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)語言和建模：理解計(jì)算機(jī)語言是如何構(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饔脕矶x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）探索未來人工智能發(fā)展的倫理問題：考慮隨著技術(shù)的進(jìn)步，人工智能帶來的隱私保護(hù)、算法偏見等問題，并思考解決這些問題的方法。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)于人類來說尤其重要。幾千年來，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、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，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)無處不在的計(jì)數(shù)板就直接來源于此，同樣的理念還催生了現(xiàn)代算盤。幾個(gè)世紀(jì)以來，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，并沒有證據(jù)表明古人曾出于這樣的目的使用過這個(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)萬年來，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)出來的那樣，這個(gè)過程并不容易。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)過阿拉伯傳到了歐洲，途中遭遇了無數(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。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，并最終取代了原來的舊體系，從而大大提高了計(jì)算速度和解答復(fù)雜問題的能力。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)算問題，而只能通過紙筆運(yùn)算，過程漫長(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。可以很確定地說，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)后來還是被制作了出來。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)通過無線電發(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)程序通過數(shù)據(jù)中心里的圖片庫就可以對(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)描述的任何過程。用于描述解決特定問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)成語言一樣，計(jì)算機(jī)理解的指令構(gòu)成了計(jì)算機(jī)語言，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)雜語言，由人類寫入十分困難。1.1.4計(jì)算機(jī)語言小規(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)語言計(jì)算機(jī)語言有許多種，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)過程或物體的模型，這并不是說要拿卡紙和軟木來制作一個(gè)實(shí)際的復(fù)制品。這里，“模型”是一個(gè)數(shù)學(xué)術(shù)語，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)。現(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)刻來定義智能，另一些喜歡用“理性”來抽象地定義智能，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)上模糊的問題。如果人類提問者在提出一些書面問題后無法分辨書面回答是來自人還是來自計(jì)算機(jī)，那么計(jì)算機(jī)就能通過測(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）自然語言處理，以使用人類語言成功地交流。（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，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，才能說程序像人類一樣思考。可以通過3種方式來了解人類的思維：（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)心思想的語義內(nèi)容）的研究。這種能力反過來可以進(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，他將其定義為無可辯駁的推理過程。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)未來的預(yù)測(cè)。它無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，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)最小；在經(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，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，未來人工智能帶來的科技產(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，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（包括無意識(shí)的思維）等問題。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。”《牛津英語詞典》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)出來的智能性。總體來講，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)。”而溫斯頓教授認(rèn)為：“人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過去只有人才能做的智能工作。”這些說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)，也可以通過諸如機(jī)器人之類的設(shè)備體現(xiàn)出來。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，甚至也可能超過人的智能。1.2.2人工智能的定義20世紀(jì)70年代以來，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陙砣斯ぶ悄塬@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。“AlphaGo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，從人腦的功能過程進(jìn)行模擬。現(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)問題，你必須解決全部的問題。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題的智能機(jī)器，這些機(jī)器只不過看起來像是智能的，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)以百萬計(jì)。就弱人工智能而言，這種差異無關(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越精細(xì)，機(jī)器能夠模仿的生物越來越高等，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，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。通過持續(xù)投入和創(chuàng)新，中國(guó)有望在未來幾年內(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，越來越多身患?xì)埣病釔凵畹娜舜髦麄兊募僦珡椘痄撉佟⑴e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)器看得懂也說得順。不過，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，不過他們還是堅(jiān)持給出了關(guān)于未來的一系列預(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，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)來進(jìn)行交易或投資決策的過程，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。”1.2.5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，還有家名字很有詩意的公司“云深處”，其創(chuàng)始人朱秋國(guó)也來自浙大，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)分賽道的光粒科技，從腦機(jī)接口跨界來的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：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：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。”游戲科技的馮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)，還能通過實(shí)踐練習(xí)和案例分析提升解決實(shí)際問題的能力。面對(duì)學(xué)習(xí)難點(diǎn)，教師可以通過引導(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)際問題。（3）培養(yǎng)解決問題的能力：通過實(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)至少一種編程語言（如Python），并了解如何編寫高效的算法和程序來實(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)雜問題：將數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)際問題中，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)者來說可能是一個(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，如分解問題、模式識(shí)別、抽象化和算法設(shè)計(jì)，學(xué)生需要通過大量的實(shí)踐練習(xí)來逐步掌握這些技能。（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)生來說，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，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)過三百多年的努力才被證明，其過程充滿曲折與驚喜，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，并通過創(chuàng)新的方法解決問題。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)是美的總的來說，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)的人來說，每一次發(fā)現(xiàn)新的定理或者解決難題的過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、技能和思維方式來解決實(shí)際問題的能力。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)世界的問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，并通過數(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)密的論證過程，這是證明定理和解決復(fù)雜問題的核心。?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）問題解決能力。?分解復(fù)雜問題：將大問題拆解為更小、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)來解決問題。?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：通過視覺化的方式理解和解決幾何問題。（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)模型來進(jìn)行預(yù)測(cè)、模擬和分析。無論是物理、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)際問題以及鍛煉邏輯思維和抽象能力來實(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)解決問題的能力。有條件的參與數(shù)學(xué)競(jìng)賽或項(xiàng)目，通過團(tuán)隊(duì)合作解決復(fù)雜問題，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，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。探索編程語言（如Python、R）的數(shù)學(xué)庫，體驗(yàn)用代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)算法。（5）反思與討論。經(jīng)常回顧自己解決問題的過程，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，通過微分來最小化損失函數(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：許多人工智能問題可以歸結(jié)為優(yōu)化問題，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)雜問題簡(jiǎn)化為可處理形式，這在特征提取、模型選擇等過程中尤為重要。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)則型模糊信息問題。圖2-2模糊推理過程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