1.2.3 自然智能與人工智能

自然智能是特指類似于人類的智能總稱。人類的科學(xué)事業(yè)正面臨著四大問(wèn)題的挑戰(zhàn)，分別是物質(zhì)的本質(zhì)、宇宙的起源、生命的本質(zhì)和智力的產(chǎn)生^[1]。自然智能反映了人類智力支撐其行為或思維的能力，因此，智能科學(xué)所研究的主要內(nèi)容就是前面四個(gè)問(wèn)題中的最后一個(gè)，也可能是最困難、最重要的問(wèn)題——智力是如何產(chǎn)生的以及智力能做什么？2004年，霍金斯（J. Hawkins）發(fā)表《論智能》（On Intelligence）一書(shū)^[40]，他從區(qū)分智能和智能行為相互關(guān)聯(lián)之處入手，對(duì)著名的圖靈測(cè)試進(jìn)行了解釋。在這本書(shū)里面，霍金斯詳細(xì)分析了許多有關(guān)智能的實(shí)驗(yàn)案例，但都沒(méi)有對(duì)智能給出一個(gè)準(zhǔn)確的定義。只是從大量的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，智能是行為主體、指令以及環(huán)境結(jié)合的共同反映。但可以肯定的是，自然智能研究的根本目的是全面認(rèn)知人類神秘的大腦，是由腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能等學(xué)科構(gòu)成的交叉學(xué)科。

人工智能（Artificial Intelligence）的起源可以追溯到丘奇（Church）、圖靈（Turing）和其他一些學(xué)者關(guān)于計(jì)算本質(zhì)的思想萌芽。早在20世紀(jì)30年代，他們就開(kāi)始探索形式推理概念與即將發(fā)明的計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)系，并建立起了關(guān)于計(jì)算和符號(hào)處理的理論。被稱為“人工智能之父”的圖靈，不僅創(chuàng)造了一個(gè)簡(jiǎn)單的非數(shù)字計(jì)算模型，而且直接證明了計(jì)算機(jī)可能以某種被認(rèn)為是智能的方式進(jìn)行工作，這就是人工智能思想的萌芽。而人工智能作為一門學(xué)科出現(xiàn)的突出標(biāo)志是 1956 年夏，當(dāng)時(shí)美國(guó)年輕的數(shù)學(xué)家麥卡錫（John McCarthy）在美國(guó)達(dá)特莫斯（Dartmouth）大學(xué)舉辦的一次學(xué)術(shù)會(huì)議，提出了人工智能（Artificial Intelligence，AI）這一概念，并將其定義為“使一部機(jī)器的反應(yīng)方式就像是一個(gè)人在行為時(shí)所依據(jù)的智能”。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，人工智能領(lǐng)域涌現(xiàn)出許多熱門的研究方向，如知識(shí)表示、自動(dòng)推理與搜索方法、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識(shí)獲取、知識(shí)處理、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器視覺(jué)、智能機(jī)器人等；并在博弈、自動(dòng)推理與證明、專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解與語(yǔ)意建模、人類行為建模、機(jī)器人與智能控制、模式識(shí)別、智能調(diào)度、數(shù)據(jù)挖掘等諸多領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。目前，人工智能的研究方法主要分為符號(hào)主義（Symbolocism）、聯(lián)結(jié)主義（Connectionism）和行為主義（Behaviorism）三大學(xué)派。

1．符號(hào)主義

符號(hào)主義（Symbolocism）也稱為邏輯主義（Logicism）、心理學(xué)派（Psychologism）或計(jì)算機(jī)學(xué)派（Computerism）。該學(xué)派認(rèn)為人工智能來(lái)源于數(shù)理邏輯，而數(shù)理邏輯又在19世紀(jì)獲得了迅速發(fā)展，到了20世紀(jì)30年代開(kāi)始用于描述智能行為。事實(shí)上，“Artificial Intelligence”一詞最初也是由符號(hào)主義學(xué)派的研究者提出來(lái)的。符號(hào)主義學(xué)派的學(xué)者認(rèn)為智能行為的基本原理主要為物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)和有限合理性原理。Newell和Simon曾對(duì)這種研究方法的基本假設(shè)做過(guò)非常全面的總結(jié)^[41-43]。從20世紀(jì)70年代末到80年代，符號(hào)主義的研究方法得到了普遍的認(rèn)可。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，符號(hào)主義學(xué)派為人工智能學(xué)科建立了以世界符號(hào)表達(dá)和狀態(tài)空間搜索為主要研究?jī)?nèi)容的一套比較完整的系統(tǒng)，先后提出了啟發(fā)式算法、專家系統(tǒng)、知識(shí)工程理論等人工智能領(lǐng)域的重要成果。計(jì)算機(jī)誕生以后，符號(hào)主義學(xué)者又在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了邏輯演繹系統(tǒng)，其代表性成果為啟發(fā)式程序LT（邏輯理論家），人們使用它證明了 38 條數(shù)學(xué)定理，從而表明了人類可利用計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動(dòng)。

符號(hào)主義的基本信念是：知識(shí)是信息的一種形式，是構(gòu)成智能的基礎(chǔ)，人工智能的核心問(wèn)題就是知識(shí)表示、知識(shí)推理和知識(shí)運(yùn)用。知識(shí)可用符號(hào)表示，也可用符號(hào)進(jìn)行推理。符號(hào)主義就是在這種假設(shè)之下，建立起基于知識(shí)的人類智能和機(jī)器智能的核心理論體系。

符號(hào)主義曾長(zhǎng)期一枝獨(dú)秀，經(jīng)歷了從啟發(fā)式算法到專家系統(tǒng)，再到知識(shí)工程理論與技術(shù)的發(fā)展道路，為人工智能做出了重要貢獻(xiàn)。但是隨著人工智能的研究深入，越來(lái)越多的人開(kāi)始質(zhì)疑符號(hào)主義中基于數(shù)學(xué)的語(yǔ)意表達(dá)方法，認(rèn)為這種方法過(guò)于理性化，即用一個(gè)完全清晰和確定的世界取代了具有模糊性、不確定性和主體靈活性演化的真實(shí)世界。除此之外，要用基于符號(hào)主義的專家系統(tǒng)等智能系統(tǒng)對(duì)世界進(jìn)行完整的體系構(gòu)建，表現(xiàn)出了計(jì)算量消耗巨大、缺乏學(xué)習(xí)能力等缺點(diǎn)。目前，越來(lái)越多的研究者考慮尋找其他的人工智能方法。盡管如此，符號(hào)主義仍然是人工智能學(xué)科中最重要的研究方法之一。