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大家好

这一节我们介绍

符号主义的基本思想

如何让机器

具有像人一样的智能

这是人工智能专家学者们

潜心研究的问题

也是大家所好奇的问题

让我们沿着人工智能专家学者们

解决问题的思路

探寻问题求解的思路和方法

根据人工智能的发展

大致可以把人工智能的研究

分为几大学派

比如符号主义学派

连接主义学派

行为主义学派

另外还有理想主义学派

选择主义学派

社会主义学派等等

这些学派的思路和方法

是不一样的

但都取得了非常好的进展与成果

符号主义学派

又称为逻辑主义学派

心理学派或者计算机学派

这个学派的主要代表人纽厄尔

西蒙和尼尔逊等等

正是早期的人工智能的专家

也正是这些符号主义者

在1956年首先采用了

“人工智能”这个术语

后来又发展了

启发式算法

专家系统

知识工程理论与技术

并且在上世纪80年代

取得了很大的成功

符号主义曾经长期一枝独秀

尤其是专家系统的

成功开发与应用

从认知的角度来说

符号主义学派认为

人的认知基元是符号

而且认知过程可看做

符号的演化过程

也就是说人可看做是

一个物理的符号系统

计算机也是一个物理符号系统

因此

我们就能够用计算机

来模拟人的智能行为

即用计算机的符号操作

来模拟人的认知过程

也就是说人的思维是可操作的

同时它还认为

知识是信息的一种形式

是构成智能的基础

因此

人工智能的核心问题是知识表示

知识推理和知识运用

知识可用符号来表示

也可以用符号进行推理

因而有可能建立起

基于知识的人类智能

和机器智能的统一的理论体系

让我们看个例子

如果告诉您以下两个事实

鸟有翅膀 鸟会飞

猴子没有翅膀 猴子不会飞

对于人来说

哪怕你从来没有见过猴子

你也能得出一个结论那就是

猴子不是鸟

这就是人的智慧

你能根据已有的知识

在这里就是

鸟有翅膀 鸟会飞

以及猴子没有翅膀

猴子不会飞

推出新的结论性知识

那就是猴子不是鸟

那么

符号主义学派是如何使计算机

具有像人一样的智能呢

方法是

一 用一些符号

来表示事实性的知识

二是通过一些规则或称公理和定理

进行推导

最后得出结论

这就是符号主义的基本思想

也许不好理解没关系

我们还是用前面讲的例子

加以说明

首先我们用符号

来描述事实性知识

设谓词N(x)表示x是鸟

C(x)表示x有翅膀

F(x)表示x会飞

个体词h表示猴子

这样我们就可以得到

这样子的前提条件

现在我们可以按照

下面的方式进行演算和推理

初学者可能对推理过程

不太熟悉

没有关系

我们看一看最后一步

我们得出的结论

非N（h）

把它翻译成大家能明白的话

就是

猴子不是鸟

可见符号主义的思路是基本可行的

其实推理过程也不难

有点类似于

中学数学里面

平面几何证明题

至少思路大致上是一样的

我们知道

在平面几何证明题中

根据已知条件 公理和定理

设法证明某个结论

就像下面这道题一样

根据已知条件和三角形中位线定理

最后就可以证明

角AME等于角DNE

沿着这一思想进行研究

国内外人工智能的先驱者

还真取得了丰硕的研究成果

比如在机器定理证明方面

就取得了了不起的成就

我们知道

数学定理证明过程非常严格

且严重依赖于人的经验

直觉

想象力

和洞察力

充分体现了人的智能

因此数学定理的机器证明

就成为了人工智能研究专家

非常感兴趣的问题

早在17世纪中叶

莱布尼兹就提出过

用机器实现定理证明的思想

19世纪后期

G弗雷格的思想语言的形式系统

也就是后来的谓词演算

奠定了符号逻辑的基础

为自动演绎推理

提供了必要的理论工具

到20世纪50年代

由于数理逻辑的发展

特别是电子计算机的产生和应用

机器定理证明竟变为了现实

纽厄尔和西蒙等人

就是这方面的先驱

这一时期有代表性的成果

为启发式程序LT逻辑理论家

证明了38条数学定理

中科院院士吴文俊教授

美籍华裔数学家王浩教授

在“数学机械化”领域

也做出了突出的贡献

为世人所瞩目

尽管符号主义学派

取得了很大的成功

但也面临着不少的困难

主要体现在以下两个方面

一是知识表示

知识的种类很多

且相互之间有着千丝万缕的联系

特别是常识性的知识量特别大

这样一来符号主义的先决条件

知识表示就遇到了很大的困难

二是“推理”问题

简单来说

就是在给定的前提条件下

理论上已经证明

依据给定的定理集和公理集

有些结论不一定推得出来

或者说有些结论

既不能证明它为真

也不能证明它为假

这就是杰出的德国数学家

哥德尔的不完备性定理

所揭示的结论

面对这样的问题

人们在想是否可以

通过在给定的定理集中

增加一些“新”的定理

以使“推理”问题得到一些改善

答案是肯定的但不是根本性的

中科院的李未院士

提出的“开放逻辑系统”

就在这方面做出了突出的成就

有兴趣的读者不妨通过其他渠道

更多地了解这方面的知识

科学家们的“思维”

会给我们很多的启发

好 这一节就讲到这

谢谢大家