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3、智能科学的学科位置
交叉和边缘学科 总体：是自然科学与社会科学的交叉学科 具体：脑科学、思维科学、逻辑学、系统科学、 信息科学、计算机科学、控制科学等。
指导学科 交叉学科
自然 科学
哲学
社会 科学
信息科学
脑科学
…
系统科学
数学 智能科学 基础学科
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4、智能科学技术的学科特点
多学科交叉，多技术综合，跨应用领域
基础与交叉学科
支撑
技术与工具
支持
智能科学的理论、方法和技术 相互推动 众多应用领域
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智能技术应用：智能机器人；专家系统；智能决策支持系统；智能检索系统； 智能教学系统；智能搜索引擎；智能游戏；智能CAD；机器博弈；自动定理证 明；智能家电；智能产品；智能交通；智能电力；智能作战；智能农业；智 件；智能产业„
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技术(Technology)：关于认识和改造自然的 工艺方法体系。是指人类根据生产实践经验 和自然科学原理改变或控制其环境的手段和 活动，是人类活动的一个专门领域。 工程(Engineering)：是指应用科学知识使自 然资源最好地为人类服务的专门技术。
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科学技术是怎样发展的？ 整个科学技术有它发生、发展的过程和规律。 了解了这些规律，就能理解科学技术为什么 会发生、发生之后又会怎样发展、科学技术 发展起来又会与人类形成什么样的关系。 了解了这些规律，也就能够懂得为什么会出 现信息科学技术，以及信息科学技术又会向 什么方向发展。
传感：信息获取
通信：信息传递
智 能 化
自 动 化
计算机：信息处理 控制：信息执行
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概括地讲：智能科学技术是研究智能现象 及其运动规律的科学技术。
严格地讲：智能科学技术是研究智能的本质 和研究扩展人类智力功能的原理和方法的科 学技术。 主要研究对象：智能的机理和功能，智能 模拟的方法和技术。
信息资源
信息科学技术
表征资源 表征科技
表征工具
表征功能
人力工具 增强体质 农业文明
动力工具
扩展பைடு நூலகம்力
智能工具 扩展智力 信息文明
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表征文明
工业文明
体质能力的扩展
生物进化：人类自身生理器官功能分化和强化。 这一时期人类能力发展的主要内容是体质能力的 增强。 主要通过利用外界物质材料制造和使用工具来扩 展人类自身的体质能力。 16
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科学研究的新成果迅速转化为生产力， 使社会生产得到了前所未有的增长。
电动机、电灯、电话、电报、电焊、电钻„ 火车、轮船、汽车„ 尿素、尼龙、橡胶、农药、除草剂„ 各种药品 „
动力工具
不再需要人力驱动 但还需要人来驾驭 具有了比人力工具高得多的劳动生产率
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与上一时期相比，人类不仅增强了利用物 质材料制造工具的能力，而且学会了利用 各种新的能量动力资源来帮助和替代人力 劳动，从而使得人类获得了更好的认识世 界和改造世界的能力。
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1.2 科学技术发生发展规律
钟义信提出了科学技术发生和发展的“辅人 律”、“拟人律”和“共生律”这个三位一 体的基本规律。
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1、辅人律
“辅人律”说的是科学技术的作用。 人类在自然界谋求生存的长期进化过程中， 总会感到自己的能力不够，需要借助“外界 的力量”来扩展自己的能力。 这个“外界力量”就是工具。 而制造工具的原理就是科学，制造工具的具 体方法就是技术。
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如果再进一步分析，按照“辅人律”和 “拟人律”的规律，信息科学技术本身的 发展又要沿着“从信息技术到知识技术再 到智能技术”的发展方向前进。 这是人类目前正在经历着的发展历程，也 就是信息化、知识化、智能化的历程。
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信息科学技术：最先进的社会生产工具
信息处理 初级皮层
知识生成 联合皮层
体力能力的扩展
蒸汽机、电和内燃机是划时代的新的生产工 具。 人类生产方式从手工生产变成机器生产。 从农业社会向工业社会的成功跨越。 人类开始进入工业文明发展阶段。 自然科学研究空前活跃：
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英国物理学家焦耳发现了电流通过导体时产生 热量的规律，并测定了热功当量； 俄国化学家门捷列夫发现了化学元素周期律； 德国生理学家施万发现糖和淀粉都是生命过程 的结果，为食品工业奠定了理论基础； 英国博物学家达尔文出版了《物种起源》，提 出了以自然选择为基础的进化学说； „„
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1.4 科学技术的作用
创造、制作先进工具，扩展人类能力， 构成社会生产力。
劳动者 工具
资源
劳动对象
扩展能 力的需求
对对象性 质的了解
科学技术
科学技术的辅人机理：生产力构型
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更高的 功能水平 差距 已有的 功能水平
实践 过程
科学
技术
追求 更高的 生存 目标
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1.5
什么是“智能科学与技术”（IST） 1、概念的界定（钟义信提出）
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科学技术辅人律的基本模型
扩展认识和 扩展认识和 该造世界能力 改造世界能力
改进生存 改进生存 和发展能力 和发展能力
人 人 类 类 文 文 明 明 进 进 化 化
科学 发现
技术 创新
产生 产生 新的 新的 科学 科学 技术 技术
科学主要是扩展人们认识世界的能力， 技术主要是扩展人们改造世界的能力。
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科技进步的“序”：时代划分的“尺”
物质-能量-信息：由相对直观到相对抽象
时代 资源
古代
近代 能量资源
现代 信息资源
物质资源
材料科学技术
科技
工具
能量科学技术 信息科学技术 动力工具 扩展体力 工业文明
人力工具
增强体质 农业文明
智能工具
扩展智力 信息文明
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功能
文明
可见，从增强人类的体质能力到增强人类 的体力能力再到增强人类的智力能力，这 既是人类自身能力进化发展的过程，也是 科学技术“辅助人类扩展能力”的发展过 程，即科学技术“拟人”发展的过程。 一句话，整个科学技术发展的历史，就是 一部科学技术拟人发展的历史。
工业时代生产力
古代
近代
材料
体质 体力
物质＋ 材料＋ 能量 动力 物质＋ 能量＋ 信息 材料＋ 动力＋ 知识
现代
智能 工具
智力
信息时代生产力
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“辅人律”解释了科学技术发生的原理，也说明 了科学技术是根据人类的需求而发生的。 在这个意义上说，人类的需求是主动的，科学技 术的发生是被动的，是“应运而生”的。 因此，科学技术没有自己主动的要求和愿望，当 然也就谈不上“科学技术要超越人和统治人”。
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所谓“逐层递进”是指： 首先要有很好的体质能力，这是最基础的成分； 在此基础上就要有很强的体力能力； 再进一步就要有很聪慧的智力能力。
智力
体力
体质
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对应3种能力扩展所需的3种资源、 3种科学技术和3类工具
时代 表征
资源
古代 古代
物质资源
材料科学技术
近代 近代
能量资源
能量科学技术
现代 现代
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科学技术拟人律的基本模型
更高的 能力要求
差距 实际的 能力水平 人 人 类 类 文 明 进 进 化 化
科学 发展
技术 进步
更高 产生 的生 新的 存和 科学 发展 技术 目标
因素链：外部资源—科学技术—先进工具—能力扩展
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通过“辅人律”和“拟人律”的分析就可 以清楚地看出：为什么人类社会发展到现 代（而不可能在近代，更不可能在古代） 才大规模地出现信息科学技术，才进入信 息时代。
智能科学技术导论
教材： 钟义信等编著，《智能科学技术导论》， 北京邮电大学出版社，2006年 参考书：脑科学、认知科学、人工智能、机器人、 计算机技术、控制科学等。
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第1 章
绪论
1.1 科学与技术
科学(science)：关于世界本质及其运动规律的 知识体系。 是指对各种事实和现象进行观察、分类、归 纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而 发现规律，并对各种定量规律予以验证和公 式化的知识体系。
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智力能力的扩展
20世纪40年代至今，计算机、原子能和空 间科技飞速发展，并在电子、能源、材料 三大基本技术领域展开，人类开始迈入信 息社会。 随着现代信息技术的开发与广泛应用，以 信息技术为核心的高新技术产业迅猛发展 起来。
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信息革命，使人类消费模式从物质消费型 转向信息消费型，是从工业社会向信息社 会的转变，人类进入了信息文明发展阶段。
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2、“智能科学” 学什么？
智能的主要表现
复杂问题的求解能力 综合劳动的作业能力 未知环境的适应能力 感知网络的交互能力 人机环境的和谐能力
主体
AI
特色核心课程
人工智能、自然智能
智能机器人、人工生命 机器感知、智能规划 网上智能、人机互动 智能论、智能化社会
Robots Environment Internet Human
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什么是“人类能力增强的方向”？
人类的能力有三类，体质的能力、体力的能 力、智力的能力，三者构成一个逐层递进的 有机整体。
体质能力：人体本质结构的合理性和健壮性， 是体力和智力的基础； 体力能力：人体力量的充沛性和持久性，以体 质为基础； 智力能力：人的思维和智能的聪慧性和敏捷性， 以体质和体力为基础。
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更先进的工具
–机器人 1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯 格联手制造出第一台工业机器人。 –专家系统 1965年，费根鲍姆等人研制了世界上第一个 专家系统，可以推断化学分子结构。 –网络 个人计算机 数字通信网络 “地球村”
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科技的发展造就了人类前所未有的征服和改 造自然的巨大生产力。 现代人类的能力得到了快速的发展。在体质 和体力能力得到进一步完善的同时，智力能 力终于登上了历史舞台，开始成为人类能力 发展的主要内容。 人类开始学会利用一种崭新的资源——信息。