英國(guó)著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家艾倫·圖靈在1950年發(fā)表的論文《計(jì)算機(jī)器與智能》中,對(duì)人工智能的發(fā)展和人工智能的哲學(xué)作出了廣泛的研究。1936年,圖靈已經(jīng)發(fā)展出了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的原理,并在二戰(zhàn)期間在布萊切利園破解密碼的過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在1950年的論文中,圖靈探索了“機(jī)器”和“思考”的含義,在后來(lái)的“圖靈測(cè)試”中,他提出,如果一臺(tái)機(jī)器進(jìn)行的對(duì)話無(wú)法與人類對(duì)話相區(qū)別,那么可以說(shuō)這臺(tái)機(jī)器能夠“思考”。他在計(jì)算機(jī)方面的早期研究成果被送到倫敦?cái)?shù)學(xué)學(xué)會(huì)(London Mathematical Society),并且證明了所有的數(shù)字計(jì)算機(jī)都有同樣的功能(也就是說(shuō),只要有足夠的內(nèi)存和時(shí)間,任何計(jì)算機(jī)都可以模擬所有其他計(jì)算機(jī)的行為),這個(gè)實(shí)驗(yàn)表達(dá)出了一個(gè)強(qiáng)有力的、優(yōu)雅且精確的概念。這篇論文至今仍被廣泛閱讀、討論、引用和納入選集。
人工智能領(lǐng)域的早期研究者們專注于開(kāi)發(fā)必要的工具和技術(shù),以幫助他們探索圖靈的思想。早期的方法主要針對(duì)符號(hào)編程(也就是能夠在自己的編程語(yǔ)言中操縱表達(dá)的程序),這是最有前景的范例。許多特殊目的語(yǔ)言都是以此為動(dòng)力編寫(xiě)的,其中最著名的是美國(guó)的LISP語(yǔ)言,但也包括來(lái)自英國(guó)的重要貢獻(xiàn),比如POP-2(由愛(ài)丁堡大學(xué)的羅賓·波普和羅德·伯斯托發(fā)明)和Edinburgh Prolog(由愛(ài)丁堡大學(xué)的大衛(wèi)·沃倫發(fā)明)。
1952年,克里斯托弗·斯特拉奇在曼徹斯特大學(xué)使用Ferranti?Mark?1系統(tǒng)編寫(xiě)了國(guó)際跳棋的玩法,在后來(lái)還編寫(xiě)了情書(shū)。人工智能已經(jīng)參與到了越來(lái)越復(fù)雜的游戲中,這一直是其進(jìn)步的標(biāo)志。
另一位前布萊切利密碼破譯者是唐納德·米奇,他后來(lái)在愛(ài)丁堡的機(jī)械智能與感知部門(mén)擔(dān)任主管。當(dāng)時(shí)他發(fā)明的連三子棋程序MENACE對(duì)當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)太過(guò)復(fù)雜,而他最初是用300個(gè)火柴盒來(lái)實(shí)施這個(gè)過(guò)程的。
到20世紀(jì)60年代,人工智能技術(shù)被應(yīng)用于更為復(fù)雜的問(wèn)題,并被運(yùn)用到實(shí)際中。前期計(jì)劃包括制定解決問(wèn)題的策略,從而逐步解決問(wèn)題,比如自動(dòng)推理,或者是規(guī)劃依據(jù)(由艾倫·邦迪首創(chuàng))。
理解自然語(yǔ)言是另一個(gè)重要的部分;例如,Karen Sprck Jones發(fā)明了從文檔中檢索信息的方式,而Yorick Wilks的偏好語(yǔ)義是一種用來(lái)消除單詞歧義感的計(jì)算方法,這不僅是對(duì)人工智能的貢獻(xiàn),而且直接挑戰(zhàn)了語(yǔ)言學(xué)中占主導(dǎo)地位的喬姆斯基范式。他們二人都是劍橋語(yǔ)言研究小組的校友,這是一個(gè)由維特根斯坦的學(xué)生Margaret Masterman創(chuàng)立的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言學(xué)的傳奇熔爐。
在隨后的發(fā)展中,像愛(ài)丁堡的Freddy I和Freddy II這樣的機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)⒁曈X(jué)、智能、多功能性和物理工程結(jié)合起來(lái),來(lái)完成一些任務(wù),比如組裝物體(需要為機(jī)器人開(kāi)發(fā)的專用AI語(yǔ)言)。人工智能系統(tǒng)也對(duì)認(rèn)知心理學(xué)這一學(xué)科產(chǎn)生了影響。研究人員包括理查德?格雷戈里、克里斯托弗?隆格希金斯、菲利普?約翰遜-萊爾德和戴維?馬爾,他們意識(shí)到,人類的認(rèn)知過(guò)程可以被視為一種計(jì)算方式,并被模仿為計(jì)算機(jī)程序。
在全球以及在英國(guó),人工智能經(jīng)歷了向前發(fā)展的階段,也有相對(duì)停滯的時(shí)期(通常被稱為“人工智能的冬天”)。其中一個(gè)重大事件發(fā)生在1973年,,詹姆斯·萊特希爾(Sir James Lighthill)發(fā)表了關(guān)于人工智能的報(bào)告,該報(bào)告建議將人工智能資金集中在少數(shù)幾所英國(guó)大學(xué)。萊特希爾質(zhì)疑了當(dāng)時(shí)的人工智能能夠通過(guò)擴(kuò)大規(guī)模來(lái)解決現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜問(wèn)題,而且確實(shí),20世紀(jì)60年代的主流方法,將復(fù)雜的推理建模為可能的決策樹(shù),很容易遇到組合性爆炸的問(wèn)題。
但是,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,符號(hào)編程的進(jìn)步使人們對(duì)人工智能解決復(fù)雜問(wèn)題的能力有了更深入的理解,特別是在工具和技術(shù)方面取得了特別的進(jìn)展,可以模擬或支持復(fù)雜的專家推理在結(jié)構(gòu)相對(duì)良好的領(lǐng)域的應(yīng)用(在工作場(chǎng)所的應(yīng)用是非常理想的)。
Knowledge-Based Systems(KBS),被稱為知識(shí)庫(kù)系統(tǒng),將人工智能技術(shù)與其他類型的計(jì)算推理和領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)知識(shí)結(jié)合起來(lái),為非常常用但重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序創(chuàng)建系統(tǒng)。KBS不引人注目但實(shí)際的成功,幫助化解了萊特希爾的“悲觀情緒”,并為通過(guò)Alvey項(xiàng)目進(jìn)行大規(guī)模的資金擴(kuò)張鋪平了道路。回顧過(guò)去,我們所看到的人工智能冬天都是過(guò)度炒作的產(chǎn)物——支持者夸大了錯(cuò)誤的失敗印象,并因此低估了研究中重要但未取成果的成就。
1983年至1987年期間,英國(guó)的Alvey智能知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)(IKBS)計(jì)劃是為了響應(yīng)其他國(guó)家的進(jìn)展而開(kāi)發(fā)的,尤其是日本(其這5年的項(xiàng)目依靠技術(shù)和語(yǔ)言,尤其是來(lái)自英國(guó)的Edinburgh Prolog)。Alvey影響了學(xué)術(shù)界研究能力的發(fā)展,也鼓勵(lì)了行業(yè)應(yīng)用,使其專注于已經(jīng)取得進(jìn)展的實(shí)際問(wèn)題,尤其是自然語(yǔ)言處理、界面和KBS。
這些應(yīng)用程序逐漸將人工智能領(lǐng)域的目標(biāo)從制造“思考機(jī)器”(這個(gè)概念一直存在哲學(xué)爭(zhēng)論)轉(zhuǎn)變?yōu)榱烁珊饬康臉?gòu)想,即創(chuàng)造出能夠發(fā)揮作用的機(jī)器,如果這些機(jī)器是由人類生產(chǎn)的,那么就可以將其作用歸因于“智能”(圖靈測(cè)試中隱含的一個(gè)概念)。這種智能的表現(xiàn)可能是由“蠻力”方法產(chǎn)生的,既沒(méi)有反映,也沒(méi)有試圖反映人類的問(wèn)題。有趣的是,英國(guó)培養(yǎng)了許多重要的哲學(xué)家,他們幫助發(fā)現(xiàn)了這些區(qū)別背后的概念,比如瑪格麗特·博登和安迪·克拉克。
Alvey項(xiàng)目之后,AI的投資再次下降,但這一領(lǐng)域的前景已經(jīng)出現(xiàn)了好轉(zhuǎn),因?yàn)樾碌木幊谭椒ú辉僖蕾囉诜?hào)推理的線性組合。盡管符號(hào)編程是人類語(yǔ)言最簡(jiǎn)單的編程類型,但模擬自然技術(shù)從感知環(huán)境(例如來(lái)自感官的信息)中也可以推斷出很多信息,因?yàn)樗鼈儾话愂鲂曰蚣僭O(shè)性知識(shí)的直接表述。
從自然中獲得靈感的一個(gè)例子是遺傳算法,它將一個(gè)程序編碼為一組“基因”,然后以模仿進(jìn)化的方式進(jìn)行修改,尋找與不斷變化的與環(huán)境的“契合度”(早期項(xiàng)目包括理查德·弗西斯的小獵犬系統(tǒng),用于模式識(shí)別)。另一種是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或連接主義系統(tǒng),在這種系統(tǒng)中,人造“神經(jīng)元”相互連接在一個(gè)系統(tǒng)中,這個(gè)系統(tǒng)的作用類似于人腦,由多個(gè)“神經(jīng)元”相互刺激或抑制。與具有象征意義的人工智能一樣,研究人員經(jīng)常在模仿人類大腦時(shí)進(jìn)行逆向推理,來(lái)提高其性能(例如,由杰弗里·辛頓開(kāi)發(fā)的反向傳播算法),但由史蒂夫·弗伯領(lǐng)導(dǎo)的大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)SpiNNaker(2005-)仍然是大腦直接建模的傳統(tǒng)范式。其他與人工智能相關(guān)的非傳統(tǒng)計(jì)算方法還包括并行處理(并行處理多個(gè)處理器來(lái)解決問(wèn)題)、多智能體系統(tǒng)(在一個(gè)環(huán)境中有許多智能自動(dòng)代理交互)和機(jī)器學(xué)習(xí)(算法可以學(xué)習(xí)在數(shù)據(jù)中找到重要的結(jié)構(gòu),并通過(guò)培訓(xùn)確定有趣的模式)。
其他國(guó)家和國(guó)際公司正在大力投資人工智能開(kāi)發(fā),但英國(guó)仍被視為人工智能研究和應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)中心,至少目前是這樣。例如,DeepMind的兩位創(chuàng)始人,在倫敦大學(xué)學(xué)院計(jì)算機(jī)神經(jīng)科學(xué)組讀博士時(shí)結(jié)識(shí),而這一小組的創(chuàng)始主任正是杰弗里·辛頓。英國(guó)可以繼續(xù)在圖靈的遺產(chǎn)和追隨他的人的基礎(chǔ)上繼續(xù)努力,繼續(xù)成為人工智能的重要中心之一。
Kieron o'hara博士,南安普敦大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)科學(xué)系副教授和首席研究員。
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