人工智能的应用领域_人工智能与或图_人工智能中的形式化问题

  本文关键词：人工智能中的形式化问题，由笔耕文化传播整理发布。

第18卷 第8期

2002年 8月

自然辩证法研究

Vol.18,No.8Aug.,2002

#技术哲学# 文章编号:1000-8934(2002)08-0039-04

人工智能中的形式化问题

刘西瑞 王汉琦

(汕头大学医学院,广东 汕头,515031)

摘要:形式化在人工智能研究中处于方法论的地位。为了模拟人的智能,人工智能的形式化突破了逻辑的限定,在表述和算法上发展出自成特色的模式,但是与自然语言和日常推理相比仍有很大局限性。由于人工智能对形式化的依赖,形式化事实上成为人工智能不可逾越的界限。

关键词:人工智能;形式化;表述;算法;创造性中图分类号:B80 文献标识码:A

人工智能已经走过了约半个世纪的里程,在经历了艰苦跋涉之后,无论是成功的经验还是失败的教训,都积累得相当多了,在这种情况下,我们有可能摆脱过去那种零敲碎打式的研究,对一些具有普遍意义的问题做出反省。形式化正是这样一个贯穿于整个人工智能研究的基本问题。形式化之所以重要,是因为人工智能要以机器为载体模仿人类智能,必须找到在思维和机器两种不同特性活动之间建立联系的手段,而这个任务正是由形式化来担当的。形式化因之而在人工智能中居于方法论的重要地位。

形式化是植根于逻辑的,然而人工智能在试图把握人类多样而复杂的思维模式时,不得不打破逻辑对形式化的限定。人工智能发展了形式化方法,并起到推动逻辑发展的作用。

系统。对象按这一系统的模式赋形,就意味着符合该系统的表述要求,从而可以在系统中被操作。所以两种定义其实有着共同之处。

人工智能中的形式化不是单一形式的。在直接与机器发生联系的层面上采用的是图灵机模型。图灵机是典型的狭义形式化模型,它基于这样一种思想:一个可递归的形式系统是可以通过机器来实现的。/可递归的0是指按照一定的规则在有限推理步骤中完成计算。图灵机使得由离散的机器状态实现抽象的符号体系成为可能。这是计算机得以存在的前提,也是现代逻辑发展中的一个里程碑。在图灵机之上还有不同形式的高级计算机语言,用于实现人机接口。这一层面上的形式化是由人工语言和算法构成的一种确定的操作程式。人工智能在构造算法时不一定要遵循演绎方式,可以比较自由地选择前提公理,直接引进概念,而不要求概念之间必须有逻辑蕴涵关系。人工智能的形式系统体现的某种特殊的联结方式,是依它的任务性质而定的,在很多情况下是描述性质的。由于这些特点,它可以在更大

关于形式化,逻辑中的定义是:使用专门的人工符号语言,按照严格的方式建立一个演绎系统,所谓/严格的0是指,/¹除初始概念外,任何概念必须由初始概念或已经定义过的概念构成定义;º除初始命题(即公理)以外,任何断言必是经过证明的,不允许引进初始命题以外的假定作为证明的根据。0112至于形式化的一般用法,韦氏大辞典的解释是:¹给出特定的或确定的形式(外形);º使成为形式的:给出形式状态或认可之132。这两个说法前者严密,后者宽泛,我们分别称其为狭义和广义定义。

所谓形式化其实就是(建立)一个形式系统。这样的系统首先要对问题或对象做出形式表述,在此基础上建立对形式单元的操作规则(算法)。逻辑规定的严格性既表现在表述上:后继概念与初始概念的关系,也表现在操作规则上:演绎的推理方式。在人工智能中这两个限定都有所放宽。广义说法中仅提出赋形的要求,事实上赋形也蕴函着对表述和操作规则的要求。赋形的前提是要先有一个形式

收稿日期:2001-11-26

基金项目:教育部留学回国人员科研资助项目

作者简介:刘西瑞(1949-),女,河南浚县人,副教授,哲学博士,研究方向:认知科学,人工智能哲学;王汉琦(1944-),浙江镇海人,计算机高级工程师,研究方向:计算机应用。

的范围里更灵活地模拟人的思维。人工智能形式化的最终形式是一个由数据集合和指令集合构成的可操作的程序。

关于以程序方式模拟思维的做法,哲学家德雷福斯提出两个问题:¹人在/信息加工0中是否真的像数字计算机那样遵循形式化规则?º人类行为,无论是如何形成的,能否描述为一种可由数字计算机实现的形式化系统142?第二个问题的回答相对容易。人工智能的性质虽然有别于人的智能,但人工智能取得的丰硕成果表明形式化模拟是有效的,人机大战中/深蓝0击败人类冠军即是一例。计算机有着比人大得多的存储系统和快得多的运算速度,这在很大程度上弥补了它在/智能0上的不足。回答第一个问题比较困难。这涉及到一个基本问题:人类智能在本质上是可以形式化(或可计算)的吗?或者说,人类智能是否可以全部形式化?

广义地说,人头脑中也存在着不同等级的形式化。从最基本的层面开始,一切物质存在都具有自身的形式,当我

1 人工智能中的形式化与人头脑中

的形式化

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