第1章 認識人工智能

1.1 人工智能的基本概念

在計算機領域，人工智能（在某些情況下又可稱為機器學習）是一種由機器展示出來的智能行為，人類展示出來的智能稱為自然智慧，一般我們簡稱為智慧。最新的教科書中將能感知并適應周圍環境進而采取行動，最大限度達成目標的物體或設備稱為智能體。

從更加容易理解的角度來看，我們可以對周圍的事物進行類比。首先，石頭這類靜止不動的物體顯然不能稱為智能體，與此相反，我們一般認為動物是智能體。那植物能稱為智能體嗎？大家在中學時都做過植物向性運動實驗，將發芽的玉米種子放置在沒有光的環境中，最后植物的根部均朝地心方向生長。因此，植物也可以看作智能體。

從粗獷的角度來看，人、動物、植物都是擁有智能的，即擁有感知和達成目標的能力。更進一步講，人的智能和動物、植物的智能顯然又是有區別的，人的智能是一種更高級的智能。這種區別通常體現在對目標的定義上，如在圍棋中，棋局的輸贏顯然比在數學上參照過去成功的公式推理出類似問題的答案要更加簡單明確。從這個角度來看，可以將智能大致分為如下兩種：

一種是目標相對比較明確的，類似于人類本能的智能；另外一種是目標相對比較復雜甚至無法明確定義的，類似于人類智慧的智能。

第一種智能雖然目標明確但不意味著簡單，如呼吸是人類的本能，目標也很明確，就是吸進氧氣吐出廢氣。但整個過程卻并不簡單：膈肌收縮，膈頂部下降，胸廓的上下徑增大，同時肋間肌收縮，胸廓擴張，整個胸腔容量增大，肺擴張，肺內氣壓降低，外界氣體被吸入。不難看出，呼吸是一個由眾多步驟組成的復雜過程，但如果細分開來，其實每一步的目標都是明確的。

雖然這里將智能劃分為兩種，但它們之間不是獨立的，智慧是構建于本能之上的。沒有本能作為基礎，智慧是不能存在的，也就是說，它們之間的關系是遞進的。就像我們人類如果沒有呼吸、消化等本能是無法存活的一樣。另外它們的關系也是復雜的，將多項本能疊加在一起，經過復雜的交互就會產生智慧。

之所以強調上面的劃分，是因為筆者認為現在的人工智能正處于智能發展的第一階段，處于本能的構建階段，如最近比較火的語音識別、圖像識別等就是類似于本能的一種。它們目標明確、有清晰的定義，我們可以有針對性地進行基準測試。但整個過程卻并不簡單，其中還有許多要解決的難題。這類人工智能一般被稱為弱人工智能。

弱人工智能（Artificial Narrow Intelligence，ANI）適合完成目標明確的任務，因此擅長完成單方面的任務，如戰勝人類圍棋世界冠軍的Alpha Go、支付寶的人臉支付、百度翻譯等都屬于弱人工智能。

構建于本能之上的第二階段的智能被稱為強人工智能（Artificial General Intelligence，AGI）或超人工智能（Artificial Superintelligence，ASI）。二者的區別為，以人類為參照物，如果達到類似于人類智慧水平，則稱之為強人工智能；如果超過或遠超人類智慧，則稱之為超人工智能。與第一階段相比，這個階段的智能需要完成一些目標不是很明確甚至模糊的任務，或者在復雜環境中做出能最大概率成功的行為。這個階段的智能具有將目標進行抽象、拆解、重新規劃、從過去的經驗中學習等一系列能力，而這些能力正是由第一階段的本能組合搭建而成的，需要積累非常龐大數量的本能能力，在本能能力累加足夠之后，強人工智能就可能以一種我們意想不到的方式突然出現。

回顧地球生物的進化歷史，生命大約誕生于35億年前，從細菌、微生物、單細胞生物、多細胞生物、植物、動物一路走來，直到約500萬年前，人類的祖先才誕生。其實換個角度來看，這也是智能一步一步進化的歷史。人工智能不是一個從零開始的，而是基于我們自身經驗發展構建的產物，雖然有我們的經驗可以借鑒，但人類對自身的了解其實也并不是非常深入的，我們尚無法解釋自身智慧產生的奧秘。因此有理由相信人工智能有可能將長期處于從初級生物進化到高級生物的階段。雖然長路漫漫，但正如人類會利用工具，人工智能今后必將作為人類更加有力、更加智能的工具幫助我們快速發展。