人工智能之起源與符號(hào)主義
隨著ChatGPT的火出圈,人工智能撳起了業(yè)界的又一波熱潮。今天我們就來聊聊人工智能的發(fā)展歷程。
通常人們認(rèn)為的人工智能起源于1956年的DARTMOUTH會(huì)議,該次會(huì)議上研究者們提出了人工智能(Artificial Intelligence)這一概念。但是事實(shí)上在此之前,人工就已經(jīng)開始發(fā)展了。1955年,美國西部計(jì)算機(jī)聯(lián)合大會(huì)在洛杉磯召開,其中包括了一個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)討論會(huì)的Session(Session on Learning Machine)。
會(huì)上,人工智能符號(hào)主義學(xué)派的代表人物Allen Newell參加了該次討論。
Allen Newell(1927年3月19日-1992年7月19日)
符號(hào)主義(Symbolism)與聯(lián)結(jié)主義(Connectionism)、行為主義(Actionism)是人工智能的三個(gè)主流學(xué)派。
符號(hào)主義(Symbolism)也被稱為邏輯主義(Logicism)、心理學(xué)派(Psychlogism)或計(jì)算機(jī)學(xué)派(Computerism),其主要觀點(diǎn)是利用物理符號(hào)系統(tǒng)及有限合理性原理來實(shí)現(xiàn)人工智能。
具體來講,符號(hào)主義認(rèn)為人類思維的基本單元是符號(hào),而基于符號(hào)的一系列運(yùn)算就構(gòu)成了認(rèn)知的過程,所以人和計(jì)算機(jī)都可以被看成具備邏輯推理能力的符號(hào)系統(tǒng),換句話說,計(jì)算機(jī)可以通過各種符號(hào)運(yùn)算來模擬人的“智能”。
1955年末,Newell和Simon開發(fā)了一個(gè)名為邏輯理論(LOGIC THEORIST)的程序。這個(gè)程序被許多人認(rèn)為是第一個(gè)AI程序。它將每個(gè)問題都表示成一個(gè)樹形模型,然后選擇最可能得到正確結(jié)論的那一枝來求解問題。該程序可以證明出《自然哲學(xué)的數(shù)字原理》(Principia Mathematica)中的38條數(shù)學(xué)定理(后來可以證明全部52條定理),而且某些解法甚至比人類數(shù)學(xué)家提供的方案更為巧妙。
1957年,Herbert Simon、J.C. Shaw和Allen Newell等人又推出了通用問題解決器(General Problem Solver,GPS)推理架構(gòu)以及啟發(fā)式搜索思路,這一思路影響相當(dāng)深遠(yuǎn),前幾年很火的,打敗了柯潔的AlphaGO就借鑒了這一思想。
通用問題解決器可以解決很多常識(shí)問題。在該程序推出兩年以后,IBM成立了一個(gè)AI研究組,專門對(duì)類似問題進(jìn)行研究。
GPS是世界上首個(gè)嘗試解決所有一般性問題的程序,它被設(shè)計(jì)成為解決所有能夠使用基本算法描述的問題。為此,研究者們還專門為它創(chuàng)造了一門編程語言Information Processing Language(IPL)。使用該程序的前提是問題能夠用一組規(guī)則的公式來表達(dá)。這些公式可以是一張有向圖的一部分,帶有多個(gè)源和匯(Sources and Sinks)。其中源表示起始節(jié)點(diǎn),匯表示結(jié)束節(jié)點(diǎn)。在GPS中,源表示公理,匯表示結(jié)論。
盡管開發(fā)者的理想很龐大,但是事實(shí)上GPS只能被用于解決有著良好定義的問題,比如說數(shù)學(xué)題、幾何題或者是棋類游戲。因?yàn)檫@些問題可以被形式化到可以被接受的程度。而在現(xiàn)實(shí)世界中,可能性爆炸式的增長,很快遍歷所有的可能性就已經(jīng)成為了超越計(jì)算能力的問題。
利用GPS解決一般性問題的步驟如下:
1、定義目標(biāo),比如說到商店買盒牛奶。
2、定義先決條件,這些先決條件應(yīng)與目標(biāo)有關(guān),比如說想買牛奶的話,需要有通往商店的路徑,而且商店也需要有牛奶賣。
3、在此基礎(chǔ)上,我們就可以定義操作過程了。比如說去商店需要開車,而車又沒有油了,那么我們就需要確定我們有錢加油,并且加完油之后還有錢買牛奶
一個(gè)操作過程可以基于條件處理所有的情況。它由行為、前提條件、和行為導(dǎo)致的變化組成。在前面的例子中,行為包括給商店付錢,而付錢的前提是手里有錢。而付錢的行為改變了錢的狀態(tài),并且獲得了牛奶。
GPS可以解決類似的所有問題,但是因?yàn)樗ㄟ^遍歷所有可能的過程來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的,因此在現(xiàn)實(shí)世界中,往往問題的復(fù)雜度超過了計(jì)算能力。
除了邏輯理論和通用問題解決器以外,符號(hào)主義還為我們貢獻(xiàn)了專家系統(tǒng)、知識(shí)庫和知識(shí)圖譜等一系列優(yōu)秀的技術(shù)。發(fā)展出了很多,影響了很多領(lǐng)域的發(fā)展。
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