浅析人工智能的发展历程与未来趋势

2018-12-05胡昌昊

经济研究导刊 2018年31期

胡昌昊

（乌普萨拉大学，哥特兰维斯比 75105）

引言

人工智能是一门交叉型学科，其综合了计算机科学、控制论、信息论、哲学、语言学等诸多学科。关于人工智能的定义，学术界尚未形成共识。美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授认为：“人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”麻省理工学院温斯顿教授认为：“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”究其本质，人工智能是基于机器（计算机）实现对人类智能的模拟，最终目的是提高人类福祉。

世界各国均十分重视对人工智能的研究。2015年以来，美国白宫科技政策办公室连续发布《为人工智能的未来做好准备》《人工智能、自动化与经济报告》和《国家人工智能研究和发展战略计划》。英国利用其科技人才优势，强调人工智能发展的实效性，缩短产学研的转换周期。德国以服务机器人为重点，加快智能机器人的研发和应用。服务机器人被列为德国联邦教研部“信息和通讯技术2020——为创新而科研”研究计划项目。联邦经济部的“工业4．0的自动化计划”包括6个机器人项目。此外，德国科学基金会资助大学开展机器人基础理论研究。

人工智能的应用领域十分广泛，包括传媒、教育、医疗、安防、农业等。人工智能是20世纪世界三大尖端科技之一，也被认为是21世纪三大尖端技术之一。探讨人工智能发展历程及其未来发展趋势，有助于我们更好地把握人工智能整体的发展脉络，促进人工智能及其相关领域研究的发展。

一、人工智能发展历程

1956年被称为人工智能诞生的元年。时至今日，人工智能已经走过了六十多年的历史。发展过程中，人工智能几起几落。近年来，中国的人工智能研究发展迅速，但与世界先进水平相比，仍存在较大差距。

（一）世界人工智能发展历程

世界人工智能的发展主要经历了六个阶段，即萌芽期（1956年之前）、第一次高潮期（1956—1966年）、低谷发展期（1967年至20世纪80年代初期）、第二次高潮期（20世纪80年代中期至90年代初期）、平稳发展期（20世纪90年代至2016年）以及第三次高潮期（2016年至今）。

1．萌芽期（1956年之前）。自古以来，人类便探寻能够提高生产效率、降低劳动强度的工具。由于受到当时科学技术水平的限制，人们只能制作一些简单的工具，以满足日常的生产生活所需。中外留下了很多脍炙人口的神话传说。古埃及时期，埃及人制造出了可以自己开闭的大门以及自动涌出的圣泉。公元前900多年，我国便有歌舞机器人传说的记载。公元850年，古希腊有制造机器人帮助人劳动的神话传说。萌芽阶段典型的代表人物或成果有：17世纪法国数学家、物理学家B．Pascl制造出了世界上第一台机械加法器；18世纪德国哲学家、数学家Leibnitz制作出了手摇计算器；1936年，英国数学家A．M．Turing提出了图灵机模型；1950年，A．M．Turing又提出了机器能够思维的论述。1946年，美国科学家Eckert和J．W．Mauchly等人共同研制出了世界上第一台电子数字计算机ENIAC，为以后人工智能的发展奠定了物质基础。之后做出突出贡献的科学家包括冯·诺伊曼、数学家 N．Wiener以及数学家 C．E．Shannon。他们创制的计算机、控制法和信息论，均为以后人工智能的研究奠定了坚实的理论和物质基础。

2．第一次高潮期（1956—1966年）。1956年夏季，在美国达特茅斯学院举办的“侃谈会”上，明斯基、申农、麦卡赛和罗切斯特等一批年轻科学家促成了人工智能学科的诞生。会议上成立了几个著名的项目组：IBM公司工程课题研究组、MIT研究组和Carnegie-RAND协作组。达特茅斯会议后，人工智能进入了一个崭新的发展阶段。这一时期人工智能的主要研究方向是博弈、定理证明、机器翻译等。这一阶段的代表性成果包括：1956年，Newell和Simon等人在定理证明方面首先取得突破，开辟了以计算机程序来模拟人类思维的道路；1960年，McCarthy创立了人工智能程序设计语言LISP。一系列的突破使人工智能科学家们相信，通过研究人类思维的普遍规律，计算机最终可以模拟人类思维，从而创造一个万能的逻辑推理体系。在如此氛围下，人工智能研究快速推进。

3．低谷发展期（1967年至20世纪80年代初期）。随着人工智能研究的深入，科学家遇到越来越多的困难。1965年创立的消解法（归结法），曾被赋予厚望。但该方法在证明“连续函数之和仍连续”这一微积分的简单事实时，推导了10万步仍无结果。可见，该方法存在一定的局限性。Samuel的下棋程序在获得州冠军之后始终未获得全国冠军。机器翻译所采用的依靠一部词典的词到词的简单映射方法并未成功。从神经生理学角度研究人工智能的科学家遇到了诸多困难，运用电子线路模拟神经元及人脑并未成功。由于前一阶段的盲目乐观，相关研究者并未充分预估可能遇到的困难。这一时期，人工智能研究进入低谷发展期。尽管面临巨大压力，各国人工智能研究者依旧扎实工作，继续加强基础理论研究，并在机器人、专家系统、自然语言理解等方面取得新突破。这一时期的代表性成果包括：ELIEA、MACSMA、MYCIN、LUNAR、SHRDLU、STUDENT、MARGIE、EARSAY-I。此外，还包括 R．C．Schamk 提出的概念从属理论、Minsky提出的画面理论、R．Kowalski提出的以逻辑为基础的程序设计语言Prolog等。

4．第二次高潮期（20世纪80年代中期至90年代初期）。1977年，Feigenbaum教授在第五届国际人工智能联合会会议上提出了“知识工程”的概念，标志着人工智能研究新的转折点，即实现了从获取智能的基于能力的策略至基于知识的方法研究的转变。基于人工智能基础理论以及计算机科学的发展，多种人工智能实用系统实现了商业化，取得了较大的经济和社会效益。例如，DEC公司将人工智能系统用作VAX计算机的建构，每年为该公司节约2 000万美元；斯坦福大学研制的专家系统PROSPECTOR，1982年预测了华盛顿州的一个钼矿位置，其开采价值超过1亿美元。当然，这一时期人工智能研究同样遇到了挫折。例如，日本的第五代机计划未能达到预期目标，通用的智能机器或专家系统的计划面临危机。

5．平稳发展期（20世纪90年代至2016年）。随着计算机网络技术特别是国际互联网技术的发展，人工智能研究开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。人工智能的应用领域进一步扩大，其应用已渗入到我们生活的各方面。

6．第三次高潮期（2016年至今）。2016年年初，Alpha Go与韩国围棋国手李在石对弈，Alpha Go最终获胜，人工智能再次引起公众关注。2016年也被称为人工智能新纪元的元年。2017年5月27日，人工智能系统Alpha Go Master与世界实时排名第一的棋手柯洁对弈，最终连胜三盘。可见，现今人工智能研究取得了新的突破性进展，人工智能研究迎来了第三次发展高潮。

（二）中国人工智能发展历程

相较于国际人工智能的发展历程，中国人工智能研究的起步较晚。改革开放以前，中国人工智能研究经历了质疑、批评甚至是打压。改革开放后，中国人工智能研究才逐步走上正轨。

20世纪五六十年代，西方国家开始重视人工智能研究。但是在苏联，人工智能却受到批判。20世纪50年代，受苏联批判人工智能和控制论的影响，中国几乎没有人工智能研究。20世纪60年代后期和70年代，由于中苏关系恶化，苏联虽解禁了控制论和人工智能的研究，但中国学术界将苏联的解禁斥之为“修正主义”，中国人工智能研究依旧停滞不前。

1978年3月，全国科学大会在北京召开。大会提出“向科学技术现代化进军”的战略决策，广大科技人员解放思想，人工智能研究酝酿着进一步的解禁。20世纪80年代初期，钱学森等学者主张开展人工智能研究，中国人工智能研究进一步活跃。但由于这一时期对人工智能的界定不清，当时社会上经常将“人工智能”与“特异功能”混为一谈，中国人工智能研究进展缓慢。

20世纪70年代末至80年代，欧美国家人工智能获得较快发展并获得较大的经济和社会效益。这一时期，中国派遣大批留学生赴欧美发达国家学习，其中包括人工智能与模式识别等领域的留学生。1981年9月，在长沙成立了中国人工智能学会，秦元勋当选第一任理事长。部分人工智能相关项目已被纳入国家科研计划。

1984年，邓小平指示：“计算机普及要从娃娃抓起。”此后，中国人工智能研究的环境有所好转。1984年和1985年，国防科工委分别召开了全国智能计算机及其系统学术讨论会和首届全国第五代计算机学术研讨会。1986年，国家高技术研究发展计划（863计划）将智能计算机系统、智能机器人和智能信息处理等项目纳入其中。1987年，清华大学出版社出版了国内首部具有自主知识产权的人工智能专著。1987年、1988年和1990年，中国首部人工智能、机器人学与智能控制著作出版。1987年，《模式识别与人工智能》杂志创刊。1989年，召开了首届中国人工智能联合会议。1993年起，国家科技攀登计划将智能控制和智能自动化等项目纳入其中。

进入21世纪，越来越多的人工智能与智能系统课题获得国家高技术研究发展计划（863计划）、国家自然科学基金重大项目、国家重点基础研究发展计划（973计划）项目、工信部重大项目以及科技部科技攻关项目等国家基金计划支持。2006年8月，中国人工智能学会联合其他学会和有关部门，在北京举办了“庆祝人工智能学科诞生50周年”大型庆典活动。同年，《智能系统学报》创刊。2009年，由中国人工智能学会牵头，向国家学位委员会和国家教育部提出设置“智能科学与技术”学位授权一级学科的建议。

近年来，人工智能研究已提升为国家战略。2015年5月，为了全面推进实施制造强国战略，国务院发布了《中国制造2025》。其中，人工智能是智能制造不可或缺的核心技术。2015年7月，“2015中国人工智能大会”在北京召开，发表了《中国人工智能白皮书》。2016年4月，工业和信息化部、国家发展改革委、财政部三部委联合印发了《机器人产业发展规划（2016—2020年）》，描绘了“十三五”期间中国机器人产业的发展蓝图。与此同时，中国人工智能学会联合20余家国家一级学会，在北京举办了“2016全球人工智能技术大会暨人工智能六十周年纪念活动启动仪式”。2016年5月，为了明确未来三年智能产业的发展重点和具体扶持项目，国家发改委和科技部等四部门联合印发《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》。

现今，人工智能研究已提升为国家发展战略，中国约有10万的科技人员以及大学师生从事人工智能相关领域的学习、研究、开发与应用。中国人工智能及其产业化发展迅速，成果颇丰，其发展和应用前景不可限量。

二、人工智能的未来发展趋势

人工智能研究已步入第三次高潮期。随着人工智能的快速发展，其应用领域将进一步扩大，人类的生产方式与生活方式将发生革命性的变化。人工智能高度发达后，人机将实现和谐共处，人机边界模糊。基于智能机器所创造的巨大财富，人类将最终解放并进入共产主义社会。

（一）人工智能的应用领域将进一步扩大

现今，人工智能的实际应用领域包括：指纹识别、专家系统、自动规划、机器视觉、人脸识别、视网膜识别、虹膜识别、自动程序设计、机器人学、智能搜索、定理证明、博弈、智能控制、语言和图像理解、遗传编程、掌纹识别等。

随着计算机科学、大数据等相关领域研究的不断深入，人工智能的应用领域将进一步扩大。人工智能在计算机领域得到了广泛重视，在机器人、政治经济决策仿真系统以及控制系统中得到了一定的应用。从广义上讲，人工智能将在金融、安防、制造业、汽车、医疗、教育、传媒、广告、法律、智能家居、农业发挥愈来愈重要的作用。

（二）人工智能将替代人类传统职业，引发人类生产方式的革命性变化

每一次技术革命都将引发人类生产方式的重大变革。第一、二次工业革命后，蒸汽机、电力极大地提高了社会生产力，人类由以农业生产方式为主转变为以工业生产方式为主，劳动人口由第一产业涌入第二产业。机械化、自动化后，农业和工业均剩下了依赖人类智力或经验的工作。由于服务业同样依赖人类的智力或经验，所以服务业难以被机器取代。然而，随着计算机科学、大数据等相关领域的发展，人工智能获得了前所未有的突破。在一定程度上，人类的智力或经验同样可以被模拟，从而打破了人类守住自己职业的最后一道防线。一些单调、重复或需要记忆或需要大量数据的行业，如服务员、会计、司机、文员、快递员、保姆等工作将率先被人工智能取代，大量人员将从第三产业退出。需要更多智力或经验的岗位，如医生、教师、律师、记者、设计师也将受到人工智能的深刻影响，可能被部分取代，人类的生产方式将面临革命性变化。

（三）人工智能将渗入到人类生活的各方面，引发人类生活方式的重大变革

农业社会中，绝大多数人生活在相对封闭的农村聚落中，交通不便，相互的沟通交流十分困难。进入工业社会，人类生产方式发生重大变化，人口开始从农村涌入城市，人类整体的城市化率不断提高。随着人工智能的高速发展，智能化产品将成为人类生活的必需品。基于物联网技术，万事万物都将被智能化。无人驾驶汽车将走进人们的日常生活，智能课堂将提高学生的学习效率以及教师的工作效率，智能化的厨房将使烹饪更加健康、有趣。

总之，随着人工智能及相关领域的快速发展，人工智能的应用领域将进一步扩大，在改变人类生产方式的基础上，将促使人类生活方式发生重大变革，人类社会即将转变为智慧社会。

（四）智能机械将与人体结合，人机边界模糊

随着人工智能技术的不断发展，智能芯片体积将越来越小，功能越来越强大，万物皆可植入智能芯片以实现互联。人类身体也可植入智能芯片。例如，人造智能手臂、人造智能脏器、人造智能眼睛等，乃至人类大脑都可植入智能芯片，以帮助人类瞬间记忆，减轻学习压力。智能机器将具备与人沟通的能力，甚至具备理解能力和智力，人类社会将进入一种人机共存、和谐共处的状态。

（五）智能机器最终将替代人类从事劳动，人类进入共产主义社会，实行按需分配

随着人工智能逐渐应用到人类的生产和生活领域，智能机器将代替人类从事体力劳动和脑力劳动，代替人类创造社会财富而毫无私欲，人类的社会财富将极大丰富。在智能机器全天无休止的工作下，未来的人类可能成为无须劳动的自由人，人类将拥有更多的时间从而实现全面自由的发展。在智能机器的协助下，人类最终会实现全面解放，步入共产主义社会，实现按需分配。