淺析人工智能的發展歷程與未來趨勢

胡昌昊

（烏普薩拉大學，哥特蘭 維斯比 75105）

引言

人工智能是一門交叉型學科，其綜合了計算機科學、控制論、信息論、哲學、語言學等諸多學科。關于人工智能的定義，學術界尚未形成共識。美國斯坦福大學人工智能研究中心尼爾遜教授認為：“人工智能是關于知識的學科——怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學。”麻省理工學院溫斯頓教授認為：“人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作。”究其本質，人工智能是基于機器（計算機）實現對人類智能的模擬，最終目的是提高人類福祉。

世界各國均十分重視對人工智能的研究。2015年以來，美國白宮科技政策辦公室連續發布《為人工智能的未來做好準備》《人工智能、自動化與經濟報告》和《國家人工智能研究和發展戰略計劃》。英國利用其科技人才優勢，強調人工智能發展的實效性，縮短產學研的轉換周期。德國以服務機器人為重點，加快智能機器人的研發和應用。服務機器人被列為德國聯邦教研部“信息和通訊技術2020——為創新而科研”研究計劃項目。聯邦經濟部的“工業4．0的自動化計劃”包括6個機器人項目。此外，德國科學基金會資助大學開展機器人基礎理論研究。

人工智能的應用領域十分廣泛，包括傳媒、教育、醫療、安防、農業等。人工智能是20世紀世界三大尖端科技之一，也被認為是21世紀三大尖端技術之一。探討人工智能發展歷程及其未來發展趨勢，有助于我們更好地把握人工智能整體的發展脈絡，促進人工智能及其相關領域研究的發展。

一、人工智能發展歷程

1956年被稱為人工智能誕生的元年。時至今日，人工智能已經走過了六十多年的歷史。發展過程中，人工智能幾起幾落。近年來，中國的人工智能研究發展迅速，但與世界先進水平相比，仍存在較大差距。

（一）世界人工智能發展歷程

世界人工智能的發展主要經歷了六個階段，即萌芽期（1956年之前）、第一次高潮期（1956—1966年）、低谷發展期（1967年至20世紀80年代初期）、第二次高潮期（20世紀80年代中期至90年代初期）、平穩發展期（20世紀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）。自古以來，人類便探尋能夠提高生產效率、降低勞動強度的工具。由于受到當時科學技術水平的限制，人們只能制作一些簡單的工具，以滿足日常的生產生活所需。中外留下了很多膾炙人口的神話傳說。古埃及時期，埃及人制造出了可以自己開閉的大門以及自動涌出的圣泉。公元前900多年，我國便有歌舞機器人傳說的記載。公元850年，古希臘有制造機器人幫助人勞動的神話傳說。萌芽階段典型的代表人物或成果有：17世紀法國數學家、物理學家B．Pascl制造出了世界上第一臺機械加法器；18世紀德國哲學家、數學家Leibnitz制作出了手搖計算器；1936年，英國數學家A．M．Turing提出了圖靈機模型；1950年，A．M．Turing又提出了機器能夠思維的論述。1946年，美國科學家Eckert和J．W．Mauchly等人共同研制出了世界上第一臺電子數字計算機ENIAC，為以后人工智能的發展奠定了物質基礎。之后做出突出貢獻的科學家包括馮·諾伊曼、數學家 N．Wiener以及數學家 C．E．Shannon。他們創制的計算機、控制法和信息論，均為以后人工智能的研究奠定了堅實的理論和物質基礎。

2．第一次高潮期（1956—1966年）。1956年夏季，在美國達特茅斯學院舉辦的“侃談會”上，明斯基、申農、麥卡賽和羅切斯特等一批年輕科學家促成了人工智能學科的誕生。會議上成立了幾個著名的項目組：IBM公司工程課題研究組、MIT研究組和Carnegie-RAND協作組。達特茅斯會議后，人工智能進入了一個嶄新的發展階段。這一時期人工智能的主要研究方向是博弈、定理證明、機器翻譯等。這一階段的代表性成果包括：1956年，Newell和Simon等人在定理證明方面首先取得突破，開辟了以計算機程序來模擬人類思維的道路；1960年，McCarthy創立了人工智能程序設計語言LISP。一系列的突破使人工智能科學家們相信，通過研究人類思維的普遍規律，計算機最終可以模擬人類思維，從而創造一個萬能的邏輯推理體系。在如此氛圍下，人工智能研究快速推進。

3．低谷發展期（1967年至20世紀80年代初期）。隨著人工智能研究的深入，科學家遇到越來越多的困難。1965年創立的消解法（歸結法），曾被賦予厚望。但該方法在證明“連續函數之和仍連續”這一微積分的簡單事實時，推導了10萬步仍無結果。可見，該方法存在一定的局限性。Samuel的下棋程序在獲得州冠軍之后始終未獲得全國冠軍。機器翻譯所采用的依靠一部詞典的詞到詞的簡單映射方法并未成功。從神經生理學角度研究人工智能的科學家遇到了諸多困難，運用電子線路模擬神經元及人腦并未成功。由于前一階段的盲目樂觀，相關研究者并未充分預估可能遇到的困難。這一時期，人工智能研究進入低谷發展期。盡管面臨巨大壓力，各國人工智能研究者依舊扎實工作，繼續加強基礎理論研究，并在機器人、專家系統、自然語言理解等方面取得新突破。這一時期的代表性成果包括：ELIEA、MACSMA、MYCIN、LUNAR、SHRDLU、STUDENT、MARGIE、EARSAY-I。此外，還包括 R．C．Schamk 提出的概念從屬理論、Minsky提出的畫面理論、R．Kowalski提出的以邏輯為基礎的程序設計語言Prolog等。

4．第二次高潮期（20世紀80年代中期至90年代初期）。1977年，Feigenbaum教授在第五屆國際人工智能聯合會會議上提出了“知識工程”的概念，標志著人工智能研究新的轉折點，即實現了從獲取智能的基于能力的策略至基于知識的方法研究的轉變。基于人工智能基礎理論以及計算機科學的發展，多種人工智能實用系統實現了商業化，取得了較大的經濟和社會效益。例如，DEC公司將人工智能系統用作VAX計算機的建構，每年為該公司節約2 000萬美元；斯坦福大學研制的專家系統PROSPECTOR，1982年預測了華盛頓州的一個鉬礦位置，其開采價值超過1億美元。當然，這一時期人工智能研究同樣遇到了挫折。例如，日本的第五代機計劃未能達到預期目標，通用的智能機器或專家系統的計劃面臨危機。

5．平穩發展期（20世紀90年代至2016年）。隨著計算機網絡技術特別是國際互聯網技術的發展，人工智能研究開始由單個智能主體研究轉向基于網絡環境下的分布式人工智能研究。人工智能的應用領域進一步擴大，其應用已滲入到我們生活的各方面。

6．第三次高潮期（2016年至今）。2016年年初，Alpha Go與韓國圍棋國手李在石對弈，Alpha Go最終獲勝，人工智能再次引起公眾關注。2016年也被稱為人工智能新紀元的元年。2017年5月27日，人工智能系統Alpha Go Master與世界實時排名第一的棋手柯潔對弈，最終連勝三盤。可見，現今人工智能研究取得了新的突破性進展，人工智能研究迎來了第三次發展高潮。

（二）中國人工智能發展歷程

相較于國際人工智能的發展歷程，中國人工智能研究的起步較晚。改革開放以前，中國人工智能研究經歷了質疑、批評甚至是打壓。改革開放后，中國人工智能研究才逐步走上正軌。

20世紀五六十年代，西方國家開始重視人工智能研究。但是在蘇聯，人工智能卻受到批判。20世紀50年代，受蘇聯批判人工智能和控制論的影響，中國幾乎沒有人工智能研究。20世紀60年代后期和70年代，由于中蘇關系惡化，蘇聯雖解禁了控制論和人工智能的研究，但中國學術界將蘇聯的解禁斥之為“修正主義”，中國人工智能研究依舊停滯不前。

1978年3月，全國科學大會在北京召開。大會提出“向科學技術現代化進軍”的戰略決策，廣大科技人員解放思想，人工智能研究醞釀著進一步的解禁。20世紀80年代初期，錢學森等學者主張開展人工智能研究，中國人工智能研究進一步活躍。但由于這一時期對人工智能的界定不清，當時社會上經常將“人工智能”與“特異功能”混為一談，中國人工智能研究進展緩慢。

20世紀70年代末至80年代，歐美國家人工智能獲得較快發展并獲得較大的經濟和社會效益。這一時期，中國派遣大批留學生赴歐美發達國家學習，其中包括人工智能與模式識別等領域的留學生。1981年9月，在長沙成立了中國人工智能學會，秦元勛當選第一任理事長。部分人工智能相關項目已被納入國家科研計劃。

1984年，鄧小平指示：“計算機普及要從娃娃抓起。”此后，中國人工智能研究的環境有所好轉。1984年和1985年，國防科工委分別召開了全國智能計算機及其系統學術討論會和首屆全國第五代計算機學術研討會。1986年，國家高技術研究發展計劃（863計劃）將智能計算機系統、智能機器人和智能信息處理等項目納入其中。1987年，清華大學出版社出版了國內首部具有自主知識產權的人工智能專著。1987年、1988年和1990年，中國首部人工智能、機器人學與智能控制著作出版。1987年，《模式識別與人工智能》雜志創刊。1989年，召開了首屆中國人工智能聯合會議。1993年起，國家科技攀登計劃將智能控制和智能自動化等項目納入其中。

進入21世紀，越來越多的人工智能與智能系統課題獲得國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家自然科學基金重大項目、國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目、工信部重大項目以及科技部科技攻關項目等國家基金計劃支持。2006年8月，中國人工智能學會聯合其他學會和有關部門，在北京舉辦了“慶祝人工智能學科誕生50周年”大型慶典活動。同年，《智能系統學報》創刊。2009年，由中國人工智能學會牽頭，向國家學位委員會和國家教育部提出設置“智能科學與技術”學位授權一級學科的建議。

近年來，人工智能研究已提升為國家戰略。2015年5月，為了全面推進實施制造強國戰略，國務院發布了《中國制造2025》。其中，人工智能是智能制造不可或缺的核心技術。2015年7月，“2015中國人工智能大會”在北京召開，發表了《中國人工智能白皮書》。2016年4月，工業和信息化部、國家發展改革委、財政部三部委聯合印發了《機器人產業發展規劃（2016—2020年）》，描繪了“十三五”期間中國機器人產業的發展藍圖。與此同時，中國人工智能學會聯合20余家國家一級學會，在北京舉辦了“2016全球人工智能技術大會暨人工智能六十周年紀念活動啟動儀式”。2016年5月，為了明確未來三年智能產業的發展重點和具體扶持項目，國家發改委和科技部等四部門聯合印發《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》。

現今，人工智能研究已提升為國家發展戰略，中國約有10萬的科技人員以及大學師生從事人工智能相關領域的學習、研究、開發與應用。中國人工智能及其產業化發展迅速，成果頗豐，其發展和應用前景不可限量。

二、人工智能的未來發展趨勢

人工智能研究已步入第三次高潮期。隨著人工智能的快速發展，其應用領域將進一步擴大，人類的生產方式與生活方式將發生革命性的變化。人工智能高度發達后，人機將實現和諧共處，人機邊界模糊。基于智能機器所創造的巨大財富，人類將最終解放并進入共產主義社會。

（一）人工智能的應用領域將進一步擴大

現今，人工智能的實際應用領域包括：指紋識別、專家系統、自動規劃、機器視覺、人臉識別、視網膜識別、虹膜識別、自動程序設計、機器人學、智能搜索、定理證明、博弈、智能控制、語言和圖像理解、遺傳編程、掌紋識別等。

隨著計算機科學、大數據等相關領域研究的不斷深入，人工智能的應用領域將進一步擴大。人工智能在計算機領域得到了廣泛重視，在機器人、政治經濟決策仿真系統以及控制系統中得到了一定的應用。從廣義上講，人工智能將在金融、安防、制造業、汽車、醫療、教育、傳媒、廣告、法律、智能家居、農業發揮愈來愈重要的作用。

（二）人工智能將替代人類傳統職業，引發人類生產方式的革命性變化

每一次技術革命都將引發人類生產方式的重大變革。第一、二次工業革命后，蒸汽機、電力極大地提高了社會生產力，人類由以農業生產方式為主轉變為以工業生產方式為主，勞動人口由第一產業涌入第二產業。機械化、自動化后，農業和工業均剩下了依賴人類智力或經驗的工作。由于服務業同樣依賴人類的智力或經驗，所以服務業難以被機器取代。然而，隨著計算機科學、大數據等相關領域的發展，人工智能獲得了前所未有的突破。在一定程度上，人類的智力或經驗同樣可以被模擬，從而打破了人類守住自己職業的最后一道防線。一些單調、重復或需要記憶或需要大量數據的行業，如服務員、會計、司機、文員、快遞員、保姆等工作將率先被人工智能取代，大量人員將從第三產業退出。需要更多智力或經驗的崗位，如醫生、教師、律師、記者、設計師也將受到人工智能的深刻影響，可能被部分取代，人類的生產方式將面臨革命性變化。

（三）人工智能將滲入到人類生活的各方面，引發人類生活方式的重大變革

農業社會中，絕大多數人生活在相對封閉的農村聚落中，交通不便，相互的溝通交流十分困難。進入工業社會，人類生產方式發生重大變化，人口開始從農村涌入城市，人類整體的城市化率不斷提高。隨著人工智能的高速發展，智能化產品將成為人類生活的必需品。基于物聯網技術，萬事萬物都將被智能化。無人駕駛汽車將走進人們的日常生活，智能課堂將提高學生的學習效率以及教師的工作效率，智能化的廚房將使烹飪更加健康、有趣。

總之，隨著人工智能及相關領域的快速發展，人工智能的應用領域將進一步擴大，在改變人類生產方式的基礎上，將促使人類生活方式發生重大變革，人類社會即將轉變為智慧社會。

（四）智能機械將與人體結合，人機邊界模糊

隨著人工智能技術的不斷發展，智能芯片體積將越來越小，功能越來越強大，萬物皆可植入智能芯片以實現互聯。人類身體也可植入智能芯片。例如，人造智能手臂、人造智能臟器、人造智能眼睛等，乃至人類大腦都可植入智能芯片，以幫助人類瞬間記憶，減輕學習壓力。智能機器將具備與人溝通的能力，甚至具備理解能力和智力，人類社會將進入一種人機共存、和諧共處的狀態。

（五）智能機器最終將替代人類從事勞動，人類進入共產主義社會，實行按需分配

隨著人工智能逐漸應用到人類的生產和生活領域，智能機器將代替人類從事體力勞動和腦力勞動，代替人類創造社會財富而毫無私欲，人類的社會財富將極大豐富。在智能機器全天無休止的工作下，未來的人類可能成為無須勞動的自由人，人類將擁有更多的時間從而實現全面自由的發展。在智能機器的協助下，人類最終會實現全面解放，步入共產主義社會，實現按需分配。

結語

人工智能的發展雖歷經波折，但其總的趨勢是向前的并呈現不斷加速的態勢。隨著人工智能及其相關領域研究的不斷深入，人工智能將逐漸滲入到人類生產和生活的各方面，將極大地改變人類的生產和生活方式。在人工智能的協助下，社會財富將極大豐富，人類因此獲得全面解放和發展，最終將進入共產主義社會，實現按需分配。