1月13日， 中國南京，機(jī)器人表演千手觀音大受歡迎。

　　
微軟研究院科學(xué)家的特別私人助理“戴安娜”。這張?zhí)摂M人臉可以告訴來訪人員“上司”現(xiàn)在的位置以及他何時(shí)能回到辦公室。

   2月16日，超級計(jì)算機(jī)“沃森”在美國“危困！”競猜節(jié)目中擊敗該節(jié)目歷史上兩位最成功的選手，成為新的王者。

　　經(jīng)過50多年的發(fā)展，人工智能已成為涉及計(jì)算機(jī)、心理學(xué)、系統(tǒng)論、博弈論、哲學(xué)等領(lǐng)域的交叉學(xué)科。人工智能的研究是一項(xiàng)極富挑戰(zhàn)性的工作，不論是它的復(fù)雜性和學(xué)科交叉性，還是它那些帶有根本性的思考和創(chuàng)新，其實(shí)都是人類對自身的不斷認(rèn)識和挑戰(zhàn)。人工智能的研究，最終會不會使人類建成“智能體烏托邦”？這是人們感興趣的問題，盡管對人工智能（實(shí)際上是對我們?nèi)祟惐旧恚┑耐笍卣J(rèn)識還有一段非常漫長而艱巨的路要走。

　　在人類漫長的歷史中，科學(xué)技術(shù)的每一次進(jìn)步都使人類認(rèn)識世界的水平達(dá)到新的高度、改造世界的能力實(shí)現(xiàn)新的飛躍，使經(jīng)濟(jì)、社會和人類文明上升到新的層次。很多本來是由人來完成的繁重的體力勞動(dòng)，現(xiàn)在由機(jī)器來做，并且比人做得更好。如何將人從繁重的腦力勞動(dòng)中解放出來是科學(xué)家們研究的一門前沿課題。

　　人機(jī)大戰(zhàn)——人工智能的“試金石”

　　最近國際商業(yè)機(jī)器公司（IBM）高調(diào)推出超級計(jì)算機(jī)“沃森”，目標(biāo)是建造一個(gè)能與人類回答問題能力匹敵的計(jì)算系統(tǒng)，并參加美國最受歡迎的智力競猜節(jié)目“危困！”，與人類爭奪100萬美元的獎(jiǎng)金。在比賽中，參賽者必須要回答一系列問題，主要涉及歷史、文學(xué)、政治、電影、流行文化和科學(xué)。這要求計(jì)算機(jī)具有足夠的速度、精確度和置信度，并且能使用人類的自然語言回答問題。毫無疑問，“沃森”面臨比廣為人知的“深藍(lán)”或“湛藍(lán)”大得多的壓力和挑戰(zhàn)——回答智力競猜中的題目需要分析人類語言中微妙的含義、諷刺口吻、謎語等，這些通常是人類所擅長的，對計(jì)算機(jī)而言則毫無優(yōu)勢。然而，在2011年2月14日—16日的3天比賽中，“沃森”憑借超強(qiáng)的運(yùn)算速度和強(qiáng)大的人工智能算法戰(zhàn)勝了兩位最為成功的選手。“沃森”的成功，對于IBM正在積極推進(jìn)的“智慧地球”研發(fā)，也具有不可估量的商業(yè)意義。

　　事實(shí)上，長期以來，“人機(jī)大戰(zhàn)”為世人所津津樂道。

　　自從“人工智能之父”圖靈在《機(jī)器能思維嗎？》一文中提出著名的“圖靈測試”——一個(gè)人在不接觸對方的情況下，通過一種特殊的方式，和對方進(jìn)行一系列的問答，如果在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，他無法根據(jù)這些問題判斷對方是人還是計(jì)算機(jī)，那么，就可以認(rèn)為這個(gè)計(jì)算機(jī)具有同人相當(dāng)?shù)闹橇?，即這臺計(jì)算機(jī)是智能的。其本質(zhì)是讓人類來測試機(jī)器是否具有智能，自此“人機(jī)大戰(zhàn)”作為人工智能的“試金石”，在人工智能的發(fā)展史中一幕幕地上演。

　　國際象棋被認(rèn)為是可以衡量智力水平的游戲，所以成為“人機(jī)大戰(zhàn)”的經(jīng)典項(xiàng)目。

　　1985年，當(dāng)時(shí)的國際象棋世界冠軍“棋王”卡斯帕羅夫在德國漢堡舉行了一場人機(jī)車輪大戰(zhàn)。他在5個(gè)小時(shí)內(nèi)，以32∶0的完美比分擊敗了所有電腦公司祭出的硬件和象棋軟件程序。然而11年之后情況發(fā)生了變化，1996年“棋王”在與“深藍(lán)”的比賽中第一次輸了一盤；1997年，升級版的“湛藍(lán)”在決定勝負(fù)的第六個(gè)回合中，只用了22步棋便迫使卡斯帕羅夫投子認(rèn)輸——這是“棋王”職業(yè)生涯中最快的失利。這是人工智能的一個(gè)重要里程碑。在當(dāng)時(shí)看來，人工智能輔以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、海量運(yùn)算和數(shù)據(jù)庫的海量存儲技術(shù)，能像人腦一樣思考的前景也許并不遙遠(yuǎn)。然而，“湛藍(lán)”靠的是暴力運(yùn)算制勝的一個(gè)每秒算度兩億步棋和瞬間探索內(nèi)含幾百萬個(gè)棋譜的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)然，面對現(xiàn)實(shí)生活中的問題，對自然語言的識別和判斷，對于模糊概念的分析，對于聯(lián)想和幽默的理解等，計(jì)算機(jī)依然是一籌莫展。

　　不甘寂寞的人工智能專家和研究者還上演了其他各類“人機(jī)大戰(zhàn)”，例如機(jī)器人足球大賽。足球是人類最喜歡的體育運(yùn)動(dòng)之一，而機(jī)器人足球吸引了眾多研究者的目光，因?yàn)樽闱虮荣愔邪藙?dòng)態(tài)不確定環(huán)境中的多主體合作、實(shí)時(shí)推理—規(guī)劃—決策、機(jī)器學(xué)習(xí)和策略獲取等當(dāng)前人工智能的熱點(diǎn)問題，而且涉及計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、傳感與感知融合、無線通信、精密機(jī)械和仿生材料等眾多學(xué)科的前沿研究與綜合集成。從1997年開始，機(jī)器人足球世界杯賽（RoboCup）每年舉行一次，有來自30多個(gè)國家的幾百支隊(duì)伍參加，是目前最大的機(jī)器人和人工智能研究的盛會。RoboCup還樹立了一個(gè)遠(yuǎn)大的、激動(dòng)人心的宏偉目標(biāo)，一個(gè)全世界人人都可以分享的夢想——到2050年，建立一支全自主的類人型機(jī)器人足球隊(duì)，與人類的足球世界杯冠軍隊(duì)一比高下，并戰(zhàn)勝之。

　　探索奧秘——目標(biāo)人類智能水平

　　正是人類獨(dú)一無二的智能使得人類能夠發(fā)現(xiàn)自然法則、發(fā)明工具，而成為萬物之靈。

　　目前，人類對于智能的本質(zhì)還所知不多，不過人類探求智能之謎卻是由來已久：在很多神話、傳說中，有講述諸如熟練的工匠給人造的物體賦予智慧和思想的故事。哲學(xué)家們（最早可以追溯到亞里士多德）曾經(jīng)嘗試用機(jī)械化的控制符號來描述人類思考的過程。到20世紀(jì)，數(shù)學(xué)家們從遞歸函數(shù)論、集合論、數(shù)理邏輯、λ演算、圖靈機(jī)等不同側(cè)面研究人類邏輯思維的形式化，這些數(shù)學(xué)上的研究為人類創(chuàng)造會計(jì)算的機(jī)器奠定了理論基礎(chǔ)。在電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之后，“實(shí)現(xiàn)人類水平的智能”的夢想令全世界的想象力為之著迷，科學(xué)家開始嚴(yán)肅地討論建立一個(gè)人工大腦的可能性。

　　在1956年著名的達(dá)特茅斯會議上，科學(xué)家們一致認(rèn)為“學(xué)習(xí)或者智能的任何其他特性的每一個(gè)方面都應(yīng)能被精確地加以描述，使得機(jī)器可以對其進(jìn)行模擬”，并開始正式將人工智能作為一門獨(dú)立的學(xué)科領(lǐng)域。

　　伴隨著生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，人類對自身的了解越來越多，人工智能的研究也經(jīng)過了3個(gè)不同的發(fā)展階段：最早人們通過對人類思考過程的模擬來實(shí)現(xiàn)人工智能，被稱為“符號主義學(xué)派”。以專家系統(tǒng)和自動(dòng)邏輯推理為核心的第一代人工智能擅長建立大規(guī)模的規(guī)則庫，并讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成推理。但很快第一代人工智能就遇到了瓶頸：靜態(tài)的規(guī)則庫顯然不能解決現(xiàn)實(shí)中動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的問題。于是，人們開始考慮機(jī)器如何能夠自己進(jìn)行學(xué)習(xí)，這就是第二代人工智能技術(shù)的興起，主要思想是從結(jié)構(gòu)上模仿人腦，稱為“聯(lián)接主義學(xué)派”，包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、進(jìn)化算法、人工生命等，它們賦予了機(jī)器一定的學(xué)習(xí)、組織信息的能力。近年來興起的“行為主義學(xué)派”認(rèn)為，人類的智能與人類的身體密切相關(guān)，我們所能做、能思考的范圍已經(jīng)被我們這個(gè)特定的身體和環(huán)境深深制約了。例如，我們實(shí)際的人類決策并不完全取決于智力因素，而更多的則是情感、處境，甚至包括身體狀態(tài)等共同決定的。

　　經(jīng)過50多年的發(fā)展，人工智能已成為涉及計(jì)算機(jī)、心理學(xué)、系統(tǒng)論、博弈論、哲學(xué)等領(lǐng)域的交叉學(xué)科。現(xiàn)在，人工智能，這塊曾經(jīng)只屬于科幻小說作家和古怪的計(jì)算機(jī)天才的自留地已經(jīng)漸入主流，不僅獲得了美國航天局和大批硅谷公司，如IBM、谷歌等的高度關(guān)注，而且成為新興企業(yè)的寵兒，涉及的范圍包羅萬象，從新一代搜索引擎，可以聽懂人類語言的機(jī)器，到可以自由移動(dòng)的機(jī)器人等，人工智能的日益流行并使得公眾注意的焦點(diǎn)又回到了一個(gè)老問題上——這項(xiàng)技術(shù)的道路伸向何方？人工智能是否會超越人類智能？

　　人造大腦——歐洲啟動(dòng)龐大工程

　　為了更好地了解大腦是如何產(chǎn)生認(rèn)知的，制造人造大腦成為一個(gè)熱門課題。瑞士洛桑綜合理工學(xué)院腦智研究所的“藍(lán)腦”計(jì)劃試圖用計(jì)算機(jī)從頭建立起哺乳動(dòng)物大腦內(nèi)部的模型，從而可以在計(jì)算機(jī)上模擬大腦的運(yùn)行。同時(shí)，在2009年超級計(jì)算機(jī)會議上，來自IBM的科學(xué)家宣布，他們研制出了一個(gè)目前最大的超級計(jì)算機(jī)模擬大腦，能模擬神經(jīng)元和突觸的數(shù)目超過貓的大腦。然而問題在于：模擬要想在生物學(xué)上足夠準(zhǔn)確，必須深入到單個(gè)神經(jīng)元的層次，這帶來了可怕的數(shù)量和復(fù)雜性問題。計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力成為主要問題，中國的“曙光”是世界上最強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)之一，但是它需要花500秒來模擬人類大腦5秒鐘的活動(dòng)，而這需要消耗1．4兆瓦的電。這樣推算下來，如果能夠?qū)崟r(shí)地模擬人腦的活動(dòng)，需要一個(gè)核電站來供電！

　　有科學(xué)家認(rèn)為，如果有一天我們能構(gòu)建類似人腦的功能和復(fù)雜性的電腦，應(yīng)該是通過化學(xué)或分子形式計(jì)算的。為了從真正意義上實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)細(xì)胞和信號處理的化學(xué)模擬，“生物計(jì)算機(jī)”成了超級計(jì)算發(fā)展方向之一。這種生物計(jì)算機(jī)的物質(zhì)基礎(chǔ)是由仿生細(xì)胞壁涂層自發(fā)形成的化學(xué)細(xì)胞，而非真正的活細(xì)胞。在接收到化學(xué)信號之后，它們會進(jìn)入“無感應(yīng)期”，從而隔絕任何外部信號所產(chǎn)生的影響。這種高度組織化的自我管制系統(tǒng)可避免因觸發(fā)相連細(xì)胞而導(dǎo)致失控的連鎖反應(yīng)，這意味著這些化學(xué)細(xì)胞能夠形成一個(gè)功能類似于人腦的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。歐盟已啟動(dòng)迄今最雄心勃勃的人工智能工程“潮濕計(jì)算機(jī)”，該項(xiàng)目預(yù)算達(dá)180萬歐元，有望在真正意義上實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)細(xì)胞和信號處理的化學(xué)模擬。

　　另一個(gè)值得期待的發(fā)展方向是量子計(jì)算。與電子計(jì)算機(jī)不同，量子電腦則希望控制原子或小分子的狀態(tài)，記錄和運(yùn)算信息，它處理信息的數(shù)量和速度遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的超級電腦。然而，如何實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算，方案并不少，問題是在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)對微觀量子態(tài)的操縱確實(shí)太困難了。目前已經(jīng)提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點(diǎn)操縱、超導(dǎo)量子干涉等?，F(xiàn)在還很難說哪一種方案更有前景。

　　人工智能是一門科學(xué)，更重要的是一門幾乎在所有方面都具有重要應(yīng)用的技術(shù)。諾貝爾獎(jiǎng)和圖靈獎(jiǎng)獲得者西蒙把人工智能定格為實(shí)驗(yàn)科學(xué)，研究人工智能的最終目的是為了應(yīng)用。

　　有專家認(rèn)為，由于機(jī)器人和人工智能技術(shù)進(jìn)步，機(jī)器人不僅能夠通過事先編制的程序進(jìn)行工作，還能在工作中不斷自我學(xué)習(xí)，自我提高自身能力，最后實(shí)現(xiàn)自我維護(hù)，自我制造，即就算人類不參與，由機(jī)器人組成的工業(yè)生產(chǎn)體系不僅能維持生產(chǎn)，而且自動(dòng)擴(kuò)大再生產(chǎn)。由于機(jī)器人工作效率高，生產(chǎn)速度快，這種自我復(fù)制的工業(yè)系統(tǒng)可以幾何級數(shù)擴(kuò)張，帶來的生產(chǎn)力超過人類需要，人類對物質(zhì)需求的增長速度趕不上生產(chǎn)力擴(kuò)張的速度，因此帶來了物質(zhì)極大豐富，這將對未來社會產(chǎn)生變革作用。

　　未來“奇點(diǎn)”——向“超人類智能”邁進(jìn)

　　很多人認(rèn)為現(xiàn)在的人工智能不能模仿人類的喜怒哀樂，不能像人類一樣產(chǎn)生愛恨等思想感情，更不會復(fù)雜的心理行為，就否定了人工智能，認(rèn)為這不過是一種機(jī)械的規(guī)則的再現(xiàn)。但是，我們看到，人類社會需要的是能將人類從很多復(fù)雜的思維活動(dòng)中解脫出來的工具，而目前在這個(gè)方面已經(jīng)取得了很多令人歡欣鼓舞的成績。當(dāng)很多人還在說“深藍(lán)”下國際象棋戰(zhàn)勝世界冠軍不過是一種規(guī)則，或者是計(jì)算能力的勝利，并不意味具有任何智能的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)新一代的“湛藍(lán)”已經(jīng)能夠根據(jù)“對手”的不同，自動(dòng)選擇合適的戰(zhàn)術(shù)來進(jìn)行對局?；蛟S這是對人工智能懷疑論的有力回?fù)簟?/p>

　　人工智能需要強(qiáng)大的計(jì)算能力，就像飛機(jī)需要大功率動(dòng)力一樣，低于一個(gè)門限時(shí)是無法實(shí)現(xiàn)的；但是隨著計(jì)算機(jī)能力的提升，問題逐漸會變得簡單。在國際象棋的“人機(jī)大戰(zhàn)”遠(yuǎn)離了人們視野的今天，運(yùn)行在筆記本電腦上一套只賣50美元的博弈程序已經(jīng)可以擊敗絕大多數(shù)特級大師。

　　近日在美國召開的以人工智能和人類未來為主題的“奇點(diǎn)峰會”中，多數(shù)與會者相信，正如宇宙學(xué)上存在著一個(gè)讓所有物理定律都失效的“奇點(diǎn)”一樣，人工智能技術(shù)也正朝著“超人類智能”的“奇點(diǎn)”邁進(jìn)。不僅如此，智能體還將具備無限循環(huán)的自我完善功能，更有樂觀者預(yù)計(jì)20年后人類的“奇點(diǎn)”將到來。在此，還有專家認(rèn)為，首先，一方面計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高給人工智能提供支持，反過來人工智能的發(fā)展又促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展。根據(jù)摩爾定律，芯片內(nèi)集成的晶體管數(shù)量每隔18個(gè)月便會翻倍，這意味著計(jì)算能力以指數(shù)級增長，這將使“奇點(diǎn)”的到來成為可能。其次，當(dāng)今時(shí)代中最具影響力的兩大帶頭科學(xué)群體是信息科學(xué)群和生命科學(xué)群，而作為信息科學(xué)群和生命科學(xué)群的最重要、最精彩、且最有前景的交叉科學(xué)領(lǐng)域——人工智能技術(shù)，正面臨前所未有的發(fā)展環(huán)境和創(chuàng)新機(jī)遇。

　　同許多其他技術(shù)一樣，人工智能的發(fā)展也給人類帶來了難以預(yù)見的威脅。在生物的發(fā)展和進(jìn)化中，只有人類成了世界的主宰，其原因是人的智力優(yōu)勢而不在于體能。在未來的一天，人類會不會讓位于比他們智力更強(qiáng)的電腦呢？有人害怕那個(gè)時(shí)代的到來，但也有人歡喜那個(gè)時(shí)代。人類由電腦關(guān)照，可以盡情享受大自然、藝術(shù)、體育……當(dāng)然，前提是電腦要對人類友好，就像現(xiàn)在人類保護(hù)動(dòng)物一樣。

　　還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，人類也許甘愿讓機(jī)器接管這個(gè)世界，因?yàn)樗鼈儾粫枪韬徒饘贅?gòu)成的機(jī)器人，而是我們身體的一部分。未來的機(jī)器人就是人類，我們會變成機(jī)器人——一種血肉和機(jī)械相結(jié)合的新型生物，生物學(xué)概念上的“人類”將被不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的新物種所取代，“機(jī)器人類”的時(shí)代或許并不是科幻。

　　因此，人工智能的發(fā)展究竟走向何方是一個(gè)大家關(guān)注的問題，而關(guān)于是否應(yīng)該和如何建立人工智能的爭論已成為決定人類發(fā)展的重大問題之一?？傊?，人工智能的研究是一項(xiàng)極富挑戰(zhàn)性的工作，不論是它的復(fù)雜性和學(xué)科交叉性，還是它那些帶有根本性的思考和創(chuàng)新，其實(shí)都是人類對自身的不斷認(rèn)識和挑戰(zhàn)。人工智能的研究，最終會不會成為人類構(gòu)建“智能體烏托邦”，這是人們感興趣的問題，盡管對人工智能（實(shí)際上是對我們?nèi)祟惐旧恚┑耐笍卣J(rèn)識還有一段非常漫長而艱巨的路要走。（許元）