人工智能的学派和发展历程
人工智能的主要学派及其观点:目前,在国际人工智能界公认的研究学派主要有符号主义、联结主义和行为主义。
下面分别对这些学派作些简单介绍。
1) 符号主义:(Symbolicism),又称逻辑主义(Logicism)、心理学派(Psychlogism)或计算机学派(Computerism),是基于物理符号系统假设和有限合理性原理的人工智能学派。
符号主义认为人工智能起源于数理逻辑,人类认知(智能)的基本元素是符号(Symbol),认知过程是符号表示上的一种运算。
2) 联结主义:(Connectionism),又称仿生学派(Bionicsism)或生理学派(Physiologism),是基于神经网络及网络间的联结机制与学习算法的人工智能学派。
联结主义认为人工智能起源于仿生学,特别是人脑模型的研究。
3) 行为主意:(Actionism),又称进化主义(Evolutionism)或控制论学派(Cyberneticsism),是基于控制论和“感知---动作”型控制系统的人工智能学派。
行为主义认为人工智能起源于控制论,提出智能取决于感知和行为,取决于对外界复杂环境的适应,而不是表示和推理。
一、算术运算阶段1614年苏格兰人John Napier发表了一篇论文,其中提到他发明了一种可以进行四则运算和方根运算的精巧装置;1623年Wilhelm Schickard制作了一个能进行6 位数以内加减法运算,并能通过铃声输出答案的“计算钟”,该装置通过转动齿轮来进行操作;1625年William Oughtred发明计算尺;1642年,法国哲学家兼数学家Blaise Pascal发明了第一台真正的机械计算器——滚轮式加法器,其外观上有6个轮子,分别代表着个、十、百、千、万、十万等,只需要顺时针拨动轮子,就可以进行加法,而逆时针则进行减法,原理和手表很像,算是计算机的开山鼻祖了;1668年英国人Samuel Morl制作了一个非十进制的加法装置,适宜计算钱币;1671年德国数学家Gottfried Leibniz 设计了一架可以进行乘法运算,最终答案长度可达16位的计算工具;1822年英国人Charles Babbage设计了差分机和分析机,其设计理论非常超前,类似于百年后的电子计算机,特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用;1834年Babbage 设想制造一台通用分析机,能够完成所有的算术运算,该分析机由四个基本部件构成:存储库、运算室、传送机构和送人取出机构,类似于现代计算机的五大装置:输入、控制、运算、存储和输出装置,因此他被公认为计算机之父;1848年英国数学家George Boole创立二进制代数学,提前近一个世纪为现代二进制计算机的发展铺平了道路;1890年美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查效率,Herman Hollerith (后来他的公司发展成了IBM 公司)借鉴Babbage的发明,用穿孔卡片存储数据,并设计了机器,结果仅用6 周就得出了准确的人口统计数据(如果用人工方法,大概要花10 年时间)。
算术运算主要是以机械方式来实施的。
二、数学运算阶段在以机械方式运行的计算器诞生百年之后,随着电子技术的突飞猛进,计算机开始了真正意义上的由机械向电子时代的过渡,电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展,在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管,电子器件逐渐演变成为计算机的主体,而机械部件则渐渐处于从属位置。
1906年美国人Lee De Forest发明电子管,为电子计算机的发展奠定了基础;1924年2月IBM公司成立,从此一个具有划时代意义的公司诞生;1935年IBM 推出IBM601机,这是一台能在一秒钟内算出乘法的穿孔卡片计算机;1937年英国剑桥大学的Alan M.Turing出版了他的论文,并提出了被后人称之为“图灵机”
的数学模型;1937 年Bell试验室的George Stibitz展示了用继电器表示二进制的装置,尽管仅仅是个展示品,但却是第一台二进制电子计算机;1940年Bell实验室的Samuel Williams 和Stibitz制造成功了一个能进行复杂运算的计算机,该机器大量使用了继电器,并借鉴了一些电话技术,采用了先进的编码技术;1941年Atanasoff和学生Berry 完成了能解线性代数方程的计算机,取名叫“ABC ”,用电容作存储器,用穿孔卡片作辅助存储器,那些孔实际上是“烧”上去的,时钟频率是60Hz,完成一次加法运算用时一秒;1946年美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机,这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机,运算速度比继电器计算机快1000倍,这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机;1945年数学家冯•诺伊曼发表了电子离散变量自动计算机(EDVAC) 方案;1949年英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC);美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。
与此同时,数学、物理也相应地蓬勃发展。
到了20世纪30年代,物理学的各个领域经历着定量化的阶段,描述各种物理过程的数学方程,其中有的用经典的分析方法已根难解决。
于是数值分析受到了重视,研究出各种数值积分、数值微分以及微分方程数值解法,把计算过程归结为巨量的基本运算,从而奠定了现代计算机的数值算法基础。
社会上对先进计算工具多方面迫切的需要,是促使现代计算机诞生的根本动力,20世纪以后,各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山,已经阻碍了学科的继续发展,特别是第二次世界大战爆发前后,军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切,这是的人工智能更加极速发展。
20世纪80年代至今人工智能逐步向多技术、多方法的综合集成与多学科、多领域的综合发展。
其他学科的学者陆续将本学科发展起来的理论与方法向人工智能渗透。
从而导致人工智能研究多学科交叉的现象。
各学科对人工智能的渗透反映了目前人工智能发展的一种趋势,至于其渗透的结果现在还不明显,还需要时间的考验。
目前,人工智能技术正在向大型分布式人工智能、大型分布式多专家协同系统、广义知识表达、综合知识库(即知识库、方法库、模型库的集成)、并行推理、多种专家系统开发工具、大型分布式人工智能开发环境和分布式环境下的多智能体协同系统等方向发展。
美国在人工智能技术的开发,应用方面表现的更加积极,这对人工智能的发展有着积极的推动作用。
我国在人工智能的发展上也投入了大量的人力,财力。
相信在不久的未来,人工智能技术会更加广泛的运用在社会主义大中国下的人们生产,生活中,为人类做出更大的贡献。