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如何构建智能系统:探秘人和机器的智慧共生

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:在此基础上,笔者认为,不论是天然的智能系统还是人造的智能系统,从工程技术角度看,都应由下列缺一不可的三个部分构成。一般来说,人的智能系统最显著的特征主要有以下几点。

如何构建智能系统:探秘人和机器的智慧共生

人脑是一个天然的智能系统,我们要模拟人脑就是要制造一个人造的智能系统,用这个智能系统来进行智能模拟。

所谓“系统”,就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分按一定规律结合成的、具有特定功能的有机整体。

系统具有下面的特征。

(1)集合性。系统是由许多元素按照一定方式组合起来的。

(2)关联性。系统的各个组成部分之间是互相联系,互相制约的,不是相互无关的个体的随意堆积。

(3)功能性。系统总是具有特定功能的,特别是人所创造或改造的系统,总有一定的目的性,各元素正是按这个目的组织起来的。

(4)环境适应性。任何系统总是存在并活动于一个特定的环境之中,与环境不断进行物质、能量、信息的交换。系统必须适应环境。

在此基础上,笔者认为,不论是天然的智能系统还是人造的智能系统,从工程技术角度看,都应由下列缺一不可的三个部分构成。

1.合理的物理结构——智能行为的物质基础

能够实现智能的天然系统和人造系统,都应具有一个实实在在的物理结构系统。结构不同,能够实现的智能程度也不同。人的神经网络系统是一种天然的物理结构系统,就智能行为而言,它是一个完善的系统;猴子的神经系统也是一个天然的物理结构系统,就智能行为而言,它是一个比人的神经系统逊色的系统;计算机的硬件体系是一个人造的物理结构系统,就智能行为而言,它是现实中一个值得考虑并应不断改进的系统。合理的物理结构系统是智能行为的物质基础,没有这个物质基础,智能就没有生存之地。

2.完善的知识系统——智能行为的理论基础

知识是智能的重要组成部分,是智能行为的理论基础,没有知识就谈不上智能,知识是思维的产物更是思维的基础,它在智能体的智能行为过程中具有十分重要的地位,这已经是没有异议的问题了。我们讲“尊重知识,尊重人才”,是强调知识在天然智能体——人中的重要作用。在智能模拟工程领域中,人们将“知识工程”作为人工智能研究的一个“核心领域”,并有人称智能机为知识处理机,也充分可见人们已确认知识在智能模拟中处于十分重要的地位。

已有的智能研究业已证明,知识是智能的重要组成部分,没有知识的系统很难谈及智能,因此,“知识是智能产生的基本条件之一”[2],而且,对于一个具有思维和智能的人来说,它通常又是一种“开放系统”。智能体的知识要通过与外界的不断的“信息交流”而获得,也会由于某种原因被“丧失”或“修正”。一个具有高度智慧的智能体,正是在不断地与外界进行信息交流的过程中(获取与运用知识的过程中)获得和维持其完善的知识系统的。

3.健全的思维机制——智能行为的行为基础

在充分肯定知识在智能系统中的重要地位的同时,我们认为,知识并不等于智能。因为从一定意义上讲,智能是一种能力,是一种学习能力、理解能力、记忆能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力、认识世界和改造世界的能力。即使我们把关于知识获取和知识运用的知识也广义地理解为知识,知识与智能之间还是有区别的。因为智能是一种“动态”行为,特别是一种“思维”行为,一种知识和经验的综合运用过程。

有时,我们把智能行为集中理解为一种“思维”行为,是因为从本质上讲,思维确实是一切智能行为的一个“核心”。没有有意识的思维,智能体根本不会产生出智能行为。人们常讲的直感和灵感,也应该是一种思维活动。而我们研制智能机器最关键的一点,也是希望机器能具有模拟人类“思维”的功能。(www.xing528.com)

思维从本质上讲主要是智能体运用自身知识对信息加工的一种过程。但从智能模拟工程,特别是知识工程角度来看,我们觉得还是把思维能力理解为能获取和运用知识的能力为好。

一般来说,人的智能系统最显著的特征主要有以下几点。

(1)在物理结构上,人的智能系统表现出来的显著特征

人脑是一个由海量神经元组成的巨系统,它由大约1010~1011个神经细胞(神经元)和与之相比多得多的胶质细胞组成,是“一个庞大而复杂的天然物理系统”。这个系统的“元件”之多远远超出了任何一个机器系统,“元件”之间的联系之复杂也是空前的,而且它还时时与外界有能量和信息交换。虽然我们目前对这一复杂巨系统的详细结构及微观机理尚不清楚,但是它具有层次性、可塑性协同效应、自组织性与容错性则是确定无疑的。

(2)在知识系统方面,人的智能系统表现出来的显著特征

①具有学习功能,包括有指导的被动式学习和无导师的自主学习,且学习具有选择性、滤波性、自动归纳总结抽象和渐近深入等特性。

②具有存储与理解各种知识的能力,包括各种确定性知识和不确定性知识。

③具有遗忘和再组织(联想)特性,有“温故而知新”功能。

④具有知识定位与层次特性,各类知识可随时调用。

⑤具有知识可运用性,可综合运用各类知识。

(3)在思维方面,人具有完善的思维机制

人能灵活运用自己的知识,采用各种思维方法来处理现实中的问题。按照一般的理解,人的有意识、有目标思维有以下几种方式。

逻辑思维抽象思维),通过概念与逻辑推理来进行思维。

形象思维,通过形象与经验模式进行思维。

③直觉思维,是思维中“主体直觉”居于主导地位的一种思维形式,常具有非逻辑性和非经验性。

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