中国西部科技 ２０１ １年０６月（中旬）第１０卷第１７期总第２５０期 朱祝武 （山东科技大学，山东青岛２６６５１ ０） 摘要：人工智能是一门极富发展潜力和挑战性的学科，和大多数事物发展规律一样，该学科也呈“肯定一否定一否定之 否定”的螺旋上升发展趋势。文章分析了人工智能的内涵、发展历程以及目前人工智能研究领域占主导地位的三种发展 观，最后简要的介绍其应用领域及发展前景。 关键词：人工智能；简史；发展观 ＤＯＩ：１ ｏ．５９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１ ６７１—６３９６．２０ １ １．１ ７．００４ １ 人工智能的定义 人工智能（Ａｒｉｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌ１ｉｇｅｎｃｅ，英文缩写为 ２．２诞生及第一个兴旺阶段（１９５６年至１９６６年） １９５６年夏季，在美国Ｄａｒｔｍｏｔｈ大学举办的“侃谈会” 上，第一次正式使用了人工智能（ＡＩ）这一术语，从而开创了 人工智能的研究方向和学科，并有了ＡＩ的第一个发展期（兴 旺期）。这段时期ＡＩ研究的主要方向是机器翻译、定理证 明、博弈等，代表性工作有：１９５６年，Ｎｅｗｅｌ１和Ｓｉｍｏｎ等人 ＡＩ）是一门综合了计算机科学、控制论、信息论、神经生 理学、心理学、语言学、哲学等多种学科互相渗透而发展 起来的的一门交叉学科，是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。关于人工智能，目 前研究界尚无统一的定义，美国斯坦福大学人工智能研究 中心尼尔逊教授下过这样一个定义： “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。”而麻省理工学院的温斯顿教授认为： “人工智 在定理证明工作中首先取得突破，开启了以计算机程序来模 拟人类思维的道路；１９６０年，ＭｃＣａｒｔｈｙ建立了人工智能程序 设计语言ＬＩＳＰ。一系列的成功使人工智能科学家们认为可以 研究和总结人类思维的普遍规律并用计算机模拟它的实现， 乐观的预计可以创造一个万能的逻辑推理体系。 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。” 。 我们认为，人工智能就是研究怎样用人工的方法 ２．３萧条波折期（１９６７年至７Ｏ年代初期） 当人们进行了比较深入的工作后，发现人工智能研究碰 在机器（计算机）上模拟、实现和扩展人类智能的一门技 术和科学。 到的困难比原来想象的要多得多。例如：１９６５年发明的消解 ２ 人工智能的发展简史 可分为以下几个阶段。 ． 法（归结原理）曾给人们带来了希望，可很快就发现了消解法 的能力也有限，证明“连续函数之和仍连续”是微积分中的 简单事实，可是用消解法（归结法）来证明时，推了十万步 （归结出几十万个子句）尚无结果；Ｓａｍｕｅｌ的下棋程序当了 州冠军之后没能进一步当上全国冠军更不要说世界冠军； １９６５年世界冠军Ｈｅｌｍａｎｎ与Ｓａｍｕｅｌ的程序对弈了四局获得全 胜，仅有的一个和局是因为世界冠军“匆忙地同时和几个人 人工智能从诞生至今已有近６０年的历史，其发展大致 ２．１萌芽阶段（１９５６年之前） 人工智能的思想自古中外均有萌芽。公元前９００多 年，我国有歌舞机器人传说的记载。公元８５０年，古希腊 就有制造机器人帮助人们劳动的神话传说。萌芽阶段期间 涌现出的代表性人物或成果有：十七世纪法国物理学家、 数学家Ｂ．Ｐａｓｃａｌ￥ｌＪ成了世界上第一台会演算的机械加法 器；十八世纪德国数学家、哲学家Ｌｅｉｂｎｉｔｚ作出了能做四 则运算的手摇计算器并提出了关于数理逻辑的思想（把形 式逻辑符号化）；１９３６年，英国数学家Ａ．ｉ．Ｔｕｒｉｎｇ在论文 对弈”的结果：已过去的十年计算机并未证明出重要的人还 未证明出的定理；最糟糕的还是机器翻译，最初采用的主要 办法是依靠一部词典的词到词的简单映射方法，结果没有成 功；从神经生理学角度研究ＡＩ的人发现他们遇到了几乎是不 可逾越的困难，以电子线路模拟神经元及人脑都没有成功。 这一切都说明：由于５０年代的盲目乐观和期望值过高，没有 充分估计困难，没有抓到科学本质。因此，６０年代中期至 ７０年代初期ＡＩ受到了各种责难，进入了萧条波折期。 尽管社会压力很大，却没能动摇ＡＩ研究先驱者的信念， 他们认真总结经验教训。斯坦福大学的年轻教授 Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ为代表的先驱者认为，万能的逻辑推理体系根本 “理想计算机”中提出的图灵机模型以及１９５０年在“计算 机能思维吗”一文中提出机器能够思维的论述（图灵实 验）；１９４６年美国科学家Ｊ．Ｗ．Ｍａｕｃｈｌｙ和Ｅｃｋｅｒｔ等人共同发 明了世界上第。一台电子数字计算机ＥＮＩＡＣ，为ＡＩ研究奠定 了物质基础；之后贡献最卓著、最大的是Ｙｏｎ Ｎｅｕｍａｎｎ， 目前世界上占统治地位的仍是冯・诺伊曼的计算机；美国 数学家Ｎ．Ｗｉｅｎｅｒ控制法的创立、美国数学家 Ｃ．Ｅ．Ｓｈａｎｎｏｎ信息论的创立等等，都为人工智能学科的诞 就不可能存在。总之，在这个波拆萧条期，很多国家的ＡＩ研 究人员并没有灰心，而是扎扎实实的做工作，不仅是加强基 生做了理论和实验工具的巨大贡献。 收稿日期：２０１１一Ｏ４—１３修回日期：２０１１一Ｏ５—０６ 础理论研究，而且在专家系统、自然语言理解、机器人、计 作者简介：朱祝武（１９７９一），男，汉族。江苏灌南籍，山东科技大学在读博士，研究方向为矿业信息工程、管理科学与工程。 ０８ 广］ 算机视觉等方面作出了很有成效的工作。这个时期出现的 题，而要模拟人的 卣觉、顿悟、灵感等智能就更难了；二 代表性成果有：ＥＬＩＥＡ（１９６８年Ｊ．Ｗｅｉｚｅｎｂａｕｍ在美国麻省理 学院设计的基于“模式匹配”的自然语言系统）； ＤＥＮＤＲＡＬ（１９７０年斯坦福大学计算机科学系 Ｅ．Ａ．Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ￣Ｈ化学家Ｃ．Ｄｊｅｒａｓｓｉ以及Ｊ．Ｌｅｂｅｒｂｅｒｇ等人 研制出的世界上第一个专家系统）：ＭＡＣＳＭＡ（麻省理工学 院的Ｃ．Ｅｎｇｌｅｍａｎ，Ｗ．Ｍａｒｔｉｎ￣ＵＪ．Ｍｏｓｅｓ研制成的基于知识的 数学专家系统）；ＭＹＣＩＮ（Ｅ．Ｈ．Ｓｈｏｒｔｌｉｆｆｅ等人于１９７２年至 １９７４年研制、１９７６年发表的医疗专家系统）；ＬＵＮＡＲ （１９７２年Ｗ．Ｗｏｏｄｓ研制成功的基于知识的自然语言理解系 统）；ＳＨＲＤＬＵ（１９７２年麻省理 学院的Ｔ．Ｗｉｎｏｇｒａｄｌ研制成 功的在“积小世界”中进行英语对话的自然语言理解系 统）：ＳＴＵＤＥＮＴ（１９６８年美国麻省理工学院的博士生 Ｄ．Ｂｏｂｒｏｗ完成的一个基于模式匹配的自然语言理解系 统）；ＭＡＲＧ／Ｅ（是由Ｒ．Ｓｃｈａｎｋ及其学生们在美国斯坦福大 学的人ＩＬ智能实验室里建立的一个英语的分析、理解和推 理系统）；ＥＡＲＳＡＹ—Ｉ（卡内基一梅隆入学的Ｌ．Ｄ．Ｅｒｍａｎ等人 １９７３年设计的自然语言理解系统）。还有，１９７３年 Ｒ．Ｃ．Ｓｃｈａｍｋ提出的概念从属理论；１９７４年Ｍｉｎｓｋｙ提出表示 知识的另一种方法框架理论，又称画面理论；１９７０年由英 国爱 堡大学的Ｒ．Ｋｏｗａｌｓｋｉ首先提出以逻辑为基础的程序 设计语言Ｐｒｏｌｏｇ， １９７２年由法国马赛大学的 Ａ．Ｃｏｌｍｅｒａｕｅｓ及其研究小组实现了第一个Ｐｒｏｌｏｇ系统。 Ｐｒｏｌｏｇ和ｌ ＩＳＰ一样被称为面ｒｕＪＡＩ的语言，成为继ＬＩＳＩ，语言 之后的最主要的‘种人工智能语言。 ２．４第二个兴旺期（７０年代中期至８Ｏ年代末） １９７７年第五崩国际人 智能联合会会议上， Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ教授在 一篇题为“人工智能的艺术：知识工程 课题及实例研究”的特约文章中系统地阐述了专家系统的 思想并提出“知识丁程”的概念。至此人工智能的研究又 有新的转折点，即从获取智能的基于能力的策略，变成ｌ『 基于知识的方法研究。知识作为智能的基础开始受到莆 视，知识工程的方法很快渗透了ＡＩ各个领域，促使ＡＩ从实 验室研究走向实际应用。 由ｆ理论研究（例如各种表示方法的研究）和计算机 软、硬件的飞速发展，各种专家系统、自然语言处理系统 等ＡＩ实用系统开始商业化并进入市场，而且取得了较大的 经济效益和社会效益，展示了人工智能应用的广阔前景。 例如，ＡＩ系统用作ＶＡＸ计算机的组装，每年为ＤＥＣ公司节约 ２０００万美元：斯坦福人学圜际研究所ＳＲＩ的Ｒ．０．Ｄｕｄａ等人 １９７６年开始研制的用ｒ地质勘探的专家系统ＰＲＯＳＰＥＣＴＯＲ在 １９８２年预测了华盛顿州的一个勘探地段的钳矿位置，其开 采价值超过ｌ『一亿美冗。总之，随着智能机器人和第五代 计算机研制计划的产生，使人工智能研究从萧条期转入第 二个兴旺期并进入黄金时代。 但是在兴旺发展中也 是事事顺心，例如，日本的第 五代机计划未能达到预期效果而不了了之。八十年代中 期、后期，人们想研究通用的智能机器或 家系统的设想 或计划开始出现危机，存在几个问题： ‘是智能系统的实 时性以及与环境的交瓦性不尽人意，感知问题要解决很不 容易，声音、图缘、文字信息等多媒体信息处理也是个问 足人工智能问题在规模扩大后有了新问题，例如专家系统 走向一般化时出现了问题，问题 仡存储 和检索速度， 向在ｒ专家系统的专』｝ｊ领域 质的变化，闩标判断（属Ｊ 哪个领域的问题）要求更高层的知识、常识、拊理知识、 通用概念和理沦等； ｉ是推理问题，常识的形式化问题没 有解决，常用的 阶谓词推理与常识推理有较大差别。 于足人Ｌ智能研究人员开始做“顶天立地”的＿ｌ 作。 “顶天”是指研究和解决ＡＩ的 ‘系列关键技术问题，例如 常识性知识表 、非单调摊理、不确定推理、机器学习、 分布式人工智能、智能机器体系结构等基础性研究，以期 取得突破性进展。“ 地”是指研究人工智能的实际应 用，特刖是专家系统、自然语言理解、计算机视觉、智能 机器人、机器翻译系统都朝实用化迈进。以人：［：智能为丰 要技术的知识＿厂程、知识产 １］益发展。 ２。５平稳发展期（２０世纪９０年代至今） ｍ Ｊ 嘲络技术特别是 际互连网的技术发展，人工智 能开始南甲．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。不仅研究基于同一日标的分布武问题求 解，而ｆ］．研究多个智能主体的多日标问题求解，将人工智 能面向实用。 ３ 三种发展观 符号主义、联结主义、行为毛义分别代表了人ｆ‘智能 研究领域的二蔓种主要发展观。它们是人：［智能学科发展的 最重要的理论成果，同时又足人 智能学科发展的理论基 础。 ３．１符号主义 符号土义义称为逻辑主义或 ’算机学派，它认为符号 是人类的认识基元， 时人认识的过程即是对符号的计算 Ｅｊ推理的过程。符号土义 先将人的认识对象通过数学逻 辑的方法以符号形式表示出来，然后弭利川训 算机自身所 具仃的符弓处理推算能力米模拟人的认识过拌。支撑符号 义的原理。｜要为物理符号系统似设和有限合理性原理。 符号主义的主要研究内容就是基于逻辑的知识表示和 推理技术。其主要的代表人物自‘纽厄尔、 蒙、麦卡锡、 鲁宾逊、肖特利菲。士要的研究成果有归结推理方法、启 发式算法、专家系统、知识工稃理论 技术等。符号主义 在逻辑问题求解方面取得了 大的成功。例如，人工智能 证明了人类所能证明的全部定理，并且解决了尚无于 证 明的“四色猜想” 题，上世纪７０年代专家系统的成功开 发和应用等。 ３．２联结主义 又被Ｈｑ做仿生学派，其主要原理是人类的智能是由人 腑的牛理结构和 １：作模式决定的。联结牛义认为人的认ｉ＿！＿！ 基元是人脑的神经元，认识的过 就是人脑进行信息处理 的过程。因此，联结 义ｔ张从结构和工作模式 埘人脑 进行模仿从而真 实现人类智能侄机器ｆ 的模拟。 联结主义研究的主要内容是神 网络。其主要代表人 物仃麦克莱伦德和鲁梅尔哈特等。主要的研究成果有腩模 型研究和多层Ｉ叫络中的反向传播（Ｂ—ｒＩ，）算法。 ３．３行为主义 ０９ 中国西部科技 ２０１ １年０６月（中旬）第１Ｏ卷第１７期总第２５０期 行为主义又被称作进化主义、控制论学派。其主要原 序设计（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）；感知问题 理是智能取决于感知和行动，它不需要知识、不需要表 （Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ）：视觉、听觉、嗅觉、触觉； 示、不需要推理。行为主义认为人的本质能力是行为能 组合和调度问题（Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）； 分布 力、感知能力和维持生命及自我繁殖的能力，智能行为是 式人工智能（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， 通过与现实世界环境的交互作用体现出来的；人工智能应 ＤＡＩ）和多Ａｇｅｎｔ系统（Ｍｕｌｔｉ—Ａｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）；模式识别 像人类智能一样通过逐步进化而实现，而与知识的表示和 （Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）：人工神经网络（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ 知识的推理无关。 Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等等。 行为主义的研究重点是模拟人的各种控制行为。其主 ５ 结论 要代表人物是布鲁克。主要的发展成果是实现了智能控制 人工智能是一门极富发展潜力和挑战性的学科，和大 和智能机器人系统。行为主义目前还没有形成完整的理论 多数事物发展规律一样，该学科也呈“肯定一否定一否定之 体系，但因为它与传统的人工智能观点完全不同，所以引 否定”的螺旋上升发展趋势，科研工作者要大胆否定自 起了人工智能界的关注。 我、突破自我、相信自我。我们有理由相信，随着研究的 以上三种观点对人工智能的发展意义重大、影响深 深入，目前尚未完善的人工智能理论和方法体系将得到进 远，可以说正是在这三种观点的指导下才诞生出各种具体 一步补充；人工智能的三种发展观必将得到进一步整合： 的人工智能的分析模型、实现方法和算法。即使是最新出 人工智能应用领域的深度和广度将进一步拓展。 现的数据挖掘和知识发现以及智￣Ａｇｅｎｔ技术也深受上述观 参考文献： 点的影响。 ［１］陈庆霞．人工智能研究纲领的发展历程和前景［Ｊ］．科技信 ４ 应用领域 息，２００８，３３：４９￣５０． 人工智能的研究领域十分广泛，主要有：专家咨询系 ［２］俞 萍．人工智能发展预测［Ｊ］．电脑知识与技 术，２００９，ｉ０（５）：２７１０￣２７１ ｌ＿ 统（Ｅｘｐｅｒｔ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）；自然语言理解 ［３］武海丽．初识人工智能［Ｊ］．科技创新导报，２００９，２：１９６． （Ｎａｔｕｒａｌ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ） 和机器翻译 ［４］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．Ｓｚｔｖｕ．ｃｏｍ／ｔｓｉｎｇｈｕａ／ｒｇｚｎ／ｍｅｎｕ．ｈｔｍ１． （Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）；数据库的智能检索 ［５］肖 斌，薛丽敏，李照顺．对人工智能发展新方向的思考［Ｊ］．信 （Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｆｒｏｍ Ｄａｔａｂａｓｅ）；定理证明 息技术，２００９，１２：１６６～１６８． （Ｔｈｅｏｒｅｍ Ｐｒｏｖｉｎｇ）； 博奕游戏和决策（Ｇａｍｅ Ｐｌａｙｉｎｇ ［６］冯锐，张君瑞．人工智能研究进路的范式转化［Ｊ］．现代远程教 ａｎｄ ＤｅｃｉＳｉｏｎ Ｍａｋｉｎｇ）；机器人学（Ｒｏｂｏｔｉｃｓ）；自动程 育研究，２０１０，ｌ：ｌ４～１７． ［７］史忠植．高级人工智能［Ｍ］．科学出版社，２００６． （上接第０７页） （１）１型挡土墙。墙高８．Ｏｍ，墙面、 ５．４施工中注意的问题 墙背坡率均为１：Ｏ．２５，顶宽度为１．２ｍ，墙底宽度为２．１ｍ。 由于该滑坡为受人为切坡因素影响的“工程滑坡”， （２）２型挡土墙。墙高１０．５ｍ，墙面、墙背坡率均为 在滑坡体范围内施工时，应采取分段跳槽开挖，并且及时 １：０．２５，２型挡墙项宽度为１．５ｍ，墙底宽度为２．１ｍ。 采取支挡措施，做到边开挖边支护，支护后再开挖，避免 挡土墙以基岩强风化层为基础持力层，基础进入持力 后续工程对边坡的开挖更加恶化滑坡的稳定性。施工用水 层深度不小于１．Ｏｍ，基底均采用０．２０：１的逆坡。挡土墙结 的排放应修建专用的截、排水措施，将水排放到滑坡体范 合地形每ｌＯ～１５ｍ设置一道伸缩缝，挡墙墙脚设置侧沟以排 围之外，避免旆工用水对滑坡进一步滑动的影响。 除地下水。 ６ 结论 ５．２．２泄水孔 江安大井加油站滑坡属于中小型堆积层滑坡，该滑坡 在挡土墙背侧设置泄水孔，泄水孔倾向坡外，倾角 是受到地形因素、工程地质与水文地质因素、人为因素以 ＞５％。其中，ｌ型挡土墙长约５０ｍ，设置３排泄水孔；２型抗滑 及大气降水因素的影响而形成的，现状稳定，但是若受到 桩桩问挡土墙长约５０ｍ，设置４排泄水孔。泄水孔孔径为 人为、强降水等因素进一步的影响，有进一步滑动的趋 ｌＯＯｍｍ，水平间距为２．０～３．Ｏｍ，上下左右交错布置，泄水 势，威胁了江安一红桥的正常运营以及拟建江安大井加油 孔处用４０￣６０ｍｍ的卵石做反滤层。 站的施工安全，经过计算分析，采用抗滑桩、抗滑挡墙以 ５．３排水工程 及排水工程等措施对滑坡进行治理，治理后滑坡稳定，治 在滑坡体后缘一带，即滑坡体上方设排水沟，拦截地 理效果较好。 表汇水以防渗入坡体。由于本场地滑坡已导致地表裂缝增 参考文献： 多，为减少场地地表水对滑坡体的影响，减小裂缝充水增 ［ｉ］中华人民共和国国家标准．《岩土工程勘察规范》（ＧＢ５００２１— 加推力，对滑坡体表面进行整平及裂缝填塞工作，并设置 ２００１）［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００２． 一定数量的截排水渗沟、盲沟或泄水涵洞等排水设施。同 ［２］中华人民共和国国家标准．《建筑边坡工程技术规范》 时，对地表采取植被护坡措施，铺撒草种或设置其他植 （ＧＢ５０３３０—２００２）［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００２． 被。 ［３］赵明阶，何光春，王多垠．边坡工程处置技术［Ｍ］．北京：人民交通 出版社，２００４． １０