人工智能之路

本书以通俗易懂的语言，丰富的图表，介绍人工智能的概念、发展历史、应用以及未来的发展，使读者对人工智能有一个清晰而正确的认识。

谭营，北京大学教授，博士生导师，从事智能科学与技术的科研教学三十多年，是国际上著名的群体智能专家，是群体智能国际会议大会主席，提出了烟花算法，发表相关学术论文300多篇，出版专著10余部，出版和编辑出版各类书籍和教材几十本。

前言

人类在探索智能的道路上经历了漫长的摸索和探寻，虽经历无数曲折，但始终顽强执着、矢志不渝，攀登了一座座的高峰，并正在一步一步前行，努力奔向光明的明天。众所周知，人类社会的发展经历了几次重大的社会变革。第一次社会变革是第一次工业革命的蒸汽机时代，第二次社会变革是第二次工业革命的电气化时代，第三次社会变革是以计算机和互联网为代表的信息与网络时代，现在我们人类正在经历着第四次社会变革，以人工智能为代表的智能时代。人工智能成为推动现今社会进入智能社会的新动力。

人工智能（Artificial Intelligence, AI）一词是在1956年的达特茅斯会议上首次提出并正式使用的，指研究那些与人一样进行学习、推理和判断的理论、方法与技术。从学科建设观点来说，比人工智能一词更加学术化的称谓应该是智能科学与技术，它是研究认识、模拟以及扩展自然智能的有关理论、方法与技术及其应用的学科。人工智能的研究目标是研究与开发出跟人一样甚至超过人的自然智能能力的智能机器，以便更高效地服务于人类。这些智能机器能像我们人一样能够看、听、说、想、学和做等，能够完成人让它去做的一切工作，成为人类不可或缺的重要帮手和辅助工具。

人类对人工智能的探索进程是一个螺旋式上升发展的路程，其中充满艰辛与曲折。在人工智能的整个发展历程中，经历了三次人工智能寒冬和多次跨越式发展，出现了三大著名的研究学派和历次新思潮。在克服阻碍人工智能发展的固有势力的过程中，涌现出了许许多多新思路和新手段。这些新思路与新手段是人工智能得以摆脱旧的束缚和羁绊，拥抱新机遇的关键，成为人工智能发展进程中的转折点。基于这些新思路与新手段所发展出来的新模型和新方法具有前所未有的生命力，一经投入应用即产生出了人工智能发展过程中许多重大的里程碑式成果，推进着人工智能研究和应用的前行。因此，这些人工智能发展进程中的里程碑式成果代表了不同时期人工智能的进展和高度，是人们了解人工智能的最好切入点和重要知识点，也是人工智能发展路径的重要支点和闪光点。

前言为了满足广大读者期待了解当前人工智能热潮中有关人工智能基本知识的需求，本书以年代为主线，从每个十年里挑选了6～10个里程碑式成果，它们既有理论与方法的成果，也有重要技术以及具有重大推进意义的典型应用型成果，全书精心挑选出人工智能发展进程中具有里程碑意义的五十个重大事件作为主线，展示了人工智能的发展过程，清晰地勾勒出了人类通往人工智能之路的轮廓、艰辛和喜悦。

本书内容丰富有趣，采用简洁通俗的语言来逐一介绍人工智能的这些重大事件。读者不需要具有相关专业知识，就能够容易地读懂本书介绍的每个重大事件，理解其在人工智能发展进程中不可或缺的作用，用较短的时间了解人工智能的精髓和重要发展。

本书是一本介绍人工智能的科普读物，是了解和学习人工智能的初级阅读材料，适合所有对人工智能感兴趣的读者阅读。

特别需要指出的是，本书中的许多图片都采用最新人工智能风格渲染程序进行了处理，以体现人工智能风采，让读者能直接感受到人工智能的魅力。本书采用了深度神经网络模型对插图进行风格转化，让原本单一的插图变得多姿多彩。该模型中包含的风格有素描风格、抽象风格、水墨风格和毕加索抽象风格等，同时根据原图的形状、颜色等，选择出最适合该图的风格，并用于本书的插图，希望能给读者带来不一样的视觉体验。

最后，作者在此感谢在本书成稿过程中给予过帮助的所有人员，尤其是要感谢作者指导的多位研究生，他们帮助查阅和整理了大量相关资料，才使得本书得以完成。

希望本书的出版可以为我国人工智能的宣传与推广尽微薄之力。

谭营

2019年3月6日

北京燕园

目录

1900年以前：早期传说、文学和影视作品中的高级智慧1

1913：罗素的《数学原理》8

1943：麦卡洛克和皮茨提出MP模型14

1946：电子计算机的诞生19

1949：赫布学习规则24

1950：人工智能之父——图灵28

1950：棋类程序33

1950：机器人三定律38

1956：达特茅斯会议及人工智能的诞生44

1958：LISP：最适合人工智能的编程语言48

1960：遗传算法53

1963：心理学与感知机57

1964：计算机程序“STUDENT”解应用题61

1965：第一个聊天机器人ELIZA65

1966：语义网络69

1968：第一个专家系统DENDRAL73

1969：联结主义的寒冬76

1972：微世界80

1973：第一次人工智能寒冬84

1973：弗雷迪机器人系统87

1979：提供治疗建议的专家系统MYCIN91

1979：西洋双陆棋程序首次击败世界冠军95

1981：专家系统成功商业化100

1981：自组织映射网络理论106

1982：第五代电子计算机系统工程111

1982：霍普菲尔德神经网络115

1983：模拟退火119

1986：训练神经网络的反向传播算法122

目录1987：第二次人工智能寒冬125

1990：“自底向上”的人工智能——“大象不会下棋”128

1995：粒子群优化算法与群体智能132

1997：“深蓝”称霸象棋世界137

1999：网络爬虫和网页排名142

2002：iRobot公司生产首个家用机器人147

2005：仿生机器人“大狗”152

2005：推荐系统的商业价值157

2006：近代人工智能的转折点——深度置信网络164

2008：语音识别系统与手机语音助手169

2009：自动驾驶174

2009：提速：图形处理器的革命179

2011：智能手机和移动应用程序183

2012：从视频网站中学习图像识别192

2012：深度学习“封神之路”的起点——AlexNet196

2014：阿尔法围棋202

2014：生成对抗网络的提出和发展207

2016：谷歌神经机器翻译的突破216

2016：虚拟现实与增强现实技术221

2016：人脸识别技术的兴起和应用225

2017：人工智能攻克大型战略游戏229

2018：BERT称霸自然语言处理235