱葱！茂、郁郁葱葱！茂、郁郁葱葱！茂、郁郁葱葱！人工智能的发展人工智能的发展l人工智能的萌芽（人工智能的萌芽（56年以前）年以前）l人工智能的诞生（人工智能的诞生（56-61年）年）l人工智能的发展（人工智能的发展（61年后）年后）人工智能的萌芽阶段人工智能的萌芽阶段l l亚里斯多德亚里斯多德亚里斯多德亚里斯多德(Ari

8、stotle 384-322 BC)(Aristotle 384-322 BC)(Aristotle 384-322 BC)(Aristotle 384-322 BC)，主要贡献为，主要贡献为，主要贡献为，主要贡献为形而上形而上形而上形而上学学学学(metaphysics)(metaphysics)(metaphysics)(metaphysics)和逻辑学两方面的思想。和逻辑学两方面的思想。和逻辑学两方面的思想。和逻辑学两方面的思想。l l亚氏在逻辑主要成就包括主谓命題亚氏在逻辑主要成就包括主谓命題亚氏在逻辑主要成就包括主谓命題亚氏在逻辑主要成就包括主谓命題(statement in(sta

9、tement in(statement in(statement in subject-predicate form)subject-predicate form)subject-predicate form)subject-predicate form)及关于此类命題的逻辑推理方及关于此类命題的逻辑推理方及关于此类命題的逻辑推理方及关于此类命題的逻辑推理方法，特別是三段论证法，特別是三段论证法，特別是三段论证法，特別是三段论证(syllogism)(syllogism)(syllogism)(syllogism)。l l所谓命題就是真所谓命題就是真所谓命題就是真所谓命題就是真(true)(t

10、rue)(true)(true)或假或假或假或假(false)(false)(false)(false)的句子，例如的句子，例如的句子，例如的句子，例如蘇格拉底是人，這是真的命題；至於问句我的书在那蘇格拉底是人，這是真的命題；至於问句我的书在那蘇格拉底是人，這是真的命題；至於问句我的书在那蘇格拉底是人，這是真的命題；至於问句我的书在那里？就不是命題了，它并沒有真假的意义可言。里？就不是命題了，它并沒有真假的意义可言。里？就不是命題了，它并沒有真假的意义可言。里？就不是命題了，它并沒有真假的意义可言。亚里斯多德与逻辑、推理亚里斯多德与逻辑、推理l l逻辑只讨论命題，因它有真假可言。亚氏认为命題基

11、本是逻辑只讨论命題，因它有真假可言。亚氏认为命題基本是逻辑只讨论命題，因它有真假可言。亚氏认为命題基本是逻辑只讨论命題，因它有真假可言。亚氏认为命題基本是由主詞由主詞由主詞由主詞(subject)(subject)(subject)(subject)与谓詞与谓詞与谓詞与谓詞(predicate)(predicate)(predicate)(predicate)构成的，主詞是命題构成的，主詞是命題构成的，主詞是命題构成的，主詞是命題所描述的事物或主題，谓词則是描述主詞的词语。所描述的事物或主題，谓词則是描述主詞的词语。所描述的事物或主題，谓词則是描述主詞的词语。所描述的事物或主題，谓词則是描述主

12、詞的词语。l l亚氏跟著提出四种比较复杂的主谓命題，它们都具有以下亚氏跟著提出四种比较复杂的主谓命題，它们都具有以下亚氏跟著提出四种比较复杂的主谓命題，它们都具有以下亚氏跟著提出四种比较复杂的主谓命題，它们都具有以下结构：量詞结构：量詞结构：量詞结构：量詞主詞主詞主詞主詞系詞系詞系詞系詞谓詞。這里我们以符号谓詞。這里我们以符号谓詞。這里我们以符号谓詞。這里我们以符号S S S S及及及及P P P P分分分分別表示主詞及谓詞。別表示主詞及谓詞。別表示主詞及谓詞。別表示主詞及谓詞。l l系詞有两种：是或不是；量词亦有兩种：所有系詞有两种：是或不是；量词亦有兩种：所有系詞有两种：是或不是；量词亦有

13、兩种：所有系詞有两种：是或不是；量词亦有兩种：所有(all)(all)(all)(all)或有或有或有或有(some)(some)(some)(some)。亚里斯多德与逻辑、推理亚里斯多德与逻辑、推理l l(A)(A)(A)(A)所有所有所有所有S S S S是是是是P(P(P(P(或或或或 凡凡凡凡S S S S是是是是P)P)P)P)，例如凡人是動物；，例如凡人是動物；，例如凡人是動物；，例如凡人是動物；l l(B)(B)(B)(B)凡凡凡凡S S S S不是不是不是不是P P P P，例如凡貓不是狗；，例如凡貓不是狗；，例如凡貓不是狗；，例如凡貓不是狗；l l(C)(C)(C)(C)有有

14、有有S S S S是是是是P P P P，例如有花是白的；，例如有花是白的；，例如有花是白的；，例如有花是白的；l l(D)(D)(D)(D)有有有有S S S S不是不是不是不是P P P P，如有花不是白的。，如有花不是白的。，如有花不是白的。，如有花不是白的。l所谓逻辑推論，即指由前提推导出结论的正所谓逻辑推論，即指由前提推导出结论的正所谓逻辑推論，即指由前提推导出结论的正所谓逻辑推論，即指由前提推导出结论的正确确确确(valid)(valid)(valid)(valid)的方法，在这种正确推论中，若前提为的方法，在这种正确推论中，若前提为的方法，在这种正确推论中，若前提为的方法，在这种

15、正确推论中，若前提为真，則结论亦必然为真。真，則结论亦必然为真。真，則结论亦必然为真。真，則结论亦必然为真。亚里斯多德与逻辑、推理亚里斯多德与逻辑、推理l关于推論，亚氏特別讨论三段论证，這是由兩关于推論，亚氏特別讨论三段论证，這是由兩個個(主謂命題主謂命題)前提推出前提推出(主謂式主謂式)结论的方法。结论的方法。l例如：例如：(i)(i)凡孔子的后代是人凡孔子的后代是人(ii)(ii)凡人皆会死，凡人皆会死，；因此凡孔子的后代会死。若写成普遍的形式，；因此凡孔子的后代会死。若写成普遍的形式，則是：則是：(i)(i)凡凡S S是是M;(ii)M;(ii)凡凡M M是是P P，；因此凡，；因此凡S

16、 S是是P P。这里。这里(i)(i)及及(ii)(ii)是兩個前提，若這兩個前是兩個前提，若這兩個前提为真，則以上推出的结论提为真，則以上推出的结论(凡凡S S是是P)P)亦必然地亦必然地真，因此这个三段论证是正确的。真，因此这个三段论证是正确的。2.归纳法归纳法 Bacon(Bacon(培根，培根，培根，培根，1561-1626)1561-1626)在新工具中提出在新工具中提出在新工具中提出在新工具中提出归纳法，提出归纳法，提出归纳法，提出归纳法，提出“知识就是力量知识就是力量知识就是力量知识就是力量”,”,他十分重视科学实验，他十分重视科学实验，他十分重视科学实验，他十分重视科学实验，认

17、为只有经过实验才能获得真正的知识。认为只有经过实验才能获得真正的知识。认为只有经过实验才能获得真正的知识。认为只有经过实验才能获得真正的知识。3.Turing图灵与人工智能图灵与人工智能l艾伦艾伦艾伦艾伦 麦席森麦席森麦席森麦席森 图灵（图灵（图灵（图灵（TuringTuring，19121912年年年年6 6月月月月2323日日日日-19541954年年年年6 6月月月月7 7日），英国数学家。日），英国数学家。日），英国数学家。日），英国数学家。l以以以以“纸上下棋机纸上下棋机纸上下棋机纸上下棋机”率先探讨了下棋与机器智能的联率先探讨了下棋与机器智能的联率先探讨了下棋与机器智能的联率先探讨

18、了下棋与机器智能的联系，他还是举世公认的系，他还是举世公认的系，他还是举世公认的系，他还是举世公认的“人工智能之父人工智能之父人工智能之父人工智能之父”。l3 3岁那年，他进行了在科学实验方面的首次尝试岁那年，他进行了在科学实验方面的首次尝试岁那年，他进行了在科学实验方面的首次尝试岁那年，他进行了在科学实验方面的首次尝试把玩具木头人的胳膊掰下来种植到花园里，想把玩具木头人的胳膊掰下来种植到花园里，想把玩具木头人的胳膊掰下来种植到花园里，想把玩具木头人的胳膊掰下来种植到花园里，想让它们长成更多的木头人。让它们长成更多的木头人。让它们长成更多的木头人。让它们长成更多的木头人。8 8岁时，图灵尝试着

19、岁时，图灵尝试着岁时，图灵尝试着岁时，图灵尝试着写了一部科学著作，题名关于一种显微镜。写了一部科学著作，题名关于一种显微镜。写了一部科学著作，题名关于一种显微镜。写了一部科学著作，题名关于一种显微镜。Turing图灵与人工智能图灵与人工智能v19371937年，伦敦权威的数学杂志又收到图灵一篇论年，伦敦权威的数学杂志又收到图灵一篇论年，伦敦权威的数学杂志又收到图灵一篇论年，伦敦权威的数学杂志又收到图灵一篇论文论可计算数及其在判定问题中的应用，作文论可计算数及其在判定问题中的应用，作文论可计算数及其在判定问题中的应用，作文论可计算数及其在判定问题中的应用，作为阐明现代电脑原理的开山之作，被永远载

20、入了为阐明现代电脑原理的开山之作，被永远载入了为阐明现代电脑原理的开山之作，被永远载入了为阐明现代电脑原理的开山之作，被永远载入了计算机的发展史册。计算机的发展史册。计算机的发展史册。计算机的发展史册。v这篇论文原本是为了解决一个基础性的数学问题：这篇论文原本是为了解决一个基础性的数学问题：这篇论文原本是为了解决一个基础性的数学问题：这篇论文原本是为了解决一个基础性的数学问题：是否只要给人以足够的时间演算，数学函数都能是否只要给人以足够的时间演算，数学函数都能是否只要给人以足够的时间演算，数学函数都能是否只要给人以足够的时间演算，数学函数都能够通过有限次机械步骤求得解答？传统数学家当够通过有限

21、次机械步骤求得解答？传统数学家当够通过有限次机械步骤求得解答？传统数学家当够通过有限次机械步骤求得解答？传统数学家当然只会想到用公式推导证明它是否成立，可是图然只会想到用公式推导证明它是否成立，可是图然只会想到用公式推导证明它是否成立，可是图然只会想到用公式推导证明它是否成立，可是图灵独辟蹊径地想出了一台冥冥之中的机器。灵独辟蹊径地想出了一台冥冥之中的机器。灵独辟蹊径地想出了一台冥冥之中的机器。灵独辟蹊径地想出了一台冥冥之中的机器。v图灵想象的机器说起来很简单：该计算机使用一图灵想象的机器说起来很简单：该计算机使用一图灵想象的机器说起来很简单：该计算机使用一图灵想象的机器说起来很简单：该计算机

22、使用一条无限长度的纸带，纸带被划分成许多方格，有条无限长度的纸带，纸带被划分成许多方格，有条无限长度的纸带，纸带被划分成许多方格，有条无限长度的纸带，纸带被划分成许多方格，有的方格被画上斜线，代表的方格被画上斜线，代表的方格被画上斜线，代表的方格被画上斜线，代表“1”“1”；有的没有画任何线；有的没有画任何线；有的没有画任何线；有的没有画任何线条，代表条，代表条，代表条，代表“0”“0”。该计算机有一个读写头部件，可以。该计算机有一个读写头部件，可以。该计算机有一个读写头部件，可以。该计算机有一个读写头部件，可以从带子上读出信息，也可以往空方格里写下信息。从带子上读出信息，也可以往空方格里写下

23、信息。从带子上读出信息，也可以往空方格里写下信息。从带子上读出信息，也可以往空方格里写下信息。该计算机仅有的功能是：把纸带向右移动一格，该计算机仅有的功能是：把纸带向右移动一格，该计算机仅有的功能是：把纸带向右移动一格，该计算机仅有的功能是：把纸带向右移动一格，然后把然后把然后把然后把“1”“1”变成变成变成变成“0”“0”，或者相反把，或者相反把，或者相反把，或者相反把“0”“0”变成变成变成变成“1”“1”。v第二次世界大战期间，图灵应征入伍，在战时英第二次世界大战期间，图灵应征入伍，在战时英第二次世界大战期间，图灵应征入伍，在战时英第二次世界大战期间，图灵应征入伍，在战时英国情报中心国情

24、报中心国情报中心国情报中心“布雷契莱庄园布雷契莱庄园布雷契莱庄园布雷契莱庄园”（BletchiyBletchiy）从事破）从事破）从事破）从事破译德军密码的工作，与战友们一起制作了第一台译德军密码的工作，与战友们一起制作了第一台译德军密码的工作，与战友们一起制作了第一台译德军密码的工作，与战友们一起制作了第一台密码破译机。在图灵理论指导下，这个密码破译机。在图灵理论指导下，这个密码破译机。在图灵理论指导下，这个密码破译机。在图灵理论指导下，这个“庄园庄园庄园庄园”后后后后来还研制出破译密码的专用电子管计算机来还研制出破译密码的专用电子管计算机来还研制出破译密码的专用电子管计算机来还研制出破译密

25、码的专用电子管计算机“巨人巨人巨人巨人”（ColossusColossus），在盟军诺曼底登陆等战役中立），在盟军诺曼底登陆等战役中立），在盟军诺曼底登陆等战役中立），在盟军诺曼底登陆等战役中立下了丰功伟绩。下了丰功伟绩。下了丰功伟绩。下了丰功伟绩。v19451945年，脱下军装的图灵，带着大英帝国授予的年，脱下军装的图灵，带着大英帝国授予的年，脱下军装的图灵，带着大英帝国授予的年，脱下军装的图灵，带着大英帝国授予的最高荣誉勋章，被录用为泰丁顿国家物理研究所最高荣誉勋章，被录用为泰丁顿国家物理研究所最高荣誉勋章，被录用为泰丁顿国家物理研究所最高荣誉勋章，被录用为泰丁顿国家物理研究所高级研究员。

26、由于有了布雷契莱的实践，他提交高级研究员。由于有了布雷契莱的实践，他提交高级研究员。由于有了布雷契莱的实践，他提交高级研究员。由于有了布雷契莱的实践，他提交了一份了一份了一份了一份“自动计算机自动计算机自动计算机自动计算机”的设计方案，领导一批优秀的设计方案，领导一批优秀的设计方案，领导一批优秀的设计方案，领导一批优秀的电子工程师，着手制造一种名叫的电子工程师，着手制造一种名叫的电子工程师，着手制造一种名叫的电子工程师，着手制造一种名叫ACEACE的电脑。的电脑。的电脑。的电脑。19501950年，年，年，年，ACEACE电脑样机公开表演，被认为是当时电脑样机公开表演，被认为是当时电脑样机公开

27、表演，被认为是当时电脑样机公开表演，被认为是当时世界上最快最强有力的电子计算机之一。世界上最快最强有力的电子计算机之一。世界上最快最强有力的电子计算机之一。世界上最快最强有力的电子计算机之一。Turing图灵与人工智能图灵与人工智能v19501950年，图灵来到曼彻斯特大学任教，并被指定年，图灵来到曼彻斯特大学任教，并被指定年，图灵来到曼彻斯特大学任教，并被指定年，图灵来到曼彻斯特大学任教，并被指定为该大学自动计算机项目的负责人。就在这年为该大学自动计算机项目的负责人。就在这年为该大学自动计算机项目的负责人。就在这年为该大学自动计算机项目的负责人。就在这年1010月，月，月，月，他的又一篇划时

28、代论文计算机与智能他的又一篇划时代论文计算机与智能他的又一篇划时代论文计算机与智能他的又一篇划时代论文计算机与智能 发发发发表。这篇文章后来被改名为机器能思维吗？表。这篇文章后来被改名为机器能思维吗？表。这篇文章后来被改名为机器能思维吗？表。这篇文章后来被改名为机器能思维吗？CanamachinethinkCanamachinethink？图灵试验图灵试验 vv试图通过让机器模仿人回答某些问题，判断它是否具备智试图通过让机器模仿人回答某些问题，判断它是否具备智试图通过让机器模仿人回答某些问题，判断它是否具备智试图通过让机器模仿人回答某些问题，判断它是否具备智能。图灵试验采用能。图灵试验采用能。

29、图灵试验采用能。图灵试验采用“问问问问”与与与与“答答答答”模式，即观察者通过控制打模式，即观察者通过控制打模式，即观察者通过控制打模式，即观察者通过控制打字机向两个试验对象通话，其中一个是人，另一个是机器。字机向两个试验对象通话，其中一个是人，另一个是机器。字机向两个试验对象通话，其中一个是人，另一个是机器。字机向两个试验对象通话，其中一个是人，另一个是机器。要求观察者不断提出各种问题，从而辨别回答者是人还是要求观察者不断提出各种问题，从而辨别回答者是人还是要求观察者不断提出各种问题，从而辨别回答者是人还是要求观察者不断提出各种问题，从而辨别回答者是人还是机器。机器。机器。机器。vv图灵指出

30、：图灵指出：图灵指出：图灵指出：“如果机器在某些现实的条件下，能够非常好如果机器在某些现实的条件下，能够非常好如果机器在某些现实的条件下，能够非常好如果机器在某些现实的条件下，能够非常好地模仿人回答问题，以至提问者在相当长时间里误认它不地模仿人回答问题，以至提问者在相当长时间里误认它不地模仿人回答问题，以至提问者在相当长时间里误认它不地模仿人回答问题，以至提问者在相当长时间里误认它不是机器，那么机器就可以被认为是能够思维的。是机器，那么机器就可以被认为是能够思维的。是机器，那么机器就可以被认为是能够思维的。是机器，那么机器就可以被认为是能够思维的。”vv从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的

31、问题似乎没从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难的事情。的事情。的事情。的事情。vv图灵

32、预测，图灵预测，图灵预测，图灵预测，20002000年之前计算机有年之前计算机有年之前计算机有年之前计算机有30%30%的概率蒙骗一个普通的概率蒙骗一个普通的概率蒙骗一个普通的概率蒙骗一个普通人达人达人达人达5 5分钟。分钟。分钟。分钟。vv然而，然而，然而，然而，AIAI研究者相信研究智能的根本原理远比复制智能更研究者相信研究智能的根本原理远比复制智能更研究者相信研究智能的根本原理远比复制智能更研究者相信研究智能的根本原理远比复制智能更重要。重要。重要。重要。图灵测试对计算机的要求图灵测试对计算机的要求v自然语言处理自然语言处理自然语言处理自然语言处理v知识表示知识表示知识表示知识表示v自动

33、推理自动推理自动推理自动推理v机器学习机器学习机器学习机器学习v完全图灵测试完全图灵测试完全图灵测试完全图灵测试vv计算机视觉计算机视觉计算机视觉计算机视觉vv机器人技术机器人技术机器人技术机器人技术图灵还为这项试验亲自拟定了几个示范性问：图灵还为这项试验亲自拟定了几个示范性问：图灵还为这项试验亲自拟定了几个示范性问：图灵还为这项试验亲自拟定了几个示范性问：问：问：问：问：请给我写出有关请给我写出有关请给我写出有关请给我写出有关“第四号桥第四号桥第四号桥第四号桥”主题的十四行诗。主题的十四行诗。主题的十四行诗。主题的十四行诗。答：不要问我这道题，我从来不会写诗。答：不要问我这道题，我从来不会写

34、诗。答：不要问我这道题，我从来不会写诗。答：不要问我这道题，我从来不会写诗。问：问：问：问：3495734957加加加加7076470764等于多少？等于多少？等于多少？等于多少？答：（停答：（停答：（停答：（停3030秒后）秒后）秒后）秒后）105721 105721 问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？答：是的。答：是的。答：是的。答：是的。问：我在我的问：我在我的问：我在我的问：我在我的K1K1处有棋子处有棋子处有棋子处有棋子K K；你仅在；你仅在；你仅在；你仅在K6K6处有棋子处有棋子处有棋子处有棋子K K，在，在，在，在 R1 R1

35、处有棋子处有棋子处有棋子处有棋子R R。现在轮到你走，你应该下那步棋？。现在轮到你走，你应该下那步棋？。现在轮到你走，你应该下那步棋？。现在轮到你走，你应该下那步棋？答：（停答：（停答：（停答：（停1515秒钟后）棋子秒钟后）棋子秒钟后）棋子秒钟后）棋子R R走到走到走到走到R8R8处，将军！处，将军！处，将军！处，将军！图灵测试图灵测试v从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问从表面上看，要使机器回答按一定范围提出的问题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序题似乎

36、没有什么困难，可以通过编制特殊的程序题似乎没有什么困难，可以通过编制特殊的程序来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，来实现。然而，如果提问者并不遵循常规标准，编制回答的程序是极其困难的事情。例如，提问编制回答的程序是极其困难的事情。例如，提问编制回答的程序是极其困难的事情。例如，提问编制回答的程序是极其困难的事情。例如，提问与回答呈现出下列状况：与回答呈现出下列状况：与回答呈现出下列状况：与回答呈现出下列状况：图灵试验图灵试验v问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际

37、象棋吗？v答：是的。答：是的。答：是的。答：是的。v问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？v答：是的。答：是的。答：是的。答：是的。v问：请再次回答，你会下国际象棋吗？问：请再次回答，你会下国际象棋吗？问：请再次回答，你会下国际象棋吗？问：请再次回答，你会下国际象棋吗？v答：是的。答：是的。答：是的。答：是的。你多半会想到，面前的这位是一部笨机器。你多半会想到，面前的这位是一部笨机器。你多半会想到，面前的这位是一部笨机器。你多半会想到，面前的这位是一部笨机器。图灵试验图灵试验v问：问：问：问：你会下国际象棋吗？你会下国际象棋吗？你会下国际象棋吗

38、？你会下国际象棋吗？v答：是的。答：是的。答：是的。答：是的。v问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？问：你会下国际象棋吗？v答：是的，我不是已经说过了吗？答：是的，我不是已经说过了吗？答：是的，我不是已经说过了吗？答：是的，我不是已经说过了吗？v问：请再次回答，你会下国际象棋吗？问：请再次回答，你会下国际象棋吗？问：请再次回答，你会下国际象棋吗？问：请再次回答，你会下国际象棋吗？v答：你烦不烦，干嘛老提同样的问题。答：你烦不烦，干嘛老提同样的问题。答：你烦不烦，干嘛老提同样的问题。答：你烦不烦，干嘛老提同样的问题。图灵试验图灵试验 上述两种对话的区别在于，第一种可

39、明显地上述两种对话的区别在于，第一种可明显地上述两种对话的区别在于，第一种可明显地上述两种对话的区别在于，第一种可明显地感到回答者是从知识库里提取简单的答案，第二感到回答者是从知识库里提取简单的答案，第二感到回答者是从知识库里提取简单的答案，第二感到回答者是从知识库里提取简单的答案，第二种则具有分析综合的能力，回答者知道观察者在种则具有分析综合的能力，回答者知道观察者在种则具有分析综合的能力，回答者知道观察者在种则具有分析综合的能力，回答者知道观察者在反复提出同样的问题。反复提出同样的问题。反复提出同样的问题。反复提出同样的问题。“图灵试验图灵试验图灵试验图灵试验”没有规定问题没有规定问题没有

40、规定问题没有规定问题的范围和提问的标准，如果想要制造出能通过试的范围和提问的标准，如果想要制造出能通过试的范围和提问的标准，如果想要制造出能通过试的范围和提问的标准，如果想要制造出能通过试验的机器，以我们现在的技术水平，必须在电脑验的机器，以我们现在的技术水平，必须在电脑验的机器，以我们现在的技术水平，必须在电脑验的机器，以我们现在的技术水平，必须在电脑中储存人类所有可以想到的问题，储存对这些问中储存人类所有可以想到的问题，储存对这些问中储存人类所有可以想到的问题，储存对这些问中储存人类所有可以想到的问题，储存对这些问题的所有合乎常理的回答，并且还需要理智地作题的所有合乎常理的回答，并且还需要

41、理智地作题的所有合乎常理的回答，并且还需要理智地作题的所有合乎常理的回答，并且还需要理智地作出选择。出选择。出选择。出选择。图灵预言图灵预言 图灵曾预言，随着电脑科学和机器智能的发展，图灵曾预言，随着电脑科学和机器智能的发展，图灵曾预言，随着电脑科学和机器智能的发展，图灵曾预言，随着电脑科学和机器智能的发展，本世纪末将会出现这样的机器。在这点上，图灵本世纪末将会出现这样的机器。在这点上，图灵本世纪末将会出现这样的机器。在这点上，图灵本世纪末将会出现这样的机器。在这点上，图灵也过于乐观。但是，也过于乐观。但是，也过于乐观。但是，也过于乐观。但是，“图灵试验图灵试验图灵试验图灵试验”大胆地提出大胆

42、地提出大胆地提出大胆地提出“机器机器机器机器思维思维思维思维”的概念，为人工智能确定了奋斗的目标，并的概念，为人工智能确定了奋斗的目标，并的概念，为人工智能确定了奋斗的目标，并的概念，为人工智能确定了奋斗的目标，并指明了前进的方向。指明了前进的方向。指明了前进的方向。指明了前进的方向。遗憾的是，遗憾的是，遗憾的是，遗憾的是，19541954年年年年6 6月月月月8 8，图灵英年早逝！，图灵英年早逝！，图灵英年早逝！，图灵英年早逝！图灵奖图灵奖 图林开创了计算机科学的重要分支图林开创了计算机科学的重要分支图林开创了计算机科学的重要分支图林开创了计算机科学的重要分支人工智能，人工智能，人工智能，人

43、工智能，虽然他当时并没有明确使用这个术语。把虽然他当时并没有明确使用这个术语。把虽然他当时并没有明确使用这个术语。把虽然他当时并没有明确使用这个术语。把“图林奖图林奖图林奖图林奖”获获获获奖者作一统计后就会发现，许多电脑科学家恰好是在奖者作一统计后就会发现，许多电脑科学家恰好是在奖者作一统计后就会发现，许多电脑科学家恰好是在奖者作一统计后就会发现，许多电脑科学家恰好是在人工智能领域作出的杰出贡献。例如，人工智能领域作出的杰出贡献。例如，人工智能领域作出的杰出贡献。例如，人工智能领域作出的杰出贡献。例如，19691969年年年年“图林图林图林图林奖奖奖奖”获得者是哈佛大学的明斯基（获得者是哈佛大

44、学的明斯基（获得者是哈佛大学的明斯基（获得者是哈佛大学的明斯基（M.MinskyM.Minsky）；）；）；）；19711971年年年年“图林奖图林奖图林奖图林奖”获得者是达特莫斯大学的麦卡锡获得者是达特莫斯大学的麦卡锡获得者是达特莫斯大学的麦卡锡获得者是达特莫斯大学的麦卡锡（J.McCarthyJ.McCarthy）；）；）；）；19751975年年年年“图林奖图林奖图林奖图林奖”则由卡内基则由卡内基则由卡内基则由卡内基梅梅梅梅隆大学的纽厄尔（隆大学的纽厄尔（隆大学的纽厄尔（隆大学的纽厄尔（A.NewellA.Newell）和赫伯特）和赫伯特）和赫伯特）和赫伯特 西蒙西蒙西蒙西蒙（H.Sim

45、onH.Simon）共同获得。）共同获得。）共同获得。）共同获得。4.人工智能的物质基础人工智能的物质基础:计算机计算机v二战期间，美国军方为了解决计算大量军用数据二战期间，美国军方为了解决计算大量军用数据二战期间，美国军方为了解决计算大量军用数据二战期间，美国军方为了解决计算大量军用数据的难题，成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克的难题，成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克的难题，成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克的难题，成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克特领导的研究小组，开始研制世界上第一台计算特领导的研究小组，开始研制世界上第一台计算特领导的研究小组，开始研制世界上第一台计算特领导的研究小组

46、，开始研制世界上第一台计算机。经过三年紧张的工作，第一台电子计算机终机。经过三年紧张的工作，第一台电子计算机终机。经过三年紧张的工作，第一台电子计算机终机。经过三年紧张的工作，第一台电子计算机终于在于在于在于在19461946年年年年2 2月月月月1414日问世了，它由日问世了，它由日问世了，它由日问世了，它由1746817468个电子个电子个电子个电子管、管、管、管、6 6万个电阻器、万个电阻器、万个电阻器、万个电阻器、1 1万个电容器和万个电容器和万个电容器和万个电容器和6 6千个开关组成千个开关组成千个开关组成千个开关组成，重达，重达，重达，重达3030吨，占地吨，占地吨，占地吨，占地1

47、60160平方米，耗电平方米，耗电平方米，耗电平方米，耗电174174千瓦，耗千瓦，耗千瓦，耗千瓦，耗资资资资4545万美元。这台计算机每秒只能运行万美元。这台计算机每秒只能运行万美元。这台计算机每秒只能运行万美元。这台计算机每秒只能运行5 5千次加法千次加法千次加法千次加法运算，称为运算，称为运算，称为运算，称为“埃尼阿克埃尼阿克埃尼阿克埃尼阿克”即即即即ENIACENIAC（电子数字积分（电子数字积分（电子数字积分（电子数字积分计算机）。计算机）。计算机）。计算机）。人工智能的物质基础人工智能的物质基础 Mauchly Mauchly和和和和EckertEckert等研制成功等研制成功等研

48、制成功等研制成功ENIACENIAC电子数字计算机，为人电子数字计算机，为人电子数字计算机，为人电子数字计算机，为人工智能研究奠定物质基础。缺点：工智能研究奠定物质基础。缺点：工智能研究奠定物质基础。缺点：工智能研究奠定物质基础。缺点：（1 1）没有存储器；）没有存储器；）没有存储器；）没有存储器；（2 2）它用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度也就被）它用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度也就被）它用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度也就被）它用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度也就被这一工作抵消了这一工作抵消了这一工作抵消了这一工作抵消了埃克特（右）和莫克利

49、（左）埃克特（右）和莫克利（左）数学奇才、计算机之父数学奇才、计算机之父数学奇才、计算机之父数学奇才、计算机之父冯冯冯冯 诺依曼冯诺依曼冯诺依曼冯诺依曼冯 诺依曼诺依曼诺依曼诺依曼5 5、Von NeumannVon Neumann提出冯提出冯提出冯提出冯 诺依曼计算机模型。诺依曼计算机模型。诺依曼计算机模型。诺依曼计算机模型。冯冯诺依曼诺依曼 指令流指令流控制命令控制命令数据流数据流(指令和数据指令和数据)v熟悉计算机发展历史的人大都知道，美国科学家熟悉计算机发展历史的人大都知道，美国科学家熟悉计算机发展历史的人大都知道，美国科学家熟悉计算机发展历史的人大都知道，美国科学家冯冯冯冯 诺依曼被

50、誉为诺依曼被誉为诺依曼被誉为诺依曼被誉为“计算机之父计算机之父计算机之父计算机之父”，他是本世纪最伟，他是本世纪最伟，他是本世纪最伟，他是本世纪最伟大的发明家之一。大的发明家之一。大的发明家之一。大的发明家之一。v数学史界却同样坚持认为，冯数学史界却同样坚持认为，冯数学史界却同样坚持认为，冯数学史界却同样坚持认为，冯 诺依曼是本世纪最诺依曼是本世纪最诺依曼是本世纪最诺依曼是本世纪最伟大的数学家之一，他在遍历理论、拓扑群理论伟大的数学家之一，他在遍历理论、拓扑群理论伟大的数学家之一，他在遍历理论、拓扑群理论伟大的数学家之一，他在遍历理论、拓扑群理论等方面作出了开创性的工作，算子代数甚至被命等方面