本書將全面介紹人工智能的發展歷史、探究過程以及在各個領域的應用，以通俗易懂的語言和生動有趣的示例為你揭示人工智能不為人知的奧秘。全面介紹了人工智能的歷史及其在各個領域的發展及應用。既有科學的嚴謹性，又不乏趣味性，以通俗的語言和生動的示例將科學之美展現得淋漓盡致，有助于讀者開闊視野，激發進一步探索科學的興趣。
從《終結者》《黑客帝國》《機器人瓦利》再到《超驗駭客》，我們多數人對人工智能的認識還停留在好萊塢電影階段，然而，人工智能作為一門計算機科學分支究竟是什么樣的？目前發展到了什么階段？能夠戰勝人類的*極AI機器真的會存在嗎？從這本書中，你很快就會發現問題的答案。
對于人工智能，斯蒂芬·霍金博士這樣評論過：“真正的人工智能技術，將是人類歷史上最了不起的發明。”而如今，各類智能化產品已經成為人類生活當中不可或缺的一部分。智能手機、電腦、數控電器，甚至是已經逐漸形成規模化生產制造的各類機器人……所有的這一切，都在表達著這樣一個意念：人工智能的時代已經到來了！
從技術進步角度來說，在過去的數十年時間里，世界人工智能的學術、實踐發展速度超過了所有人的想象。自1946年，嚴格意義上的第一臺科學計算機艾尼阿克號誕生以來，在隨后的幾十年時間里，人工智能的研發經歷了數次高峰和低谷。最長的一次沉寂，甚至超過了十年時間。但是，無論是高峰還是低谷，人工智能都抓住了每一次機遇，并且在經歷了每一次磨難的洗禮之后，它都能夠以更加高昂的姿態展現在世人的面前。就如同人們所說的那樣，電報從發明到推廣用了20年；隨后電話從發明到推廣花費了不到10年時間；而當前計算機軟件的研發和推廣，常常連幾個月時間都用不到。這就是說，人類社會對于高科技的追求已經越來越熱情，而以人工智能為代表的科技發展，也呈現出一片欣欣向榮的傲人姿態。
當前，由人工智能技術引發的各類智能化產品如雨后春筍般涌入各大市場，除了科技含量較高的高級計算機、智能化軟件等，還有各類規格型號的機器人產品。更重要的是，關于這些高新技術產品，它們的研發生產已經不再是歐美日韓等發達國家的專屬，以中國為首的發展中國家也已經具備了批量化生產智能機器人的能力。在中國大陸的東南沿海地帶，多個以家用、工用機器人生產制造為主的新式工廠你追我趕的良好競爭態勢，也為人工智能的民族化發展貢獻了力量。
除了技術和產業方面的進步之外，人類社會對于AI技術的態度也更加開明化、友好化。在情感方面，空虛寂寞的人愿意向開發商訂購一件情感治愈系列的機器人伴侶；在競爭方面，大名鼎鼎的國際棋手樂意坐下來同機器人進行對弈……而當霍金等人站出來極力告誡人工智能有可能會毀滅整個地球文明的時候，反對他們的聲音也是一浪高過一浪。其中最著名的恐怕就是Facebook創始人馬克·扎克伯格所說的那段鏗鏘有力的話了——他說道：“我們目前擔心人工智能的反噬，就如同兩百年前擔心坐飛機會失事一樣。人們總是過度擔心安全性，但我要說的是，無論如何，你得先有一架飛機，然后再去考慮它的安全性。”
從扎克伯格的話語中，我們可以得出兩個結論，首先是人類對于人工智能的態度正在逐漸好轉，而不像以前那樣諱莫如深、含糊其辭。如果說一件事情的成功首先應該從事主的精神態度開始的話，那么當人類開始正視AI技術、不再對它過于畏懼或崇拜時，或許有一天，由人工智能技術推動的各類產品，也會像今天的飛機一樣普及化。
更為重要的是，目前世界各國都已經將智能化發展戰略擬定在了民族規劃藍圖當中。而在2013年4月舉行的德國漢諾威工業博覽會上，以“智能工廠”為核心理念的發展計劃得到了世界各國的認同，而這也正是目前全球緊鑼密鼓極力推動的“工業4.0”的根基和雛形。
另一個從扎克伯格口中可以探知到的消息是，關于人工智能技術的發展是非常快的，而這種不可思議的變化，也觸動到了各大學術巨人的擔憂。例如，霍金與馬斯克。在霍金口中，或許有一天，機器人會自己發現電源線路與自身的關聯性，然后將相關能源完全掌控在自己手里，進而擺脫人類的制約。雖然從一定程度上來說，這一種猜想似乎離我們非常遙遠，但可以確定，關于人工智能的技術發展，真的是已經令諸多業內精英望而生畏了。
可以說，從技術進步、規模化產業興起，以及良好的社會認知角度上來說，人工智能都正處在一個不錯的歷史際遇之中，無論是從國家角度，還是依市場因素為評判標準，新AI技術的廣泛傳播和發展，都將是必不可免的。而在新一輪的時代熱潮即將到來之前，探尋人工智能發展的歷史、學習其主要推理進步的應用工具、解讀人工智能體工作、運轉的理論和原理，同時展望這一門新興科學在時代浪潮當中的發展前景，就是本書重點闡釋的方面。
當然，由于人工智能本身即為一門專業知識非常強的學科，其內容方面也必然會觸及到部分晦澀難懂的專業公式。而作者在這里針對部分難點進行了整理篩選，務求通過深入淺出的語言文字，將龐雜AI系統之中的高深原理傳達給讀者。而針對文章的任何意見和建議，都歡迎廣大讀者不吝筆墨，批評指正。
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韋康博，著名財經作家，財經評論員，工業4.0在中國的主要推動者與研究專家，曾發表多篇關于制造業的文章，介紹德國在智能化生產和先進制造業方面的新學術成果。在經濟、金融和人工智能方面，有獨立的研究成果。著有《工業4.0時代的盈利模式》、《國家大戰略》、《人工智能》、《怎樣成功建立百萬粉絲團》等著作。
1.人工智能時代將至，高效能助手的潛在威脅
毋庸置疑的是，世界各國正在尋求智能化更高、運行速度更快的計算機系統。這樣做的結果是顯而易見的，更高級別的智能系統會給使用者創造更為客觀的社會財富，但與此同時，急速膨脹的人工智能體系，是否也應該引起人類的警覺呢？
1939年10月的一天，美國愛荷華大學的一所實驗室里笑聲不斷，而此時和同伴談笑風生的約翰·文森特·阿塔納索夫教授還沒有意識到眼前這臺笨拙的機器將會對人類社會帶來翻天覆地的變化。他和助手——研究生克利福德·貝理給這臺機器起了一個粗糙的名字：ABC，即兩人姓氏的首字母“A”和“B”，外加“Computer”的“C”。而這臺當時還沒有引起過多關注的“ABC”機器，也就是后來各代先進計算機的雛形。
受制于時代的限制，阿塔納索夫和貝理并沒有高度重視起自己這一項偉大的發明，“ABC”也只是做一些數學方程式的解算。幾年之后，美國當局也被卷入了世界大戰的漩渦，阿塔納索夫和貝理都放下了手中所有的學術研究，轉而投向國防、武器制造等方面，而“ABC”的進一步精研，也就這樣被擱置了。到1946年，世界戰爭進入白熱化階段，美國社會各階層都不約而同地通過縮減開支來援助政府，愛荷華大學的教育經費也大量停減。在這樣一個時代背景下，“ABC”的部分零部件都被拆除移作他用了，只剩下存儲裝置還孤零零地留在原地。
盡管“ABC”沒有引起社會的重視，但愛荷華大學教授發明出了能夠自主解算超高難度方程式的機器，這一消息在業內還是吸引了不少科研人員的目光，賓夕法尼亞大學的電力工程學教授莫奇利·約翰·威廉姆就是其中之一。在參觀了遺留在愛荷華大學儲存室里的“ABC”之后，他認真地和阿塔納索夫教授溝通了部分意見，這為后來莫奇利研究出更高級別的計算機“艾尼阿克”提供了基礎。
到1946年2月14日，由莫奇利教授和他的學生——年僅25歲的艾克特·約翰·普洛斯博共同推出的新型計算機“艾尼阿克”號宣布誕生。與阿塔納索夫主導的“ABC”不同，艾尼阿克得到了軍方的大力支持，原因是美國當局希望通過電子運算，來規范炮彈運行軌跡，進而提升命中率。根據當時的報道，艾尼阿克號計算機長50英尺，寬30英尺，重量更是達到了30噸。而當艾尼阿克號開始啟動的時候，整個費拉德費亞市都需要關閉民用電源，以確保艾尼阿克號的正常運轉。
除了占地面積大、噸位過重、用電量驚人之外，艾尼阿克號還需要18800個真空管來支持工作。更重要的是，數量龐大的真空管損耗率驚人，差多不15分鐘就會有一根真空管被燒毀，然后工作人員不得不再花費大量的時間來查找、替換掉壞掉的零件。
然而，盡管從資源消耗方面來說，艾尼阿克號計算機的消耗是非常驚人的，但與此同時，它也展示出了物有所值的性能：在加法運算方面，它每秒鐘的速度達到了5000次。這在當時可以說是一個“駭人聽聞”的成就，而當然這也是任何人腦都無法比擬的。
當然，從歷史的角度來看，這一切都只是一個開始，隨著社會各界的高度重視，計算機技術也不斷突飛猛進。時至今日，每秒鐘運行億萬次計算的計算機已經不能被看做“一流產品”。法國原子能署出品的“tera-10”型號計算機每秒鐘42.9萬億次的運算速度，都只能勉強躋身業內第七，那么艾尼阿克當年每秒鐘的5000次加法運算，或者是每秒400次乘法運算，看上去就都顯得微不足道了。
可以說，自第一臺電子計算機“ABC”問世開始，在不到一百年時間里，人類對于計算機技術的開發和使用是異常驚人的。單純從運行速度上來講，21世紀之后研發出來的超級計算機，在效率上要比首代計算機快上億倍，這個差距已經是不能用“天塹”來比擬了。更重要的是，從時代需求角度來說，由計算機主導的智能化體系，也已經在人類社會根深蒂固，早已經滲透到人類生活的方方面面了。
從社會生產角度來說，無論是工業生產還是農副養殖，利用智能化數字管控的勞作體系都是更具生產效率的。在美國，從事農業生產的人口不到全國人口總數的2%，但是他們卻支撐起了整個美利堅全部的食品供應，且還大量對外輸出農產品，是世界頭號農產出口國。更加令人稱道的是，美國農夫并不需要每天夜以繼日地播種或者是放牧牛羊，他們更多需要做的是坐在電腦旁邊，喝著咖啡，通過電子系統完成農業生產。在高自動化機械生產體系的幫助下，一對美國夫婦能夠完成3000英畝的農莊作業，同時他們還能喂養近200頭牛。在面對來訪者提問時，拉里·格雷格還向對方展示了自己利用安裝了GPS系統的電腦終端控制拖拉機犁地的過程。
相對而言，智能系統對于農業生產的應用，是落后于工業生產應用的。這也就是說，智能化體系對于全球工業生產的影響是更顯著的。美國紐約州立大學社會學教授理查德·拉克曼就表示：“假如我們把智能操作從工業生產當中完全去掉，那么我們的生產效率將會下降一萬倍甚至更多。”所以說，就社會生產而言，人類社會對于智能化系統的依賴和使用，已經達到了非常高的地步。
從日常生活角度來說，智能化電子產品也已經成為人類生活當中的重要組成部分。而假如沒有了電話，遠程交流就只能通過信件或者電報來完成。這顯然是一件可怕的事情。
總體而言，自從第一臺電子計算機問世起，人類就已經逐漸開始了智能社會的歷程。經過了一系列的探索之后，智能化產品的研發進程和使用技術，都呈現出了飛躍性的發展。從艾尼阿克號的每秒5000次加法，到tera-10的每秒超過40萬億次，計算機領域發生了翻天覆地的變化。同時，在社會生產和日常生活方面，智能體系應用也扮演著舉足輕重的角色。然而，這樣一種對于電子機器的超高程度依賴，必然也是利弊共存的。就好比是經營著3000英畝農莊的格雷格夫婦，當他們家中的智能操作系統按部就班的工作時，他能夠輕松地完成每一年的勞作，而一旦這些系統產生故障，或者是失去控制呢？當然，對于人工智能的開發和應用，我們也不必過于悲觀或者持有疑慮，因為從現階段來看，智能化操作對于人類社會的推動意義還是遠遠超過其暗藏的隱患的。只不過，從電子計算機在短短幾十年時間里運行速度瘋狂飆升近百億倍這一點來看，對人工智能系統保持警覺，其實也是有必要的。
2.早期的人工智能：控制論概念闡述
在人工智能發展的歷史上，控制論同樣占據了非常重要的位置。從定義上來說，控制論是一門指導人類如何通過數據信息的選取和使用，來改善某個受控制目標的狀態和發展前景的學科。它的核心概念就在于信息的傳輸：控制系統配合傳輸器將信息數據輸送出去，之后又需要將反饋信號遞送回來，繼而對信息的再發送產生相關影響。對應到人工智能方面來說，就是人工智能實體當中的控制系統負責調控和監督整個實體內部的數據發送與反饋，并以此為基礎掌控、規范整個實體的行為活動。
由美國國家航天總局主持研發的“墨菲斯”系列高端機器人，就是人工智能控制理論下的杰出產物。從外觀上來看，“墨菲斯”的主體是由數個巨大的球狀物環抱而成的，主體下是數個支撐腿，核心服務器就安裝在多個球狀物上。與一般機器人由電子計算機控制不同的是，“墨菲斯”完全是按照人類大腦思維執行任務的。當進入工作狀態之后，“墨菲斯”會依據人類的腦電波信號及波紋圖來計算出自己應有的舉動，以此完成各種任務。
“墨菲斯”系列機器人的應用，實際上就是控制論在人工智能當中發揮特殊作用的一個經典事例。自美國應用數學家諾伯特·維納首度提出“控制論”概念以來，控制論的思想和方法已經滲透到現代科技的方方面面。與“墨菲斯”形成對比的是，世界上第一臺機器人“尤尼梅特”，只能做一些簡單的固定程序，其功用特征更像是一根不停勞作的機械臂。可以說，在控制論理念的指引下，人工智能在過去幾十年時間里取得了驚人的成就。那么，從理論屬性上分析，控制論又都具備哪些優良特征呢？
（1）控制論強調在整個系統內部是需要設定一個穩定的平衡狀態的。這就是說，在人工智能范疇之內，受控主體必須是受到既定規律約束的，相關程序需要按照一個穩定的狀態來運行和計算，而非以一種隨機的態勢運轉。以“尤尼梅特”為例，它的最基本功用是工業生產，那么在執行生產命令的過程當中，它就必須是受到既定速率制約的。假如這個機器人在抓舉頻率上快慢不均，那么生產任務一定會受到破壞。要達成這一目標，設計者就需要對“尤尼梅特”的速率控制系統擬定相應的“率值”，以限定它在相應的范圍內進行勞動操作。當然，“速率限定”只是龐大控制系統當中很小的一部分，在一些技術水平要求更高的人工智能體當中，還會有更多的管控因素被引入，這一點是毋庸置疑的。
（2）信息傳遞是控制論理念之中必不可缺的一部分。作為一個受外部因素引導的人工智能體，其個體行為必然是需要遵循相關指令限定的。在這一過程當中，數據傳導就顯得不可或缺。比如在美國國家航天總局的指揮下，“墨菲斯”機器人需要執行一項外太空探索任務，那么這名機器人和相關工作人員之間就是存在信號的發送與接收的。對于智能體和操作者之間的這種關聯狀態，約瑟夫·恩格爾伯格就說：“機器人是人類手臂、軀干、視野的延伸者和替代品，它們的行為是受到相關命令驅使才能實現的。”值得注意的是，就目前而言，即便是最高端的人工智能體，它們的活動也是在外部信息的驅動下進行的。
（3）控制系統當中必須存在用以修正行為偏差的功能裝置。這一點同樣也非常重要，因為對于生物個體來說，它們為了適應外部環境的變化需要更改自身狀態或行為。在某些情況下，人工智能體同樣也會面對“突發狀況”。比如一個雙足行走的軍用機器人，它在崎嶇不平的路面上快速行進時，就需要通過核心處理器來調整自己步伐的頻率或者抬腳高度，而如果設計者在這名機器人的程序當中沒有配備行為修正裝置，那么這名機器人在遇到障礙物時，肯定會因外部阻力而無法完成命令任務。
第四，除了通過特殊裝置調節偏差以外，控制系統還要求有專門輔助矯正非穩定性因素的自我調節機制。也就是說，控制系統從整體上而言是處于動態的，它會在工作波動較大時采取行動，以維持運轉的穩定性。值得注意的是，自我調節機制屬于系統內的程序設定，是一種擬定的程序，它與風向調節器、運動加速器等外化裝置是存在概念上的區別的。
可以看到，控制論概念的提出，對于穩定、改良、操縱一個系統模型而言帶來了難以估量的理論支持。無論是簡單質樸的“尤尼梅特”，還是設計精良、用途廣泛的“墨菲斯”，這些新時代出品的機器人設計全都毫無例外地采用了控制論當中的基本概念。也正是在這些嚴謹、實用的理論引導下，關于人工智能的產業、產品才能夠屢屢攻破難關的。正如恩格爾伯格所說的那樣：“正是由于理論基礎的完整化、精確化，才使得人造機器人脫離了‘玩具’的范疇，并一步步得以改良和完善。”所以說，控制論作為人工智能早期理論基礎之一，為其后來的高速發展產生了巨大推動作用。
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