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1、人工智能第一章人工智能第一章第1页，本讲稿共100页课课 程内容程内容一、课程背景一、课程背景一、课程背景一、课程背景二、产生式系统表示及其搜索方法二、产生式系统表示及其搜索方法二、产生式系统表示及其搜索方法二、产生式系统表示及其搜索方法 三、逻辑表示及其推理方法三、逻辑表示及其推理方法三、逻辑表示及其推理方法三、逻辑表示及其推理方法第2页，本讲稿共100页第一章第一章 人工智能简介人工智能简介 第3页，本讲稿共100页千古的梦想千古的梦想不断地从自然力的束缚下解放自己不断地从自然力的束缚下解放自己 n n古代：利用物质资源古代：利用物质资源古代：利用物质资源古代：利用物质资源 制造人力的工具
2、制造人力的工具制造人力的工具制造人力的工具 扩展人的体质功能扩展人的体质功能扩展人的体质功能扩展人的体质功能 支持农业社会的文明支持农业社会的文明支持农业社会的文明支持农业社会的文明n n近代：利用能量的资源近代：利用能量的资源近代：利用能量的资源近代：利用能量的资源 制造动力工具制造动力工具制造动力工具制造动力工具 扩展人的体力功能扩展人的体力功能扩展人的体力功能扩展人的体力功能 支持工业社会的文明支持工业社会的文明支持工业社会的文明支持工业社会的文明n n现代：利用信息资源现代：利用信息资源现代：利用信息资源现代：利用信息资源 制造智能工具制造智能工具制造智能工具制造智能工具 扩展人的智力
3、功能扩展人的智力功能扩展人的智力功能扩展人的智力功能 导致信息社会导致信息社会导致信息社会导致信息社会第4页，本讲稿共100页人工智能人工智能（Artificial Intelligence）uu研究如何用计算机去模拟、延伸和扩展人的智能；研究如何用计算机去模拟、延伸和扩展人的智能；研究如何用计算机去模拟、延伸和扩展人的智能；研究如何用计算机去模拟、延伸和扩展人的智能；如何把计算机用得更聪明；如何把计算机用得更聪明；如何把计算机用得更聪明；如何把计算机用得更聪明；如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用系统；如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用系统；如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用
4、系统；如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用系统；如何设计和制造更聪明的智能计算机如何设计和制造更聪明的智能计算机如何设计和制造更聪明的智能计算机如何设计和制造更聪明的智能计算机uu一门由计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心一门由计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心一门由计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心一门由计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性新学理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性新学理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性新学理学、数学、哲学等多种学
5、科相互渗透而发展起来的综合性新学科科科科uu二十世纪七十年代以来世界三大尖端技术二十世纪七十年代以来世界三大尖端技术二十世纪七十年代以来世界三大尖端技术二十世纪七十年代以来世界三大尖端技术 （空间技术、能源技术、（空间技术、能源技术、（空间技术、能源技术、（空间技术、能源技术、人工智能）之一人工智能）之一人工智能）之一人工智能）之一uu二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一之一之一之一uu计算机科学技术的前沿科技领
6、域计算机科学技术的前沿科技领域计算机科学技术的前沿科技领域计算机科学技术的前沿科技领域第5页，本讲稿共100页杰出人物杰出人物 2020世纪世纪世纪世纪4040位图灵奖获得者中有位图灵奖获得者中有位图灵奖获得者中有位图灵奖获得者中有6 6位人工智能学者：位人工智能学者：位人工智能学者：位人工智能学者：Marvin MinskyMarvin Minsky（19691969年）年）年）年）John McCarthyJohn McCarthy（19711971年）年）年）年）Herbert SimonHerbert Simon和和和和Allen NewellAllen Newell（19751975
7、年）年）年）年）Edward FeigenbaumEdward Feigenbaum和和和和Raj Reddy Raj Reddy（19941994年）年）年）年）可见人工智能在信息科学中的地位。可见人工智能在信息科学中的地位。可见人工智能在信息科学中的地位。可见人工智能在信息科学中的地位。第6页，本讲稿共100页重要国际会议重要国际会议n n 19691969年第一届国际人工智能联合会议（年第一届国际人工智能联合会议（年第一届国际人工智能联合会议（年第一届国际人工智能联合会议（International International Joint Conference on AIJoint Co
8、nference on AI）召开）召开）召开）召开,此后每两年开一次，成为此后每两年开一次，成为此后每两年开一次，成为此后每两年开一次，成为人工智能界最高级别的学术盛会。人工智能界最高级别的学术盛会。人工智能界最高级别的学术盛会。人工智能界最高级别的学术盛会。n n19791979年成立美国人工智能联合会（年成立美国人工智能联合会（年成立美国人工智能联合会（年成立美国人工智能联合会（American Association for American Association for Artificial IntelligenceArtificial Intelligence）n nECAI E
9、CAI、AJCAI AJCAI（澳大利亚）、（澳大利亚）、（澳大利亚）、（澳大利亚）、CAICAI（加拿大）（加拿大）（加拿大）（加拿大）、AAMAS AAMAS（International Conference on Autonomous International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems Agents and Multiagent Systems）、）、）、）、ICAPSICAPS（International Conference on Automated Planning and Internation
10、al Conference on Automated Planning and SchedulingScheduling）第7页，本讲稿共100页重要国际刊物重要国际刊物n n19701970年起，年起，年起，年起，IJCAIIJCAI定期出版：定期出版：定期出版：定期出版：International Journal of International Journal of AIAIn n19791979年起，年起，年起，年起，AAAIAAAI定期出版：定期出版：定期出版：定期出版：AI MagazineAI Magazinen n中国计算机学会推荐的人工智能国际学术刊物中国计算机学会推荐的人工
11、智能国际学术刊物中国计算机学会推荐的人工智能国际学术刊物中国计算机学会推荐的人工智能国际学术刊物 A A类类类类:AI AI IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence Intelligence Journal of Machine Learning Research Journal of Machine Learning Research 第8页，本讲稿共100页国内重要会议国内重要会议n n 19811981年
12、成立中国人工智能学会年成立中国人工智能学会年成立中国人工智能学会年成立中国人工智能学会 全国人工智能学术年会（全国人工智能学术年会（全国人工智能学术年会（全国人工智能学术年会（CAAICAAI）。）。）。）。n n 19901990年首次召开中国人工智能联合会议年首次召开中国人工智能联合会议年首次召开中国人工智能联合会议年首次召开中国人工智能联合会议（CJCAICJCAI）。）。）。）。第9页，本讲稿共100页一、什么是人工智能？一、什么是人工智能？一、什么是人工智能？一、什么是人工智能？二、人工智能的历史二、人工智能的历史二、人工智能的历史二、人工智能的历史三、人工智能的不同研究流派三、人工
13、智能的不同研究流派三、人工智能的不同研究流派三、人工智能的不同研究流派 四、人工智能的主要研究领域及其发展四、人工智能的主要研究领域及其发展四、人工智能的主要研究领域及其发展四、人工智能的主要研究领域及其发展五、人工智能与其它领域的交叉五、人工智能与其它领域的交叉五、人工智能与其它领域的交叉五、人工智能与其它领域的交叉第10页，本讲稿共100页一、什么是人工智能？一、什么是人工智能？第11页，本讲稿共100页1、智能智能l l 智能智能智能智能 人类在认识和改造世界的活动中，由脑力劳动表现出人类在认识和改造世界的活动中，由脑力劳动表现出人类在认识和改造世界的活动中，由脑力劳动表现出人类在认识和
14、改造世界的活动中，由脑力劳动表现出来的能力。来的能力。来的能力。来的能力。包括感知、理解、抽象、分析、包括感知、理解、抽象、分析、包括感知、理解、抽象、分析、包括感知、理解、抽象、分析、推理推理推理推理、判断、学习、判断、学习、判断、学习、判断、学习和对变化环境的适应等等和对变化环境的适应等等和对变化环境的适应等等和对变化环境的适应等等 疑问：疑问：疑问：疑问：仅限于人？一般动物没有吗？仅限于人？一般动物没有吗？仅限于人？一般动物没有吗？仅限于人？一般动物没有吗？为什么说猩猩一类动物比一般动物智力高？为什么说猩猩一类动物比一般动物智力高？为什么说猩猩一类动物比一般动物智力高？为什么说猩猩一类动
15、物比一般动物智力高？若只限于人，那么机器就更不能谈什么智能了，若只限于人，那么机器就更不能谈什么智能了，若只限于人，那么机器就更不能谈什么智能了，若只限于人，那么机器就更不能谈什么智能了，也就无人工智能可言了！也就无人工智能可言了！也就无人工智能可言了！也就无人工智能可言了！所以，智能本身现在无法下精确的定义。所以，智能本身现在无法下精确的定义。所以，智能本身现在无法下精确的定义。所以，智能本身现在无法下精确的定义。第12页，本讲稿共100页1、智能智能l l基于计算机的智能基于计算机的智能 如果一种行为或一系列行为能完成人类所如果一种行为或一系列行为能完成人类所做到的事，做到的事，就说它是智
16、能的就说它是智能的。第13页，本讲稿共100页2、人工智能、人工智能n n人工智能又称为智能模拟，用计算机模拟人脑的智人工智能又称为智能模拟，用计算机模拟人脑的智人工智能又称为智能模拟，用计算机模拟人脑的智人工智能又称为智能模拟，用计算机模拟人脑的智能行为。包括感知、学习、推理、对策、决策、预能行为。包括感知、学习、推理、对策、决策、预能行为。包括感知、学习、推理、对策、决策、预能行为。包括感知、学习、推理、对策、决策、预测、直觉、联想。测、直觉、联想。测、直觉、联想。测、直觉、联想。n nNilson(Stanford):AINilson(Stanford):AI是关于知识的科学，即怎样获取
17、、是关于知识的科学，即怎样获取、是关于知识的科学，即怎样获取、是关于知识的科学，即怎样获取、表示和使用知识的科学表示和使用知识的科学表示和使用知识的科学表示和使用知识的科学n nFeigenbaum(Stanford):AIFeigenbaum(Stanford):AI是知识信息处理系统是知识信息处理系统是知识信息处理系统是知识信息处理系统n n Winston(MIT):AIWinston(MIT):AI就是研究如何使计算机去做过去只就是研究如何使计算机去做过去只就是研究如何使计算机去做过去只就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的富有智能的工作有人才能做的富有智能的工作有人才能做的富有智
18、能的工作有人才能做的富有智能的工作第14页，本讲稿共100页n nIt is the science and engineering of making intelligent It is the science and engineering of making intelligent machines,especially intelligent computer programs.It is machines,especially intelligent computer programs.It is related to the similar task of using comput
19、ers to understand related to the similar task of using computers to understand human intelligence,but AI does not have to confine itself to human intelligence,but AI does not have to confine itself to methods that are biologically observable.methods that are biologically observable.-McCarthy-McCarth
20、yn n人工智能既包含理论研究的内容又包含工程方面的内容人工智能既包含理论研究的内容又包含工程方面的内容人工智能既包含理论研究的内容又包含工程方面的内容人工智能既包含理论研究的内容又包含工程方面的内容.人工智能的研究注意智能系统的效果而不是单纯的对人的智能人工智能的研究注意智能系统的效果而不是单纯的对人的智能人工智能的研究注意智能系统的效果而不是单纯的对人的智能人工智能的研究注意智能系统的效果而不是单纯的对人的智能行为的模拟行为的模拟行为的模拟行为的模拟.(人工智能研究的出发点与生物学家不同。生物学家研究智能人工智能研究的出发点与生物学家不同。生物学家研究智能人工智能研究的出发点与生物学家不同
21、。生物学家研究智能人工智能研究的出发点与生物学家不同。生物学家研究智能行为是从脑的结构和神经细胞的组织入手。行为是从脑的结构和神经细胞的组织入手。行为是从脑的结构和神经细胞的组织入手。行为是从脑的结构和神经细胞的组织入手。人工智能研究者主要从智能行为的过程与表现入手，重点人工智能研究者主要从智能行为的过程与表现入手，重点人工智能研究者主要从智能行为的过程与表现入手，重点人工智能研究者主要从智能行为的过程与表现入手，重点放在智能行为的实际效果上。放在智能行为的实际效果上。放在智能行为的实际效果上。放在智能行为的实际效果上。)第15页，本讲稿共100页3、人工智能的研究目标、人工智能的研究目标 n
22、 n根本目标根本目标 要求计算机不仅能模拟而且可以延伸、要求计算机不仅能模拟而且可以延伸、扩展人的智能扩展人的智能,达到甚至超过人类智能的水平。达到甚至超过人类智能的水平。附：关于智能本质的争论附：关于智能本质的争论附：关于智能本质的争论附：关于智能本质的争论n nVon NeumannVon Neumann：计算机决不会有智能。：计算机决不会有智能。：计算机决不会有智能。：计算机决不会有智能。n nTuringTuring：计算机是能达到人的智力水平的。：计算机是能达到人的智力水平的。：计算机是能达到人的智力水平的。：计算机是能达到人的智力水平的。n nMcCarthyMcCarthy：人工
23、智能的所有主要问题都是难解的。：人工智能的所有主要问题都是难解的。：人工智能的所有主要问题都是难解的。：人工智能的所有主要问题都是难解的。n nMinskyMinsky：人工智能是有史以来最难的科学之一：人工智能是有史以来最难的科学之一：人工智能是有史以来最难的科学之一：人工智能是有史以来最难的科学之一;思维的社会思维的社会思维的社会思维的社会无统一的知识表示和理论基础。无统一的知识表示和理论基础。无统一的知识表示和理论基础。无统一的知识表示和理论基础。n nBrooksBrooks：无需表示、无需推理的智能。：无需表示、无需推理的智能。：无需表示、无需推理的智能。：无需表示、无需推理的智能。
24、n n反对派的核心观点：计算机只能解决形式化的问题，而客观世反对派的核心观点：计算机只能解决形式化的问题，而客观世反对派的核心观点：计算机只能解决形式化的问题，而客观世反对派的核心观点：计算机只能解决形式化的问题，而客观世界的问题则是非形式化的，是变化无穷的。界的问题则是非形式化的，是变化无穷的。界的问题则是非形式化的，是变化无穷的。界的问题则是非形式化的，是变化无穷的。第16页，本讲稿共100页n n近期目标近期目标近期目标近期目标 使现有的计算机不仅能做一般的数值计使现有的计算机不仅能做一般的数值计使现有的计算机不仅能做一般的数值计使现有的计算机不仅能做一般的数值计算及非数值信息的数据处理
25、，而且能运用知识处理算及非数值信息的数据处理，而且能运用知识处理算及非数值信息的数据处理，而且能运用知识处理算及非数值信息的数据处理，而且能运用知识处理问题，能模拟人类的部分智能行为。问题，能模拟人类的部分智能行为。问题，能模拟人类的部分智能行为。问题，能模拟人类的部分智能行为。n n作为工程技术学科，人工智能的目标是提出建造人工智作为工程技术学科，人工智能的目标是提出建造人工智作为工程技术学科，人工智能的目标是提出建造人工智作为工程技术学科，人工智能的目标是提出建造人工智能系统的新技术、新方法和新理论，并在此基础上研制能系统的新技术、新方法和新理论，并在此基础上研制能系统的新技术、新方法和新
26、理论，并在此基础上研制能系统的新技术、新方法和新理论，并在此基础上研制出具有智能行为的计算机系统。出具有智能行为的计算机系统。出具有智能行为的计算机系统。出具有智能行为的计算机系统。n n作为理论研究学科，人工智能的目标是提出能够描作为理论研究学科，人工智能的目标是提出能够描作为理论研究学科，人工智能的目标是提出能够描作为理论研究学科，人工智能的目标是提出能够描述和解释智能行为的概念与理论，为建立人工智能述和解释智能行为的概念与理论，为建立人工智能述和解释智能行为的概念与理论，为建立人工智能述和解释智能行为的概念与理论，为建立人工智能系统提供理论依据。系统提供理论依据。系统提供理论依据。系统提
27、供理论依据。第17页，本讲稿共100页一、什么是人工智能？一、什么是人工智能？一、什么是人工智能？一、什么是人工智能？二、人工智能的历史二、人工智能的历史二、人工智能的历史二、人工智能的历史三、人工智能的不同研究流派三、人工智能的不同研究流派三、人工智能的不同研究流派三、人工智能的不同研究流派四、人工智能的主要研究领域及其发展四、人工智能的主要研究领域及其发展四、人工智能的主要研究领域及其发展四、人工智能的主要研究领域及其发展五、人工智能与其它领域的交叉五、人工智能与其它领域的交叉五、人工智能与其它领域的交叉五、人工智能与其它领域的交叉第18页，本讲稿共100页二、人工智能的历史二、人工智能的
28、历史AIisnearlyasoldascomputing第19页，本讲稿共100页人工智能的历史人工智能的历史n nAristotle（公元前（公元前3 8 4-3 2 2）：古希腊伟大的哲学家、：古希腊伟大的哲学家、思想家，著名学者思想家，著名学者Plato的学生。的学生。主要贡献主要贡献:为形式逻辑奠定了基础。为形式逻辑奠定了基础。三段论三段论Famous syllogism of Aristotle:Every man is mortal Socrates is a man Deduction:Socrates is mortal演绎推理特点：演绎推理特点：一般一般 特殊特殊;前提真，结
29、论一定真前提真，结论一定真第20页，本讲稿共100页n nBaconBacon（1561-16261561-1626），），），），英国哲学家和自然科学家。英国哲学家和自然科学家。英国哲学家和自然科学家。英国哲学家和自然科学家。主要贡献：主要贡献：主要贡献：主要贡献：n n 系统地提出了归纳法。系统地提出了归纳法。系统地提出了归纳法。系统地提出了归纳法。n n 强调了知识的作用：强调了知识的作用：强调了知识的作用：强调了知识的作用：“知识就是力量知识就是力量知识就是力量知识就是力量”。Socrates is a manSocrates is a man Socrates is mortal S
30、ocrates is mortalInduction:Induction:Every man is mortalEvery man is mortal Every mortal is a man Every mortal is a man No man but Socrates is mortal No man but Socrates is mortal Etc.Etc.归纳推理的特点：归纳推理的特点：归纳推理的特点：归纳推理的特点：特殊特殊特殊特殊 一般一般一般一般;前提真，结论不一定真。前提真，结论不一定真。前提真，结论不一定真。前提真，结论不一定真。第21页，本讲稿共100页n nLe
31、ibniz(1646-1716)Leibniz(1646-1716)德国数学家和哲学家德国数学家和哲学家德国数学家和哲学家德国数学家和哲学家n n 同同同同NewtonNewton并列为微积分的发明者。并列为微积分的发明者。并列为微积分的发明者。并列为微积分的发明者。n n 改进了改进了改进了改进了PascalPascal的加法计算器，做出了能进的加法计算器，做出了能进的加法计算器，做出了能进的加法计算器，做出了能进行四则运算的手摇计算器，在计算工具的行四则运算的手摇计算器，在计算工具的行四则运算的手摇计算器，在计算工具的行四则运算的手摇计算器，在计算工具的历史上占有一席位置。历史上占有一席位
32、置。历史上占有一席位置。历史上占有一席位置。n n 对对对对AIAI的主要贡献的主要贡献的主要贡献的主要贡献：提出的数理逻辑的思想，：提出的数理逻辑的思想，：提出的数理逻辑的思想，：提出的数理逻辑的思想，把形式逻辑符号化，从而能对人的思维进行把形式逻辑符号化，从而能对人的思维进行把形式逻辑符号化，从而能对人的思维进行把形式逻辑符号化，从而能对人的思维进行运算和推理。运算和推理。运算和推理。运算和推理。LeibnitzLeibnitz提出的计划是：建立一提出的计划是：建立一提出的计划是：建立一提出的计划是：建立一种通用的符号语言，以及一种在此符号语言上种通用的符号语言，以及一种在此符号语言上种通
33、用的符号语言，以及一种在此符号语言上种通用的符号语言，以及一种在此符号语言上进行推理的演算。进行推理的演算。进行推理的演算。进行推理的演算。n n LeibnitzLeibnitz之梦之梦之梦之梦：有一天所有的知识，包括精：有一天所有的知识，包括精：有一天所有的知识，包括精：有一天所有的知识，包括精神和无形的真理，能够通过通用的代数演算放入神和无形的真理，能够通过通用的代数演算放入神和无形的真理，能够通过通用的代数演算放入神和无形的真理，能够通过通用的代数演算放入一个单一的演绎系统。一个单一的演绎系统。一个单一的演绎系统。一个单一的演绎系统。此梦的初步实现归功于此梦的初步实现归功于此梦的初步实
34、现归功于此梦的初步实现归功于BooleBoole。第22页，本讲稿共100页n nGeorge Boole George Boole（1815-18641815-1864）英国数学家、逻辑学家英国数学家、逻辑学家英国数学家、逻辑学家英国数学家、逻辑学家 主要贡献：主要贡献：主要贡献：主要贡献：初步实现了初步实现了初步实现了初步实现了LeibnitzLeibnitz关于思关于思关于思关于思维符号化和数学化的思想；提出了一维符号化和数学化的思想；提出了一维符号化和数学化的思想；提出了一维符号化和数学化的思想；提出了一种崭新的代数系统，被后世称为布尔种崭新的代数系统，被后世称为布尔种崭新的代数系统，
35、被后世称为布尔种崭新的代数系统，被后世称为布尔代数。代数。代数。代数。凡传统逻辑（命题逻辑）能处理的问题，凡传统逻辑（命题逻辑）能处理的问题，凡传统逻辑（命题逻辑）能处理的问题，凡传统逻辑（命题逻辑）能处理的问题，布尔代数都能处理，而某些能用布尔代布尔代数都能处理，而某些能用布尔代布尔代数都能处理，而某些能用布尔代布尔代数都能处理，而某些能用布尔代数处理的问题，用传统逻辑处理却极其数处理的问题，用传统逻辑处理却极其数处理的问题，用传统逻辑处理却极其数处理的问题，用传统逻辑处理却极其困难。困难。困难。困难。第23页，本讲稿共100页n nFrege（1848-1925）德国数理逻辑学家，德国数理
36、逻辑学家，德国数理逻辑学家，德国数理逻辑学家，主要贡献：主要贡献：主要贡献：主要贡献：建立了谓词逻辑系统。建立了谓词逻辑系统。建立了谓词逻辑系统。建立了谓词逻辑系统。出版了出版了出版了出版了概念演算概念演算概念演算概念演算、算术的基本算术的基本算术的基本算术的基本法则法则法则法则等名著。等名著。等名著。等名著。第24页，本讲稿共100页n nGodel（1906-1978）美籍奥地利数理逻辑学家美籍奥地利数理逻辑学家美籍奥地利数理逻辑学家美籍奥地利数理逻辑学家 主要贡献：主要贡献：主要贡献：主要贡献：研究数理逻辑中一些带有根本性的问题，即研究数理逻辑中一些带有根本性的问题，即研究数理逻辑中一些
37、带有根本性的问题，即研究数理逻辑中一些带有根本性的问题，即形式系统的完备性和可判定性问题。形式系统的完备性和可判定性问题。形式系统的完备性和可判定性问题。形式系统的完备性和可判定性问题。19301930年证明了一阶谓词演算的完备性定理年证明了一阶谓词演算的完备性定理年证明了一阶谓词演算的完备性定理年证明了一阶谓词演算的完备性定理 19311931年证明了：年证明了：年证明了：年证明了：第一条不完备性定理第一条不完备性定理第一条不完备性定理第一条不完备性定理-任何包含初等数论的形式系统，如任何包含初等数论的形式系统，如任何包含初等数论的形式系统，如任何包含初等数论的形式系统，如果它是协调的，那么
38、一定是不完备的。果它是协调的，那么一定是不完备的。果它是协调的，那么一定是不完备的。果它是协调的，那么一定是不完备的。第二条不完备性定理是：如果这种形式系统是协调的，第二条不完备性定理是：如果这种形式系统是协调的，第二条不完备性定理是：如果这种形式系统是协调的，第二条不完备性定理是：如果这种形式系统是协调的，那么这种协调性一定不能在本系统中得到证明。那么这种协调性一定不能在本系统中得到证明。那么这种协调性一定不能在本系统中得到证明。那么这种协调性一定不能在本系统中得到证明。GodelGodel的这两条定理彻底摧毁了的这两条定理彻底摧毁了的这两条定理彻底摧毁了的这两条定理彻底摧毁了Hilbert
39、Hilbert的建立无矛盾数的建立无矛盾数的建立无矛盾数的建立无矛盾数学体系的纲领，对人工智能研究的意义在于，学体系的纲领，对人工智能研究的意义在于，学体系的纲领，对人工智能研究的意义在于，学体系的纲领，对人工智能研究的意义在于，指出了指出了指出了指出了把人的思维形式化和机械化的某种极限，在理论上证把人的思维形式化和机械化的某种极限，在理论上证把人的思维形式化和机械化的某种极限，在理论上证把人的思维形式化和机械化的某种极限，在理论上证明了有些事情是做不到的明了有些事情是做不到的明了有些事情是做不到的明了有些事情是做不到的。第25页，本讲稿共100页n nAMTuring AMTuring（图灵
40、）（图灵）（1912-19541912-1954）英国）英国天才天才天才天才数学家数学家主要贡献：主要贡献：主要贡献：主要贡献：19361936年提出一种理想计算机的数学模型，后世称之为图年提出一种理想计算机的数学模型，后世称之为图年提出一种理想计算机的数学模型，后世称之为图年提出一种理想计算机的数学模型，后世称之为图灵机。灵机。灵机。灵机。现已公认，所有可计算函数都能用图灵机计算现已公认，所有可计算函数都能用图灵机计算现已公认，所有可计算函数都能用图灵机计算现已公认，所有可计算函数都能用图灵机计算-为电子为电子为电子为电子计算机出现建立了理论根据。计算机出现建立了理论根据。计算机出现建立了理
41、论根据。计算机出现建立了理论根据。在二次大战期间为盟军设计破译密码的机器，为盟军在二次大战期间为盟军设计破译密码的机器，为盟军在二次大战期间为盟军设计破译密码的机器，为盟军在二次大战期间为盟军设计破译密码的机器，为盟军的最后胜利立下了汗马功劳。的最后胜利立下了汗马功劳。的最后胜利立下了汗马功劳。的最后胜利立下了汗马功劳。19501950年，提出了著名的年，提出了著名的年，提出了著名的年，提出了著名的“Turing Test”Turing Test”如果机器能成功的伪装成人欺骗观察者如果机器能成功的伪装成人欺骗观察者如果机器能成功的伪装成人欺骗观察者如果机器能成功的伪装成人欺骗观察者,就认为它具
42、有了就认为它具有了就认为它具有了就认为它具有了智能。智能。智能。智能。Turing TestTuring Test的重要意义：的重要意义：的重要意义：的重要意义：使实验研究智能行为成为可能使实验研究智能行为成为可能使实验研究智能行为成为可能使实验研究智能行为成为可能1980,1980,美国哲学家美国哲学家美国哲学家美国哲学家John searle John searle 在其论文在其论文在其论文在其论文心、大脑与程序心、大脑与程序心、大脑与程序心、大脑与程序中提出中提出中提出中提出Chinese Room ExperimentChinese Room Experiment第26页，本讲稿共10
43、0页第一阶段：第一阶段：5050年代人工智能的兴起和冷落年代人工智能的兴起和冷落 n n电子计算机的诞生电子计算机的诞生人工智能人工智能的物质基础。的物质基础。Mauchly（美国数（美国数学家）和学家）和Eckert等人共同发明了等人共同发明了电子数字计算机电子数字计算机ENIAC（1946）。）。占地面积达占地面积达170平方米，重达平方米，重达30吨吨第27页，本讲稿共100页n n人工智能的开端人工智能的开端 Norbert Wiener：所有人类智：所有人类智力的结果都是一种反馈的结力的结果都是一种反馈的结果；反馈机制是有可能用机果；反馈机制是有可能用机器模拟的器模拟的第28页，本讲
44、稿共100页第一阶段：第一阶段：5050年代人工智能的兴起和冷落年代人工智能的兴起和冷落n n人工智能的问世人工智能的问世 1956年，年，“人工智能之父人工智能之父”McCarthy：Vermont“Dartmouth人工智能夏人工智能夏季研究会季研究会”，命名，命名 人工智能人工智能 参加者：参加者：Minsky,Rochester,Shannon,Moore,Samuel,Selfridge,Solomonff,Simon,Newell等一批数学家、信息学家、心理学等一批数学家、信息学家、心理学家、神经生理学家、计算机科学家。家、神经生理学家、计算机科学家。第29页，本讲稿共100页n
45、n早期发展早期发展早期发展早期发展n n 机器定理证明机器定理证明机器定理证明机器定理证明 19561956年，年，年，年，NewellNewell和和和和SimonSimon的的的的Logic TheoristLogic Theorist证明了证明了证明了证明了数数数数学原理学原理学原理学原理第二章的第二章的第二章的第二章的3838条定理，条定理，条定理，条定理，19631963年全部年全部年全部年全部5252条定理。条定理。条定理。条定理。19581958年，王浩在年，王浩在年，王浩在年，王浩在IBM704IBM704上实现了一个定理机器证明程上实现了一个定理机器证明程上实现了一个定理机器
46、证明程上实现了一个定理机器证明程序，以序，以序，以序，以3-53-5分钟的时间证明了分钟的时间证明了分钟的时间证明了分钟的时间证明了数学原理数学原理数学原理数学原理中中中中220220条全部条全部条全部条全部命题演算定理和命题演算定理和命题演算定理和命题演算定理和150150条一阶逻辑定理中的条一阶逻辑定理中的条一阶逻辑定理中的条一阶逻辑定理中的85%85%，19591959年年年年用了用了用了用了8.48.4分钟证明了全部定理。分钟证明了全部定理。分钟证明了全部定理。分钟证明了全部定理。19591959年，年，年，年，GelernterGelernter研制出了平面几何证明程序。研制出了平面
47、几何证明程序。研制出了平面几何证明程序。研制出了平面几何证明程序。19651965年年年年RobinsonRobinson提出了归结方法，把人工智能的研究向前提出了归结方法，把人工智能的研究向前提出了归结方法，把人工智能的研究向前提出了归结方法，把人工智能的研究向前推进了一大步。推进了一大步。推进了一大步。推进了一大步。第30页，本讲稿共100页n n早期发展早期发展早期发展早期发展n n机器学习机器学习 19561956年，年，年，年，SamuelSamuel研制了跳棋程序，该程序具有学习研制了跳棋程序，该程序具有学习研制了跳棋程序，该程序具有学习研制了跳棋程序，该程序具有学习功能，能够从棋
48、谱中学习，也能在实践中总结经验，功能，能够从棋谱中学习，也能在实践中总结经验，功能，能够从棋谱中学习，也能在实践中总结经验，功能，能够从棋谱中学习，也能在实践中总结经验，提高棋艺。提高棋艺。提高棋艺。提高棋艺。19591959年打败了设计者年打败了设计者年打败了设计者年打败了设计者SamuelSamuel本人，本人，本人，本人，19621962年年年年击败了美国一个州的冠军。击败了美国一个州的冠军。击败了美国一个州的冠军。击败了美国一个州的冠军。n n模式识别与计算机视觉模式识别与计算机视觉 19561956年，年，年，年，SelfridgeSelfridge研制出第一个字符识别程序，研制出第
49、一个字符识别程序，研制出第一个字符识别程序，研制出第一个字符识别程序，19591959年年年年他又推出了功能更强的模式识别程序。他又推出了功能更强的模式识别程序。他又推出了功能更强的模式识别程序。他又推出了功能更强的模式识别程序。19651965年，年，年，年，RobertsRoberts编制了可以分辨积木构造的程序，开创了计编制了可以分辨积木构造的程序，开创了计编制了可以分辨积木构造的程序，开创了计编制了可以分辨积木构造的程序，开创了计算机视觉的新领域。算机视觉的新领域。算机视觉的新领域。算机视觉的新领域。第31页，本讲稿共100页n n早期发展早期发展早期发展早期发展n n通用问题求解程序
50、通用问题求解程序通用问题求解程序通用问题求解程序GPSGPS 19571957年始，年始，年始，年始，Newell,ShawNewell,Shaw和和和和SimonSimon等人在等人在等人在等人在Logic TheotistLogic Theotist基础上，基础上，基础上，基础上，研究一种不依赖于具体领域的通用解题程序，持续了研究一种不依赖于具体领域的通用解题程序，持续了研究一种不依赖于具体领域的通用解题程序，持续了研究一种不依赖于具体领域的通用解题程序，持续了1010年，年，年，年，最后版本发表于最后版本发表于最后版本发表于最后版本发表于19691969年。年。年。年。n n符号计算符号