公认的人工智能之父主要有两位,分别是艾伦·图灵和约翰·麦卡锡。他们的工作和贡献对人工智能的发展产生了深远的影响。
阿兰·图灵
图灵的生平与成就
- 早年生活与教育:艾伦·图灵于1912年出生于英国伦敦,从小就表现出对数学和科学的极大兴趣。他在剑桥大学国王学院学习,并在1936年提出了“图灵机”的概念。
- 二战期间的贡献:图灵在二战期间加入了英国密码学团队,成功破解了纳粹德国的Enigma密码系统,这一贡献极大地加速了盟军的胜利。
- 图灵机与图灵测试:图灵提出了“图灵机”作为一种抽象的计算模型,奠定了现代计算机的理论基础。他还设计了“图灵测试”,用于判断机器是否具备人类智能。
图灵的影响与遗产
- 图灵奖的设立:为纪念图灵的贡献,美国计算机协会设立了“图灵奖”,被誉为“计算机界的诺贝尔奖”。
- 对现代AI的影响:图灵的工作不仅在理论上奠定了计算机科学的基础,他的思想和方法至今仍对人工智能的发展产生深远影响。
约翰·麦卡锡
麦卡锡的生平与成就
- 早年生活与教育:约翰·麦卡锡于1927年出生于美国波士顿,他在中学时期就自学了大学数学课程,并于1948年获得普林斯顿大学博士学位。
- 人工智能的奠基:麦卡锡在1956年的达特茅斯会议上首次提出了“人工智能”这一概念,并开发了Lisp编程语言,这对人工智能的发展产生了重要影响。
麦卡锡的影响与遗产
- Lisp语言的影响:Lisp语言因其强大的符号处理能力和递归特性,成为人工智能界最早广泛流行的语言之一,对后续的AI研究产生了深远影响。
- AI领域的持续贡献:麦卡锡在AI领域持续进行研究,培养了众多AI领域的杰出人才,并在1971年获得图灵奖。
杰弗里·辛顿
辛顿的生平与成就
- 早年生活与教育:杰弗里·辛顿于1947年出生于英国,他在加拿大长大并接受教育,曾在多伦多大学担任教授。
- 神经网络与深度学习:辛顿在神经网络领域做出了重要贡献,特别是在反向传播算法的改进和深度学习模型的创新方面,如深度置信网络和卷积神经网络。
辛顿的影响与遗产
- 深度学习的发展:辛顿的工作极大地推动了深度学习的发展,使得机器能够通过学习大量数据来识别模式并进行复杂的任务。
- 图灵奖的荣誉:辛顿在2018年获得图灵奖,这一奖项被认为是“计算机界的诺贝尔奖”,进一步肯定了他对AI领域的贡献。
艾伦·图灵和约翰·麦卡锡被广泛认为是人工智能之父。图灵在理论计算机科学和密码学方面的贡献奠定了现代计算机的基础,而麦卡锡则通过提出“人工智能”概念和开发Lisp语言,推动了AI的发展。杰弗里·辛顿在神经网络和深度学习领域的突破性工作,使得机器能够像人类一样学习和思考,进一步巩固了人工智能的地位。这三位科学家的贡献共同塑造了现代人工智能的面貌。
人工智能的定义是什么?
人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)的定义可以从多个角度进行阐述:
基本定义
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。它旨在使机器具备学习、推理、思考、规划等人类智能行为的能力。
学术定义
- 尼尔逊教授:人工智能是关于知识的学科,研究怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。
- 温斯顿教授: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。
技术实现定义
人工智能是通过计算机系统模拟、延伸和扩展人类智能的技术科学,旨在开发能够执行推理、学习、决策等类人智能行为的智能体。其研究范畴包括智能主体(intelligent agent)的设计与实现,即系统通过感知环境并采取行动达成目标的能力。
应用领域定义
人工智能可以定义为模仿人类与人类思维相关的认知功能的机器或计算机,如学习和解决问题。它是计算机科学的一个分支,能够感知其环境并采取行动,最大限度地提高其成功机会。
核心目标
人工智能的核心目标是使机器具备以下能力:
- 学习与适应:通过数据或经验改进性能(如机器学习、深度学习)。
- 推理与决策:解决复杂问题、规划或逻辑推断(如棋类AI、自动驾驶)。
- 感知与交互:理解图像、语音、文本等(如人脸识别、自然语言处理)。
- 自主行动:在动态环境中完成任务(如机器人、智能客服)。
人工智能有哪些核心技术?
人工智能(AI)的核心技术主要包括以下几个方面:
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神经网络:
- 神经网络是AI的“大脑结构”,通过多层虚拟“神经元”处理信息,能够自动发现数据规律,而非依赖人工编程。
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卷积神经网络(CNN):
- 专门处理图像的神经网络,模仿人类视觉原理,通过“滤镜扫描”自动捕捉边缘、纹理等特征,广泛应用于图像识别和自动驾驶等领域。
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Transformer:
- 革命性的注意力机制,让AI像人类阅读时自动聚焦关键词,处理句子时每个词都与上下文动态关联,支撑着ChatGPT等对话能力。
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强化学习:
- 通过“行动-奖励”机制让AI自主学习,广泛应用于游戏AI、机器人控制和金融交易策略优化等领域。
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生成对抗网络(GAN):
- 由生成器和鉴别器组成的AI“侦探游戏”,能够生成逼真人脸、修复老照片和设计服装,但也存在伦理争议。
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扩散模型:
- 从噪声中创造世界的新一代生成技术,生成的图片更精细逼真,应用于图像生成和超现实创作等领域。
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大语言模型:
- 通过海量文本训练形成的“语言宇宙模型”,能够进行逻辑推理和知识压缩,但存在“幻觉”问题。
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联邦学习:
- 让设备在不共享原始数据的前提下共同训练模型,保护隐私并汇集集体智慧,应用于智能手机输入法和工业设备故障检测等领域。
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知识表示与推理技术:
- 包括知识图谱、本体论和逻辑推理,应用于智能问答、语义搜索和辅助决策等领域。
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机器人技术:
- 关键技术包括传感器融合、运动控制和SLAM(同步定位与地图构建),应用于工业自动化和服务机器人等领域。
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边缘计算与AI技术:
- 模型轻量化和量化技术,应用于物联网设备和移动端AI,具有低延迟和隐私保护优势。
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可解释性AI(XAI):
- 提升模型透明度的方法,如LIME、SHAP和可视化工具,增强用户信任。
人工智能的发展阶段有哪些?
人工智能的发展阶段可以划分为以下几个主要时期:
1. 起步发展期(1956年—20世纪60年代初)
- 标志性事件:1956年达特茅斯会议上“人工智能”概念的提出,随后出现了机器定理证明、跳棋程序等早期研究成果,标志着人工智能领域的正式起步。
2. 反思发展期(20世纪60年代—70年代初)
- 特点:初期突破性进展带来的高期望与实际成果之间的落差,导致人工智能发展进入低谷。研究者开始反思早期的研究方法和目标,探索更为实际的解决方案。
3. 应用发展期(20世纪70年代初—80年代中)
- 标志性事件:专家系统的兴起,成功应用于医疗、化学、地质等领域,推动了人工智能从理论研究向实际应用的转变。
4. 低迷发展期(20世纪80年代中—90年代中)
- 挑战:专家系统的局限性逐渐显现,如知识获取困难、推理方法单一等,导致人工智能发展再次陷入低谷。
5. 稳步发展期(20世纪90年代中—2010年)
- 标志性事件:互联网技术的快速发展促进了人工智能的创新研究,深蓝超级计算机战胜国际象棋世界冠军等事件标志着人工智能技术的实用化进程。
6. 蓬勃发展期(2011年至今)
- 特点:大数据、云计算、物联网等技术的发展推动了深度学习等人工智能技术的飞速进步,实现了图像分类、语音识别、无人驾驶等领域的突破性应用。
7. 融合期(2020年至今)
- 特点:人工智能技术与各行业的深度融合,持续的技术创新,以及人工智能伦理、法律等问题的关注成为这一阶段的重要特征。
按智能程度划分的阶段
- 计算智能阶段(1950年—2000年):机器对信息进行存储和计算。
- 感知智能阶段(2000年—2021年):机器通过传感器捕获物理世界的信号,理解直观的物理世界,高效完成“看”和“听”的工作。
- 认知智能阶段(2022年至今):机器具备类似人类的思考和学习能力,能够自主做出决策并采取行动。