人工智能研究領(lǐng)域及其社會影響

□文/劉樹安

（東北財經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院遼寧·大連）

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，人工智能以它強(qiáng)大的滲透力走進(jìn)了社會生活的各個領(lǐng)域，極大地改變了社會面貌，深刻地改變了人們的思想和行為。探討人工智能對人類進(jìn)步的影響，對促進(jìn)人工智能發(fā)展和對人類的進(jìn)步有著重要意義。

一、人工智能的含義

人工智能也稱機(jī)器智能，它是計算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科。從計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的角度出發(fā)，人工智能是研究如何制造出智能機(jī)器或智能系統(tǒng)來模擬人類智能活動的能力，以延伸人類智能的科學(xué)。

人工智能領(lǐng)域的研究是從1956年正式開始的。這一年，在達(dá)特茅斯大學(xué)召開的會議上正式使用了“人工智能”（AI）這個術(shù)語。隨后的幾十年中，人們從問題求解、邏輯推理與定理證明、自然語音理解、博弈、自動程序設(shè)計、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)以及機(jī)器人學(xué)等多個角度展開了研究，已經(jīng)建立了一些具有不同程度人工智能的計算機(jī)系統(tǒng)。例如，能夠求解微分方程、設(shè)計分析集成電路、合成人類自然語音，進(jìn)行情報檢索，提供語音識別、手寫體識別的多模式接口，應(yīng)用于疾病診斷的專家系統(tǒng)以及控制太空飛行器和水下機(jī)器人更加貼近我們的生活。我們熟知的IBM的“深藍(lán)”在棋盤上擊敗了國際象棋大師卡斯帕羅夫就是比較突出的例子。

當(dāng)然，人工智能的發(fā)展也并不是一帆風(fēng)順的，也曾因計算機(jī)計算能力的限制無法模仿人腦的思考以及與實際需求的差距過遠(yuǎn)而走入低谷。但是，隨著硬件和軟件的發(fā)展，計算機(jī)的運算能力在以指數(shù)級增長。同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)蓬勃興起，確保計算機(jī)已經(jīng)具備了足夠的條件來運行一些要求更高的AI軟件，而且，現(xiàn)在的AI具備了更多的現(xiàn)實應(yīng)用的基礎(chǔ)。1990年以來，人工智能研究又出現(xiàn)了新的高潮。一方面是因為在人工智能理論方面有了新的進(jìn)展，一方面也是因為計算機(jī)硬件突飛猛進(jìn)的發(fā)展。隨著計算機(jī)速度的不斷提高、存儲容量的不斷擴(kuò)大、價格的不斷降低以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多原來無法完成的工作現(xiàn)在已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。

人工智能在發(fā)展過程中形成了幾個學(xué)派，最主要的兩個學(xué)派是符號主義和聯(lián)接主義。符號主義，又稱為邏輯廣義、心理學(xué)派或計算機(jī)學(xué)派。其原理主要為物理符號系統(tǒng)（即符號操作系統(tǒng)）假設(shè)和有限合理性原理，代表人物是紐厄爾和西蒙。大量傳統(tǒng)的人工智能研究是在這個學(xué)派的思想推動下進(jìn)行的。聯(lián)接主義認(rèn)為人工智能源于仿生學(xué)，特別是人腦模型的研究。它的代表性成果是1943年由生理學(xué)家麥卡洛克和數(shù)學(xué)邏輯學(xué)家皮茨創(chuàng)立的腦模型，即MP模型，開創(chuàng)電子裝置模仿人腦結(jié)構(gòu)和功能的新途徑。在這個學(xué)派中，有著名的模式識別理論。20世紀(jì)八十年代末神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迅速崛起，在聲音識別、圖像處理等方面取得很大成功。

二、人工智能研究和應(yīng)用的領(lǐng)域

（一）模式識別。計算機(jī)硬件的迅速發(fā)展，計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開拓，急切地要求計算機(jī)能更有效地感知諸如聲音、文字、圖像、溫度、震動等人類賴以發(fā)展自身、改造環(huán)境所運用的信息資料。但目前計算機(jī)卻無法直接感知它們，鍵盤、鼠標(biāo)等外部設(shè)備，對于這樣五花八門的外部世界顯得無能為力，即使是電視攝像機(jī)和話筒等，由于識別技術(shù)不高，計算機(jī)并未真正知道所采錄的究竟是什么信息，計算機(jī)對外部世界感知能力的低下，成為開拓計算機(jī)應(yīng)用的狹窄瓶頸。于是，著眼于拓寬計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，提高其感知外部信息能力的學(xué)科——模式識別得到了迅速發(fā)展。

（二）自然語言理解與機(jī)器翻譯系統(tǒng)。語言處理是人工智能最早期的研究領(lǐng)域之一。人們之間用語言互通信息是一件非常簡單的事情，而建立一個能夠生成和“理解”哪怕是只言片語的計算機(jī)系統(tǒng)卻是非常困難的。因為傳遞某一點的“思維結(jié)構(gòu)”需要龐大的與該思維結(jié)構(gòu)相關(guān)的公共思維結(jié)構(gòu)，猶如一個人一樣，需要有上下文知識并能根據(jù)這些知識進(jìn)行推理。自然語言理解最重要的成果是機(jī)器翻譯。現(xiàn)在，機(jī)器翻譯真正推向市場還面臨兩大問題：一是準(zhǔn)確性。由于科技文獻(xiàn)和文學(xué)作品有許多專業(yè)術(shù)語，所以需要專家來進(jìn)行譯前處理和譯后校正工作；二是翻譯速度問題。翻譯需要有龐大的字庫系統(tǒng)，有效快速搜索是需解決的問題之一，如何減少翻譯前的處理和翻譯后的校正工作時間也是需解決的問題。

（三）自動程序設(shè)計。對自動程序設(shè)計的研究不僅可以促進(jìn)半自動軟件開發(fā)系統(tǒng)的發(fā)展，而且也使通過修正自身代碼進(jìn)行學(xué)習(xí)的人工智能系統(tǒng)得到發(fā)展。程序理論方面的有關(guān)研究工作，對人工智能的所有研究工作都是很重要的。我們所指的自動程序設(shè)計是某種“超級編譯程序”，或者能夠?qū)Τ绦蛞獙崿F(xiàn)什么目標(biāo)進(jìn)行非常高級描述的程序，并能夠由這個程序產(chǎn)生出所需要的新程序。這種高級描述可能是采用形式語言的一條精辟語句，也可能是一種松散的描述，這就要求在系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)一步對話澄清語言的模糊，自動程序設(shè)計研究的重大貢獻(xiàn)之一是作為問題求解策略的調(diào)整概念。

（四）專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是一個具有專門知識的智能計算機(jī)程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個領(lǐng)域一個或多個專家提供的知識和經(jīng)驗進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，解決該領(lǐng)域需要由專家才能解決的問題，專家系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)庫和推理機(jī)構(gòu)成。近年來，在專家系統(tǒng)的研究中已經(jīng)出現(xiàn)了應(yīng)用人工智能技術(shù)解決實際問題的成功范例。如“故障診斷系統(tǒng)”，這種系統(tǒng)設(shè)計了一個計算機(jī)界面，可以進(jìn)行人-機(jī)“對話”，用戶與專家系統(tǒng)進(jìn)行咨詢對話就像用戶與具有這方面知識與經(jīng)驗的專家對話一樣，解釋和回答用戶的問題。此外，還有情報檢索系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)等。

發(fā)展專家系統(tǒng)的關(guān)鍵是如何表達(dá)和運用專家知識即構(gòu)筑數(shù)據(jù)庫，如何將那些來自人類專家的并已經(jīng)被證明了的對解決有關(guān)問題有幫助的典型事例符號化后輸入計算機(jī)。專家系統(tǒng)與過去的一些計算機(jī)系統(tǒng)不同，它是以符號處理為主的計算機(jī)程序系統(tǒng)，一般沒有算法解，經(jīng)常要在一些不完全、不精確、不確定的信息基礎(chǔ)上做出結(jié)論。

（五）智能機(jī)器人。智能機(jī)器人是人工智能研究的另一個重要領(lǐng)域，其中包括對操作機(jī)器人裝置程序的研究。至今，盡管已經(jīng)建立了一些比較復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)，工業(yè)上也運行著成千上萬臺機(jī)器人，但這都是一些按預(yù)先編好程序執(zhí)行某些重復(fù)作業(yè)的簡單裝置，大多數(shù)機(jī)器人只能“干”不能“看”，不具備“智慧”。如何攝取并處理視覺信息，研制能進(jìn)行圖像聲音識別并進(jìn)行擬人推理的機(jī)器人是人工智能的又一個十分活躍的領(lǐng)域。人工智能的研究促進(jìn)了機(jī)器人研究和機(jī)器人學(xué)的發(fā)展；另一方面，智能機(jī)器人研究又促進(jìn)了許多人工智能思想的發(fā)展。智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用體現(xiàn)出廣泛的學(xué)科交叉，涉及眾多課題。機(jī)器人已在各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、旅游業(yè)、空中和海洋以及國防等領(lǐng)域獲得越來越普遍的應(yīng)用。

（六）智能控制。人工智能的發(fā)展促進(jìn)自動控制向智能控制發(fā)展。智能控制是一類無需人的干預(yù)就能獨立地驅(qū)動智能機(jī)器實現(xiàn)其目標(biāo)的自動控制。它是自動控制的最新發(fā)展階段，也是用計算機(jī)模擬人類智能的一個重要研究領(lǐng)域。智能控制是同時具有以知識表示的非數(shù)學(xué)廣義世界模型和數(shù)學(xué)公式模型表示的混合控制過程，往往是含有復(fù)雜性、不完全性、模糊性或不確定性以及不存在已知算法的非數(shù)學(xué)過程，并以知識進(jìn)行推理來引導(dǎo)求解過程。

三、人工智能對人類社會的影響

隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人工智能的思想和技術(shù)對人類的影響與日俱增，人工智能的發(fā)展將會對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并將深入到人類社會的各個方面。

（一）人工智能的發(fā)展改變了人類的社會面貌

1、財富迅速增加。從財富的數(shù)量看，由于計算機(jī)、控制論和自動化技術(shù)的發(fā)展，正在迅速提高自動化的程度。同樣數(shù)量的勞動力在同樣的勞動時間里可以生產(chǎn)比過去多幾十倍、幾百倍的產(chǎn)品。從財富的質(zhì)量看，由于計算機(jī)的推廣應(yīng)用，新興產(chǎn)業(yè)以前所未聞的速度和前所未有的規(guī)模發(fā)展起來。

2、人際聯(lián)系日益緊密?，F(xiàn)在，任何社會制度的國家，由于人工智能的發(fā)展，生產(chǎn)社會化程度日益提高，使人際聯(lián)系頻度提高，距離縮短，Internet把整個世界聯(lián)為一個整體。在這種條件下，生產(chǎn)國際化、貿(mào)易國際化、金融國際化、教育國際化、政治國際化和信息國際化，人們之間的往來將更加緊密。

3、信息快速增加和更新。人工智能發(fā)展為人們儲存和處理信息提供了方便。一方面人們利用計算機(jī)每天輸入大量的信息，使信息以幾何級數(shù)增加；另一方面使信息更新加速，人們利用計算機(jī)大量輸入、生成和輸出的信息，使儲存在載體上的信息加速折舊，人們不斷期待正在傳輸中的最新信息，為滿足這種需要，越來越多的人進(jìn)一步搜集和輸入新的信息。

（二）人工智能的發(fā)展，改變了社會的結(jié)構(gòu)。人們一方面希望人工智能和智能機(jī)器能夠代替人類從事各種勞動，一方面又擔(dān)心它們的發(fā)展會引起新的社會問題。實際上，近十多年來，社會結(jié)構(gòu)正在發(fā)生一種靜悄悄的變化。人—機(jī)器的社會結(jié)構(gòu)，終將為人—智能機(jī)器—機(jī)器的社會結(jié)構(gòu)所取代。智能機(jī)器人就是智能機(jī)器之一。從發(fā)展角度看，從醫(yī)院里看病的“醫(yī)生”、護(hù)理病人的“護(hù)士”、旅館、飯店和商店的服務(wù)員、辦公室的“秘書”、指揮交通的“警察”，到家庭的“勤雜工”和“保姆”等，將均由機(jī)器人擔(dān)任。因此，人們將不得不學(xué)會與有智能的機(jī)器和睦相處，并適應(yīng)這種變化了的社會結(jié)構(gòu)。

由于人工智能能夠代替人類進(jìn)行各種腦力勞動，例如用專家系統(tǒng)代替管理人員或醫(yī)生進(jìn)行決策、診斷或治療病人的疾病。所以，將會使一部分人不得不改變他們的工種，甚至造成失業(yè)。人工智能在科技和工程中的應(yīng)用，會使一些人失去介入信息處理活動（如規(guī)劃、診斷、理解和決策等）的機(jī)會，甚至不得不改變自己的工作方式。

（三）人工智能的發(fā)展，提高了社會的經(jīng)濟(jì)效益。人工智能系統(tǒng)已創(chuàng)造出了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，專家系統(tǒng)就是一個典型的例子。隨著計算機(jī)價格的繼續(xù)下降，人工智能技術(shù)必將得到進(jìn)一步推廣，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)利益。成功的專家系統(tǒng)能為它的建造者、擁有者和用戶帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。用比較經(jīng)濟(jì)的方法執(zhí)行任務(wù)而不需要有經(jīng)驗的專家，可以極大地減少勞務(wù)開支和培養(yǎng)費用。由于軟件易于復(fù)制，所以專家系統(tǒng)能夠廣泛傳播專家知識和經(jīng)驗，推廣應(yīng)用數(shù)量有限的和昂貴的專業(yè)人員的知識。

如果保護(hù)得當(dāng)，軟件能被長期和完整地保持；因此，人類專家的經(jīng)驗?zāi)軌虻靡匝永m(xù)。不受人類專家壽命的限制，這又是一筆巨大的財富。各領(lǐng)域?qū)I(yè)人員（如醫(yī)生）難以同時保持最新的實際建議（如治療方案和方法），而專家系統(tǒng)卻能迅速地更新和保存這類建議，使終端用戶（如病人）從中受益。

（四）人工智能的發(fā)展，改變了人類思維方式。人工智能是人類理性活動的產(chǎn)物，它延長了人的思維活動，有利于人們正確思維，有利于人們應(yīng)用正確的思維方法。人工智能的運行遵循客觀規(guī)律，因此要求人們在應(yīng)用和開發(fā)中采取務(wù)實的態(tài)度，來不得半點虛假，用頭腦思考，來不得半點感情用事。人工智能的發(fā)展與推廣應(yīng)用，將影響到人類的思維方式和傳統(tǒng)觀念，并使它們發(fā)生改變。例如，傳統(tǒng)知識一般印在書本、報紙或雜志上，因而是固定不變的，而人工智能系統(tǒng)的知識庫的知識卻是可以不斷修改、擴(kuò)充和更新的。又如，一旦專家系統(tǒng)用戶開始相信系統(tǒng)（智能機(jī)器）的判斷和決定，那么他們就可能不愿多動腦筋，變得懶惰，并失去對許多問題及其求解任務(wù)的責(zé)任感和敏感性。那些過分依賴計算器的學(xué)生，他們的主動思維能力和計算能力也會明顯地下降，并增加誤解。在設(shè)計和研制智能系統(tǒng)時，應(yīng)考慮到上述問題，盡量鼓勵用戶在問題求解中的主動性，讓他們的智力積極參與問題求解過程。

（五）人工智能的發(fā)展，改變了人們的生活方式。隨著人工智能的發(fā)展步伐，人類活動方式發(fā)生了突變。網(wǎng)絡(luò)化加強(qiáng)了人們的橫向聯(lián)系。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，使人們的聯(lián)系方式發(fā)生了變化。就主從聯(lián)系講，以往主要靠從上到下的“金字塔管理”，現(xiàn)在突出了“網(wǎng)絡(luò)管理”。就平等聯(lián)系講，以往由距離決定聯(lián)系頻度，現(xiàn)在可以超越時空，由利益決定聯(lián)系頻度。

人工智能應(yīng)用主要遵循內(nèi)涵深入和外延拓展兩方面。首先，內(nèi)涵深入表現(xiàn)在模擬的發(fā)展，結(jié)構(gòu)模擬較多地受技術(shù)限制，功能模擬主要靠開發(fā)軟件?，F(xiàn)在全世界每年有幾十萬個成熟軟件推向市場，而無論是商務(wù)的還是娛樂的，都改變了人們單調(diào)的工作和生活模式；其次，外延拓展主要是人工智能與其他技術(shù)結(jié)合，光子、超導(dǎo)和激光計算機(jī)是人工智能發(fā)展的新出路。在社會廣闊領(lǐng)域中，人工智能借助機(jī)電光聲技術(shù)，為社會提供了電子排版系統(tǒng)、電視節(jié)目編輯器、復(fù)印機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)、家庭影院、音樂噴泉、B超檢查、CT檢查和機(jī)器人，給人們生活帶來了一片新氣象。

人工智能已經(jīng)滲透到社會生活的方方面面，從而使掌握人工智能的知識技能已成為從事各項工作的關(guān)鍵。首先，非信息職業(yè)與信息職業(yè)的工作界限日趨模糊，信息活動與其他活動呈現(xiàn)整體化趨勢，使社會普遍要求人們有應(yīng)用人工智能的知識技能；其次，由于目前在人工智能的應(yīng)用中，80%屬于非數(shù)值（語言文字）信息的處理，許多計算機(jī)只是打字機(jī)，隨著數(shù)值信息處理的增加必定是程序開發(fā)的增加，這要求人們?nèi)找鏀[脫“計算機(jī)的奴隸”而成為“計算機(jī)的主人”。

（六）人工智能的發(fā)展，加重了某些社會成員的心理負(fù)擔(dān)。人工智能還使一部分社會成員感受到心理上的威脅，或者叫做精神威脅。人們一般認(rèn)為，只有人類才具有感知精神，而且以此與機(jī)器相區(qū)別。如果有一天，這些人開始相信機(jī)器也能夠思維和創(chuàng)作，那么他們可能會感到失望，甚至感到威脅。他們擔(dān)心，有朝一日，智能機(jī)器的人工智能會超過人類的自然智能，使人類淪為智能機(jī)器和智能系統(tǒng)的奴隸。對于人的觀念（更具體地指人的精神）和機(jī)器的觀念（更具體地指人工智能）之間的關(guān)系問題，哲學(xué)家、神學(xué)家和其他人們之間一直存在著爭論。按照人工智能的觀點，人類有可能用機(jī)器來規(guī)劃自己的未來。當(dāng)社會上一部分人歡迎這種新觀點時，另一部分人則發(fā)現(xiàn)這種新觀念是惹人煩惱的和無法接受的，尤其是當(dāng)這種觀念與他們鐘愛的信仰和觀念背道而馳時。

任何新技術(shù)的最大危險莫過于人類對它失去控制，或者是它落入那些企圖利用新技術(shù)反對人類的人的手中。我國引以自豪的火藥發(fā)明被某些外國人用于制造炸彈；化學(xué)科學(xué)的成果被人用于制造化學(xué)武器；生物學(xué)的最新成就可能被用于制造生物武器；核物理研究的重大突破導(dǎo)致原子彈和氫彈的威脅。難怪現(xiàn)在有人擔(dān)心機(jī)器人有一天會反客為主，奴役它們的創(chuàng)造者—人類，擔(dān)心人工智能的其他制品威脅人類的安全。正是由于認(rèn)識到這種擔(dān)心，美國著名科幻作家阿西莫夫提出了“機(jī)器人三守則”：1、機(jī)器人必須不危害人類，也不允許它眼看人類受害而袖手旁觀；2、機(jī)器人必須絕對服從人類，除非這種服從有害于人類；3、機(jī)器人必須保護(hù)自身不受傷害，除非為了保護(hù)人類或者人類命令它作出犧牲。我們認(rèn)為，如果把這個“機(jī)器人三守則”推廣到整個智能機(jī)器，成為“智能機(jī)器三守則”，那么，人類社會就會更容易接受智能機(jī)器和人工智能。

人工智能技術(shù)是一種信息技術(shù)，能夠極快地傳遞。因此，存在某些比爆炸技術(shù)更大的潛在危險，即人工智能技術(shù)可能落入不負(fù)責(zé)任的人的手中，被他們用于進(jìn)行反對人類和危害社會的犯罪（有的人稱之為“智能犯罪”）。對此，我們必須保持高度警惕。同時，人類有足夠的智慧和信心，能夠研制出防范、檢測和偵破各種智能犯罪活動的智能手段。人工智能技術(shù)對人類的社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化提高都有巨大的影響。隨著時間的推進(jìn)和技術(shù)的進(jìn)步，這種影響將越來越明顯地表現(xiàn)出來。還有一些影響可能是我們現(xiàn)在難以預(yù)測的?？梢钥隙ǎ斯ぶ悄鼙貙θ祟惖奈镔|(zhì)文明和精神文明產(chǎn)生越來越大的影響。

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