淺析人工智能的發(fā)展歷程與未來趨勢

胡昌昊

（烏普薩拉大學(xué)，哥特蘭 維斯比 75105）

引言

人工智能是一門交叉型學(xué)科，其綜合了計算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、哲學(xué)、語言學(xué)等諸多學(xué)科。關(guān)于人工智能的定義，學(xué)術(shù)界尚未形成共識。美國斯坦福大學(xué)人工智能研究中心尼爾遜教授認(rèn)為：“人工智能是關(guān)于知識的學(xué)科——怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學(xué)?！甭槭±砉W(xué)院溫斯頓教授認(rèn)為：“人工智能就是研究如何使計算機(jī)去做過去只有人才能做的智能工作?！本科浔举|(zhì)，人工智能是基于機(jī)器（計算機(jī)）實現(xiàn)對人類智能的模擬，最終目的是提高人類福祉。

世界各國均十分重視對人工智能的研究。2015年以來，美國白宮科技政策辦公室連續(xù)發(fā)布《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》《人工智能、自動化與經(jīng)濟(jì)報告》和《國家人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計劃》。英國利用其科技人才優(yōu)勢，強(qiáng)調(diào)人工智能發(fā)展的實效性，縮短產(chǎn)學(xué)研的轉(zhuǎn)換周期。德國以服務(wù)機(jī)器人為重點(diǎn)，加快智能機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用。服務(wù)機(jī)器人被列為德國聯(lián)邦教研部“信息和通訊技術(shù)2020——為創(chuàng)新而科研”研究計劃項目。聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部的“工業(yè)4．0的自動化計劃”包括6個機(jī)器人項目。此外，德國科學(xué)基金會資助大學(xué)開展機(jī)器人基礎(chǔ)理論研究。

人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，包括傳媒、教育、醫(yī)療、安防、農(nóng)業(yè)等。人工智能是20世紀(jì)世界三大尖端科技之一，也被認(rèn)為是21世紀(jì)三大尖端技術(shù)之一。探討人工智能發(fā)展歷程及其未來發(fā)展趨勢，有助于我們更好地把握人工智能整體的發(fā)展脈絡(luò)，促進(jìn)人工智能及其相關(guān)領(lǐng)域研究的發(fā)展。

一、人工智能發(fā)展歷程

1956年被稱為人工智能誕生的元年。時至今日，人工智能已經(jīng)走過了六十多年的歷史。發(fā)展過程中，人工智能幾起幾落。近年來，中國的人工智能研究發(fā)展迅速，但與世界先進(jìn)水平相比，仍存在較大差距。

（一）世界人工智能發(fā)展歷程

世界人工智能的發(fā)展主要經(jīng)歷了六個階段，即萌芽期（1956年之前）、第一次高潮期（1956—1966年）、低谷發(fā)展期（1967年至20世紀(jì)80年代初期）、第二次高潮期（20世紀(jì)80年代中期至90年代初期）、平穩(wěn)發(fā)展期（20世紀(jì)90年代至2016年）以及第三次高潮期（2016年至今）。

1．萌芽期（1956年之前）。自古以來，人類便探尋能夠提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度的工具。由于受到當(dāng)時科學(xué)技術(shù)水平的限制，人們只能制作一些簡單的工具，以滿足日常的生產(chǎn)生活所需。中外留下了很多膾炙人口的神話傳說。古埃及時期，埃及人制造出了可以自己開閉的大門以及自動涌出的圣泉。公元前900多年，我國便有歌舞機(jī)器人傳說的記載。公元850年，古希臘有制造機(jī)器人幫助人勞動的神話傳說。萌芽階段典型的代表人物或成果有：17世紀(jì)法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家B．Pascl制造出了世界上第一臺機(jī)械加法器；18世紀(jì)德國哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家Leibnitz制作出了手搖計算器；1936年，英國數(shù)學(xué)家A．M．Turing提出了圖靈機(jī)模型；1950年，A．M．Turing又提出了機(jī)器能夠思維的論述。1946年，美國科學(xué)家Eckert和J．W．Mauchly等人共同研制出了世界上第一臺電子數(shù)字計算機(jī)ENIAC，為以后人工智能的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。之后做出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家包括馮·諾伊曼、數(shù)學(xué)家 N．Wiener以及數(shù)學(xué)家 C．E．Shannon。他們創(chuàng)制的計算機(jī)、控制法和信息論，均為以后人工智能的研究奠定了堅實的理論和物質(zhì)基礎(chǔ)。

2．第一次高潮期（1956—1966年）。1956年夏季，在美國達(dá)特茅斯學(xué)院舉辦的“侃談會”上，明斯基、申農(nóng)、麥卡賽和羅切斯特等一批年輕科學(xué)家促成了人工智能學(xué)科的誕生。會議上成立了幾個著名的項目組：IBM公司工程課題研究組、MIT研究組和Carnegie-RAND協(xié)作組。達(dá)特茅斯會議后，人工智能進(jìn)入了一個嶄新的發(fā)展階段。這一時期人工智能的主要研究方向是博弈、定理證明、機(jī)器翻譯等。這一階段的代表性成果包括：1956年，Newell和Simon等人在定理證明方面首先取得突破，開辟了以計算機(jī)程序來模擬人類思維的道路；1960年，McCarthy創(chuàng)立了人工智能程序設(shè)計語言LISP。一系列的突破使人工智能科學(xué)家們相信，通過研究人類思維的普遍規(guī)律，計算機(jī)最終可以模擬人類思維，從而創(chuàng)造一個萬能的邏輯推理體系。在如此氛圍下，人工智能研究快速推進(jìn)。

3．低谷發(fā)展期（1967年至20世紀(jì)80年代初期）。隨著人工智能研究的深入，科學(xué)家遇到越來越多的困難。1965年創(chuàng)立的消解法（歸結(jié)法），曾被賦予厚望。但該方法在證明“連續(xù)函數(shù)之和仍連續(xù)”這一微積分的簡單事實時，推導(dǎo)了10萬步仍無結(jié)果。可見，該方法存在一定的局限性。Samuel的下棋程序在獲得州冠軍之后始終未獲得全國冠軍。機(jī)器翻譯所采用的依靠一部詞典的詞到詞的簡單映射方法并未成功。從神經(jīng)生理學(xué)角度研究人工智能的科學(xué)家遇到了諸多困難，運(yùn)用電子線路模擬神經(jīng)元及人腦并未成功。由于前一階段的盲目樂觀，相關(guān)研究者并未充分預(yù)估可能遇到的困難。這一時期，人工智能研究進(jìn)入低谷發(fā)展期。盡管面臨巨大壓力，各國人工智能研究者依舊扎實工作，繼續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，并在機(jī)器人、專家系統(tǒng)、自然語言理解等方面取得新突破。這一時期的代表性成果包括：ELIEA、MACSMA、MYCIN、LUNAR、SHRDLU、STUDENT、MARGIE、EARSAY-I。此外，還包括 R．C．Schamk 提出的概念從屬理論、Minsky提出的畫面理論、R．Kowalski提出的以邏輯為基礎(chǔ)的程序設(shè)計語言Prolog等。

4．第二次高潮期（20世紀(jì)80年代中期至90年代初期）。1977年，F(xiàn)eigenbaum教授在第五屆國際人工智能聯(lián)合會會議上提出了“知識工程”的概念，標(biāo)志著人工智能研究新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即實現(xiàn)了從獲取智能的基于能力的策略至基于知識的方法研究的轉(zhuǎn)變。基于人工智能基礎(chǔ)理論以及計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，多種人工智能實用系統(tǒng)實現(xiàn)了商業(yè)化，取得了較大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。例如，DEC公司將人工智能系統(tǒng)用作VAX計算機(jī)的建構(gòu)，每年為該公司節(jié)約2 000萬美元；斯坦福大學(xué)研制的專家系統(tǒng)PROSPECTOR，1982年預(yù)測了華盛頓州的一個鉬礦位置，其開采價值超過1億美元。當(dāng)然，這一時期人工智能研究同樣遇到了挫折。例如，日本的第五代機(jī)計劃未能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，通用的智能機(jī)器或?qū)＜蚁到y(tǒng)的計劃面臨危機(jī)。

5．平穩(wěn)發(fā)展期（20世紀(jì)90年代至2016年）。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是國際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人工智能研究開始由單個智能主體研究轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式人工智能研究。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，其應(yīng)用已滲入到我們生活的各方面。

6．第三次高潮期（2016年至今）。2016年年初，Alpha Go與韓國圍棋國手李在石對弈，Alpha Go最終獲勝，人工智能再次引起公眾關(guān)注。2016年也被稱為人工智能新紀(jì)元的元年。2017年5月27日，人工智能系統(tǒng)Alpha Go Master與世界實時排名第一的棋手柯潔對弈，最終連勝三盤?？梢?，現(xiàn)今人工智能研究取得了新的突破性進(jìn)展，人工智能研究迎來了第三次發(fā)展高潮。

（二）中國人工智能發(fā)展歷程

相較于國際人工智能的發(fā)展歷程，中國人工智能研究的起步較晚。改革開放以前，中國人工智能研究經(jīng)歷了質(zhì)疑、批評甚至是打壓。改革開放后，中國人工智能研究才逐步走上正軌。

20世紀(jì)五六十年代，西方國家開始重視人工智能研究。但是在蘇聯(lián)，人工智能卻受到批判。20世紀(jì)50年代，受蘇聯(lián)批判人工智能和控制論的影響，中國幾乎沒有人工智能研究。20世紀(jì)60年代后期和70年代，由于中蘇關(guān)系惡化，蘇聯(lián)雖解禁了控制論和人工智能的研究，但中國學(xué)術(shù)界將蘇聯(lián)的解禁斥之為“修正主義”，中國人工智能研究依舊停滯不前。

1978年3月，全國科學(xué)大會在北京召開。大會提出“向科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化進(jìn)軍”的戰(zhàn)略決策，廣大科技人員解放思想，人工智能研究醞釀著進(jìn)一步的解禁。20世紀(jì)80年代初期，錢學(xué)森等學(xué)者主張開展人工智能研究，中國人工智能研究進(jìn)一步活躍。但由于這一時期對人工智能的界定不清，當(dāng)時社會上經(jīng)常將“人工智能”與“特異功能”混為一談，中國人工智能研究進(jìn)展緩慢。

20世紀(jì)70年代末至80年代，歐美國家人工智能獲得較快發(fā)展并獲得較大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。這一時期，中國派遣大批留學(xué)生赴歐美發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)，其中包括人工智能與模式識別等領(lǐng)域的留學(xué)生。1981年9月，在長沙成立了中國人工智能學(xué)會，秦元勛當(dāng)選第一任理事長。部分人工智能相關(guān)項目已被納入國家科研計劃。

1984年，鄧小平指示：“計算機(jī)普及要從娃娃抓起?！贝撕?，中國人工智能研究的環(huán)境有所好轉(zhuǎn)。1984年和1985年，國防科工委分別召開了全國智能計算機(jī)及其系統(tǒng)學(xué)術(shù)討論會和首屆全國第五代計算機(jī)學(xué)術(shù)研討會。1986年，國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）將智能計算機(jī)系統(tǒng)、智能機(jī)器人和智能信息處理等項目納入其中。1987年，清華大學(xué)出版社出版了國內(nèi)首部具有自主知識產(chǎn)權(quán)的人工智能專著。1987年、1988年和1990年，中國首部人工智能、機(jī)器人學(xué)與智能控制著作出版。1987年，《模式識別與人工智能》雜志創(chuàng)刊。1989年，召開了首屆中國人工智能聯(lián)合會議。1993年起，國家科技攀登計劃將智能控制和智能自動化等項目納入其中。

進(jìn)入21世紀(jì)，越來越多的人工智能與智能系統(tǒng)課題獲得國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）、國家自然科學(xué)基金重大項目、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項目、工信部重大項目以及科技部科技攻關(guān)項目等國家基金計劃支持。2006年8月，中國人工智能學(xué)會聯(lián)合其他學(xué)會和有關(guān)部門，在北京舉辦了“慶祝人工智能學(xué)科誕生50周年”大型慶典活動。同年，《智能系統(tǒng)學(xué)報》創(chuàng)刊。2009年，由中國人工智能學(xué)會牽頭，向國家學(xué)位委員會和國家教育部提出設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科的建議。

近年來，人工智能研究已提升為國家戰(zhàn)略。2015年5月，為了全面推進(jìn)實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，國務(wù)院發(fā)布了《中國制造2025》。其中，人工智能是智能制造不可或缺的核心技術(shù)。2015年7月，“2015中國人工智能大會”在北京召開，發(fā)表了《中國人工智能白皮書》。2016年4月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、財政部三部委聯(lián)合印發(fā)了《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》，描繪了“十三五”期間中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展藍(lán)圖。與此同時，中國人工智能學(xué)會聯(lián)合20余家國家一級學(xué)會，在北京舉辦了“2016全球人工智能技術(shù)大會暨人工智能六十周年紀(jì)念活動啟動儀式”。2016年5月，為了明確未來三年智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)和具體扶持項目，國家發(fā)改委和科技部等四部門聯(lián)合印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動實施方案》。

現(xiàn)今，人工智能研究已提升為國家發(fā)展戰(zhàn)略，中國約有10萬的科技人員以及大學(xué)師生從事人工智能相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)、研究、開發(fā)與應(yīng)用。中國人工智能及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，成果頗豐，其發(fā)展和應(yīng)用前景不可限量。

二、人工智能的未來發(fā)展趨勢

人工智能研究已步入第三次高潮期。隨著人工智能的快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大，人類的生產(chǎn)方式與生活方式將發(fā)生革命性的變化。人工智能高度發(fā)達(dá)后，人機(jī)將實現(xiàn)和諧共處，人機(jī)邊界模糊?；谥悄軝C(jī)器所創(chuàng)造的巨大財富，人類將最終解放并進(jìn)入共產(chǎn)主義社會。

（一）人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大

現(xiàn)今，人工智能的實際應(yīng)用領(lǐng)域包括：指紋識別、專家系統(tǒng)、自動規(guī)劃、機(jī)器視覺、人臉識別、視網(wǎng)膜識別、虹膜識別、自動程序設(shè)計、機(jī)器人學(xué)、智能搜索、定理證明、博弈、智能控制、語言和圖像理解、遺傳編程、掌紋識別等。

隨著計算機(jī)科學(xué)、大數(shù)據(jù)等相關(guān)領(lǐng)域研究的不斷深入，人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大。人工智能在計算機(jī)領(lǐng)域得到了廣泛重視，在機(jī)器人、政治經(jīng)濟(jì)決策仿真系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)中得到了一定的應(yīng)用。從廣義上講，人工智能將在金融、安防、制造業(yè)、汽車、醫(yī)療、教育、傳媒、廣告、法律、智能家居、農(nóng)業(yè)發(fā)揮愈來愈重要的作用。

（二）人工智能將替代人類傳統(tǒng)職業(yè)，引發(fā)人類生產(chǎn)方式的革命性變化

每一次技術(shù)革命都將引發(fā)人類生產(chǎn)方式的重大變革。第一、二次工業(yè)革命后，蒸汽機(jī)、電力極大地提高了社會生產(chǎn)力，人類由以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨I(yè)生產(chǎn)方式為主，勞動人口由第一產(chǎn)業(yè)涌入第二產(chǎn)業(yè)。機(jī)械化、自動化后，農(nóng)業(yè)和工業(yè)均剩下了依賴人類智力或經(jīng)驗的工作。由于服務(wù)業(yè)同樣依賴人類的智力或經(jīng)驗，所以服務(wù)業(yè)難以被機(jī)器取代。然而，隨著計算機(jī)科學(xué)、大數(shù)據(jù)等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，人工智能獲得了前所未有的突破。在一定程度上，人類的智力或經(jīng)驗同樣可以被模擬，從而打破了人類守住自己職業(yè)的最后一道防線。一些單調(diào)、重復(fù)或需要記憶或需要大量數(shù)據(jù)的行業(yè)，如服務(wù)員、會計、司機(jī)、文員、快遞員、保姆等工作將率先被人工智能取代，大量人員將從第三產(chǎn)業(yè)退出。需要更多智力或經(jīng)驗的崗位，如醫(yī)生、教師、律師、記者、設(shè)計師也將受到人工智能的深刻影響，可能被部分取代，人類的生產(chǎn)方式將面臨革命性變化。

（三）人工智能將滲入到人類生活的各方面，引發(fā)人類生活方式的重大變革

農(nóng)業(yè)社會中，絕大多數(shù)人生活在相對封閉的農(nóng)村聚落中，交通不便，相互的溝通交流十分困難。進(jìn)入工業(yè)社會，人類生產(chǎn)方式發(fā)生重大變化，人口開始從農(nóng)村涌入城市，人類整體的城市化率不斷提高。隨著人工智能的高速發(fā)展，智能化產(chǎn)品將成為人類生活的必需品?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，萬事萬物都將被智能化。無人駕駛汽車將走進(jìn)人們的日常生活，智能課堂將提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率以及教師的工作效率，智能化的廚房將使烹飪更加健康、有趣。

總之，隨著人工智能及相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展，人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大，在改變?nèi)祟惿a(chǎn)方式的基礎(chǔ)上，將促使人類生活方式發(fā)生重大變革，人類社會即將轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔凵鐣?/p>

（四）智能機(jī)械將與人體結(jié)合，人機(jī)邊界模糊

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能芯片體積將越來越小，功能越來越強(qiáng)大，萬物皆可植入智能芯片以實現(xiàn)互聯(lián)。人類身體也可植入智能芯片。例如，人造智能手臂、人造智能臟器、人造智能眼睛等，乃至人類大腦都可植入智能芯片，以幫助人類瞬間記憶，減輕學(xué)習(xí)壓力。智能機(jī)器將具備與人溝通的能力，甚至具備理解能力和智力，人類社會將進(jìn)入一種人機(jī)共存、和諧共處的狀態(tài)。

（五）智能機(jī)器最終將替代人類從事勞動，人類進(jìn)入共產(chǎn)主義社會，實行按需分配

隨著人工智能逐漸應(yīng)用到人類的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，智能機(jī)器將代替人類從事體力勞動和腦力勞動，代替人類創(chuàng)造社會財富而毫無私欲，人類的社會財富將極大豐富。在智能機(jī)器全天無休止的工作下，未來的人類可能成為無須勞動的自由人，人類將擁有更多的時間從而實現(xiàn)全面自由的發(fā)展。在智能機(jī)器的協(xié)助下，人類最終會實現(xiàn)全面解放，步入共產(chǎn)主義社會，實現(xiàn)按需分配。

結(jié)語

人工智能的發(fā)展雖歷經(jīng)波折，但其總的趨勢是向前的并呈現(xiàn)不斷加速的態(tài)勢。隨著人工智能及其相關(guān)領(lǐng)域研究的不斷深入，人工智能將逐漸滲入到人類生產(chǎn)和生活的各方面，將極大地改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式。在人工智能的協(xié)助下，社會財富將極大豐富，人類因此獲得全面解放和發(fā)展，最終將進(jìn)入共產(chǎn)主義社會，實現(xiàn)按需分配。