第1章 认识人工智能

1.1 人工智能的基本概念

在计算机领域，人工智能（在某些情况下又可称为机器学习）是一种由机器展示出来的智能行为，人类展示出来的智能称为自然智慧，一般我们简称为智慧。最新的教科书中将能感知并适应周围环境进而采取行动，最大限度达成目标的物体或设备称为智能体。

从更加容易理解的角度来看，我们可以对周围的事物进行类比。首先，石头这类静止不动的物体显然不能称为智能体，与此相反，我们一般认为动物是智能体。那植物能称为智能体吗？大家在中学时都做过植物向性运动实验，将发芽的玉米种子放置在没有光的环境中，最后植物的根部均朝地心方向生长。因此，植物也可以看作智能体。

从粗犷的角度来看，人、动物、植物都是拥有智能的，即拥有感知和达成目标的能力。更进一步讲，人的智能和动物、植物的智能显然又是有区别的，人的智能是一种更高级的智能。这种区别通常体现在对目标的定义上，如在围棋中，棋局的输赢显然比在数学上参照过去成功的公式推理出类似问题的答案要更加简单明确。从这个角度来看，可以将智能大致分为如下两种：

一种是目标相对比较明确的，类似于人类本能的智能；另外一种是目标相对比较复杂甚至无法明确定义的，类似于人类智慧的智能。

第一种智能虽然目标明确但不意味着简单，如呼吸是人类的本能，目标也很明确，就是吸进氧气吐出废气。但整个过程却并不简单：膈肌收缩，膈顶部下降，胸廓的上下径增大，同时肋间肌收缩，胸廓扩张，整个胸腔容量增大，肺扩张，肺内气压降低，外界气体被吸入。不难看出，呼吸是一个由众多步骤组成的复杂过程，但如果细分开来，其实每一步的目标都是明确的。

虽然这里将智能划分为两种，但它们之间不是独立的，智慧是构建于本能之上的。没有本能作为基础，智慧是不能存在的，也就是说，它们之间的关系是递进的。就像我们人类如果没有呼吸、消化等本能是无法存活的一样。另外它们的关系也是复杂的，将多项本能叠加在一起，经过复杂的交互就会产生智慧。

之所以强调上面的划分，是因为笔者认为现在的人工智能正处于智能发展的第一阶段，处于本能的构建阶段，如最近比较火的语音识别、图像识别等就是类似于本能的一种。它们目标明确、有清晰的定义，我们可以有针对性地进行基准测试。但整个过程却并不简单，其中还有许多要解决的难题。这类人工智能一般被称为弱人工智能。

弱人工智能（Artificial Narrow Intelligence，ANI）适合完成目标明确的任务，因此擅长完成单方面的任务，如战胜人类围棋世界冠军的Alpha Go、支付宝的人脸支付、百度翻译等都属于弱人工智能。

构建于本能之上的第二阶段的智能被称为强人工智能（Artificial General Intelligence，AGI）或超人工智能（Artificial Superintelligence，ASI）。二者的区别为，以人类为参照物，如果达到类似于人类智慧水平，则称之为强人工智能；如果超过或远超人类智慧，则称之为超人工智能。与第一阶段相比，这个阶段的智能需要完成一些目标不是很明确甚至模糊的任务，或者在复杂环境中做出能最大概率成功的行为。这个阶段的智能具有将目标进行抽象、拆解、重新规划、从过去的经验中学习等一系列能力，而这些能力正是由第一阶段的本能组合搭建而成的，需要积累非常庞大数量的本能能力，在本能能力累加足够之后，强人工智能就可能以一种我们意想不到的方式突然出现。

回顾地球生物的进化历史，生命大约诞生于35亿年前，从细菌、微生物、单细胞生物、多细胞生物、植物、动物一路走来，直到约500万年前，人类的祖先才诞生。其实换个角度来看，这也是智能一步一步进化的历史。人工智能不是一个从零开始的，而是基于我们自身经验发展构建的产物，虽然有我们的经验可以借鉴，但人类对自身的了解其实也并不是非常深入的，我们尚无法解释自身智慧产生的奥秘。因此有理由相信人工智能有可能将长期处于从初级生物进化到高级生物的阶段。虽然长路漫漫，但正如人类会利用工具，人工智能今后必将作为人类更加有力、更加智能的工具帮助我们快速发展。