高等職業(yè)教育本科新形態(tài)系列教材（第1版·微課版）人工智能通識(shí)項(xiàng)目1掌握人工智能基礎(chǔ)概念項(xiàng)目1掌握人工智能基礎(chǔ)概念學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)目標(biāo)和難點(diǎn)的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生全面理解和掌握人工智能的基礎(chǔ)概念，為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（1）掌握人工智能的基礎(chǔ)概念：通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生應(yīng)能熟悉并理解人工智能的基本概念及其重要性。（2）了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程：包括從古代計(jì)算工具到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程，以及這些發(fā)展如何影響了人類思考的方式。項(xiàng)目1掌握人工智能基礎(chǔ)概念知識(shí)目標(biāo)（1）熟悉計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)：理解人類智慧的重要性，并認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)科學(xué)作為研究智能實(shí)體構(gòu)建的重要分支。（2）理解計(jì)算的歷史淵源：包括早期人類使用的簡(jiǎn)單計(jì)算工具（如小鵝卵石）、巨石陣、安提基特拉機(jī)械等，直到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程。（3）了解人工智能的不同類型：區(qū)分強(qiáng)人工智能與弱人工智能的概念，理解各自的目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方式。項(xiàng)目1掌握人工智能基礎(chǔ)概念（4）認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和建模：理解計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是如何構(gòu)成的，以及計(jì)算機(jī)建模在科學(xué)研究中的應(yīng)用。（5）探討人工智能對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響：包括其在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用及其對(duì)未來(lái)社會(huì)可能產(chǎn)生的影響。項(xiàng)目1掌握人工智能基礎(chǔ)概念教學(xué)難點(diǎn)（1）理解人工智能的本質(zhì)：明確什么是“人工”與“智能”，以及它們?nèi)绾喂餐饔脕?lái)定義人工智能。（2）把握人工智能的發(fā)展方向：包括它如何從模仿人類思維轉(zhuǎn)向更加理性化的思考模式，以及這些轉(zhuǎn)變背后的理論依據(jù)。（3）深入理解圖靈測(cè)試及其意義：掌握?qǐng)D靈測(cè)試對(duì)于評(píng)估機(jī)器是否具有真正智能的標(biāo)準(zhǔn)，以及為什么這個(gè)測(cè)試在當(dāng)前的人工智能研究中依然具有重要意義。項(xiàng)目1掌握人工智能基礎(chǔ)概念（4）分析復(fù)雜技術(shù)的應(yīng)用案例：例如嵌入式計(jì)算機(jī)、機(jī)器人技術(shù)、量子計(jì)算機(jī)等，理解它們的工作原理及其在實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)。（5）探索未來(lái)人工智能發(fā)展的倫理問(wèn)題：考慮隨著技術(shù)的進(jìn)步，人工智能帶來(lái)的隱私保護(hù)、算法偏見等問(wèn)題，并思考解決這些問(wèn)題的方法。項(xiàng)目1

掌握人工智能基礎(chǔ)概念任務(wù)1.1熟悉計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)任務(wù)1.2定義人工智能人類，又稱智人，即有智慧的人，這是因?yàn)橹悄軐?duì)于人類來(lái)說(shuō)尤其重要。幾千年來(lái)，人們一直在試圖理解人類是如何思考和行動(dòng)的，不斷地了解人類的大腦是如何憑借它那小部分的物質(zhì)去感知、理解、預(yù)測(cè)并操縱一個(gè)遠(yuǎn)比其自身更大更復(fù)雜的世界。任務(wù)1.1熟悉計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)人工智能（AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支，它涉及理解和構(gòu)建智能實(shí)體，并確保這些機(jī)器在各種情況下都能有效和安全地行動(dòng)。人工智能對(duì)世界的影響“將超過(guò)迄今為止人類歷史上的任何事物”，它包含從學(xué)習(xí)、推理、感知等通用領(lǐng)域到下棋、數(shù)學(xué)證明、寫詩(shī)、駕駛或疾病診斷等子領(lǐng)域，人工智能可以與任何智能任務(wù)產(chǎn)生聯(lián)系。任務(wù)1.1熟悉計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)01計(jì)算的淵源02計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)03通用計(jì)算機(jī)04計(jì)算機(jī)語(yǔ)言目錄/CONTENTS05計(jì)算機(jī)建模06計(jì)算機(jī)的智能行為PART01計(jì)算的淵源幾千年來(lái)，人類一直在利用工具幫助其思考。最原始的工具之一可能就是小鵝卵石了。牧羊人會(huì)將與羊群數(shù)量一致的小石頭放在包里隨身攜帶。當(dāng)他想要確定是否所有羊都在時(shí)，只需要數(shù)一只羊掏出一顆石頭，如果包里的石頭還有剩余，那一定是有羊走丟了。從人們開始用石頭代表數(shù)字，慢慢地，用來(lái)代表5、10、12、20等不同數(shù)字的石頭也就出現(xiàn)了，中世紀(jì)無(wú)處不在的計(jì)數(shù)板就直接來(lái)源于此，同樣的理念還催生了現(xiàn)代算盤。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類發(fā)明的如計(jì)算尺和計(jì)算器這樣的工具，在一定程度上減輕了人們的腦力勞動(dòng)量。1.1.1計(jì)算的淵源

巨石陣古人利用機(jī)械進(jìn)行的腦力勞動(dòng)遠(yuǎn)不限于計(jì)數(shù)。在英格蘭威爾特郡索爾茲伯里平原上，建造于公元前2300年左右的巨石陣是歐洲著名的史前時(shí)代文化神廟遺址，它由一些約重50噸的巨大石頭組成，呈環(huán)形屹立在綠色的曠野間。

圖1-1巨石陣1.1.1計(jì)算的淵源巨石陣的主軸線、通往石柱的古道和夏至日早晨初升的太陽(yáng)在同一條線上，其中還有兩塊石頭的連線指向冬至日落的方向。在英國(guó)人的心目中，這是一個(gè)神圣的地方。巨石陣遺跡被用來(lái)確定冬至和夏至，同時(shí)也可以用于預(yù)測(cè)日食及其他天文事件，其實(shí)數(shù)字就蘊(yùn)藏在它們的結(jié)構(gòu)中。比如，遺跡正中呈馬蹄形分布的19塊巨石，太陽(yáng)和月亮的位置以19年為一周期周而復(fù)始。按照這種做法，人們只要每個(gè)月將標(biāo)記從一塊石頭移到另一塊石頭上，就可以利用它們來(lái)預(yù)測(cè)日食。1.1.1計(jì)算的淵源日食的發(fā)生十分不穩(wěn)定，取決于特定時(shí)間內(nèi)不同長(zhǎng)度的幾個(gè)周期的重合，因此，預(yù)測(cè)日食需要人們進(jìn)行大量艱辛的計(jì)算，能夠追蹤這些周期的工具自然就十分珍貴。不過(guò)，并沒有證據(jù)表明古人曾出于這樣的目的使用過(guò)這個(gè)巨石陣。石陣中的數(shù)字很可能只是用于展現(xiàn)神的力量。1.1.1計(jì)算的淵源

安提基特拉機(jī)械1900年，一群海洋潛水員在希臘的安提基特拉島附近發(fā)現(xiàn)了一艘位于海平面以下約45m的羅馬船只殘骸。當(dāng)?shù)卣篮笈煽脊艑W(xué)家對(duì)沉船進(jìn)行了為期一年的考察，還原了許多物件。在這些物件中，人們發(fā)現(xiàn)了許多目前認(rèn)為是天體觀測(cè)儀的金屬殘片，這些殘片被嚴(yán)重腐蝕，只是表面上還留有轉(zhuǎn)盤的痕跡，被稱之為安提基特拉機(jī)械殘片。圖1-2安提基特拉機(jī)械殘片1.1.1計(jì)算的淵源人們花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才揭開這個(gè)機(jī)械的秘密。1951年拍攝的X光片證明它比我們?cè)氲囊獜?fù)雜得多。直到21世紀(jì)，人們才得以利用先進(jìn)科技辨別它的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，這一探索過(guò)程至今仍在進(jìn)行當(dāng)中。1.1.1計(jì)算的淵源安提基特拉機(jī)械可追溯至公元前150—前100年，它包含至少36個(gè)手工齒輪，只需要設(shè)置日期盤，就能夠預(yù)測(cè)太陽(yáng)和月亮的位置以及某些恒星的上升和下降。該機(jī)械可能還曾被用于預(yù)測(cè)日食，因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)在一塊殘片上，19年這一周期被刻成了螺旋狀，此外，很有可能它還展示了當(dāng)時(shí)所知的五顆行星的位置。它的操作可謂神奇，只要簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)動(dòng)手柄就可以查看天際旋轉(zhuǎn)，工藝如此復(fù)雜的機(jī)械恐怕再過(guò)一千年都很難被復(fù)刻，其價(jià)值難以估量。1.1.1計(jì)算的淵源

阿拉伯?dāng)?shù)字傳說(shuō)在13世紀(jì)左右，一個(gè)德國(guó)商人告訴他的兒子，如果他只是想學(xué)加法和減法，在德國(guó)上大學(xué)就足夠了，但如果他還想要學(xué)乘法和除法，就必須去意大利才行。數(shù)千年甚至數(shù)萬(wàn)年來(lái)，人類智商并沒有什么突破性的變化，簡(jiǎn)單的算術(shù)何以變得如此困難呢？1.1.1計(jì)算的淵源因?yàn)楫?dāng)時(shí)所有的數(shù)字都是用羅馬數(shù)字表示的，只要想象一下將VI（6）乘以VII（7）得到XIII（12）的復(fù)雜程度，就能想到像今天一樣在紙上計(jì)算是完全不可能的，這種復(fù)雜的操作需要依賴于計(jì)數(shù)板才能進(jìn)行。板的表面標(biāo)有網(wǎng)格，有表示個(gè)位、十位、百位等的豎列。人們將計(jì)數(shù)器放在板上，按照規(guī)則進(jìn)行計(jì)算，與現(xiàn)在的長(zhǎng)除法和長(zhǎng)乘法大致相同，才讓算術(shù)成為可能。但正如上面的故事表現(xiàn)出來(lái)的那樣，這個(gè)過(guò)程并不容易。1.1.1計(jì)算的淵源實(shí)際上，古印度很早就想出了解決這些難題的方法。印度數(shù)學(xué)家使用一套十位數(shù)碼，規(guī)定每個(gè)位置的數(shù)字所代表的數(shù)位，按個(gè)、十、百依次類推。這一規(guī)則與今天的進(jìn)位制一致，在讀到“234”這個(gè)數(shù)字時(shí)，可以知道它包含了2個(gè)100、3個(gè)10及4個(gè)1。1.1.1計(jì)算的淵源這個(gè)概念一路向西，經(jīng)過(guò)阿拉伯傳到了歐洲，途中遭遇了無(wú)數(shù)質(zhì)疑和抵制的目光。遭受非議最多的就是數(shù)字“0”，在那之前這個(gè)數(shù)字幾乎沒有被提及過(guò)。有時(shí)候“0”沒有實(shí)際意義，比如，出現(xiàn)在數(shù)字“3”前面構(gòu)成“03”時(shí)，“03”和“3”在本質(zhì)上沒有區(qū)別。但有些時(shí)候它可以與其他數(shù)字相乘，構(gòu)成十位數(shù)、百位數(shù)，甚至更大數(shù)位的數(shù)字，比如，“30”和“3”就完全不同了。1.1.1計(jì)算的淵源與印度數(shù)碼不同，每一個(gè)羅馬數(shù)字的值都是恒定不變的，“I”就代表1，“X”就代表10。一開始，“0”不是被當(dāng)成數(shù)字對(duì)待，而是不倫不類的外來(lái)者。然而，隨著時(shí)間的推移，新方法的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，并最終取代了原來(lái)的舊體系，從而大大提高了計(jì)算速度和解答復(fù)雜問(wèn)題的能力。1.1.1計(jì)算的淵源PART02計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)科學(xué)家創(chuàng)造出了汽車、火車、飛機(jī)、收音機(jī)等無(wú)數(shù)的技術(shù)系統(tǒng)，它們模仿并拓展了人類身體器官的功能。但是，技術(shù)系統(tǒng)能不能模仿人類大腦的功能呢？到目前為止，人們對(duì)其大腦還知之甚少，僅僅知道它是由100億~1000億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成的器官，模仿它或許是天下最困難的事情。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)20世紀(jì)40年代還沒有“計(jì)算機(jī)”（computer）這個(gè)詞。在Z3計(jì)算機(jī)、離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)和小規(guī)模實(shí)驗(yàn)機(jī)面世之前，Computer指的是做計(jì)算的人。這些計(jì)算員在桌子前一坐就是一整天，面對(duì)一張紙、一份打印的指示手冊(cè)，可能還有一臺(tái)機(jī)械加法機(jī)，按照指令一步步地費(fèi)力工作，最后得出一個(gè)結(jié)果。只有他們足夠仔細(xì)，結(jié)果才可能正確。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)

巴貝奇與數(shù)學(xué)機(jī)器1821年，英國(guó)數(shù)學(xué)家兼發(fā)明家查爾斯·巴貝奇開始了對(duì)數(shù)學(xué)機(jī)器的研究，這也成為他幾乎奮斗一生的事業(yè)。不像今天我們擁有的便攜式計(jì)算器和智能手機(jī)應(yīng)用，當(dāng)時(shí)人們還沒有辦法快速解決復(fù)雜計(jì)算問(wèn)題，而只能通過(guò)紙筆運(yùn)算，過(guò)程漫長(zhǎng)并且極有可能出錯(cuò)。于是，人們針對(duì)一些特殊應(yīng)用制成了相應(yīng)的速算表格，例如，可以根據(jù)給定的貸款利率確定還款額，或計(jì)算一定范圍內(nèi)的槍支射角和裝載量，但由于這些表格需要手工排版和描繪，所以出錯(cuò)還是在所難免。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)一次，巴貝奇在與好友約翰·赫歇爾費(fèi)盡心思檢查這樣的函數(shù)表時(shí)，不禁感嘆：如果這些計(jì)算能通過(guò)蒸汽動(dòng)力執(zhí)行該有多好！這位天才數(shù)學(xué)家也因此立志要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。在英國(guó)政府的資金支持下，巴貝奇創(chuàng)造了差分機(jī)。只能進(jìn)行諸如編制表格這樣簡(jiǎn)單計(jì)算的差分機(jī)體積龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重達(dá)3.6公噸（4t）。然而，由于巴貝奇與工匠在機(jī)器零部件方面產(chǎn)生分歧，英國(guó)政府在支出1.75萬(wàn)英鎊后對(duì)該項(xiàng)目失去了信心，因此差分機(jī)沒能最終完成。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)在差分機(jī)工程停歇的時(shí)候，巴貝奇遇見了時(shí)年17歲的數(shù)學(xué)家埃達(dá)·拜倫，她是詩(shī)人拜倫勛爵的女兒。巴貝奇折服于埃達(dá)的數(shù)學(xué)能力，邀請(qǐng)埃達(dá)參觀差分機(jī)，埃達(dá)也癡迷上了這類機(jī)器。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)巴貝奇繼續(xù)進(jìn)行他的工作，不過(guò)不再是差分機(jī)，而是一項(xiàng)被稱為分析機(jī)的更加宏大的工程。分析機(jī)利用了與提花機(jī)所用類似的鑿孔卡紙，可以勝任所有數(shù)學(xué)計(jì)算，本有希望成為真正的機(jī)械計(jì)算機(jī)。

圖1-3巴貝奇的分析機(jī)1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)1801年，提花織機(jī)首次面世，這是第一臺(tái)使用鑿孔卡紙來(lái)記錄數(shù)據(jù)的設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是利用紙帶鑿孔控制頂針穿入，以代替經(jīng)緯線。提花機(jī)能夠編織出復(fù)雜精美的花樣，大大提高了紡織效率。1842年，巴貝奇請(qǐng)求埃達(dá)幫他將一篇與機(jī)器相關(guān)的法文文章翻譯成英文，并按照她的理解添加注解。埃達(dá)在注解中包含了一套機(jī)器編程系統(tǒng)，這也被認(rèn)為是人類首個(gè)出版的計(jì)算機(jī)程序，埃達(dá)因此被人們稱為第一位計(jì)算機(jī)程序員?？梢院艽_定地說(shuō)，埃達(dá)對(duì)分析機(jī)的了解程度不比除巴貝奇之外的任何人低，然而她卻對(duì)機(jī)器能帶來(lái)智能產(chǎn)物這一點(diǎn)深感懷疑。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)分析機(jī)的制造仍然沒有完成，甚至設(shè)計(jì)都不完整，自始至終只是一系列局部圖表而已。然而，在研究分析機(jī)的過(guò)程中，巴貝奇總結(jié)了一些原則和提升空間，從而提出了一套全新的差分機(jī)設(shè)計(jì)方案。缺乏資金支持的第二代差分機(jī)后來(lái)還是被制作了出來(lái)。1985~2002年，倫敦科學(xué)博物館根據(jù)巴貝奇的設(shè)計(jì)方案，利用19世紀(jì)可以得到的材料，在容差范圍內(nèi)完成了二代差分機(jī)的制作，機(jī)器也正如巴貝奇預(yù)料的那樣能正常工作。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)

為戰(zhàn)爭(zhēng)而發(fā)展的計(jì)算機(jī)器面對(duì)全球沖突，戰(zhàn)爭(zhēng)的雙方都會(huì)通過(guò)無(wú)線電發(fā)送命令和戰(zhàn)略信息，而這些信號(hào)同樣可以被敵方截獲，為了防止信息泄露，軍方會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行加密。能否破解敵方編碼關(guān)乎成百上千人的性命，自動(dòng)化破解過(guò)程顯然大有裨益。于是，一幫數(shù)學(xué)家開始致力于盡可能快地解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí)，人們已經(jīng)制造出兩臺(tái)機(jī)器，它們可以被看做是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的源頭。其中一臺(tái)是美國(guó)的電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)（ENIAC），它被譽(yù)為世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，另一臺(tái)是英國(guó)的巨人計(jì)算機(jī)。這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)都不能像今天的計(jì)算機(jī)一樣進(jìn)行編程，配置新任務(wù)時(shí)需要進(jìn)行移動(dòng)電線和推動(dòng)開關(guān)等一系列操作。但受其制造經(jīng)驗(yàn)的啟發(fā)，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后僅用3年，第一臺(tái)真正意義上的計(jì)算機(jī)就成功問(wèn)世了。圖1-4通用計(jì)算機(jī)ENIAC1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)早期計(jì)算機(jī)，如英國(guó)曼切斯特大學(xué)研制的小規(guī)模實(shí)驗(yàn)機(jī)（SSEM）和美國(guó)陸軍彈道研究實(shí)驗(yàn)室研制的離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)（EDVAC）已經(jīng)具備了真正計(jì)算機(jī)的特性，它們是通用的，其存儲(chǔ)器還會(huì)對(duì)程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。Z3計(jì)算機(jī)是第二次世界大戰(zhàn)期間由德國(guó)研制成功的，比同盟國(guó)所有計(jì)算機(jī)都要先進(jìn)，作為通用計(jì)算機(jī)，它與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)唯一不同之處是其利用紙帶而非存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)程序。1943年，Z3計(jì)算機(jī)在盟軍對(duì)柏林的空襲中被毀。而ENIAC計(jì)算機(jī)專為美國(guó)陸軍軍械部隊(duì)所造，主要用于計(jì)算大炮射程，對(duì)氫彈研制背后的數(shù)學(xué)計(jì)算也做出了重要貢獻(xiàn)。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)期間，人們?yōu)橥瓿商囟ㄈ蝿?wù)而研制的計(jì)算機(jī)，如同差分機(jī)一樣只能進(jìn)行一項(xiàng)計(jì)算工作，如果目標(biāo)任務(wù)改變，必須重新設(shè)計(jì)一臺(tái)。因此，為了簡(jiǎn)化操作，人們推出了電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)，它由一系列零部件構(gòu)成，通過(guò)線路的不同組合可以進(jìn)行不同計(jì)算。由此，在面對(duì)新任務(wù)時(shí)，人們不再需要重新制造計(jì)算機(jī)，只要將一臺(tái)機(jī)器的線路重新組合即可。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)

計(jì)算機(jī)無(wú)處不在今天，計(jì)算機(jī)幾乎存在于所有電子設(shè)備之中，通常只是因?yàn)樗绕渌x項(xiàng)都要便宜，這類計(jì)算機(jī)被稱為嵌入式計(jì)算機(jī)，它只用一個(gè)簡(jiǎn)單芯片就可以實(shí)現(xiàn)各種功能。這類計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度不同、體積大小不一，但從根本上講其功用都是一樣的。

圖1-5嵌入式計(jì)算機(jī)1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)烤面包機(jī)內(nèi)嵌的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器可能無(wú)法運(yùn)行電子制表程序，也沒有顯示屏、鍵盤和鼠標(biāo)供人機(jī)交互使用，但這些都是物理限制。如果為其配備更高級(jí)的存儲(chǔ)器和合適的外圍設(shè)備，它同樣能夠用來(lái)運(yùn)行指定的任何程序。事實(shí)上，這類計(jì)算機(jī)大部分只在工廠進(jìn)行一次編程，這是為了對(duì)運(yùn)行的程序進(jìn)行加密，同時(shí)降低可能因改編程序引起的售后服務(wù)成本。與臺(tái)式計(jì)算機(jī)相比，嵌入式計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度要慢得多。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)機(jī)器人其實(shí)就是配有特殊外圍設(shè)備的電子設(shè)備，諸如手臂和輪子，以幫助其與外部環(huán)境進(jìn)行交互。機(jī)器人內(nèi)部的計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)行程序，它的攝像頭拍攝物體影像后，相關(guān)程序通過(guò)數(shù)據(jù)中心里的圖片庫(kù)就可以對(duì)影像進(jìn)行區(qū)分，幫助機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中辨認(rèn)物體。1.1.2計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)PART03通用計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱計(jì)算機(jī)，俗稱電腦，是一種通用的信息處理機(jī)器，它能執(zhí)行可以充分詳細(xì)描述的任何過(guò)程。用于描述解決特定問(wèn)題的步驟序列稱為算法，算法可以變成軟件（程序）以確定硬件（物理機(jī)）能做什么。創(chuàng)建軟件的過(guò)程稱為程序設(shè)計(jì)，也稱為編程。1.1.3通用計(jì)算機(jī)中國(guó)的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生于1958年。在2023年6月公布的全球超算前十強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)榜單中，中國(guó)的神威·太湖之光和天河二號(hào)分別位列第七和第十。

圖1-6中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威太湖之光”1.1.3通用計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)主要有運(yùn)行速度較快、處置信息能力較強(qiáng)、應(yīng)用范圍較廣等。與一般計(jì)算機(jī)相比，信息處理量愈多，對(duì)于量子計(jì)算機(jī)實(shí)施運(yùn)算也就愈加有利，也就更能確保運(yùn)算具備的精準(zhǔn)性。1.1.3通用計(jì)算機(jī)全球100多家量子計(jì)算公司投入了巨大的人力物力研制量子計(jì)算機(jī)。美國(guó)IBM公司在2019年將其商用量子計(jì)算機(jī)交付部署，加拿大的量子計(jì)算公司2011年出售了其第一個(gè)量子計(jì)算機(jī)。1.1.3通用計(jì)算機(jī)中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)合肥本源量子科技公司2020年已上線國(guó)內(nèi)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟源”，并通過(guò)云平臺(tái)面向全球用戶提供量子計(jì)算服務(wù)；2021年2月8日，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)“本源司南”發(fā)布。

圖1-7本源悟源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)1.1.3通用計(jì)算機(jī)至今，合肥本源量子已研發(fā)出多臺(tái)國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)，并成功交付給用戶使用，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)具備量子計(jì)算機(jī)整機(jī)交付能力的國(guó)家，這是我國(guó)繼實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”之后，又一次牢固確立在國(guó)際量子計(jì)算研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。據(jù)了解，本源量子在2022年發(fā)布國(guó)內(nèi)首個(gè)量子計(jì)算機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)協(xié)同計(jì)算系統(tǒng)解決方案，該方案可以雙向發(fā)揮量子計(jì)算機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)。1.1.3通用計(jì)算機(jī)2022年6月9日，英國(guó)國(guó)防部宣布，獲得政府首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)。2022年8月25日，百度發(fā)布集量子硬件、量子軟件、量子應(yīng)用于一體的產(chǎn)業(yè)級(jí)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“乾始”。量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一，越來(lái)越多的研究單位和大型公司企業(yè)的加入，將加速可實(shí)用化通用量子計(jì)算機(jī)研制的進(jìn)程。1.1.3通用計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)到底是什么機(jī)器？一個(gè)計(jì)算設(shè)備怎么能執(zhí)行這么多不同的任務(wù)呢？現(xiàn)代計(jì)算機(jī)可以被定義為“在可改變的程序的控制下存儲(chǔ)和操縱信息的機(jī)器”。該定義有兩個(gè)關(guān)鍵要素：第一，計(jì)算機(jī)是用于操縱信息的設(shè)備。這意味著人們可以將信息存入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將信息轉(zhuǎn)換為新的、有用的形式，然后顯示或以其他方式輸出。1.1.3通用計(jì)算機(jī)第二，計(jì)算機(jī)在可改變的程序控制下運(yùn)行。計(jì)算機(jī)不是唯一能操縱信息的機(jī)器。人們用簡(jiǎn)單的計(jì)算器運(yùn)算一組數(shù)字時(shí)，就執(zhí)行了輸入信息（數(shù)字）、處理信息（如計(jì)算連續(xù)的總和）、輸出信息（如顯示）操作。另一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是加油機(jī)，給油箱加油時(shí)，加油機(jī)利用某些輸入（當(dāng)前汽油的價(jià)格和來(lái)自傳感器的信號(hào)）讀取汽油流入汽車油箱的速率。加油機(jī)將這個(gè)輸入轉(zhuǎn)換為加了多少汽油和應(yīng)付多少錢的信息。但是，計(jì)算器或加油機(jī)并不是完整的計(jì)算機(jī)，盡管這些設(shè)備實(shí)際可能包含嵌入式計(jì)算機(jī)，但與通用計(jì)算機(jī)不同，它們被構(gòu)建為執(zhí)行單個(gè)特定任務(wù)的專用設(shè)備。1.1.3通用計(jì)算機(jī)PART04計(jì)算機(jī)語(yǔ)言在讀取—執(zhí)行周期中，存儲(chǔ)器內(nèi)的指令會(huì)被依次讀取并執(zhí)行，計(jì)算機(jī)理解的指令組決定了編程的有效性。所有計(jì)算機(jī)都能完成一樣的工作，但有些只需要一個(gè)指令就能執(zhí)行，其他的可能需要好幾個(gè)指令才能執(zhí)行。普通臺(tái)式計(jì)算機(jī)可用的指令成百上千，其中還包括一些可用于解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)或圖形問(wèn)題的指令。但制造單一指令計(jì)算機(jī)也是有可能的。就像詞匯構(gòu)成語(yǔ)言一樣，計(jì)算機(jī)理解的指令構(gòu)成了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，也就是機(jī)器代碼，這是一種用二進(jìn)制數(shù)值表示的復(fù)雜語(yǔ)言，由人類寫入十分困難。1.1.4計(jì)算機(jī)語(yǔ)言小規(guī)模實(shí)驗(yàn)機(jī)、離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)以及后來(lái)出現(xiàn)的大多數(shù)計(jì)算機(jī)都將程序和程序運(yùn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在同一存儲(chǔ)器中，這就意味著有些程序可以編寫和修改其他一些程序。在計(jì)算機(jī)的幫助下，人們可以設(shè)計(jì)出更有表現(xiàn)力、更加優(yōu)雅的語(yǔ)言，并指示機(jī)器將其翻譯為讀取—執(zhí)行周期能夠理解的模式。1.1.4計(jì)算機(jī)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)語(yǔ)言有許多種，其中有一些是專為利基應(yīng)用——針對(duì)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)細(xì)分出來(lái)的市場(chǎng)——而設(shè)計(jì)的，產(chǎn)品推進(jìn)利基市場(chǎng)是因?yàn)槠溆杏幕A(chǔ)。有些計(jì)算機(jī)語(yǔ)言有助于操控文本，有些則能夠有效處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或是簡(jiǎn)明應(yīng)用數(shù)學(xué)概念。大部分計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（但并非所有）都由規(guī)則和計(jì)算構(gòu)成，這也是大部分人理解的計(jì)算機(jī)。1.1.4計(jì)算機(jī)語(yǔ)言PART05計(jì)算機(jī)建模計(jì)算機(jī)科學(xué)家常常會(huì)談及建立某個(gè)過(guò)程或物體的模型，這并不是說(shuō)要拿卡紙和軟木來(lái)制作一個(gè)實(shí)際的復(fù)制品。這里，“模型”是一個(gè)數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，意思是寫出事件運(yùn)作的所有方程式并進(jìn)行計(jì)算，這樣就可以在沒有真實(shí)模型的情況下完成實(shí)驗(yàn)測(cè)試。由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)行十分迅速，因此，與真正的實(shí)驗(yàn)操作相比，計(jì)算機(jī)建模能夠更快得出答案。在某些情況下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可能是不實(shí)際的，氣候變化就是一個(gè)典型例子。根本沒有第二個(gè)地球或是時(shí)間可供人們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)模型可以非常簡(jiǎn)單也可以非常復(fù)雜，完全取決于人們想要探索的信息是什么。1.1.5計(jì)算機(jī)建模假設(shè)要對(duì)橡皮球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行物理學(xué)建模。在理想環(huán)境中，掉落的橡皮球總是會(huì)反彈到一定高度。如果從1m處掉落，它可能會(huì)反彈至0.5m，下一次反彈的高度可能只有0.25m，再下一次0.125m，依此類推。反彈所需的時(shí)間可以從掉落物體的物理運(yùn)動(dòng)中得出。理想小球在停止運(yùn)動(dòng)前會(huì)進(jìn)行無(wú)限次彈跳，但由于每次彈跳時(shí)間遞減，所以小球會(huì)在有限時(shí)間內(nèi)結(jié)束有限次數(shù)的彈跳。1.1.5計(jì)算機(jī)建模在計(jì)算上建立這樣的模型十分容易，但并不精確。因?yàn)樾∏驈椞拇螖?shù)不僅取決于球本身，還與反彈觸及的表面有關(guān)。此外，小球在每次彈跳的過(guò)程中還會(huì)因反彈摩擦力和空氣阻力丟失能量。將所有這些因素都囊括進(jìn)模型中，需要大量研究和物理學(xué)背景作為支撐，但這并不是不可完成的任務(wù)?，F(xiàn)在假設(shè)要計(jì)算球拍擊球后網(wǎng)球在球場(chǎng)上彈跳的路徑，需要考慮球可能以不同角度接觸不同平面，以及球本身的旋轉(zhuǎn)。此外，每次彈跳都會(huì)對(duì)球內(nèi)空氣進(jìn)行加熱，并改變其特性，要建立這樣的模型就更加困難。1.1.5計(jì)算機(jī)建模最后，假設(shè)我們要設(shè)計(jì)某種武器，能夠?qū)⑾鹌で蛞詷O快的速度朝定點(diǎn)射出，以致球會(huì)在沖擊力作用下破碎。需要對(duì)小球的構(gòu)成材料進(jìn)行建模，并且追蹤每一塊四散飛開的小球碎片。在建立起足夠精確的模型之前，甚至需要模擬橡皮球的每一個(gè)原子。在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)上，這樣的模型的運(yùn)行速度一定會(huì)十分緩慢，但也是有可能建立起來(lái)的，因?yàn)槿藗兞私馕锢砗突瘜W(xué)的基本原理。人工智能最根本也最宏偉的目標(biāo)之一就是建立人腦般的計(jì)算機(jī)模型。完美模型固然最好，但精確性稍遜的模型同樣十分有效。1.1.5計(jì)算機(jī)建模PART06計(jì)算機(jī)的智能行為研究人員曾經(jīng)研究過(guò)幾種不同版本的人工智能：一些根據(jù)對(duì)人類行為的復(fù)刻來(lái)定義智能，另一些喜歡用“理性”來(lái)抽象地定義智能，直觀上的理解是做“正確的事情”。智能主題的本身也各不相同：一些人將智能視為內(nèi)部思維過(guò)程和推理的屬性，另一些人則關(guān)注智能的外部特征，也就是智能行為。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為從人與理性以及思想與行為這兩個(gè)維度來(lái)看，有4種可能的組合，即類人行為、類人思考、理性思考和理性行為。追求類人智能（前兩者）必須在某種程度上是與心理學(xué)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)科學(xué)，包括對(duì)真實(shí)人類行為和思維過(guò)程的觀察和假設(shè)；而理性主義方法（后兩者）涉及數(shù)學(xué)和工程的結(jié)合，并與統(tǒng)計(jì)學(xué)、控制理論和經(jīng)濟(jì)學(xué)相聯(lián)系。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為

類人行為：圖靈測(cè)試圖靈測(cè)試是由艾倫·圖靈提出的（1950），它被設(shè)計(jì)成一個(gè)思維實(shí)驗(yàn)，用以回避“機(jī)器能思考嗎？”這個(gè)哲學(xué)上模糊的問(wèn)題。如果人類提問(wèn)者在提出一些書面問(wèn)題后無(wú)法分辨書面回答是來(lái)自人還是來(lái)自計(jì)算機(jī)，那么計(jì)算機(jī)就能通過(guò)測(cè)試。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為目前，為計(jì)算機(jī)編程使其能夠通過(guò)嚴(yán)格的應(yīng)用測(cè)試尚有大量工作要做。計(jì)算機(jī)需要具備下列能力：（1）自然語(yǔ)言處理，以使用人類語(yǔ)言成功地交流。（2）知識(shí)表示，以存儲(chǔ)它所知道或聽到的內(nèi)容。（3）自動(dòng)推理，以回答問(wèn)題并得出新的結(jié)論。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為（4）機(jī)器學(xué)習(xí)，以適應(yīng)新的環(huán)境，并檢測(cè)和推斷模式。圖靈認(rèn)為，沒有必要對(duì)人進(jìn)行物理模擬來(lái)證明智能。然而，其他研究人員提出了完全圖靈測(cè)試，該測(cè)試需要與真實(shí)世界中的對(duì)象和人進(jìn)行交互。為了通過(guò)完全的圖靈測(cè)試，機(jī)器人還需要具備下列能力：（5）計(jì)算機(jī)視覺和語(yǔ)音識(shí)別功能，以感知世界。（6）機(jī)器人學(xué)，以操縱對(duì)象并行動(dòng)。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為以上6個(gè)方面構(gòu)成了人工智能的大部分內(nèi)容。然而，人工智能研究人員很少把精力用在通過(guò)圖靈測(cè)試上，他們認(rèn)為研究智能的基本原理更為重要。當(dāng)工程師和發(fā)明家停止模仿鳥類，轉(zhuǎn)而使用風(fēng)洞并學(xué)習(xí)空氣動(dòng)力學(xué)時(shí)，對(duì)“人工飛行”的探索取得了成功。不過(guò)，航空工程學(xué)著作并未將其領(lǐng)域的目標(biāo)定義為制造“能像鴿子一樣飛行，甚至可以騙過(guò)其他真鴿子的機(jī)器”。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為

類人思考：認(rèn)知建模只有知道人類是如何思考的，才能說(shuō)程序像人類一樣思考。可以通過(guò)3種方式來(lái)了解人類的思維：（1）內(nèi)省——試圖在自己進(jìn)行思維活動(dòng)時(shí)捕獲思維。（2）心理實(shí)驗(yàn)——觀察一個(gè)人的行為。（3）大腦成像——觀察大腦的活動(dòng)。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為一旦有了足夠精確的心智理論，就有可能把這個(gè)理論表達(dá)為計(jì)算機(jī)程序。如果程序的輸入/輸出行為與相應(yīng)的人類行為相匹配，那就表明程序的某些機(jī)制也可能在人類中存在。例如，開發(fā)通用問(wèn)題求解器的艾倫·紐厄爾和赫伯特·西蒙并不僅僅滿足于讓他們的程序正確地求解問(wèn)題，他們更關(guān)心的是將推理步驟的順序和時(shí)機(jī)與求解相同問(wèn)題的人類測(cè)試者進(jìn)行比較。認(rèn)知科學(xué)這一跨學(xué)科領(lǐng)域匯集了人工智能的計(jì)算機(jī)模型和心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，用以構(gòu)建精確且可測(cè)試的人類心智理論。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為認(rèn)知科學(xué)本身是一個(gè)引人入勝的領(lǐng)域。我們偶爾會(huì)評(píng)論人工智能技術(shù)和人類認(rèn)知之間的異同，但真正的認(rèn)知科學(xué)必須建立在對(duì)人類或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上。計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域?qū)⑸窠?jīng)生理學(xué)證據(jù)整合到計(jì)算模型中。此外，將神經(jīng)影像學(xué)方法與分析數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合，開啟了“讀心”能力（即查明人類內(nèi)心思想的語(yǔ)義內(nèi)容）的研究。這種能力反過(guò)來(lái)可以進(jìn)一步揭示人類認(rèn)知的運(yùn)作方式。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為

理性思考：“思維法則”希臘哲學(xué)家亞里士多德（公元前384—前322）是最早試圖法則化“正確思維”的人之一，他將其定義為無(wú)可辯駁的推理過(guò)程。他的“三段論”為論證結(jié)構(gòu)提供了模式。當(dāng)給出正確的前提時(shí)，總能得出正確的結(jié)論。舉個(gè)經(jīng)典的例子，當(dāng)給出前提“蘇格拉底是人”和“所有人都是凡人”時(shí)，可以得出結(jié)論蘇格拉底是凡人。這些思維法則被認(rèn)為支配著思想的運(yùn)作，他們的研究開創(chuàng)了一個(gè)稱為邏輯的領(lǐng)域。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為19世紀(jì)的邏輯學(xué)家建立了一套精確的符號(hào)系統(tǒng)，用于描述世界上物體及其之間的關(guān)系。這與普通算術(shù)表示系統(tǒng)形成對(duì)比，后者只提供關(guān)于數(shù)的描述。到1965年，任何用邏輯符號(hào)描述的可解問(wèn)題在原則上都可以用程序求解，人工智能中所謂的邏輯主義就希望在此類程序的基礎(chǔ)上創(chuàng)建智能系統(tǒng)。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為按照常規(guī)的理解，邏輯要求關(guān)于世界的認(rèn)知是確定的，而實(shí)際上這很難實(shí)現(xiàn)。例如，人們對(duì)政治或戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)則的了解遠(yuǎn)不如對(duì)國(guó)際象棋或算術(shù)規(guī)則的了解。概率論填補(bǔ)了這一鴻溝，允許人們?cè)谡莆詹淮_定信息的情況下進(jìn)行嚴(yán)格的推理。原則上，它允許人們構(gòu)建全面的理性思維模型，從原始的感知到對(duì)世界運(yùn)作方式的理解，再到對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)。它無(wú)法做到的是形成智能行為。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為

理性行為：理性智能體智能體（Agent）是指某種能夠采取行動(dòng)的東西。當(dāng)然，所有計(jì)算機(jī)程序都可以完成一些任務(wù)，但人們期望計(jì)算機(jī)智能體能夠完成更多的任務(wù)：自主運(yùn)行、感知環(huán)境、長(zhǎng)期持續(xù)存在、適應(yīng)變化，以及制定和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。理性智能體需要為取得最佳結(jié)果或存在不確定性時(shí)取得最佳期望結(jié)果而采取行動(dòng)。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為基于人工智能的“思維法則”方法重視正確的推斷。做出正確的推斷有時(shí)是理性智能體的一部分，因?yàn)椴扇±硇孕袨榈囊环N方式是推斷出某個(gè)給定的行為是最優(yōu)的，然后根據(jù)這個(gè)結(jié)論采取行動(dòng)。但是，理性行為的有些方式并不能說(shuō)與推斷有關(guān)。例如，從火爐前退縮是一種反射作用，這通常比經(jīng)過(guò)深思熟慮后采取的較慢的動(dòng)作更為成功。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為通過(guò)圖靈測(cè)試所需的所有技能也使智能體得以采取理性行為。知識(shí)表示和推理能讓智能體做出較好的決策。我們需要具備生成易于理解的自然語(yǔ)言句子的能力，以便在復(fù)雜的社會(huì)中生存。我們需要學(xué)習(xí)不僅是為了博學(xué)多才，也是為了提升我們產(chǎn)生高效行為的能力，尤其是在新環(huán)境下，這種能力更加重要。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為與其他方法相比，基于人工智能的理性智能體方法有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，它比“思維法則”方法更普適，因?yàn)檎_的推斷只是實(shí)現(xiàn)理性的幾種可能機(jī)制之一。其次，它更適合科學(xué)發(fā)展。理性的標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)學(xué)上是明確定義且完全普適的。人們經(jīng)常可以從這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中得出可以被證明能夠?qū)崿F(xiàn)的智能體設(shè)計(jì)，而把模仿人類行為或思維過(guò)程作為目標(biāo)的設(shè)計(jì)在很大程度上是不可能的。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為由于上述原因，在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展中，基于理性智能體的方法都占據(jù)了上風(fēng)。在最初的幾十年里，理性智能體建立在邏輯的基礎(chǔ)上，并為了實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)制定了明確的規(guī)劃。后來(lái)，基于概率論和機(jī)器學(xué)習(xí)的方法可以使智能體在不確定性下做出決策，以獲得最佳期望結(jié)果。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為簡(jiǎn)而言之，人工智能專注于研究和構(gòu)建做正確的事情的智能體，其中正確的事情是人們提供給智能體的目標(biāo)定義。這種通用范式非常普遍，它不僅適用于人工智能，也適用于其他領(lǐng)域。在控制理論中，控制器使代價(jià)函數(shù)最小化；在運(yùn)籌學(xué)中，策略使獎(jiǎng)勵(lì)的總和最大化；在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，決策規(guī)則使損失函數(shù)最?。辉诮?jīng)濟(jì)學(xué)中，決策者追求效用或某種意義的社會(huì)福利最大化。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為然而，在復(fù)雜的環(huán)境中，完美理性（總是采取精確的最優(yōu)動(dòng)作）是不可行的，它的計(jì)算代價(jià)太高了，因此需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型做一些重要的改進(jìn)，也就是在沒有足夠時(shí)間進(jìn)行所有可能的計(jì)算的情況下適當(dāng)?shù)夭扇⌒袆?dòng)。但是，完美理性仍然是理論分析的良好出發(fā)點(diǎn)。1.1.6計(jì)算機(jī)的智能行為項(xiàng)目1

掌握人工智能基礎(chǔ)概念任務(wù)1.1熟悉計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)任務(wù)1.2定義人工智能人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。自誕生以來(lái)，人工智能的理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，可以設(shè)想，未來(lái)人工智能帶來(lái)的科技產(chǎn)品，將會(huì)是人類智慧的“容器”。任務(wù)1.2定義人工智能01“人工”與“智能”02人工智能的定義03強(qiáng)人工智能04弱人工智能目錄/CONTENTS05人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”PART01“人工”與“智能”顯然，人工智能就是人造的智能，它是科學(xué)和工程的產(chǎn)物。我們也會(huì)進(jìn)一步考慮什么是人力所能及的，或者人自身的智能程度有沒有達(dá)到可以創(chuàng)造人工智能的地步，等等。不過(guò)，生物學(xué)不在這里的討論范圍之內(nèi)，因?yàn)榛蚬こ膛c人工智能的科學(xué)基礎(chǔ)全然不同。人們可以在器皿中培育腦細(xì)胞，但這只能算是天然大腦的一部分。所有人工智能的研究都圍繞著計(jì)算機(jī)展開，其全部技術(shù)也都是在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行。1.2.1“人工”與“智能”“智能”，涉及到諸如意識(shí)、自我、思維（包括無(wú)意識(shí)的思維）等問(wèn)題。事實(shí)上，人應(yīng)該了解的是人類本身的智能，但我們對(duì)自身智能的理解有限，對(duì)構(gòu)成人的智能的必要元素也了解有限，很難準(zhǔn)確定義什么是“人工”制造的“智能”。因此，人工智能的研究往往涉及對(duì)人的智能本身的研究，其他關(guān)于動(dòng)物或人造系統(tǒng)的智能也普遍被認(rèn)為是與人工智能相關(guān)的研究課題。

圖1-8研究人的智能1.2.1“人工”與“智能”1906年，法國(guó)心理學(xué)家阿爾弗雷德·比奈這樣定義智能：“……判斷，又或稱為判斷力強(qiáng)，實(shí)踐感強(qiáng)，首創(chuàng)精神，適應(yīng)環(huán)境的能力。良好決策、充分理解、正確推論……但記憶與判斷不同且獨(dú)立于判斷?！薄杜＝蛴⒄Z(yǔ)詞典》對(duì)智能的定義為“獲取和應(yīng)用知識(shí)與技能的能力”，這顯然取決于記憶。人工智能已經(jīng)影響了我們對(duì)智力的一般性認(rèn)識(shí)，因此人們會(huì)根據(jù)知識(shí)對(duì)實(shí)際情況的指導(dǎo)作用來(lái)判斷知識(shí)的重要程度。人工智能的一個(gè)重要領(lǐng)域就是儲(chǔ)存知識(shí)，以供計(jì)算機(jī)使用。1.2.1“人工”與“智能”棋局是程序員研究的早期問(wèn)題之一。他們認(rèn)為，就國(guó)際象棋而言，只有人類才能獲勝。1997年，IBM公司的機(jī)器深藍(lán)擊敗了國(guó)際象棋大師加里·卡斯帕羅夫，但深藍(lán)并沒有顯示出任何人類特質(zhì)，僅僅只是對(duì)這一任務(wù)進(jìn)行快速有效的編程而已。1.2.1“人工”與“智能”PART02人工智能的定義作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，是一門自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)交叉的邊緣學(xué)科，它涉及的學(xué)科內(nèi)容包括哲學(xué)和認(rèn)知科學(xué)、數(shù)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、控制論、不定性論、仿生學(xué)、社會(huì)結(jié)構(gòu)學(xué)與科學(xué)發(fā)展觀等。1.2.2人工智能的定義

人工智能是關(guān)于知識(shí)的學(xué)科人工智能研究領(lǐng)域的一個(gè)較早流行的定義，是由約翰·麥卡錫在1956年的達(dá)特茅斯會(huì)議上提出的，即：人工智能就是要讓機(jī)器的行為看起來(lái)像是人類所表現(xiàn)出的智能行為一樣。另一個(gè)定義指出：人工智能是人造機(jī)器所表現(xiàn)出來(lái)的智能性。總體來(lái)講，對(duì)人工智能的定義大多可劃分為四類，即機(jī)器“像人一樣思考”“像人一樣行動(dòng)”“理性地思考”和“理性地行動(dòng)”。這里“行動(dòng)”應(yīng)廣義地理解為采取行動(dòng)，或制定行動(dòng)的決策，而不是肢體動(dòng)作。1.2.2人工智能的定義尼爾遜教授對(duì)人工智能下了這樣一個(gè)定義：“人工智能是關(guān)于知識(shí)的學(xué)科――怎樣表示知識(shí)以及怎樣獲得知識(shí)并使用知識(shí)的科學(xué)?！倍鴾厮诡D教授認(rèn)為：“人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過(guò)去只有人才能做的智能工作。”這些說(shuō)法反映了人工智能學(xué)科的基本思想和基本內(nèi)容。即人工智能是研究人類智能活動(dòng)的規(guī)律，構(gòu)造具有一定智能的人工系統(tǒng)，研究如何讓計(jì)算機(jī)去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)的軟/硬件來(lái)模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術(shù)。1.2.2人工智能的定義可以把人工智能定義為一種工具，用來(lái)幫助或者替代人類思維。它是一項(xiàng)計(jì)算機(jī)程序，可以獨(dú)立存在于數(shù)據(jù)中心、個(gè)人計(jì)算機(jī)，也可以通過(guò)諸如機(jī)器人之類的設(shè)備體現(xiàn)出來(lái)。它具備智能的外在特征，有能力在特定環(huán)境中有目的地獲取和應(yīng)用知識(shí)與技能。人工智能是對(duì)人的意識(shí)、思維的信息過(guò)程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考，甚至也可能超過(guò)人的智能。1.2.2人工智能的定義20世紀(jì)70年代以來(lái)，人工智能被稱為世界三大尖端技術(shù)之一（空間技術(shù)、能源技術(shù)、人工智能），也被認(rèn)為是21世紀(jì)三大尖端技術(shù)（基因工程、納米科學(xué)、人工智能）之一，這是因?yàn)榻鼛资陙?lái)人工智能獲得了迅速的發(fā)展，在很多學(xué)科領(lǐng)域都獲得了廣泛應(yīng)用，取得了豐碩成果?！癆lphaGo之父”哈薩比斯表示：“我提醒諸位，必須正確地使用人工智能。正確的兩個(gè)原則是：人工智能必須用來(lái)造福全人類，而不能用于非法用途；人工智能技術(shù)不能僅為少數(shù)公司和少數(shù)人所使用，必須共享。”1.2.2人工智能的定義

人工智能大師艾倫·圖靈（1912—1954），出生于英國(guó)倫敦帕丁頓，畢業(yè)于普林斯頓大學(xué)，是英國(guó)數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家，被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”“人工智能之父”，他是計(jì)算機(jī)邏輯的奠基者。圖1-9計(jì)算機(jī)科學(xué)之父，人工智能之父——圖靈1.2.2人工智能的定義1950年，圖靈在其論文《計(jì)算機(jī)器與智能》中提出了著名的“圖靈機(jī)”和“圖靈測(cè)試”等重要概念，首次提出了機(jī)器具備思維的可能性。他還預(yù)言，到20世紀(jì)末一定會(huì)出現(xiàn)可以通過(guò)圖靈測(cè)試的計(jì)算機(jī)。圖靈思想為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的邏輯工作方式奠定了基礎(chǔ)。為了紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的巨大貢獻(xiàn)，1966年，由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）設(shè)立一年一度的“圖靈獎(jiǎng)”，以表彰在計(jì)算機(jī)科學(xué)事業(yè)中做出重要貢獻(xiàn)的人。圖靈獎(jiǎng)被喻為“計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)”。1.2.2人工智能的定義約翰·馮·諾依曼（1903.12.28-1957.2.8），出生于匈牙利，畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)，數(shù)學(xué)家，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、博弈論、核武器和生化武器等領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)全才，被后人稱為“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”和“博弈論之父”。他在泛函分析、遍歷理論、幾何學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)和數(shù)值分析等眾多數(shù)學(xué)領(lǐng)域及計(jì)算機(jī)學(xué)、量子力學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)中都有重大成就，也為第一顆原子彈和第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的研制做出了巨大貢獻(xiàn)。

圖1-10現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父

馮·諾依曼1.2.2人工智能的定義PART03強(qiáng)人工智能對(duì)于人的思維模擬的研究可以從兩個(gè)方向進(jìn)行，一是結(jié)構(gòu)模擬，仿照人腦的結(jié)構(gòu)機(jī)制，制造出“類人腦”的機(jī)器；二是功能模擬，從人腦的功能過(guò)程進(jìn)行模擬?，F(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生便是對(duì)人腦思維功能的模擬，是對(duì)人腦思維的信息過(guò)程的模擬。1.2.3強(qiáng)人工智能實(shí)現(xiàn)人工智能有三種途徑，即強(qiáng)人工智能、弱人工智能和實(shí)用型人工智能。強(qiáng)人工智能，又稱多元智能。研究人員希望人工智能最終能成為多元智能，并且超越大部分人類的能力。有些人認(rèn)為要達(dá)成以上目標(biāo)，可能需要擬人化的特性，如人工意識(shí)或人工大腦，這被認(rèn)為是人工智能的完整性：為了解決其中一個(gè)問(wèn)題，你必須解決全部的問(wèn)題。即使一個(gè)簡(jiǎn)單和特定的任務(wù)，如機(jī)器翻譯，要求機(jī)器按照作者的論點(diǎn)（推理），知道什么是被人談?wù)摚ㄖR(shí)），忠實(shí)地再現(xiàn)作者的意圖（情感計(jì)算）。因此，機(jī)器翻譯被認(rèn)為是具有人工智能完整性。1.2.3強(qiáng)人工智能強(qiáng)人工智能的觀點(diǎn)認(rèn)為有可能制造出真正能推理和解決問(wèn)題的智能機(jī)器，并且這樣的機(jī)器將被認(rèn)為是有知覺的，有自我意識(shí)的。強(qiáng)人工智能可以有兩類：（1）類人的人工智能，即機(jī)器的思考和推理就像人的思維一樣。（2）非類人的人工智能，即機(jī)器產(chǎn)生了和人完全不一樣的知覺和意識(shí)，使用和人完全不一樣的推理方式。強(qiáng)人工智能即便可以實(shí)現(xiàn)，也很難被證實(shí)。為了創(chuàng)建具備強(qiáng)人工智能的計(jì)算機(jī)程序，我們首先必須清楚地了解人類思維的工作原理，而想要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，還有很長(zhǎng)的路要走。1.2.3強(qiáng)人工智能PART04弱人工智能弱人工智能，認(rèn)為不可能制造出能真正地推理和解決問(wèn)題的智能機(jī)器，這些機(jī)器只不過(guò)看起來(lái)像是智能的，但是并不真正擁有智能，也不會(huì)有自主意識(shí)。弱人工智能只要求機(jī)器能夠擁有智能行為，具體的實(shí)施細(xì)節(jié)并不重要。1.2.4弱人工智能深藍(lán)就是在這樣的理念下產(chǎn)生的，它沒有試圖模仿國(guó)際象棋大師的思維，僅僅遵循既定的操作步驟。倘若人類和計(jì)算機(jī)遵照同樣的步驟，那么比賽時(shí)間將會(huì)大大延長(zhǎng)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)每秒驗(yàn)算的可能走位就高達(dá)2億個(gè)，就算思維驚人的象棋大師也不太可能達(dá)到這樣的速度。人類擁有高度發(fā)達(dá)的戰(zhàn)略意識(shí)，這種意識(shí)將需要考慮的走位限制在幾步或是幾十步以內(nèi)，而計(jì)算機(jī)的考慮數(shù)以百萬(wàn)計(jì)。就弱人工智能而言，這種差異無(wú)關(guān)緊要，能證明計(jì)算機(jī)比人類更會(huì)下象棋就足夠了。1.2.4弱人工智能如今，主流的研究活動(dòng)都集中在弱人工智能上，并且一般認(rèn)為這一研究領(lǐng)域已經(jīng)取得可觀的成就，而強(qiáng)人工智能的研究則處于停滯不前的狀態(tài)。實(shí)用型人工智能。研究者們將目標(biāo)放低，不再試圖創(chuàng)造出像人類一般智慧的機(jī)器。眼下我們已經(jīng)知道如何創(chuàng)造出能模擬昆蟲行為的機(jī)器人。機(jī)械家蠅看起來(lái)似乎并沒有什么用，但即使是這樣的機(jī)器人，在完成某些特定任務(wù)時(shí)也是大有裨益的。比如，一群大小如狗，具備螞蟻智商的機(jī)器人在清理碎石和在災(zāi)區(qū)找尋幸存者時(shí)就能夠發(fā)揮很大的作用。1.2.4弱人工智能隨著模型變得越來(lái)越精細(xì)，機(jī)器能夠模仿的生物越來(lái)越高等，最終，我們可能必須接受這樣的事實(shí)：機(jī)器似乎變得像人類一樣智慧了。也許實(shí)用型人工智能與強(qiáng)人工智能殊途同歸，但考慮到復(fù)雜性，我們不會(huì)相信機(jī)器人會(huì)有自我意識(shí)。1.2.4弱人工智能PART05人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”近年來(lái)，中國(guó)在人工智能領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展，成為全球人工智能研究和應(yīng)用的重要力量。中國(guó)政府高度重視人工智能的發(fā)展，2017年7月20日，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，設(shè)定到2030年成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心的努力目標(biāo)。此后，中國(guó)的研究者在全球頂級(jí)會(huì)議和期刊上發(fā)表了大量的人工智能相關(guān)論文，被引用次數(shù)也名列前茅，在人工智能專利申請(qǐng)數(shù)量方面，中國(guó)占據(jù)了世界領(lǐng)先地位。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”

世界AI發(fā)展的排頭兵根據(jù)2025年初的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)的人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到5000億元人民幣，擁有超過(guò)4300家人工智能企業(yè)，涵蓋了從基礎(chǔ)硬件到應(yīng)用場(chǎng)景的全產(chǎn)業(yè)鏈。人工智能技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，包括智能制造、智慧城市、自動(dòng)駕駛、醫(yī)療健康、金融科技等各個(gè)領(lǐng)域。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”憑借著龐大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，中國(guó)企業(yè)能夠快速迭代產(chǎn)品和服務(wù)，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。作為世界上人口最多的國(guó)家之一，中國(guó)擁有海量的數(shù)據(jù)資源，為人工智能模型訓(xùn)練提供了豐富的素材。中國(guó)積極推動(dòng)人工智能與其他行業(yè)的深度融合，人工智能+的戰(zhàn)略加速了產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”中國(guó)還積極參與國(guó)際人工智能標(biāo)準(zhǔn)制定和技術(shù)交流，在國(guó)際市場(chǎng)上展示了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。例如中國(guó)企業(yè)DeepSeek（深度求索）在算法優(yōu)化、深度學(xué)習(xí)等方面做出重要貢獻(xiàn)，打破了某些技術(shù)瓶頸。隨著人工智能教育的普及和相關(guān)專業(yè)課程的增加，中國(guó)正在培養(yǎng)出一批又一批的專業(yè)人才，為全球人工智能行業(yè)輸送新鮮血液。通過(guò)持續(xù)投入和創(chuàng)新，中國(guó)有望在未來(lái)幾年內(nèi)進(jìn)一步鞏固其在人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”AI領(lǐng)域的“東方神秘力量”2024年年末，多家中國(guó)AI公司頂著“東方神秘力量”的光環(huán)，被密集置于國(guó)內(nèi)外的聚光燈下。在國(guó)外網(wǎng)友熱議的背景下，有國(guó)內(nèi)網(wǎng)友敏銳地發(fā)現(xiàn)，這些“東方神秘力量”的AI企業(yè)都身處杭州，一時(shí)間，“杭州x小龍”的說(shuō)法在江湖上不脛而走。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”梳理這些“小龍”們的發(fā)展歷程，人們會(huì)發(fā)現(xiàn)被稱為“人工智能元年”的2018年是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。那一年，群核科技（杭州）和英國(guó)帝國(guó)理工大學(xué)、美國(guó)南加州大學(xué)、浙江大學(xué)等高校聯(lián)手推出InteriorNet數(shù)據(jù)集，為室內(nèi)環(huán)境理解、3D重構(gòu)、機(jī)器人交互等研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。那年年初，宇樹科技熬過(guò)了發(fā)展的至暗時(shí)刻。幾乎同一時(shí)間，《黑神話：悟空》立項(xiàng)，半年后“游戲科學(xué)”公司的精銳團(tuán)隊(duì)搬到了杭州。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”也是那一年的年底，強(qiáng)腦科技落戶杭州AI小鎮(zhèn)，他們收獲了一位特殊的員工——手部有殘疾的倪敏成，后來(lái)他佩戴假肢用意念控制寫毛筆字，完成了強(qiáng)腦科技在國(guó)內(nèi)的首秀。這家比馬斯克的Neuralink成立還早一年的腦機(jī)接口公司駛上了快車道，越來(lái)越多身患?xì)埣?、熱愛生活的人戴著他們的假肢彈起鋼琴、舉起火炬。圖1-12強(qiáng)腦科技的首秀：

戴假肢用意念控制寫毛筆字1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”2018年，杭州也叩開了通向未來(lái)的大門，正式提出并動(dòng)員“中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)第一城”的建設(shè)，為如今高水平重塑全國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)第一城，數(shù)字經(jīng)濟(jì)和人工智能的雙向奔赴埋下伏筆。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”也是在2018年，谷歌基于Transformer推出了Bert模型，世界知名的人工智能初創(chuàng)公司OpenAI推出了一個(gè)GPT系列模型，讓機(jī)器看得懂也說(shuō)得順。不過(guò)，那一年，即使AI算力方面的業(yè)務(wù)大幅增長(zhǎng)，英偉達(dá)還是被資本拋棄，到年底股價(jià)只剩3美元，差不多是2024年最高價(jià)的五十分之一，不過(guò)他們還是堅(jiān)持給出了關(guān)于未來(lái)的一系列預(yù)演。這些在當(dāng)時(shí)看上去像魔法的技術(shù)，最終影響了包括杭州x小龍?jiān)趦?nèi)，所有與AI、計(jì)算、數(shù)據(jù)相關(guān)的科技公司日后的發(fā)展軌跡。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”2018年10月10日，華為發(fā)布了兩款A(yù)I芯片。一個(gè)月多后，美國(guó)商務(wù)部工業(yè)安全局出臺(tái)了一份針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的出口管制框架，將對(duì)人工智能、芯片、機(jī)器人、量子計(jì)算、腦機(jī)接口以及生物技術(shù)等前沿科技實(shí)施出口管制。一場(chǎng)中美之間的科技對(duì)決徐徐拉開大幕。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”

基于量化“幻方”的“深度求索”據(jù)說(shuō)，對(duì)于2018年，中國(guó)股民的回憶并不好，上證指數(shù)大跌25%。但當(dāng)時(shí)方興未艾的量化江湖出現(xiàn)了一支名為“幻方”的新銳，全年取得了正收益。所謂量化，通常指的是量化交易或量化投資，它是利用數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行交易或投資決策的過(guò)程，而不是依賴個(gè)人的主觀判斷。而“幻方”二字源于中國(guó)傳統(tǒng)算術(shù)，常見的“九宮格”就是幻方的一種。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”如果光看幻方量化的團(tuán)隊(duì)構(gòu)成，很難想象他們是一家金融公司。公司CEO徐進(jìn)是浙江大學(xué)信息學(xué)院信號(hào)與信息處理專業(yè)博士，研究的方向是機(jī)器人自主導(dǎo)航、立體視覺等，公司實(shí)際控制人梁文鋒是個(gè)80后，畢業(yè)于浙大軟件工程專業(yè)，主修軟件工程，人工智能方向，2008年開始研究量化交易。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”2016年，幻方在交易系統(tǒng)里融入AI，兩年后“把AI確定為公司的主要發(fā)展方向”。2019年，幻方管理規(guī)模超過(guò)100億，成為國(guó)內(nèi)量化私募“四巨頭”之一。同一年，他們開始研究怎么構(gòu)建大規(guī)模GPU集群。從那年開始，幻方每年會(huì)購(gòu)買大批GPU，到2021年，幻方量化對(duì)超算集群系統(tǒng)的投入增加到10億元，并且搭載了超10000張英偉達(dá)A100顯卡。江湖盛傳：“中國(guó)持有高性能GPU最多的機(jī)構(gòu)不是人工智能公司，而是幻方?！?.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”2023年7月，梁文鋒在杭州創(chuàng)立DeepSeek（深度求索），專注于AI大模型的研究和開發(fā)。很快，來(lái)自中國(guó)的大模型創(chuàng)業(yè)公司DeepSeek上線并同步開源DeepSeek-V3模型，公布了長(zhǎng)達(dá)53頁(yè)的訓(xùn)練和技術(shù)細(xì)節(jié)——他們用不到同行十分之一的成本訓(xùn)練出的大模型，在多項(xiàng)指標(biāo)上領(lǐng)先全球包括OpenAI的GPT-4o在內(nèi)的其他大模型。全球的AI圈子炸鍋了。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”反觀DeepSeek大模型，它給人工智能技術(shù)帶來(lái)的最大貢獻(xiàn)包括：（1）降低了大規(guī)模訓(xùn)練對(duì)GPU資源的依賴，緩解人工智能產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵瓶頸，推動(dòng)了人工智能價(jià)值鏈的重塑。（2）針對(duì)英偉達(dá)PTX進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)最大性能，顯著提高了運(yùn)行效率，并允許在非英偉達(dá)的顯示芯片上運(yùn)行。（3）降低了訓(xùn)練和部署成本，使得人工智能技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛和可持續(xù)。（4）在數(shù)據(jù)和成本上具有顯著優(yōu)勢(shì)，標(biāo)志著人工智能投資需求的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”

全球最大可交互三維能力的群核科技本科就讀浙大竺可楨學(xué)院的黃曉煌博士研究方向是GPU高性能計(jì)算，回國(guó)后與兩位室友創(chuàng)立了群核科技，名字來(lái)源于他們搭建的GPU架構(gòu)多核心處理器。最初他們的想法是把GPU放到云端，支持渲染等需要高性能計(jì)算的應(yīng)用，家居設(shè)計(jì)成了最佳落地場(chǎng)景。很長(zhǎng)一段時(shí)間，旗下“酷家樂”這個(gè)SaaS產(chǎn)品要比群核更有名。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”得益于前期在家裝領(lǐng)域，中期在工業(yè)4.0領(lǐng)域的長(zhǎng)期沉淀，群核積累了大量物理世界的數(shù)據(jù)。在AI逐步從數(shù)字世界走入物理世界的過(guò)程中，坐在了“金礦”上——他們合成的數(shù)據(jù)不僅質(zhì)量高，還遵循了物理規(guī)律。2024年11月20日，他們首次對(duì)外公開了其兩大技術(shù)引擎：群核啟真（渲染）引擎和群核矩陣（CAD）引擎。一個(gè)對(duì)應(yīng)的是擁有超級(jí)算力支撐的萬(wàn)卡集群，一個(gè)對(duì)應(yīng)的是由海量數(shù)據(jù)組成的“物理世界模擬器”。后者比OpenAI對(duì)Sora“世界模擬器”的定義多了兩個(gè)字，更強(qiáng)調(diào)“真實(shí)”。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”

中國(guó)AI企業(yè)應(yīng)有的自信當(dāng)人們談到DeepSeek時(shí)，許多業(yè)內(nèi)人士會(huì)自然提到另一款來(lái)自杭州的開源模型，阿里云旗下的Qwen；提到機(jī)器狗、宇樹科技之外，還有家名字很有詩(shī)意的公司“云深處”，其創(chuàng)始人朱秋國(guó)也來(lái)自浙大，他們的輪足機(jī)器人“山貓”比宇樹的B2-W發(fā)布更早，同樣引發(fā)了轟動(dòng)；在全新的AR/AI眼鏡賽道，也擠滿了浙大精英創(chuàng)業(yè)者，而光電本身就是浙大的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專業(yè)。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”除了Rokid，這份名單里的杭州面孔包括被字節(jié)跳動(dòng)投資的李未可，憑借技術(shù)切入泳鏡細(xì)分賽道的光?？萍?，從腦機(jī)接口跨界來(lái)的Looktech，等等。他們遍地開花地分布在余杭、濱江、西湖等杭州各個(gè)區(qū)。在AI開啟的新一輪技術(shù)浪潮下，這座城市的創(chuàng)業(yè)江湖更要熱鬧得多。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”面對(duì)國(guó)外科技巨頭的競(jìng)爭(zhēng)，DeepSeek的梁文鋒說(shuō)：中國(guó)的企業(yè)應(yīng)該要自信，要學(xué)會(huì)引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新，學(xué)會(huì)組織和培養(yǎng)自己的高密度人才。宇樹科技的王興興說(shuō)：高學(xué)歷并不代表一切，“沒有人特別天才，大家其實(shí)都差不多?！庇螒蚩萍嫉鸟T驥希望大家都能繼續(xù)懷著自信與雄心，保持勇敢、誠(chéng)實(shí)和善良，踏實(shí)做好每一件具體的小事，坦然接受結(jié)果，一直在取經(jīng)的路上，直至生命最后一刻。這些關(guān)于自信、勇敢的敘事對(duì)沖著現(xiàn)實(shí)的困難，在甲辰龍年歲末，“杭州小龍”們讓許多人再次聽到了新力量破土而出的聲音。1.2.5人工智能發(fā)展中的“中國(guó)風(fēng)”實(shí)訓(xùn)與思考1

深入理解人工智能與人類思考本次實(shí)踐活動(dòng)旨在引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐和思考，深入理解人工智能的發(fā)展歷程及其對(duì)人類思考工具的演變和影響，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判性思維，幫助學(xué)生更好地理解人工智能的發(fā)展歷程及其對(duì)人類思考和生活方式的影響。（1）實(shí)踐任務(wù)：探索古代計(jì)算工具（2）思考任務(wù)：人工智能與人類思考（3）小組討論：人工智能的倫理與未來(lái)項(xiàng)目1掌握人工智能基礎(chǔ)概念高等職業(yè)教育本科新形態(tài)系列教材（第1版·微課版）人工智能通識(shí)項(xiàng)目2培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維項(xiàng)目2培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠掌握數(shù)學(xué)素養(yǎng)和計(jì)算思維的基本知識(shí)，還能通過(guò)實(shí)踐練習(xí)和案例分析提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力。面對(duì)學(xué)習(xí)難點(diǎn)，教師可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生參與具體的實(shí)踐活動(dòng)，如編程實(shí)踐、數(shù)學(xué)素養(yǎng)應(yīng)用和跨學(xué)科融合思考等，幫助他們克服困難，更好地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。項(xiàng)目2培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）理解數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維的重要性：通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生能認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)素養(yǎng)和計(jì)算思維在現(xiàn)代社會(huì)中的關(guān)鍵作用，特別是在人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域。（2）掌握數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)概念及其應(yīng)用：了解數(shù)學(xué)的美學(xué)價(jià)值以及它如何幫助我們理解和解決實(shí)際問(wèn)題。（3）培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力：通過(guò)實(shí)踐練習(xí)和案例分析，提升學(xué)生的邏輯推理、數(shù)據(jù)分析和抽象思維能力。項(xiàng)目2培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維知識(shí)目標(biāo)（1）理解數(shù)學(xué)之美：包括簡(jiǎn)潔性、對(duì)稱性、和諧性和普遍性等特征，以及這些特征如何體現(xiàn)在數(shù)學(xué)公式和定理中。（2）掌握數(shù)學(xué)素養(yǎng)的核心要素：如基礎(chǔ)知識(shí)（算術(shù)、代數(shù)、幾何、概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)）、抽象思維（模式識(shí)別、邏輯推理、符號(hào)表示）、問(wèn)題解決能力和數(shù)據(jù)分析能力。項(xiàng)目2培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維（3）學(xué)習(xí)計(jì)算思維的基本概念：包括模式識(shí)別、抽象化、算法設(shè)計(jì)和自動(dòng)化思維等核心要素，并理解它們?cè)谛畔⒓夹g(shù)、日常生活、科學(xué)研究和工程學(xué)中的應(yīng)用。（4）了解模糊邏輯的概念及應(yīng)用：理解模糊邏輯如何處理不確定性和模糊性，并在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用模糊集合和規(guī)則進(jìn)行推理。（5）掌握編程基礎(chǔ)和算法設(shè)計(jì)：學(xué)習(xí)至少一種編程語(yǔ)言（如Python），并了解如何編寫高效的算法和程序來(lái)實(shí)現(xiàn)人工智能功能。項(xiàng)目2培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維教學(xué)難點(diǎn)（1）深入理解數(shù)學(xué)的抽象概念：例如線性代數(shù)、概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)、微積分等，這些是構(gòu)建和評(píng)估人工智能模型的關(guān)鍵工具。（2）應(yīng)用數(shù)學(xué)素養(yǎng)解決復(fù)雜問(wèn)題：將數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中，如數(shù)據(jù)分析、模式識(shí)別和預(yù)測(cè)建模，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的問(wèn)題分解和綜合分析能力。項(xiàng)目2培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維（3）掌握模糊邏輯的應(yīng)用技巧：模糊邏輯雖然模仿了人腦的不確定性判斷方式，但其具體應(yīng)用需要對(duì)模糊集合和規(guī)則有深刻的理解，這對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。（4）培養(yǎng)計(jì)算思維能力：計(jì)算思維涉及復(fù)雜的思維方式，如分解問(wèn)題、模式識(shí)別、抽象化和算法設(shè)計(jì)，學(xué)生需要通過(guò)大量的實(shí)踐練習(xí)來(lái)逐步掌握這些技能。（5）實(shí)踐編程與算法設(shè)計(jì)：編寫和調(diào)試代碼需要一定的編程經(jīng)驗(yàn)和邏輯思維能力，對(duì)于沒有編程背景的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這可能是一個(gè)較大的學(xué)習(xí)障礙。項(xiàng)目2

培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維任務(wù)2.1理解數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維任務(wù)2.2掌握計(jì)算思維與學(xué)科基礎(chǔ)數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維是現(xiàn)代教育中兩個(gè)非常重要的組成部分，尤其在人工智能、數(shù)據(jù)科學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。這兩者不僅幫助人們掌握必要的技能和知識(shí)，還培養(yǎng)了他們解決問(wèn)題的能力和邏輯思考的方式。任務(wù)2.1理解數(shù)學(xué)素養(yǎng)與計(jì)算思維01數(shù)學(xué)是美的02數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵03培養(yǎng)和發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)04數(shù)學(xué)素養(yǎng)對(duì)人工智能的意義目錄/CONTENTS05模糊邏輯的定義PART01數(shù)學(xué)是美的數(shù)學(xué)之美體現(xiàn)在其簡(jiǎn)潔、對(duì)稱與和諧的形式中，通過(guò)優(yōu)雅的公式和深刻的定理揭示了自然界的內(nèi)在規(guī)律與結(jié)構(gòu)。它不僅有著嚴(yán)格的邏輯框架，還蘊(yùn)含著令人驚嘆的創(chuàng)造力和普遍性，激發(fā)人們對(duì)抽象思維的欣賞與探索。而數(shù)學(xué)素養(yǎng)則是指?jìng)€(gè)體理解和運(yùn)用數(shù)學(xué)概念的能力，包括邏輯推理、問(wèn)題解決及數(shù)據(jù)分析等技能，是培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。擁有良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)不僅能讓人領(lǐng)略數(shù)學(xué)之美，還能在日常生活和專業(yè)領(lǐng)域中更有效地解決問(wèn)題，促進(jìn)個(gè)人和社會(huì)的發(fā)展。圖2-1數(shù)學(xué)之美（AI作圖）2.1.1數(shù)學(xué)是美的數(shù)學(xué)之所以被認(rèn)為是美的，是因?yàn)樗粌H揭示了自然界和宇宙的深層次結(jié)構(gòu)與規(guī)律，還通過(guò)簡(jiǎn)潔、對(duì)稱、和諧的形式展現(xiàn)了抽象思維的魅力。（1）簡(jiǎn)潔性。數(shù)學(xué)之美首先體現(xiàn)在其簡(jiǎn)潔上。復(fù)雜的自然現(xiàn)象往往可以用非常簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式或原理來(lái)描述。例如，愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc^2，僅用三個(gè)字母就表達(dá)了能量與質(zhì)量之間的關(guān)系，展示了深刻的物理真理。2.1.1數(shù)學(xué)是美的（2）對(duì)稱性。這是自然界中普遍存在的現(xiàn)象，也是數(shù)學(xué)美的一個(gè)重要特征。無(wú)論是幾何圖形中的軸對(duì)稱、中心對(duì)稱，還是代數(shù)方程中的對(duì)稱性，都給人以視覺上的美感和邏輯上的滿足感。比如，正多邊形和晶體結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了高度的對(duì)稱美。（3）和諧性。數(shù)學(xué)中的和諧體現(xiàn)在不同概念之間的內(nèi)在聯(lián)系以及它們?nèi)绾喂餐饔眯纬梢粋€(gè)完整的體系。例如，歐拉公式e^{i\pi}+1=0將五個(gè)最重要的數(shù)學(xué)常數(shù)（e,i,\pi,1,0）以極其優(yōu)雅的方式連接起來(lái)，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)內(nèi)部的統(tǒng)一性和和諧美。2.1.1數(shù)學(xué)是美的（4）驚奇性。數(shù)學(xué)常常帶來(lái)意想不到的結(jié)果，這種出乎意料的發(fā)現(xiàn)同樣構(gòu)成了它的美學(xué)價(jià)值。比如費(fèi)馬大定理經(jīng)過(guò)三百多年的努力才被證明，其過(guò)程充滿曲折與驚喜，成功令人贊嘆。（5）普遍性。數(shù)學(xué)定律具有普遍適用性，無(wú)論是在地球上還是在遙遠(yuǎn)的星系，數(shù)學(xué)的基本原則都是相同的。這種跨越時(shí)空的一致性賦予了數(shù)學(xué)一種超越文化的永恒之美。2.1.1數(shù)學(xué)是美的（6）創(chuàng)造性。雖然數(shù)學(xué)基于嚴(yán)格的邏輯推理，但它也是一門極具創(chuàng)造性的學(xué)科。數(shù)學(xué)家們不斷探索新的理論、提出新的猜想，并通過(guò)創(chuàng)新的方法解決問(wèn)題。這種創(chuàng)造力使得數(shù)學(xué)不僅是科學(xué)的基礎(chǔ)，也是一種藝術(shù)形式。2.1.1數(shù)學(xué)是美的總的來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)的美在于它能夠以最純粹的形式表達(dá)復(fù)雜的思想，揭示世界的本質(zhì)規(guī)律。它既有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬁蚣埽植皇橐婚T充滿想象力和創(chuàng)造力的藝術(shù)。對(duì)于那些深入研究數(shù)學(xué)的人來(lái)說(shuō)，每一次發(fā)現(xiàn)新的定理或者解決難題的過(guò)程本身就是一種美的體驗(yàn)。因此，數(shù)學(xué)不僅是一種工具或語(yǔ)言，更是一種探索宇宙奧秘、追求真理的藝術(shù)。2.1.1數(shù)學(xué)是美的PART02數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵數(shù)學(xué)素養(yǎng)是指一個(gè)人能夠理解并應(yīng)用數(shù)學(xué)概念、技能和思維方式來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。它不僅僅局限于記住公式或執(zhí)行計(jì)算，更重要的是理解數(shù)學(xué)背后的原理、數(shù)學(xué)的本質(zhì)及其在日常生活中的廣泛應(yīng)用，并能夠靈活運(yùn)用這些知識(shí)。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵（1）基礎(chǔ)知識(shí)。包括算術(shù)、代數(shù)、幾何、概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)等基本數(shù)學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)。?算術(shù)：包括加減乘除等基本運(yùn)算，是所有高級(jí)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。?代數(shù)：涉及變量、方程和函數(shù)的概念，幫助我們理解和解決未知數(shù)的問(wèn)題。?幾何與測(cè)量：研究形狀、大小、相對(duì)位置及空間屬性，如面積、體積、角度等。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵?概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)：處理不確定性，學(xué)習(xí)收集、分析和解釋數(shù)據(jù)，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)和做出決策。?微積分：探討變化率（導(dǎo)數(shù)）和累積量（積分），廣泛應(yīng)用于科學(xué)、工程和經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵（2）抽象思維。能夠?qū)F(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析。?模式識(shí)別：識(shí)別數(shù)字、圖形或其他對(duì)象之間的規(guī)律和關(guān)系。?邏輯推理：基于已知條件推導(dǎo)結(jié)論的能力，構(gòu)建嚴(yán)密的論證過(guò)程，這是證明定理和解決復(fù)雜問(wèn)題的核心。?符號(hào)表示：使用符號(hào)系統(tǒng)（如數(shù)學(xué)符號(hào)）簡(jiǎn)化復(fù)雜的表達(dá)式和概念。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵（3）問(wèn)題解決能力。?分解復(fù)雜問(wèn)題：將大問(wèn)題拆解為更小、更容易管理的部分。?制定策略：選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ吆图夹g(shù)來(lái)解決問(wèn)題。?檢驗(yàn)答案：驗(yàn)證解決方案的有效性和合理性。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵（4）數(shù)據(jù)分析能力。指理解收集、處理和解釋數(shù)據(jù)，這對(duì)于現(xiàn)代的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策至關(guān)重要。?數(shù)據(jù)收集：了解如何有效地獲取相關(guān)信息。?數(shù)據(jù)分析：運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù)，提取有價(jià)值的信息。?結(jié)果解讀：根據(jù)分析結(jié)果做出合理的判斷和決策。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵（5）空間想象力。特別是在幾何學(xué)和圖形理論中，它有助于理解和解決三維或多維問(wèn)題。?三維想象：能夠在腦海中操作和轉(zhuǎn)換三維物體的形象。?幾何直觀：通過(guò)視覺化的方式理解和解決幾何問(wèn)題。（6）批判性思維。?質(zhì)疑假設(shè)：檢查和挑戰(zhàn)既定的前提條件。?評(píng)估證據(jù)：對(duì)信息來(lái)源和質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，確保結(jié)論的可靠性。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵另一方面，數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要性在于它不僅幫助我們理解和解決實(shí)際問(wèn)題，還培養(yǎng)了邏輯思維、分析能力和創(chuàng)新精神，這些都是在快速變化的世界中取得成功的關(guān)鍵。（1）職業(yè)發(fā)展：許多行業(yè)，如金融、科技、醫(yī)療、教育等，都需要高水平的數(shù)學(xué)能力。具備良好數(shù)學(xué)素養(yǎng)的人更容易找到高薪工作，并且在職業(yè)生涯中有更多的晉升機(jī)會(huì)。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵（2）日常生活：從購(gòu)物時(shí)計(jì)算折扣到規(guī)劃家庭預(yù)算，再到理解新聞報(bào)道中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，數(shù)學(xué)素養(yǎng)有助于提高生活質(zhì)量。（3）科學(xué)研究：幾乎所有科學(xué)領(lǐng)域都依賴于數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)、模擬和分析。無(wú)論是物理、化學(xué)還是生物學(xué)，數(shù)學(xué)都是不可或缺的工具。（4）技術(shù)創(chuàng)新：現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步，特別是人工智能、大數(shù)據(jù)和量子計(jì)算等領(lǐng)域的發(fā)展，都需要深厚的數(shù)學(xué)背景作為支撐。2.1.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵PART03培養(yǎng)和發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)和發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)需要通過(guò)持續(xù)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)、積極參與實(shí)踐應(yīng)用、不斷解決實(shí)際問(wèn)題以及鍛煉邏輯思維和抽象能力來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此，可以有效地提升個(gè)人的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，不僅有助于學(xué)術(shù)成就和個(gè)人成長(zhǎng)，也為未來(lái)的職業(yè)生涯和社會(huì)貢獻(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（1）早期教育。應(yīng)從小培養(yǎng)孩子對(duì)數(shù)學(xué)的興趣，通過(guò)游戲、拼圖等活動(dòng)激發(fā)他們的好奇心和探索精神。強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，讓孩子明白數(shù)學(xué)不僅僅是課本上的習(xí)題，而是解決真實(shí)世界問(wèn)題的關(guān)鍵。2.1.3培養(yǎng)和發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)（2）持續(xù)學(xué)習(xí)。鼓勵(lì)終身學(xué)習(xí)，參加在線課程、研討會(huì)或讀書俱樂部，不斷更新自己的知識(shí)體系。利用開放教育資源平臺(tái)提供的免費(fèi)或低成本課程。（3）實(shí)踐練習(xí)。定期做數(shù)學(xué)練習(xí)題，保持大腦活躍，增強(qiáng)解決問(wèn)題的能力。有條件的參與數(shù)學(xué)競(jìng)賽或項(xiàng)目，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作解決復(fù)雜問(wèn)題，提升實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。2.1.3培養(yǎng)和發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)（4）跨學(xué)科整合。將數(shù)學(xué)與其他學(xué)科結(jié)合起來(lái)，如物理學(xué)的力學(xué)原理、經(jīng)濟(jì)學(xué)的供需模型，深化對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解。探索編程語(yǔ)言（如Python、R）的數(shù)學(xué)庫(kù)，體驗(yàn)用代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)算法。（5）反思與討論。經(jīng)?；仡欁约航鉀Q問(wèn)題的過(guò)程，思考哪些方法有效，哪些需要改進(jìn)。與他人交流想法，聽取不同的觀點(diǎn)，拓寬思路。2.1.3培養(yǎng)和發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)PART04數(shù)學(xué)素養(yǎng)對(duì)人工智能的意義數(shù)學(xué)素養(yǎng)對(duì)人工智能的意義，在于它提供了理解算法原理、優(yōu)化模型性能及解決復(fù)雜問(wèn)題所需的理論基礎(chǔ)和邏輯思維能力，是推動(dòng)人工智能技術(shù)發(fā)展的核心要素。（1）提供理論基礎(chǔ)。?線性代數(shù)：在機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)中，矩陣運(yùn)算、向量空間等概念用于表示數(shù)據(jù)和模型參數(shù)。例如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)重更新過(guò)程依賴于線性代數(shù)的原理。2.1.4數(shù)學(xué)素養(yǎng)對(duì)人工智能的意義?概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)：這些學(xué)科幫助理解不確定性，并用于數(shù)據(jù)分析、模式識(shí)別和預(yù)測(cè)建模。貝葉斯定理、隨機(jī)變量和分布函數(shù)等是構(gòu)建和評(píng)估人工智能模型的關(guān)鍵工具。?微積分：特別是在優(yōu)化算法中，如梯度下降法，通過(guò)微分來(lái)最小化損失函數(shù)，從而調(diào)整模型參數(shù)以提高準(zhǔn)確性。2.1.4數(shù)學(xué)素養(yǎng)對(duì)人工智能的意義（2）支持算法設(shè)計(jì)。?數(shù)值分析：確保算法在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和效率。例如，在求解大型線性方程組或進(jìn)行數(shù)值積分時(shí)，需要考慮數(shù)值方法的精度和收斂性。?優(yōu)化理論：許多人工智能問(wèn)題可以歸結(jié)為優(yōu)化問(wèn)題，如尋找最優(yōu)決策路徑或最大化某種效用函數(shù)。掌握優(yōu)化理論有助于設(shè)計(jì)高效的算法。2.1.4數(shù)學(xué)素養(yǎng)對(duì)人工智能的意義（3）增強(qiáng)問(wèn)題解決能力。?邏輯推理：人工智能系統(tǒng)需要基于已知條件推導(dǎo)結(jié)論的能力，尤其是在知識(shí)表示和推理方面。形式邏輯為人工智能提供了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蚣堋?抽象思維：將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)化為可處理形式，這在特征提取、模型選擇等過(guò)程中尤為重要。2.1.4數(shù)學(xué)素養(yǎng)對(duì)人工智能的意義PART05模糊邏輯的定義計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制邏輯通常只有兩種狀態(tài)，一句陳述要么是真要么是假，然而，現(xiàn)實(shí)生活中卻很少有這么一刀切的情況。一個(gè)人如果不餓不一定就是餓，有點(diǎn)餓和餓昏頭不是一回事兒，有點(diǎn)冷比凍僵了的程度也要輕得多。如果我們將含義的所有層次都納入考慮范疇，那么寫入計(jì)算機(jī)程序的規(guī)則將會(huì)變得十分復(fù)雜難懂。2.1.5模糊邏輯的定義所謂模糊邏輯，是一種處理不確定性和模糊性的數(shù)學(xué)方法，它允許變量在真與假之間取值，從而更貼近現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜情況。模糊邏輯模仿人腦的不確定性概念判斷和推理思維方式，對(duì)于模型未知或不確定的描述系統(tǒng)等，應(yīng)用模糊集合和規(guī)則進(jìn)行推理，表達(dá)過(guò)渡性界限或定性知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)行模糊綜合判斷，推理解決常規(guī)方法難于對(duì)付的規(guī)則型模糊信息問(wèn)題。圖2-2模糊推理過(guò)程2.1.5模糊邏輯的定義

甲蟲機(jī)器人的規(guī)則昆蟲有許多本能幫助其應(yīng)對(duì)不同環(huán)境。它可能傾向于遠(yuǎn)離光線