人工智能的发展综述

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甘肃科技纵横

人工智能的发展综述

李红霞

（甘肃交通职业技术学院，甘肃兰州

摘要：人工智能（ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）自１９５６年正式问世

以来的五十年间已经取得了长足的进展，由于其应用的极其广泛性及存在的巨大研究开发潜力，吸引了越来越多的科技工作者投入人工智能的研究中去。许多发达国家的高科技计划的重要内容是计算机技术，而尤以人工智能为其基本重要组成部分。人工智能成为国际公认的当代高技术的核心部分之一。本文通过人工智能的发展历史研究，旨在

关键词：人工智能发展历史人工智能（ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）自１９５６年正式问世以来的五十年间已经取得了长足的进展，由于其应用的极其广泛性及存在的巨大研究开发潜力，吸引了越来越多的科技工作者投入人工智能的研究中去。尤其是八十年代以来出现了世界范围的开发新技术的高潮，许多发达国家的高科技计划的重要内容是计算机技术，而尤以人工智能为其基本重要组成部分。人工智能成为国际公认的当代高技术的核心部分之一。

７３００００）

１人工智能的发展历史

自古以来，人类就力图根据自己的认识水平和当时的技术条件，企图用机器来代替人的部分脑力劳动，以提高征服自然的能力。公元８５０年，古希腊就有制造机器人帮助人们劳动的传说。在我国公元前９００多年，也有歌舞机器人传说的记载，这说明古代人就有人工智能的幻想。随着历史的发展，到十二世纪末至十三世纪初，西班牙的神学家和逻辑学家ＲｏｍｅｎＬｕｅｅ试图制造能解决各种问题的通用逻辑机。十七世纪法国物理学家和数学家Ｂ・Ｐａｓｃａｌ制成了世界第一台会演算的机械加法器并获得实际应用。

・・随后德国数学家和哲学家ＧＷＬｅｉｂｎｉｚ在这台加法器的基础上

发展并制成了进行全部四则运算的计算器。他还提出了逻辑机的设计思想，即通过符号体系，对对象的特征进行推理，这种“万能符号”和“推理计算”的思想是现代化“思考”机器的萌芽，因而他被后人誉为数理逻辑的第一个奠基人。接着，英国数学家、逻辑学家Ｂｏｏｌｅ初步实现了ＬｅｉｂｎｉＺ关于思维符号化和数学化的思想，提出了一种崭新的代数系统，这就是后来在计算机上广泛应用的

・布尔代数。十九世纪末英国数学和力学家ＣＢａｂｂａｇｅ致力于差分

机和分析机的研究，虽因条件限制未能完全实现，但其设计思想不愧为当年人工智能的最高成就。

进入二十世纪后，人工智能相继出现若干开创性的工作。

・・“理想１９３６年，年仅２４岁的英国数学家ＡＭＴｕｒｉｎｇ在他的一篇

计算机”的论文中，就提出了著名的图林机模型，１９４５年他进一步论述了电子数字计算机的设计思想，１９５０年他又在“计算机能

一文中提出了机器能够思维的论述，可以说这些都是图思维吗？”

林为人工智能所作的杰出贡献。・・１９４６年美国科学家ＪＷＭａｕｃｈｌｙ等人制成了世界上第一台电子数字计算机ＥＮＩＡＣ。随后又有不少人为计算机的实用化不懈奋斗，其中贡献卓著的应当是Ｖｏｎ

目前世界上占统治地位的依然是冯・诺依曼计算机。电Ｎｅｏｍａｎｎ。

子计算机的研制成功是许多代人坚持不懈地努力的结果。这项划时代的成果为人工智能研究奠定了坚实的物质基础。同一时代，美国数学家Ｎ・・Ｗｉｅｎｅｒ控制论的创立，美国数学家ＣＥ・Ｓｈａｎｎｏｎ信息论的创立，英国生物学家Ｗ・・ＲＡｓｈｂｙ所设计的脑等，这一切都为人工智能学科的诞生作了理论和实验工具的巨大贡献。

（１９５６－１９６１年）１．１形成时期

１９５６年夏季，在美国Ｄａｒｔｍｏｕｔｈ大学，由年青数学助教Ｊ・

・・・Ｍｄａｒｔｈｙ和他的三位朋友Ｍｍｉｎｓｋｙ、ＮＬｏｃｈｅｓｔｅｒ和ＣＳｈａｎｎｏｒ共

・・・同发起，邀请ＩＢＭ公司的ＴＭｏｒｅ和ＡＳａｍｕｅｌ、ＭＩＴ的ＯＳｅｌｆ－

・ｒｉｄｇｅ和Ｒ・Ｓｏｌｏｍｏｎｆｆ以及ＲＡＮＤ公司和Ｃａｒｎａｇｉｅ工科大学的Ａ

・・Ｎｅｗｅｌｌ和ＨＡＳｉｍｏｎ等人参加夏季学术讨论班，历时两个月。这

十位学者都是在数学神经生理学、心理学、信息论和计算机科学等领域中从事教学和研究工作的学者，在会上他们第一次正式使

（ＡＩ）这一术语，从而开创了人工智能的研究方向。用了人工智能

这次历史性的聚会被认为是人工智能学科正式诞生的标志，从此在美国开始形成了以人工智能为研究目标的几个研究组：如Ｎｅｗｅｌｌ和Ｓｉｍｏｎ的Ｃａｒｎｅｇｉｅ－ＲＡＮＤ协作组；Ｓａｍｕｅｌ和Ｇｅｌｅｒｎｔｅｒ的ＩＢＭ公司工程课题研究组；Ｍｉｎｓｋｙ和Ｍｃｃａｒｔｈｙ的ＭＩＴ研究组等，这一时期人工智能的主要研究工作有下述几个方面：

・・・１９５７年ＡＮｅｗｅｌｌ、ＪＳｈａｗ和ＨＳｉｏｍｏｎ等人的心理学小组编

制出一个称为逻辑理论机ＬＴ（ＴｈｅＬｏｇｉｃＴｈｅｏｒｙＭａｃｈｉｎｅ）的数学定理证明程序，当时该程序证明了Ｂ・Ａ・Ｗ・Ｒｕｓｓｅｌｌ和Ａ・Ｎ・

“数学原理”一书第二章中的３８个定理。后来他们又Ｗｈｉｔｅｈｅｎｄ和

揭示了人在解题时的思维过程大致可归结为三个阶段：（１）先想

定理和推理规则组织出大致的解题计划；（２）根据记忆中的公理、

解题过程；（３）进行方法和目的分析，修正解题计划。这种思维活动不仅解数学题时如此，解决其他问题时也大致如此。基于这一思想他们于１９６０年又编制了能解十种类型不同课题的通用问题求解程序ＧＰＳ（ＧｅｎｅｒａｌＰｒｏｂｌｅｍＳｏｌｖｉｎｇ），另外他们还发明了编程的表处理技术和ＮＳＳ国际象棋机，和这些工作有联系的Ｎｅｗｅｌｌ关于自适应象棋机的论文和Ｓｉｍｏｎ关于问题求解和决策过程中合理选择和环境影响的行为理论的论文，也是当时信息处理研究方面的巨大成就。

自组织、自适应能力的西１９５６年Ｓａｍｕｅｌ研究的具有自学习、

洋跳棋程序是ＩＢＭ小组有影响的工作，这个程序可以像一个优秀棋手那样，向前看几步来下棋。它还能学习棋谱，在分析大约１７５０００幅不同棋局后，可猜测出书上所有推荐的走步，准确度达４８％，这是机器模拟人类学习过程卓有成就的探索。１９５９年这个程序曾战胜设计者本人，１９６２年还击败了美国一个州的跳棋大师。

在ＭＩＴ小组，１９５９年Ｍｃｃａｒｔｈｙ发明的表（符号）处理语言ＬＩＳＰ，成为人工智能程序设计的主要语言，至今仍被广泛采用。１９５８年Ｍｃｃａｒｔｈｙ建立的行动计划咨询系统以及１９６０年Ｍｉｎｓｋｙ的论文“走向人工智能的步骤”，对人工智能的发展都起了积极的作用。

・此外，１９５６年ＮＣｈｏｍｓｋｙ的文法体系，１９５８年Ｓｅｌｆｒｉｄｇｅ等

人的模式识别系统程序等，都对人工智能的研究产生有益的影响。这些早期成果，充分表明人工智能作为一门新兴学科正在茁壮成长。

（１９６１年以后）１．２发展时期

上世纪六十年代以来，人工智能的研究活动越来越受到重视。为了揭示智能的有关原理，研究者们相继对问题求解、博弈、定理证明、程序设计、机器视觉、自然语言理解等领域的课题进行了深入的研究。四十多年来，不仅使研究课题有所扩展和深入，而且还逐渐搞清了这些课题共同的基本核心问题以及它们和其他

・・学科间的相互关系。１９７４年ＮＪＮｉｌｌｓｏｎ对发展时期的一些工作

写过一篇综述论文，他把人工智能的研究归纳为四个核心课题和八个应用课题。这四个具有一般意义的核心课题是：（１）知识的模型化和表示方法；（２）启发式搜索理论；（３）各种推理方法（演绎推理、规划、常识性推理、归纳推理等）；（４）人工智能系统结构和语言。这些课题的新成果极大地推动了人工智能应用课题的研究。

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（第３６卷）第５期２００７年

这八个应用课题是：（１）自然语言理解（ＮａｔｕｒａｌＬａｎｇｕａｇｅＵｎｄｅｒ－

ｓｔａｎｄｉｎｇ）（２）数据库的智能检索（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｅｔｒｉｅｖａｌｆｒｏｍ

（ＥｘｐｅｒｔＣｏｎｓｕｌｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ）（４）定理证Ｄａｔａｂａｓｅ）（３）专家咨询系统

明（ＴｈｅｏｒｅｍＰｒｏｖｉｎｇ）（５）博弈（ＧａｍｅＰｌａｙｉｎｇ）（６）机器人学（Ｒｏｂｏｔｉｃｓ）（７）自动程序设计（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）（８）组合调度

（ＣｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌａｎｄＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＰｒｏｂｌｅｍｓ）。问题

这一时期学术交流的发展对人工智能的研究有很大推动作用。１９６９年国际人工智能联合会成立，并举行第一次学术会议

（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｉｎｔＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＯｎＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）ＩＪＣＡＩ－６９

以后每两年召开一次。随着人工智能研究的发展，１９７４年又成立

（ＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎ－了欧洲人工智能学会，并召开第一次会议ＥＣＡＩ

此外，ｆｅｒｅｎｃｅＯｎＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ），也是相隔两年召开一次。

许多国家也都有本国的人工智能学术团体。在人工智能刊物方面，１９７０年创办了《ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ》国际性期刊，爱丁堡大学还不定期出版＜＜ＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ＞＞杂志，还有ＩＪＣＡＩ会议文集，ＥＣＡＩ会议文集等。另外许多国际知名刊物也刊载人工智能的论著。１．３繁荣时期

上世纪九十年代以来，人工智能研究出现了新的高潮。这一方面是因为在人工智能理论方面有了新的进展，另一方面也是因为计算机硬件突飞猛进的发展。随着计算机速度的不断提高、存储容量的不断扩大、价格的不断降低以及网络技术的不断发展，许多原来无法完成的工作现在已经能够实现。因此，人工智能研究也就进入繁荣期。目前人工智能研究的３个热点是：智能接口、数据挖掘、主体及多主体系统。其中某些技术已经实用化。技术的发展总是超乎人们的想象，从目前的一些前瞻性研究可以看出未来人工智能可能会向以下几个方面发展：模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。人工智能一直处于计算机技术的前沿，人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。今天，已经有很多人工智能研究的成果进入人们的日常生活。将来，人工智能技术的发展将会给人们的生活、工作和教育等带来更大的影响。

２人工智能的研究目标

程的机理。他们认为大脑是智能活动的物质基础，要揭示人类智能的奥秘，就必须弄清大脑的结构，也就是要从大脑的神经元模型着手研究。显然由于人脑有上百亿神经元，而且现阶段要进行人脑的物理模拟实验很困难，因而完成这个任务极其艰巨。但是这一学派试图创立“信息处理的智能理论”作为实现人工智能的长远研究目标，这个观点是值得重视的。另一条是计算机科学家们提出的从模拟人脑功能的角度来实现人工智能，也就是通过计算机程序的运行，从效果上达到和人们智能行为活动过程相类似

“建造智能机器或作为研究目标，因而这派学者只是局限于解决

系统为工程目标的有关原理和技术”作为实现人工智能的近期目标，这个观点比较实际，目前引起较多人的注意。

总之不论从什么角度来研究人工智能，都是通过计算机来实现，因此可以说人工智能的中心目标是要搞清楚实现人工智能的有关原理，使计算机有智慧、更聪明、更有用。

美国是人工智能的发源地，随着人工智能的发展，世界各国有关学者也都相继加入这一行列。英国在６０年代就起步人工智

《人工智能》系，日能的研究，到７０年代，在爱丁堡大学还成立了

本和西欧一些国家虽起步较晚，但发展都较快，前苏联对人工智能研究也给予重视。我国是从１９７８年才开始人工智能课题的研究，主要在定理证明、汉语自然语言理解、机器人及专家系统方面设立课题，并取得一些初步成果。八十年代国内也相应成立了中国人工智能学会，中国计算机学会人工智能和模式识别专业委员会，中国自动化学会模式识别与机器智能专业委员会，开展这方

高科技计划的重要内容，国家着手兴面的学术交流。作为“８６．３”

建了若干个人工智能研究中心实验室，极大地促进了我国人工智能的研究，缩短了我国人工智能技术与世界先进水平的差距，也为未来的发展奠定了技术和人才基础。获得首届国家最高科学奖的数学家吴文俊院士，就是因为其研究领域主要集中在运用计算机进行定理证明方面。

人工智能这门新兴学科也曾一度陷入低谷，遭到某些人的攻击和非难。但是随着高科技竞争的愈演愈烈，以及人工智能学者的艰苦卓绝的探索，它最终冲破迷雾以先锋的姿态披荆斩棘，乘

也许在不远的将来，我们会风破浪，成为二十一世纪的前卫学科。

无法分辨谁是机器人，谁是自然人。

参考文献：

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【５】王垌，夏祖勋，陈剑夫．模糊数学在人工智能中的应用．机械工业出版社，１９９１．

【６】渊一博，广濑健．日本第五代计算机．科学出版社，１９８７．【７】陆汝铃．人工智能．科学出版社，１９８９．

【８】休伯特・德雷福斯．计算机不能做什么———人工智能的极限．三联书店，

人工智能是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理

学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科，就其本质而言，它是研究如何制造出人造的智能机器或智能系统，来模拟人类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。

计算机所要模拟的人类智能活动的能力，具体地可以概括为：（１）通过视觉、听觉、触觉等感官活动，接受并理解文字、图象、声音、语言等各种外界的“自然信息”，这就是认识和理解世界环境的

（２）通过人脑的生理与心理活动以及有关的信息处理过程，能力。

将感性知识抽象为理性知识，并能对事物运动的规律进行分析，判断和推理，这就是提出概念，建立方法，进行演绎和归纳推理，作出决策的能力。（３）通过教育、训练和学习过程，日益丰富自身的知识

（４）对变化多端的外界环境条件，如干和技能，这就是学习的能力。

扰、刺激等作用能灵活地作出反应，这就是自我适应的能力。

针对以上人类智能活动的能力，目前研究人工智能主要有两条途径。一条是心理学家、生理学家们希望搞清大脑信息处理过（上接１５４页）为了取得良好的教学效果，在整个教学过程中，还应注意做到以下几点：

（１）划分层次要突出重点内容，分散难点，抓住教材体系的最主要的部分。

（２）注意新旧知识的衔接，使当前学习的知识既是已学知识的合乎逻辑的发展，又是今后学习新知识的准备，即要体现教学的系统性和连贯性。

（３）一切教学活动都应该系统而连贯的进行，包括备课、讲课、实验、复习等各个环节。

（４）对教学内容的层次划分要顺应学生的认识特点，由浅入深、由易到难，使学生容易理解和记忆。

１９８６．

【９】马骥良，金井平．模糊数学创始人———札德的科学思想与方法．陕西师范大学出版社，１９９２．【１０】杨春时，邵光远，刘伟民，张纪川．系统论、信息论、控制论浅说．中国广播电视出版社，１９８７．

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（５）注意进行经常的复习巩固和检查，及时发现和弥补学生在掌握知识和技能中的缺陷。

从教学实践来看，分层次教学可以把相关知识拉开距离，分散难点。使教学得以循序、系统、连贯地进行，符合循序渐进的教学原则，顺应学科知识的逻辑系统和学生的认知特点，有利于学生对知识的理解和记忆，能够保证学生获得系统性知识，使教学收到良好的效果。

参考文献：

【１】马文蔚．物理学教程．高等教育出版社，２００２．

【２】吕之森．大学物理学习指导．北京工业大学出版社，１９８９．【３】焦瑶光．教育学．兰州大学出版社，１９９４．

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