过去十年里,我们学到的有关人类智能活动的知识比以往任何时期都更多。

这种新知识导致了目前在人工智能计算机程序设计和执行方面的突破。研究的主攻方向是推理判断领域,目的是创造出“专家”知识库系统来扩展人类知识的应用。把一项重要的技术转变为人工地运用智能特性、算法语言、试探法和原函数的计算机程序和计算机系统结构,对于我们来说还刚刚起步。到目前为止,只能由人脑借助于“专家系统”的创建才能完成。

这样,正在逐渐展开的“硅革命”再一次引起了一系列计算机技术的进步,使全社会进入了广泛而大量的计算机应用时期。“灵敏机”早已上市,由于它们内部装有逻辑电路、传感器和执行元件等微机装置,因而使之增强了对环境的适应能力,并能在“不灵活”症兆出现前进行自我功能调节,但是我们现在仍是处在用人工智能“专家系统”来创造“智能机”的边缘时代。

这种较新的技术(即人工智能)正在迅速地发展,并已从研究阶段进入了实用阶段。人工智能的研究虽已有近30年的历史,但只有在最近几年中,它才开始朝着实用的专家系统的方向发展。

但是,何谓专家系统?专家系统就是由一系列人工智能程序组成的一种计算机系统,这些程序使用一种巴储存的知识库和各种推理步骤去解决各类问题。人工智能研究是计算机科学的一个分支,它研究怎样在计算机系统中模仿人脑的各种过程。这些人工智能的过程称为试探法。它们包括学习、符号推理、逻辑法则、归纳发现和推断、演绎分析、问题解答以及其他为推理中之用的知识的机器再现等智能过程。人工智能假设这些试探知识具有与实际知识相等的重要性甚至比之更为重要。事实上,就人工智能的目的而言,可将试探法假设定义为“专家判断”过程——即“专家们”是怎样进行逻辑思维和推理以解决问题的。

试探法不仅仅只是运用一串串定向逻辑过程的指令来处理数据流或数据库——像在标准计算机系统中的程序那样。简言之,人工智能试探法是模仿人脑,尤其是找出人脑怎样解决某个问题或怎样作出判断的试探过程。

人工智能专家系统也称为知识信息处理系统和法则库存系统。它们的发展正在为计算机专家和程序设计师开辟一门新的专业——“知识工程”专业。

普通的信息处理计算机系统执行从存储器中流出来的一连串指令(程序),同时处理和变换存储器中的数据。

知识处理计算机系统,则是以普通的信息处理系统为基础,又覆盖了知识、处理数据的各种推理过程、各种试探法则等一连串的树状层次,并根据知识库(存储器)中获取的信息进行问题应答。专家系统借助于“如果 - 那么 - 而且”(if-then-and)试探法则通过知识库——即专家系统中库存的知识内容得以重新整理成为“如果 - 那么 - 而且”的符号逻辑。运用“如果 - 那么 - 而且”法则的知识库的形成过程与编程序相类似,但是它没有顺序定向的语句和指令。

人工智能试探法包括容许知识库语义存取的逻辑推理过程。这些知识库运用人工智能过程作出“专家”判断。人工智能专家系统依靠人工智能程序和智力上有助于专业人员的计算机硬件来获取和储存某一专业领域已知的专业知识(它们是大量人类专家知识的结晶)。——即人工智能专家系统用它已储存的知识来扩展人的智能,人工智能试探法可用于解释和应用这些专业知识。也就是说,专家系统是扩展人的机器,它们帮助人类达到更加专业化的水平。

如上所述,专家系统就是人工智能推理方法的运用与知识库的结合,使有助于解决问题,进行决策、作出判断,或去发现良机、开创发明新的事物。专家系统可处理那些简单运算和逻辑推理所难以解决的问题,它们只能用综合了迄今为止人类专家处理问题的非凡才能的试探法去解决。必须具有工作在这样的专家水平的知识和人工智能试探法的作用,再加上人工智能推理运算才能在人工智能专家系统中被认为是某个专业知识领域中集人类专家知识之长的综合模型。人工智能专家系统中的知识一旦以这样的方式获得,就可使外行也能应用这些专门知识和试探法,如果在无其他工具辅助的条件下还可与该领域的专家相匹敌,甚至常常能超过专家的水平,此外,随着社会新知识的增多,人工智能专家系统以及它们的知识库能够不断地更新——例如,通过知识库的更新继续进行专家系统的“教育”。

然而、何谓知识库?在建立人工智能专家系统知识库的过程中需要对每个专业领域、以反映用于该领域的各种试探法进行十分翔实的分类学汇编,这些基于知识的分类较之现在的手册和课本更为精确、通俗易懂,因而也就有用得多。目前的专家系统是一些运用知识库进行人工智能操作的计算机程序,它们以专家的方式在人们完成某项任务的过程中进行“实时”咨询。

显然,可以预计,未来的人工智能专家系统将应用到越来越多的领域中去。也许,20世纪80年代的头等大事就是提供咨询服务的人工智能系统的问题。在医学诊断、建筑设计、极大规模集成电路设计、分子遗传设计、程序编制、事务管理、企业管理、家庭顾问(如家用开支、园艺、草坪、修理等)及艺术应用等各个领域中,专家系统程序已经产生,或者有些正处于酝酿阶段。

除咨询以外,人工窖能专家系统对各项即将到来的实时任务不仅能提出“诊断”办法,备咨询,提建议,而且还能对创制、管理、设计和其他创造发明的技术助一臂之力。所有这些就是人工智能专家系统借助于“如果 - 那么 - 而且”试探法则以及它所咨询的对象,使之本身通过知识库的过程。

此外一些近期应用及其市场包括:结构管理、自动化、评估与计划、预测、智能媒介作用、办公自动化、图像、信号和声音的翻译、教育和培训等。因而,随着“人工智能”的实现,这些领域都将经历巨大的变化。

未来的专家系统以“人的扩展器”形式(即未来的远距离屏幕、键盘计算机、终端设备或手动装置),根据知识库中储存的以人工智能为基础的知识提出切合实际的数据、信息和建议,或者提出某些看法。

更为重要的是,专家系统能重新推导出它得出某个“专家”建议或观点的逻辑过程。

专家系统的知识库由“事实”和试探法组成,“事实”组成一个实体,或知识(信息)分类,它相似于一位专家在处理任何一项人能够胜任的专业工作时所使用的信息。但这里的困难在于——专家究竟干的是什么、此外,并非所有的专家知识都是一系列“明确无误”的逻辑事实——有好多专家知识只能整理成为各种选择性、可能性、猜测性和见解性的顺序(即模糊的试探方法)。因而,试探法是由正确的推理、不厌其详的知识、似乎可能的推断法则和迅速的逻辑推理等组成,这些都是专家水平决策所具有的特征。因而人工智能专家系统的工作水平实际上取决于它的智能库体积和容量的大小,取决于它所储存的专家信息的质量、它的分类的完整性、以及它所储存的或已编成程序的人工智能试探法(即推理法则和推理过程)的数量和特征。

今天,我们还只是处在创造各种知识库的初级阶段。今后,随着大量知识的重新整理,人们将会看到知识库的内容越来越丰富,形式也多样化起来。知识库像计算机程序那样以稍微程序性的方式编纂知识,因而它必然比典型的教科书或手册更加完整、正确、通俗易懂。当代专家系统的经验表明,现存的或未来的知识库系统比传统的知识来源(书、磁带、课堂教学等)在完整性、精确度、正确性和易于理解方面要进步10 ~ 1000倍。

但是,如前所述,人工智能专家系统更主要的或许还是在于它能将知识应用于实时的人类决策和行动——增强管理、充实判定过程。

人工智能系统会进入到您的未来生活中去吗?回答当然是肯定的。

有两个专家系统最近已达到了“冠军级”水平,它们是Dendral和Macsyma系统。前者是一种用于解决某一类符号化学问题的以知识为基础的人工智能专家系统,它标志着斯坦福大学十六年来人工智能研究和实验工作达到的鼎盛时代。后者已经达到了这样的水平,即人或机器没有比之更好的手段从事符号化学的工作。它是一种用于解答普通符号数学方程式和方程式系统的库存知识专家人工智能系统,能解符号代数方程式并可进行微积分计算,达到了与前者同样的一流水平。

还有无数以知识为基础的人工智能专家系统j E在研制中。这些系统不久也都会达到“冠军级”水平。它们可应用的领域有:航空控制、计算机结构管理、危机管理、计算机辅助设计以及计算机维修等。

总之,几个世纪以来在科学技术各个不同的领域中所取得的进步已大大地改变了生活的内容和社会的结构。而且,如果不借助于技术,人类的能力就会受到极大的限制。过去,机械技术的进步已经扩大了人类在捣春、运输空运、牵引、切割、视听、开凿、抗疾病、对付气候、算术运算、气象记录、数据处理、自动化等等各方面的能力。

我们现在正跨入一个新的时代,即扩展人的感觉、推理、决策、发明创造、思维及其他智力活动能力的技术开创新时期。这个新时期的到来归功于近年来为了建造开发智力活动的人工智能专家机器所获得的知识。这种提高知识应用中脑力劳动生产力的扩展是通过计算机技术以专家系统的形式模仿人脑的推理和其他精神活动来达到的。

几十年来,虽然人工智能已经成为计算机科学的研究课题,但究竟何为人工智能以及人工智能的各种开发应用却几乎无人精通。现在,随着人工智能在实用领域中的突破,对于它的真正潜力以及它所会提供的各种良机人们还难以充分估计,对于它得到普及应用时所必定会给我们社会带来的各种变化我们也还没有充分的思想准备。

设想一下九十年代的情景吧;有朝一日,我们大多数人都具备了经过专家人工智能机器扩展后的脑子,并且能用以协助我们在社会生活中的任何一方面——工作、家庭娱乐的作用。还可更进一步地假设,那时政府中的每一个人(包括我们的政治家和官员)都能使用专家人工智能系统,那么对于这样一个完全可供选择的未来,我们也就可预计将来会出现一个理想的“智能政府”。就现在的情况看,要实现这个目标还困难重重,包括经济上的种种冲击和危机,因而它似乎只是乌托邦式的遥远未来,然而近年来在人工智能实用性方面的突破已经创造了实现这个目标的可能性——但我们还需要继续研究使之变成现实。毫无疑问,在应用方面,人工智能的突破应在用途上有层出不穷的发展,并且影响我们生活的各个方面。

[Futurics,No. 2,1982]