人工智能与模糊数学35

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,序论,人工智能与模糊数学,人工智,能,能之父,JohnMccarthy,人工智,能,能的定,义,义可以,分,分为两,部,部分，,即,即“人,工,工”和,“,“智能,”,”,“人工,”,”比较,好,好理解,，,，争议,性,性也不,大,大。,“智能,”,”涉及,诸,诸如意,识,识（consciousness,）,）、自,我,我（self,）,）、思,维,维（mind,）,）（包,括,括无意,识,识的思,维,维（unconscious_mind,）,）等等,问,问题。,人,人唯一,了,了解的,智,智能是,人,人本身,的,的智能,。,。但是,我,我们对,自,自身智,能,能的理,解,解非常,有,有限，,对,对构成,人,人的智,能,能的必,要,要元素,也,也了解,有,有限，,所,所以就,很,很难定,义,义什么,是,是“人,工,工”制,造,造的“,智,智能”,了,了。因,此,此人工,智,智能的,研,研究往,往,往涉及,对,对人的,智,智能本,身,身的研,究,究。其,它,它关于,动,动物或,其,其它人,造,造系统,的,的智能,也,也普遍,被,被认为,是,是人工,智,智能相,关,关的研,究,究课题,。,。,一、什,么,么叫人,工,工智能,（,（Artificial Intelligence）,麦卡锡（JohnMcCarthy）,：,：人,工,工智能,是,是使一,部,部机器,的,的反应,方,方式就,象,象是一,个,个人在,行,行动时,所,所依据,的,的智能,。,。,尼尔逊（美国,斯,斯坦福,大,大学人,工,工智能,研,研究中,心,心教授,）,）：人,工,工智能,是,是关于,知,知识的,学,学科,怎样,表,表示知,识,识以及,怎,怎样获,得,得知识,并,并使用,知,知识的,科,科学。,温斯顿（麻省,理,理工学,院,院教授,）,）：人,工,工智能,就,就是研,究,究如何,使,使计算,机,机去做,过,过去只,有,有人才,能,能做的,智,智能工,作,作。,现在通,用,用的描,述,述：所,谓,谓人工智,能,能，是指,人,人类的,各,各种智,能,能行为,和,和各类,脑,脑力劳,动,动，诸,如,如感知,、,、记忆,、,、情感,、,、判断,、,、推理,、,、证明,、,、识别,、,、理解,、,、通信,、,、设计,、,、思考,、,、学习,等,等思维,活,活动，,可,可用某,种,种物化,了,了的机,器,器予以,人,人工的,实,实现。,二、人,工,工智能,的,的发展,历,历程,在1955的,时,时候，,香,香农等,人,人一起,开,开发了TheLogicTheorist,程,程序，,它,它是一,种,种采用,树,树形结,构,构的程,序,序，在,程,程序运,行,行时，,它,它在树,中,中搜索,，,，寻找,与,与可能,答,答案最,接,接近的,树,树的分,枝,枝进行,探,探索，,以,以得到,正,正确的,答,答案。,这,这个,程,程序在,人,人工智,能,能的历,史,史上可,以,以说是,有,有重要,地,地位的,，,，它在,学,学术上,和,和社会,上,上带来,的,的巨大,的,的影响,，,，以至,于,于我们,现,现在所,采,采用的,方,方法思,想,想方法,有,有许多,还,还是来,自,自于这,个,个50,年,年代的,程,程序。,1956年6,月,月，达,特,特茅斯,会,会议,发起者,：,：,约翰.,迈,迈卡锡,（,（JohnMcCarthy）,（,（普林,斯,斯顿大,学,学数学,博,博士,）,）,马文.,明,明斯基,（,（Marvin Minsky),（,（人,工,工智能,大,大师，,心智,社,社会,的,的作者,）,）,纳撒尼,尔,尔.罗,彻,彻斯特,（,（Nathaniel Rochester）,（,（IBM计算,机,机设计,者,者之一,）,）,克劳德,.,.香农,（,（Claude Shannon,）,）（信,息,息论创,立,立者,）,在理论,方,方面，70年,代,代也是,大,大发展,的,的一个,时,时期，,计,计算机,开,开始有,了,了简单,的,的思维,和,和视觉,。,。在70年,代,代，另,一,一个人,工,工智能,语,语言Prolog语,言,言诞生,了,了，它,和,和LISP一,起,起几乎,成,成了人,工,工智能,工,工作者,不,不可缺,少,少的工,具,具。,20世,纪,纪80,年,年代，,数,数理逻,辑,辑和形,式,式化推,理,理成为,人,人工智,能,能的时,尚,尚。关,于,于神经,网,网络的,研,研究和,日,日本的,“,“第五,代,代计算,机,机研制,计,计划”,（,（即“,知,知识信,息,息处理,计,计算机,系,系统”,）,），把,人,人工智,能,能研究,推,推向高,潮,潮。,最近20年，,计,计算机,技,技术飞,速,速发展,，,，人工,智,智能新,增,增众多,研,研究方,向,向，各,方,方面研,究,究深入,进,进行，,但,但距离,真,真正的,“,“智能,”,”还很,遥,遥远。,实际应,用,用,机器视,觉,觉，指,纹,纹识别,，,，人脸,识,识别，,视网膜,识,识别，,虹,虹膜识,别,别，掌,纹,纹识别,，,，,专家系,统,统,智,能,能搜索,，,，定理,证,证明，,博弈，,自,自动程,序,序设计,，,，航天,应,应用等,。,。,研究范,畴,畴,自然语,言,言处理,，,，不确,定,定性的,数,数学理,论,论，,知识表,示,示，知,识,识获取,，,，机器,学,学习，,推,推理，,神经网,络,络，复,杂,杂系统,，,，智能,搜,搜索，,规,规划，,组合调,度,度问题,，,，感知,问,问题，,模,模式识,别,别，,逻辑程,序,序设计,，,，软计,算,算，人,工,工生命,，,，,遗传算,法,法，人,类,类思维,方,方式,涉及学,科,科,哲学，,脑,脑科学,，,，认知,科,科学，,数,数学，,神,神经生,理,理学，,心,心理学,，,，计算,机,机科学,，,，信息,论,论，控,制,制论，,仿,仿生学,，,，人类,学,学，语,言,言学等,多,多个自,然,然科学,和,和社会,科,科学的,交,交叉。,家庭智能机器人,类人形,机器人,宝石般的机器鱼，可以执行,搜寻水中污染物的巡逻任务,机器龙虾,真正认,识,识人类,大,大脑是,开,开发智,能,能机器,的,的必由,之,之路。,杰夫,.,.霍金,斯,斯,杰夫.,霍,霍金斯(掌上,型,型电脑Palmpilot,、,、智能,电,电话Treo,以,以及许,多,多手持,装,装置的,发,发明人,，,，ONINTELLIGENCE 一,书,书作者,),),智能,究,究竟是,什,什么？,为,为什么,人,人脑有,智,智能而,电,电脑没,有,有？为,什,什么一,个,个6岁,的,的小孩,可,可以在,河,河床的,石,石头上,跳,跳来跳,去,去，姿,势,势优美,，,，而当,今,今最先,进,进的机,器,器人却,象,象行动,迟,迟缓的,傻,傻瓜？,为,为什么3岁的,小,小孩已,经,经粗通,语,语言，,而,而计算,机,机却语,言,言不通,，,，枉费,了,了程序,师,师半个,世,世纪以,来,来艰苦,卓,卓绝的,努,努力？,为,为什么,你,你能在,一,一秒钟,以,以内分,辨,辨猫和,狗,狗，而,超,超级计,算,算机却,不,不能？,这,这些都,是,是亟待,破,破解的斯芬克,斯,斯之谜。目前,的,的线索,不,不少，,但,但真正,需,需要的,是,是一些,关,关键性,的,的见解,。,。,单就,美,美国就,有,有成千,上,上万的,神,神经科,学,学家，,可,可惜至,今,今也没,有,有形成,一,一套有,关,关智能,和,和大脑,工,工作原,理,理的完,整,整的理,论,论。大,部,部分神,经,经生物,学,学家不,大,大考虑,有,有关大,脑,脑的理,论,论，因,为,为他们,只,只贯注,于,于有关,大,大脑的,诸,诸子系,统,统的实,验,验，只,埋,埋头于,收,收集更,多,多的数,据,据。尽,管,管一批,又,又一批,的,的计算,机,机工程,师,师曾经,尝,尝试让,计,计算机,拥,拥有智,能,能，却,一,一次次,以,以失败,而,而收场,。,。我相,信,信他们,会,会屡战,屡,屡败，,除,除非这,些,些程序,师,师不再,忽,忽视计,算,算机与,大,大脑之,间,间的差,别,别。,大脑：,人,人类的,大,大脑皮,层,层平均,厚,厚度为2.5,3.0毫米,，,，分为6个层,次,次，神,经,经细胞,约,约有140亿,个,个，面,积,积约2200,平,平方厘,米,米，灰,色,色物质,层,层有四,张,张A4,打,打印纸,大,大小，,神,神经细,胞,胞的周,围,围还有1000多亿,个,个胶质,细,细胞,。,。,神经元,：,：神经,元,元细胞,体,体、轴,突,突、树,突,突、树,突,突棘。,树,树突棘,的,的数量,及,及分布,因,因不同,神,神经元,而,而异，,并,并可随,功,功能而,改,改变。,在,在大脑,皮,皮质锥,体,体细胞,和,和小脑,皮,皮质蒲,肯,肯野细,胞,胞的树,突,突上，,树,树突棘,数,数量最,多,多而明,显,显，一,个,个蒲肯,野,野细胞,的,的树突,棘,棘可多,达,达10,万,万个以,上,上。,三、知,识,识的不,确,确定性,知识的,不,不确定,性,性包括,：,：随机,性,性、模,糊,糊性、,不,不完备,性,性、不,协,协调性,、,、非恒,常,常性,研究人,工,工智能,不,不能回,避,避的问,题,题：,语言的,不,不确定,性,性,常识知,识,识的不,确,确定性,（一）,随,随机性,德国儿,歌,歌：“,你,你知道,有,有多少,星,星星镶,嵌,嵌在蓝,色,色的天,空,空？你,知,知道有,多,多少云,朵,朵飘浮,过,过大地,？,？上帝,对,对它们,作,作过清,点,点，数,字,字虽然,巨,巨大，,可,可是无,一,一遗漏,。,。”,星表、,云,云表,多少世,纪,纪以前,，,，人们,就,就能预,测,测常见,的,的天文,现,现象；,但,但要想,精,精确地,预,预测明,天,天的天,气,气，一,般,般并不,容,容易。,天文学,和,和气象,学,学所以,这,这样不,同,同，原,因,因是天,文,文学的,时,时间是,可,可逆的,，,，而气,象,象学的,时,时间是,不,不同逆,的,的。,牛顿时,间,间与伯,格,格森时,间,间,以牛顿,理,理论为,代,代表的,确,确定性,科,科学，,创,创造了,给,给世界,以,以精确,描,描绘的,方,方法，,将,将整个,宇,宇宙看,作,作是钟,表,表式的,动,动力学,系,系统，,处,处于确,定,定、和,谐,谐、有,序,序的运,动,动之中,。,。只要,知,知道初,始,始条件,就,就可以,确,确定未,来,来的一,切,切。,爱因斯,坦,坦与玻,尔,尔的分,歧,歧,当自然,科,科学进,入,入到有,大,大量要,素,素组成,的,的多自,由,由度体,系,系时，,确,确定论,不,不再有,效,效。,统计力,学,学、量,子,子力学,、,、气象,学,学、海,洋,洋学、,进,进化论,随机现,象,象：在,完,完全相,同,同的条,件,件下，,一,一个试,验,验或观,察,察出现,的,的结果,可,可能是,不,不同的,（,（即条,件,件和结,果,果没有,必,必然的,因,因果关,系,系）。,（二）,模,模糊性,杨炳儒,教,教授与模糊理,论,论创始,人,人L.A,.,.Zadeh教授,秃头悖,论,论,命题A,：,：一根,头,头发都,没,没有的,人,人肯定,是,是秃头,。,。,命题B,：,：比秃,头,头多一,根,根头发,的,的还是,秃,秃头。,所以,命题C,：,：满头,乌,乌发是,秃,秃头。,清晰：,非,非此即,彼,彼，明,明,明白白,，,，不模,棱,棱两可,模糊性,的,的例子,季节交,替,替、昼,夜,夜交替,、,、少年,青,青年,几乎一,切,切连续,变,变化过,程,程的定,性,性描述,模糊性,根,根植于,客,客观事,物,物差异,的,的中介,过,过渡性,。,。,就客观,对,对象而,言,言，有,的,的对象,明,明显地,呈,呈现出,非