個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer, PC）已成為日常生活中使用的重要工具，通常人們將PC稱為“電腦”，意思是將其類比為“人腦”，認(rèn)為它具有類似能力，可以完成相應(yīng)任務(wù)。換言之，利用“電腦”可以模擬“人腦”的功能，實(shí)現(xiàn)人類的智慧，這就是人工智能（ArTIficial Intelligence）的由來(lái)。
人工智能初期走的就是功能模擬的路子，稱為符號(hào)主義的人工智能，它追求的是功能等效。專家系統(tǒng)（Expert System）正是符號(hào)主義的杰作，雖然不乏成功的范例，但存在著知識(shí)獲取的瓶頸。形成知識(shí)獲取瓶頸的根本原因在于電腦的工作原理與人腦相比，具有本質(zhì)上的不同，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。一是知識(shí)的存儲(chǔ)方式不同。現(xiàn)在常見(jiàn)的電腦（個(gè)人計(jì)算機(jī)）采用的是馮？諾依曼體系結(jié)構(gòu)，其知識(shí)存儲(chǔ)方式是集中式的，所以電腦中的文件要時(shí)常作備份處理，主要文件一旦被誤刪，往往可能造成嚴(yán)重后果。而人腦是一個(gè)非常復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人的知識(shí)分布式地儲(chǔ)存在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)值中，這些連接權(quán)值構(gòu)成了一個(gè)權(quán)值矩陣，矩陣規(guī)模很大，其元素成千上萬(wàn)。
人腦中的知識(shí)是分布式儲(chǔ)存的，可以借由下面的例子說(shuō)明。校園里，上課鈴聲響起。這時(shí)，操場(chǎng)上某男生如夢(mèng)方醒，飛快地跑向樓梯，向教室奔去。由于奔跑速度太快，他不小心一頭撞到墻上，頭破血流。醫(yī)生診斷為腦部損傷導(dǎo)致輕度失憶。經(jīng)過(guò)精心治療，一個(gè)月后，該生恢復(fù)了記憶。這一事實(shí)表明人的知識(shí)是分布式儲(chǔ)存的——如果是集中式儲(chǔ)存，喪失的記憶就無(wú)法恢復(fù)，正如電腦中的文件從物理上被刪除后無(wú)法恢復(fù)一樣。二是信息處理方式不同。現(xiàn)在日常用到的電腦，其中央處理器（Central Processing Unit, CPU）是串行結(jié)構(gòu)，盡管一臺(tái)電腦可以同時(shí)處理幾件事情，例如，一邊看電影，一邊跑程序，一邊還在處理郵件，但那是分時(shí)系統(tǒng)處理的結(jié)果，并不是在并行處理，只是因?yàn)镃PU運(yùn)行速度很快，給人的感覺(jué)是在同時(shí)做幾件事情。
人腦的生物結(jié)構(gòu)是一個(gè)分布式的廣泛互連而成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它采用一種并行處理機(jī)制，可以快速處理大規(guī)模信息。例如，在大城市街道上繁忙的交叉路口，人們要過(guò)馬路，大腦就要經(jīng)過(guò)成千上萬(wàn)次信息處理。如果人腦是以串行方式處理，則需要一定時(shí)間，當(dāng)信息處理完畢，開(kāi)始過(guò)馬路時(shí)，綠燈可能早已變成紅燈。正由于人腦的并行處理機(jī)制，正常人能夠迅速完成過(guò)馬路所需的信息處理，毫不費(fèi)力地通過(guò)。而有些高齡老人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行處理能力衰減，需要值勤警察攙扶才能通過(guò)。
需要說(shuō)明的是，上面講到的電腦指的是采用馮？諾依曼結(jié)構(gòu)的個(gè)人計(jì)算機(jī)，而巨型機(jī)（如我國(guó)自主研制的“天河”新一代超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）主要用于大規(guī)模計(jì)算，其采用的并行處理體系結(jié)構(gòu)則與人腦相似，其運(yùn)算速度超過(guò)每秒5千萬(wàn)億次。大規(guī)模并行處理乃是巨型計(jì)算機(jī)的重要發(fā)展方向。 實(shí)現(xiàn)人工智能的途徑并不唯一，針對(duì)人工智能早期采用符號(hào)主義進(jìn)行功能模擬存在的不足，近年來(lái)基于結(jié)構(gòu)模擬的連接主義有了長(zhǎng)足進(jìn)步。它以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以深度學(xué)習(xí)為代表，已取得豐富成果。如果說(shuō)在基于功能模擬的符號(hào)主義視角下，電腦與人腦的工作原理差異較大，那么在基于結(jié)構(gòu)模擬的連接主義視角下，電腦與人腦的工作原理趨于一致，由此開(kāi)辟出類腦智能研究的新領(lǐng)域，使得人工智能研究走向新的天地，欣欣向榮。 注：文中圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)。
作者介紹
肖人彬，華中科技大學(xué)人工智能與自動(dòng)化學(xué)院教授，從事群體智能、涌現(xiàn)計(jì)算、復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面研究。主持承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金11項(xiàng)，主持獲得教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)1項(xiàng)、湖北省自然科學(xué)獎(jiǎng)3項(xiàng)和科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)。
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