《人工智能復雜問題求解的結構和策略（原書第6版）》是一本經典的人工智能教材，全面闡述了人工智能的基礎理論，有效結合了求解智能問題的數據結構以及實現的算法，把人工智能的應用程序應用于實際環境中，并從社會和哲學、心理學以及神經生理學角度對人工智能進行了獨特的討論。新版中增加了對“基于隨機方法的機器學習”的介紹，并提出了一些新的主題，如涌現計算、本體論、隨機分割算法等。
《人工智能復雜問題求解的結構和策略（原書第6版）》適合作為高等院校計算機專業人工智能教材，也可供人工智能領域的研究者及相關工程技術人員參考。
《人工智能復雜問題求解的結構和策略（原書第6版）》是一本經典的人工智能教材，全面闡述了人工智能的基礎理論，有效結合了求解智能問題的數據結構以及實現的算法。把人工智能的應用程序應用于實際環境中，并從社會和哲學、心理學以及神經生理學角度對人工智能進行了全面的討論。 本版新增內容 ●新增一章，介紹用于機器學習的隨機方法，包括一階貝葉斯網絡、各種隱馬爾可夫模型、馬爾可 夫隨機場推理和循環信念傳播。 ●介紹針對期望最大化學習以及利用馬爾可夫鏈蒙特卡羅抽樣的結構化學習的參數選擇，強化學習 中馬爾可夫決策過程的利用。 ●介紹智能體技術和本體的使用。 ●介紹自然語言處理的動態規劃（Earley語法分析）以及Viterbi等其他概率語法分析技術。 ●書中的許多算法采用Prolog，LISP和Java語言來構建。
人工智能（AI）最開始的動機是想創造一種機器，它不僅能夠思考，而且還有可能和人類交流，這是計算的最高級目標。在過去的許多年里，人工智能的研究者們在探索智能機制的同時，還使人工智能在實際領域取得了更廣泛的應用。我們可以使用不同的人工智能策略解決很多在實際應用計算機技術時出現的復雜問題。眾所周知，智能本身是非常復雜的，難以用單一的理論來描述。因此，產生了一系列的理論從不同的抽象層次刻畫這個主題。在最低層次，神經網絡、遺傳算法以及其他形式的理論可以輔助理解適應性原理、感知機制以及與物理世界的交互機制。在更加抽象的層次，專家系統的設計、智能主體、隨機模型以及自然語言理解程序反映了知識在智能中的角色和創建、傳遞、保持的社會過程。更深一層，邏輯學家提出了演繹、反繹、歸納、真值維護以及其他的推理模型和方式。
在第6版中，George F. Luger闡述了復雜問題求解結構和策略的所有這些層次的理論，同時，他還指出了智能研究本身的令人興奮之處，演示了怎樣使用不同的軟件工具和技術去解決計算機科學家面臨的復雜問題。
這本暢銷教材的主要特點是：
·徹底和全面闡述人工智能的基礎理論。
·有效結合了求解智能問題的數據結構以及實現的算法。
·用LISP、Prolog或Java語言編寫實例程序。
·把人工智能的應用程序應用于實際環境中。
·從社會和哲學角度出發對人工智能進行全面的討論。
與第5版相比，第6版主要擴充了獲取人工智能的隨機方法的相關材料，包括：
·修改9.3節、加入第13章來介紹基于概率的機器學習。
·擴充了關于有限狀態自動機和概率接受器以及動態規劃的使用，尤其是使用隨機測量的動態規劃算法（Viterbi算法）的例子。
此外，第6版除了介紹Prolog和LISP，還收集了一些用Java實現的人工智能算法。
本書共16章。第1章（第一部分）簡單介紹人工智能；第2、3、4、5、6章（第二部分）介紹AI問題求解的研究工具；第7、8、9章（第三部分）介紹人工智能和知識密集型問題求解以及變化和模糊情況下推理的表示法；第10、11、12、13章（第四部分）提供機器學習中問題的擴充說明；第14、15章構成本書的第五部分，第14章討論這一領域中最早的程序，第15章介紹自然語言理解；第16章（第六部分）作為本書的結束語。
本書適合作為高等院校計算機、自動化、電子等專業本科生及研究生的人工智能教材。同時，本書也是人工智能領域的研究者或那些想了解和應用當前人工智能技術的工作人員的一本寶貴的參考資料。
本書第6版的翻譯工作由郭茂祖主持，郭茂祖審校了全部譯稿，玄萍負責校對。其中，郭茂祖翻譯了第1、2、3、4、5章，劉揚翻譯了第7、8、9、10章，玄萍翻譯了第11、12、13、14章，王春宇翻譯了第6、15、16章。在本書的翻譯過程中，李建伏、鄧超、鄒權、于建濤、王峻、李艷娟、吳偉寧、徐磊、艾淼、邢志安給予了很多幫助，對他們表示由衷的感謝。另外，本書的翻譯參考了第5版的中文版，在此一并表示感謝。
George F. Luger，1973年在賓夕法尼亞大學獲得博士學位，并在之后的5年間在愛丁堡大學人工智能系進行博士后研究，現在是新墨西哥大學計算機科學研究、語言學及心理學教授。
出版者的話
譯者序
前言
第一部分 人工智能的歷史淵源及研究范圍
第1章 人工智能的歷史及應用
1.1 從伊甸園到第一臺電子計算機：對智能、知識和人類技能的態度
1.1.1 人工智能基礎的簡要歷史
1.1.2 理性主義和經驗主義學派對人工智能的影響
1.1.3 形式邏輯的發展
1.1.4 圖靈測試
1.1.5 智能的生物和社會模型：主體理論
1.2 人工智能應用領域概述
1.2.1 博弈
1.2.2 自動推理和定理證明
1.2.3 專家系統
1.2.4 自然語言理解和語義學
1.2.5 對人類表現建模
1.2.6 規劃和機器人學
1.2.7 人工智能的語言和環境
1.2.8 機器學習
1.2.9 其他表示：神經網絡和遺傳算法
1.2.1 0AI和哲學
1.3 人工智能小結
1.4 結語和參考文獻
1.5 習題
第二部分 作為表示和搜索的人工智能
第2章 謂詞演算
2.0 簡介
2.1 命題演算（選讀）
2.1.1 符號和語句
2.1.2 命題演算的語義
2.2 謂詞演算
2.2.1 謂詞的語法和語句
2.2.2 謂詞演算的語義
2.2.3 語義含義的積木世界例子
2.3 使用推理規則產生謂詞演算表達式
2.3.1 推理規則
2.3.2 合一算法
2.3.3 合一的例子
2.4 應用：一個基于邏輯的財務顧問
2.5 結語和參考文獻
2.6 習題
第3章 狀態空間搜索的結構和策略
3.0 簡介
3.1 狀態空間搜索的結構
3.1.1 圖論（選讀）
3.1.2 有限狀態自動機（選讀）
3.1.3 問題的狀態空間表示
3.2 用于狀態空間搜索的策略
3.2.1 數據驅動搜索和目標驅動搜索
3.2.2 圖搜索的實現
3.2.3 深度優先搜索和寬度優先搜索
3.2.4 迭代加深的深度優先搜索
3.3 利用狀態空間來表示命題演算和謂詞演算的推理
3.3.1 邏輯系統的狀態空間描述
3.3.2 與或圖
3.3.3 進一步的例子和應用
3.4 結語和參考文獻
3.5 習題
第4章 啟發式搜索
4.0 簡介
4.1 爬山法和動態規劃法
4.1.1 爬山
4.1.2 動態規劃
4.2 最佳優先搜索算法
4.2.1 實現最佳優先搜索
4.2.2 實現啟發評估函數
4.2.3 啟發式搜索和專家系統
4.3 可采納性、單調性和信息度
4.3.1 可采納性度量
4.3.2 單調性
4.3.3 信息度更高的啟發是更好的啟發
4.4 在博弈中使用啟發
4.4.1 在可窮舉搜索圖上的極小極大過程
4.4.2 固定層深的極小極大過程
4.4.3 α-β過程
4.5 復雜度問題
4.6 結語和參考文獻
4.7 習題
第5章 隨機方法
5.0 簡介
5.1 計數基礎（選讀）
5.1.1 加法和乘法規則
5.1.2 排列與組合
5.2 概率論基礎
5.2.1 樣本空間、概率和獨立性
5.2.2 概率推理：一個道路/交通例子
5.2.3 隨機變量
5.2.4 條件概率
5.3 貝葉斯定理
5.4 隨機方法學的應用
5.4.1 “tomato”是如何發音的
5.4.2 道路/交通例子的擴展
5.5 結語和參考文獻
5.6 習題
第6章 為狀態空間搜索建立控制算法
6.0 簡介
6.1 基于遞歸的搜索（選讀）
6.1.1 遞歸
6.1.2 一個遞歸搜索的例子：模式驅動推理
6.2 產生式系統
6.2.1 定義和歷史
6.2.2 產生式系統的例子
6.2.3 產生式系統中的搜索控制
6.2.4 AI產生式系統的優點
6.3 用于問題求解的黑板結構
6.4 結語和參考文獻
6.5 習題
第三部分 捕獲智能：AI中的挑戰
第7章 知識表示
7.0 知識表示問題
7.1 AI表示模式的簡要歷史
7.1.1 語義關聯理論
7.1.2 語義網的早期研究
7.1.3 網絡關系的標準化
7.1.4 腳本
7.1.5 框架
7.2 概念圖：網絡語言
7.2.1 概念圖簡介
7.2.2 類型、個體和名字
7.2.3 類型層次
7.2.4 泛化和特化
7.2.5 命題結點
7.2.6 概念圖和邏輯
7.3 其他表示方法和本體
7.3.1 Brooks的包容結構
7.3.2 Copycat結構
7.3.3 多種表示、本體和知識服務
7.4 基于主體的和分布式的問題求解方法
7.4.1 基于主體的定義
7.4.2 基于主體的應用
7.5 結語和參考文獻
7.6 習題
第8章 求解問題的強方法
8.0 簡介
8.1 專家系統技術概覽
8.1.1 基于規則的專家系統設計
8.1.2 問題選擇和知識工程的步驟
8.1.3 概念模型及其在知識獲取中的作用
8.2 基于規則的專家系統
8.2.1 產生式系統和目標驅動問題求解
8.2.2 目標驅動推理中的解釋和透明性
8.2.3 利用產生式系統進行數據驅動推理
8.2.4 專家系統的啟發和控制
8.3 基于模型系統、基于案例系統和混合系統
8.3.1 基于模型推理簡介
8.3.2 基于模型推理：來自NASA的例子
8.3.3 基于案例推理介紹
8.3.4 混合設計：強方法系統的優勢和不足
8.4 規劃
8.4.1 規劃簡介：機器人學
8.4.2 使用規劃宏：STRIPS
8.4.3 teleo?reactive規劃
8.4.4 規劃：來自NASA的例子
8.5 結語和參考文獻
8.6 習題
第9章 不確定條件下的推理
9.0 簡介
9.1 基于邏輯的反繹推理
9.1.1 非單調推理邏輯
9.1.2 真值維護系統
9.1.3 基于最小模型的邏輯
9.1.4 集合覆蓋和基于邏輯的反繹
9.2 反繹：邏輯之外的辦法
9.2.1 Stanford確信度代數
9.2.2 模糊集推理
9.2.3 Dempster?Shafer證據理論
9.3 處理不確定性的隨機方法
9.3.1 有向圖模型：貝葉斯信念網絡
9.3.2 有向圖模型：d-可分
9.3.3 有向圖模型：一個推理算法
9.3.4 有向圖模型：動態貝葉斯網絡
9.3.5 馬爾可夫模型：離散馬爾可夫過程
9.3.6 馬爾可夫模型：變形
9.3.7 BBN概率建模的一階替代方案
9.4 結語和參考文獻
9.5 習題
第四部分 機器學習
第10章 基于符號的機器學習
10.0 簡介
10.1 基于符號學習的框架
10.2 變形空間搜索
10.2.1 泛化操作符和概念空間
10.2.2 候選解排除算法
10.2.3 LEX：啟發式歸納搜索
10.2.4 評估候選解排除算法
10.3 ID3決策樹歸納算法
10.3.1 自頂向下決策樹歸納
10.3.2 測試選擇的信息論方法
10.3.3 評價ID3
10.3.4 決策樹數據問題：打包、推進
10.4 歸納偏置和學習能力
10.4.1 歸納偏置
10.4.2 可學習性理論
10.5 知識和學習
10.5.1 Meta?DENDRAL
10.5.2 基于解釋的學習
10.5.3 EBL和知識層學習
10.5.4 類比推理
10.6 無監督學習
10.6.1 發現和無監督學習
10.6.2 概念聚類
10.6.3 COBWEB和分類知識的結構
10.7 強化學習
10.7.1 強化學習的組成部分
10.7.2 一個例子：九宮游戲
10.7.3 強化學習的推理算法和應用
10.8 結語和參考文獻
10.9 習題
第11章 機器學習：連接機制
11.0 簡介
11.1 連接網絡的基礎
11.2 感知機學習
11.2.1 感知機訓練算法
11.2.2 例子：用感知機網絡進行分類
11.2.3 通用delta規則
11.3 反傳學習
11.3.1 反傳算法的起源
11.3.2 反傳算法實例1：NETtalk
11.3.3 反傳算法實例2：異或
11.4 競爭學習
11.4.1 對于分類的“勝者全拿”學習
11.4.2 學習原型的Kohonen網絡
11.4.3 outstar網絡和逆傳
11.4.4 支持向量機
11.5 Hebbian一致性學習
11.5.1 概述
11.5.2 無監督Hebbian學習的例子
11.5.3 有監督Hebbian學習
11.5.4 聯想記憶和線性聯想器
11.6 吸引子網絡或“記憶”
11.6.1 概述
11.6.2 雙向聯想記憶
11.6.3 BAM處理的例子
11.6.4 自相關記憶和Hopfield網絡
11.7 結語和參考文獻
11.8 習題
第12章 機器學習：遺傳性和涌現性
12.0 社會性和涌現性的學習模型
12.1 遺傳算法
12.1.1 兩個例子：CNF可滿足性問題和巡回推銷員問題
12.1.2 遺傳算法的評估
12.2 分類器系統和遺傳程序設計
12.2.1 分類器系統
12.2.2 用遺傳算子進行程序設計
12.3 人工生命和基于社會的學習
12.3.1 生命游戲
12.3.2 進化規劃
12.3.3 涌現的實例研究
12.4 結語和參考文獻
12.5 習題
第13章 機器學習：概率理論
13.0 學習中的隨機模型和動態模型
13.1 隱馬爾可夫模型(HMM)
13.1.1 隱馬爾可夫模型的介紹和定義
13.1.2 隱馬爾可夫模型的重要變形
13.1.3 使用HMM和Viterbi解碼音素串
13.2 動態貝葉斯網絡和學習
13.2.1 動態貝葉斯網絡
13.2.2 學習貝葉斯網絡
13.2.3 期望最大化：一個例子
13.3 強化學習的隨機擴展
13.3.1 馬爾可夫決策過程
13.3.2 部分 可觀測的馬爾可夫決策過程
13.3.3 馬爾可夫決策過程實現的例子
13.4 結語和參考文獻
13.5 習題
第五部分 人工智能問題求解的高級課題
第14章 自動推理
14.0 定理證明中的弱方法
14.1 通用問題求解器和差別表
14.2 歸結定理證明
14.2.1 概述
14.2.2 為歸結反駁生成子句形式
14.2.3 二元歸結證明過程
14.2.4 歸結策略和簡化技術
14.2.5 從歸結反駁中抽取解答
14.3 Prolog和自動推理
14.3.1 概述
14.3.2 邏輯程序設計和Prolog
14.4 自動推理進一步的問題
14.4.1 弱方法求解的統一表示法
14.4.2 可選推理規則
14.4.3 歸結反駁支持下的問答機制
14.4.4 搜索策略及其使用
14.5 結語和參考文獻
14.6 習題
第15章 自然語言理解
15.0 自然語言理解問題
15.1 解構語言：分析
15.2 語法
15.2.1 使用上下文無關文法說明和解析
15.2.2 Earley解析器：動態規劃二次訪問
15.3 轉移網絡解析器及語義學
15.3.1 轉移網絡解析器
15.3.2 喬姆斯基層次和上下文相關文法
15.3.3 ATN解析器的語義
15.3.4 結合句法和語義知識的ATN
15.4 語言理解的隨機工具
15.4.1 概述：語言分析中的統計技術
15.4.2 馬爾可夫模型方法
15.4.3 決策樹方法
15.4.4 解析的概率方法
15.4.5 概率上下文無關解析器
15.5 自然語言應用
15.5.1 故事理解和問題解答
15.5.2 數據庫前端
15.5.3 Web信息抽取和摘要系統
15.5.4 用學習算法來泛化抽取的信息
15.6 結語和參考文獻
15.7 習題
第六部分 后記
第16章 人工智能是經驗式的學科
16.0 簡介
16.1 人工智能：修訂的定義
16.1.1 人工智能和物理符號系統假設
16.1.2 連接或者“神經”計算
16.1.3 主體、涌現和智能
16.1.4 概率模型和隨機技術
16.2 智能系統科學
16.2.1 心理學約束
16.2.2 認識論問題
16.3 人工智能：當前的挑戰和未來的方向
16.4 結語和參考文獻
1.1 從伊甸園到第一臺電子計算機：對智能、知識和人類技能的態度
普羅米修斯這樣評價他違反奧林匹斯山神靈所取得的戰果：他不僅僅為人類盜取了火種，而且用智慧也就是心靈的鑰匙——一種“理性思想”——啟蒙了人類。智慧是一切人類技術乃至文明之本。古希臘劇作家埃斯庫羅斯用這個神話闡述了一種對知識的非凡威力的深邃而又古樸的理解。今天，人工智能已經被應用到普羅米修斯貢獻過的所有領域——醫學、哲學、生物學、天文學、地理學，以及埃斯庫羅斯無法預見的許多其他科學領域。
雖然普羅米修斯把人類從無知的禁錮中解放出來，但是他的行為卻激怒了宙斯。由于普羅米修斯竊取了本來只屬于奧林匹斯山神靈的智慧，因此宙斯下令把普羅米修斯鎖在光禿禿的石頭上經受永世的折磨。關于人類獲取知識的努力觸犯了神靈或自然法則的觀點在西方思想中根深蒂固，這就是伊甸園故事的基礎，也出現在但丁和米爾頓的著作中。莎士比亞和古希臘悲劇家們都把對知識的渴望描述為災難之源。這種尋求知識最終會導致災難的觀念自產生以來一直存在，無論是文藝復興時期、還是啟蒙運動時期，甚至包括在科學和哲學大發展的19世紀和20世紀。因此，人工智能在學術領域和大眾思想中引發的諸多爭議根本不足為奇。
事實上，現代科技并沒有使人們消除這種自古而來的恐懼——即渴望知識會導致惡果，而是使人們意識到產生那樣的后果是很有可能的，甚至是即將來臨的。今天，人們用科技社會的語言重新講述著普羅米修斯、夏娃和浮士德的神話。瑪麗·雪萊在她的《弗蘭肯斯坦》（該書的副標題很有趣，叫《現代普羅米修斯》）一書的序言中這樣寫道。
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