本书将全面介绍人工智能的发展历史、探究过程以及在各个领域的应用，以通俗易懂的语言和生动有趣的示例为你揭示人工智能不为人知的奥秘。全面介绍了人工智能的历史及其在各个领域的发展及应用。既有科学的严谨性，又不乏趣味性，以通俗的语言和生动的示例将科学之美展现得淋漓尽致，有助于读者开阔视野，激发进一步探索科学的兴趣。
从《终结者》《黑客帝国》《机器人瓦利》再到《超验骇客》，我们多数人对人工智能的认识还停留在好莱坞电影阶段，然而，人工智能作为一门计算机科学分支究竟是什么样的？目前发展到了什么阶段？能够战胜人类的*极AI机器真的会存在吗？从这本书中，你很快就会发现问题的答案。
对于人工智能，斯蒂芬·霍金博士这样评论过：“真正的人工智能技术，将是人类历史上最了不起的发明。”而如今，各类智能化产品已经成为人类生活当中不可或缺的一部分。智能手机、电脑、数控电器，甚至是已经逐渐形成规模化生产制造的各类机器人……所有的这一切，都在表达着这样一个意念：人工智能的时代已经到来了！
从技术进步角度来说，在过去的数十年时间里，世界人工智能的学术、实践发展速度超过了所有人的想象。自1946年，严格意义上的第一台科学计算机艾尼阿克号诞生以来，在随后的几十年时间里，人工智能的研发经历了数次高峰和低谷。最长的一次沉寂，甚至超过了十年时间。但是，无论是高峰还是低谷，人工智能都抓住了每一次机遇，并且在经历了每一次磨难的洗礼之后，它都能够以更加高昂的姿态展现在世人的面前。就如同人们所说的那样，电报从发明到推广用了20年；随后电话从发明到推广花费了不到10年时间；而当前计算机软件的研发和推广，常常连几个月时间都用不到。这就是说，人类社会对于高科技的追求已经越来越热情，而以人工智能为代表的科技发展，也呈现出一片欣欣向荣的傲人姿态。
当前，由人工智能技术引发的各类智能化产品如雨后春笋般涌入各大市场，除了科技含量较高的高级计算机、智能化软件等，还有各类规格型号的机器人产品。更重要的是，关于这些高新技术产品，它们的研发生产已经不再是欧美日韩等发达国家的专属，以中国为首的发展中国家也已经具备了批量化生产智能机器人的能力。在中国大陆的东南沿海地带，多个以家用、工用机器人生产制造为主的新式工厂你追我赶的良好竞争态势，也为人工智能的民族化发展贡献了力量。
除了技术和产业方面的进步之外，人类社会对于AI技术的态度也更加开明化、友好化。在情感方面，空虚寂寞的人愿意向开发商订购一件情感治愈系列的机器人伴侣；在竞争方面，大名鼎鼎的国际棋手乐意坐下来同机器人进行对弈……而当霍金等人站出来极力告诫人工智能有可能会毁灭整个地球文明的时候，反对他们的声音也是一浪高过一浪。其中最著名的恐怕就是Facebook创始人马克·扎克伯格所说的那段铿锵有力的话了——他说道：“我们目前担心人工智能的反噬，就如同两百年前担心坐飞机会失事一样。人们总是过度担心安全性，但我要说的是，无论如何，你得先有一架飞机，然后再去考虑它的安全性。”
从扎克伯格的话语中，我们可以得出两个结论，首先是人类对于人工智能的态度正在逐渐好转，而不像以前那样讳莫如深、含糊其辞。如果说一件事情的成功首先应该从事主的精神态度开始的话，那么当人类开始正视AI技术、不再对它过于畏惧或崇拜时，或许有一天，由人工智能技术推动的各类产品，也会像今天的飞机一样普及化。
更为重要的是，目前世界各国都已经将智能化发展战略拟定在了民族规划蓝图当中。而在2013年4月举行的德国汉诺威工业博览会上，以“智能工厂”为核心理念的发展计划得到了世界各国的认同，而这也正是目前全球紧锣密鼓极力推动的“工业4.0”的根基和雏形。
另一个从扎克伯格口中可以探知到的消息是，关于人工智能技术的发展是非常快的，而这种不可思议的变化，也触动到了各大学术巨人的担忧。例如，霍金与马斯克。在霍金口中，或许有一天，机器人会自己发现电源线路与自身的关联性，然后将相关能源完全掌控在自己手里，进而摆脱人类的制约。虽然从一定程度上来说，这一种猜想似乎离我们非常遥远，但可以确定，关于人工智能的技术发展，真的是已经令诸多业内精英望而生畏了。
可以说，从技术进步、规模化产业兴起，以及良好的社会认知角度上来说，人工智能都正处在一个不错的历史际遇之中，无论是从国家角度，还是依市场因素为评判标准，新AI技术的广泛传播和发展，都将是必不可免的。而在新一轮的时代热潮即将到来之前，探寻人工智能发展的历史、学习其主要推理进步的应用工具、解读人工智能体工作、运转的理论和原理，同时展望这一门新兴科学在时代浪潮当中的发展前景，就是本书重点阐释的方面。
当然，由于人工智能本身即为一门专业知识非常强的学科，其内容方面也必然会触及到部分晦涩难懂的专业公式。而作者在这里针对部分难点进行了整理筛选，务求通过深入浅出的语言文字，将庞杂AI系统之中的高深原理传达给读者。而针对文章的任何意见和建议，都欢迎广大读者不吝笔墨，批评指正。
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韦康博，著名财经作家，财经评论员，工业4.0在中国的主要推动者与研究专家，曾发表多篇关于制造业的文章，介绍德国在智能化生产和先进制造业方面的新学术成果。在经济、金融和人工智能方面，有独立的研究成果。著有《工业4.0时代的盈利模式》、《国家大战略》、《人工智能》、《怎样成功建立百万粉丝团》等著作。
1.人工智能时代将至，高效能助手的潜在威胁
毋庸置疑的是，世界各国正在寻求智能化更高、运行速度更快的计算机系统。这样做的结果是显而易见的，更高级别的智能系统会给使用者创造更为客观的社会财富，但与此同时，急速膨胀的人工智能体系，是否也应该引起人类的警觉呢？
1939年10月的一天，美国爱荷华大学的一所实验室里笑声不断，而此时和同伴谈笑风生的约翰·文森特·阿塔纳索夫教授还没有意识到眼前这台笨拙的机器将会对人类社会带来翻天覆地的变化。他和助手——研究生克利福德·贝理给这台机器起了一个粗糙的名字：ABC，即两人姓氏的首字母“A”和“B”，外加“Computer”的“C”。而这台当时还没有引起过多关注的“ABC”机器，也就是后来各代先进计算机的雏形。
受制于时代的限制，阿塔纳索夫和贝理并没有高度重视起自己这一项伟大的发明，“ABC”也只是做一些数学方程式的解算。几年之后，美国当局也被卷入了世界大战的漩涡，阿塔纳索夫和贝理都放下了手中所有的学术研究，转而投向国防、武器制造等方面，而“ABC”的进一步精研，也就这样被搁置了。到1946年，世界战争进入白热化阶段，美国社会各阶层都不约而同地通过缩减开支来援助政府，爱荷华大学的教育经费也大量停减。在这样一个时代背景下，“ABC”的部分零部件都被拆除移作他用了，只剩下存储装置还孤零零地留在原地。
尽管“ABC”没有引起社会的重视，但爱荷华大学教授发明出了能够自主解算超高难度方程式的机器，这一消息在业内还是吸引了不少科研人员的目光，宾夕法尼亚大学的电力工程学教授莫奇利·约翰·威廉姆就是其中之一。在参观了遗留在爱荷华大学储存室里的“ABC”之后，他认真地和阿塔纳索夫教授沟通了部分意见，这为后来莫奇利研究出更高级别的计算机“艾尼阿克”提供了基础。
到1946年2月14日，由莫奇利教授和他的学生——年仅25岁的艾克特·约翰·普洛斯博共同推出的新型计算机“艾尼阿克”号宣布诞生。与阿塔纳索夫主导的“ABC”不同，艾尼阿克得到了军方的大力支持，原因是美国当局希望通过电子运算，来规范炮弹运行轨迹，进而提升命中率。根据当时的报道，艾尼阿克号计算机长50英尺，宽30英尺，重量更是达到了30吨。而当艾尼阿克号开始启动的时候，整个费拉德费亚市都需要关闭民用电源，以确保艾尼阿克号的正常运转。
除了占地面积大、吨位过重、用电量惊人之外，艾尼阿克号还需要18800个真空管来支持工作。更重要的是，数量庞大的真空管损耗率惊人，差多不15分钟就会有一根真空管被烧毁，然后工作人员不得不再花费大量的时间来查找、替换掉坏掉的零件。
然而，尽管从资源消耗方面来说，艾尼阿克号计算机的消耗是非常惊人的，但与此同时，它也展示出了物有所值的性能：在加法运算方面，它每秒钟的速度达到了5000次。这在当时可以说是一个“骇人听闻”的成就，而当然这也是任何人脑都无法比拟的。
当然，从历史的角度来看，这一切都只是一个开始，随着社会各界的高度重视，计算机技术也不断突飞猛进。时至今日，每秒钟运行亿万次计算的计算机已经不能被看做“一流产品”。法国原子能署出品的“tera-10”型号计算机每秒钟42.9万亿次的运算速度，都只能勉强跻身业内第七，那么艾尼阿克当年每秒钟的5000次加法运算，或者是每秒400次乘法运算，看上去就都显得微不足道了。
可以说，自第一台电子计算机“ABC”问世开始，在不到一百年时间里，人类对于计算机技术的开发和使用是异常惊人的。单纯从运行速度上来讲，21世纪之后研发出来的超级计算机，在效率上要比首代计算机快上亿倍，这个差距已经是不能用“天堑”来比拟了。更重要的是，从时代需求角度来说，由计算机主导的智能化体系，也已经在人类社会根深蒂固，早已经渗透到人类生活的方方面面了。
从社会生产角度来说，无论是工业生产还是农副养殖，利用智能化数字管控的劳作体系都是更具生产效率的。在美国，从事农业生产的人口不到全国人口总数的2%，但是他们却支撑起了整个美利坚全部的食品供应，且还大量对外输出农产品，是世界头号农产出口国。更加令人称道的是，美国农夫并不需要每天夜以继日地播种或者是放牧牛羊，他们更多需要做的是坐在电脑旁边，喝着咖啡，通过电子系统完成农业生产。在高自动化机械生产体系的帮助下，一对美国夫妇能够完成3000英亩的农庄作业，同时他们还能喂养近200头牛。在面对来访者提问时，拉里·格雷格还向对方展示了自己利用安装了GPS系统的电脑终端控制拖拉机犁地的过程。
相对而言，智能系统对于农业生产的应用，是落后于工业生产应用的。这也就是说，智能化体系对于全球工业生产的影响是更显著的。美国纽约州立大学社会学教授理查德·拉克曼就表示：“假如我们把智能操作从工业生产当中完全去掉，那么我们的生产效率将会下降一万倍甚至更多。”所以说，就社会生产而言，人类社会对于智能化系统的依赖和使用，已经达到了非常高的地步。
从日常生活角度来说，智能化电子产品也已经成为人类生活当中的重要组成部分。而假如没有了电话，远程交流就只能通过信件或者电报来完成。这显然是一件可怕的事情。
总体而言，自从第一台电子计算机问世起，人类就已经逐渐开始了智能社会的历程。经过了一系列的探索之后，智能化产品的研发进程和使用技术，都呈现出了飞跃性的发展。从艾尼阿克号的每秒5000次加法，到tera-10的每秒超过40万亿次，计算机领域发生了翻天覆地的变化。同时，在社会生产和日常生活方面，智能体系应用也扮演着举足轻重的角色。然而，这样一种对于电子机器的超高程度依赖，必然也是利弊共存的。就好比是经营着3000英亩农庄的格雷格夫妇，当他们家中的智能操作系统按部就班的工作时，他能够轻松地完成每一年的劳作，而一旦这些系统产生故障，或者是失去控制呢？当然，对于人工智能的开发和应用，我们也不必过于悲观或者持有疑虑，因为从现阶段来看，智能化操作对于人类社会的推动意义还是远远超过其暗藏的隐患的。只不过，从电子计算机在短短几十年时间里运行速度疯狂飙升近百亿倍这一点来看，对人工智能系统保持警觉，其实也是有必要的。
2.早期的人工智能：控制论概念阐述
在人工智能发展的历史上，控制论同样占据了非常重要的位置。从定义上来说，控制论是一门指导人类如何通过数据信息的选取和使用，来改善某个受控制目标的状态和发展前景的学科。它的核心概念就在于信息的传输：控制系统配合传输器将信息数据输送出去，之后又需要将反馈信号递送回来，继而对信息的再发送产生相关影响。对应到人工智能方面来说，就是人工智能实体当中的控制系统负责调控和监督整个实体内部的数据发送与反馈，并以此为基础掌控、规范整个实体的行为活动。
由美国国家航天总局主持研发的“墨菲斯”系列高端机器人，就是人工智能控制理论下的杰出产物。从外观上来看，“墨菲斯”的主体是由数个巨大的球状物环抱而成的，主体下是数个支撑腿，核心服务器就安装在多个球状物上。与一般机器人由电子计算机控制不同的是，“墨菲斯”完全是按照人类大脑思维执行任务的。当进入工作状态之后，“墨菲斯”会依据人类的脑电波信号及波纹图来计算出自己应有的举动，以此完成各种任务。
“墨菲斯”系列机器人的应用，实际上就是控制论在人工智能当中发挥特殊作用的一个经典事例。自美国应用数学家诺伯特·维纳首度提出“控制论”概念以来，控制论的思想和方法已经渗透到现代科技的方方面面。与“墨菲斯”形成对比的是，世界上第一台机器人“尤尼梅特”，只能做一些简单的固定程序，其功用特征更像是一根不停劳作的机械臂。可以说，在控制论理念的指引下，人工智能在过去几十年时间里取得了惊人的成就。那么，从理论属性上分析，控制论又都具备哪些优良特征呢？
（1）控制论强调在整个系统内部是需要设定一个稳定的平衡状态的。这就是说，在人工智能范畴之内，受控主体必须是受到既定规律约束的，相关程序需要按照一个稳定的状态来运行和计算，而非以一种随机的态势运转。以“尤尼梅特”为例，它的最基本功用是工业生产，那么在执行生产命令的过程当中，它就必须是受到既定速率制约的。假如这个机器人在抓举频率上快慢不均，那么生产任务一定会受到破坏。要达成这一目标，设计者就需要对“尤尼梅特”的速率控制系统拟定相应的“率值”，以限定它在相应的范围内进行劳动操作。当然，“速率限定”只是庞大控制系统当中很小的一部分，在一些技术水平要求更高的人工智能体当中，还会有更多的管控因素被引入，这一点是毋庸置疑的。
（2）信息传递是控制论理念之中必不可缺的一部分。作为一个受外部因素引导的人工智能体，其个体行为必然是需要遵循相关指令限定的。在这一过程当中，数据传导就显得不可或缺。比如在美国国家航天总局的指挥下，“墨菲斯”机器人需要执行一项外太空探索任务，那么这名机器人和相关工作人员之间就是存在信号的发送与接收的。对于智能体和操作者之间的这种关联状态，约瑟夫·恩格尔伯格就说：“机器人是人类手臂、躯干、视野的延伸者和替代品，它们的行为是受到相关命令驱使才能实现的。”值得注意的是，就目前而言，即便是最高端的人工智能体，它们的活动也是在外部信息的驱动下进行的。
（3）控制系统当中必须存在用以修正行为偏差的功能装置。这一点同样也非常重要，因为对于生物个体来说，它们为了适应外部环境的变化需要更改自身状态或行为。在某些情况下，人工智能体同样也会面对“突发状况”。比如一个双足行走的军用机器人，它在崎岖不平的路面上快速行进时，就需要通过核心处理器来调整自己步伐的频率或者抬脚高度，而如果设计者在这名机器人的程序当中没有配备行为修正装置，那么这名机器人在遇到障碍物时，肯定会因外部阻力而无法完成命令任务。
第四，除了通过特殊装置调节偏差以外，控制系统还要求有专门辅助矫正非稳定性因素的自我调节机制。也就是说，控制系统从整体上而言是处于动态的，它会在工作波动较大时采取行动，以维持运转的稳定性。值得注意的是，自我调节机制属于系统内的程序设定，是一种拟定的程序，它与风向调节器、运动加速器等外化装置是存在概念上的区别的。
可以看到，控制论概念的提出，对于稳定、改良、操纵一个系统模型而言带来了难以估量的理论支持。无论是简单质朴的“尤尼梅特”，还是设计精良、用途广泛的“墨菲斯”，这些新时代出品的机器人设计全都毫无例外地采用了控制论当中的基本概念。也正是在这些严谨、实用的理论引导下，关于人工智能的产业、产品才能够屡屡攻破难关的。正如恩格尔伯格所说的那样：“正是由于理论基础的完整化、精确化，才使得人造机器人脱离了‘玩具’的范畴，并一步步得以改良和完善。”所以说，控制论作为人工智能早期理论基础之一，为其后来的高速发展产生了巨大推动作用。
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