人工智能（Artificial Intelligence，缩写为AI）是对人的意识、思维过程的模拟。“互联网+人工智能”是新一轮产业革命和科技革命的重要领域。2016年5月23日，国家发改委、科技部、工信部、网信办等单位联合发布了《“互联网+人工智能”三年行动实施方案》。国务院在“互联网+”行动的指导意见中，将人工智能作为第11个重点行动单独列出，足见国家对于人工智能产业的重视。
（一）人工智能的概念
人工智能是由约翰·麦卡锡（John Mc Carthy）等于1956年在达特茅斯大学的一次研讨会上提出的。著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊（Nilson）教授认为，人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识，以及怎样获得知识并使用知识的学科。
人工智能试图了解智能的实质，并生产出一种新的、能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。该领域的研究包括机器人、图像识别、自然语言处理、机器学习和计算机视觉等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大。可以设想，未来人工智能带来的科技产品将会是人类智慧的“容器”。
（二）人工智能技术的发展历程
1.小荷才露尖尖角
关于人工智能的起源，要追溯到公元前300多年的历史伟人——古希腊伟大的哲学家、思想家亚里士多德，他的贡献是为形式逻辑奠定了基础。他虽没有明确提出人工智能的概念，但在其著作中萌发了类似的思想。随后，英国数学家艾伦·图灵（Alan Turing）在1936年提出了一种理想计算机的数学模型（即图灵机），并于1950年提出了图灵测试，发表了计算机与智能的相关论文。图灵测试指引了人们对人工智能定义的探索。
2.尚在学习人类阶段
60多年来，人工智能技术的发展经历了多次起伏，可以分为如下五个阶段。
图5-25
第一阶段：20世纪50年代。此阶段的特点是重视问题求解的方法，忽视知识的重要性。1956年夏季，约翰·麦卡锡、马文·明斯基、纳撒尼尔·罗切斯特和克劳德·艾尔伍德·香农等科学家在一起聚会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列问题，并首次提出了“人工智能”这一术语，这标志着人工智能这门新兴学科的正式诞生。
第二阶段：20世纪60年代末到70年代。专家系统的出现，使人工智能研究出现第一次新高潮。DENDRAL化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR探矿系统、Hearsay-II语音理解系统等专家系统的研究和开发，将人工智能引向了实用化。
第三阶段：20世纪80年代。随着第五代计算机研制计划的启动，人工智能得到了发展。1982年日本开始了“第五代计算机研制计划”，即“知识信息处理计算机系统（KIPS）"，其目的是使逻辑推理达到数值运算那么快。虽然此计划失败了，但它推动形成了一股研究人工智能的热潮。
第四阶段：20世纪80年代末。神经网络技术飞速发展，为机器学习提供了新的方法和手段。1987年，美国召开第一次神经网络国际会议，宣告了这一新学科的诞生。此后，各国在神经网络方面的投资逐渐增加，神经网络迅速发展起来。
第五阶段：20世纪90年代。人工智能出现新的研究高潮。由于网络技术，特别是互联网技术的发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。
3.不再是未来：机器人叛乱
《机械姬》为我们描述了一幅机器人智慧战胜了人类的画面：在一栋隐匿山林的别墅中有一位具有计算机天才的老板，邀请一位程序员对他研制的能独立思考能力的机器人艾娃进行“图灵测试”。影片最后，艾娃凭借着完善的心智，巧妙地利用人类拥有感情的弱点逃出了别墅，并混进了人类的世界，给人们留下了深深的危机感。
图5-26 电影《机械公敌》海报
《机械公敌》则讲述了在2035年，人类基于“机器人三大安全法则”设计、制造了高级机器人，并将他们应用在家庭生活中。故事的男主角警探戴尔·斯普纳在调查机器人创造者阿尔弗莱德·朗宁博士死因的时候，渐渐发现机器人似乎学会了自我思考，并且曲解了三大安全法则。机器人误认为人类间的战争会导致人类自我毁灭。为了保护人类，机器人要囚禁所有人。最终一场人与机器人间的大战在所难免。
现在关于人工智能什么时候能达到人类普遍智能水平还有争议。对数百位科学家的问卷调查显示，他们认为强人工智能将出现在大约2040年——距今不到25年。这听起来可能没什么，但是很多这个领域的科学家认为，从强人工智能到超人工智能的转化会快得多。以下的情景很可能会发生：人工智能系统花了几十年时间才达到和一个四岁小孩相当的智能水平；在这节点后一个小时，计算机立即推导出了统一广义相对论和量子力学的物理学理论；而在这之后一个半小时，这个强人工智能变成了超人工智能，智能达到了普通人类的17万倍。
史蒂芬·霍金、比尔·盖茨、埃隆·马斯克、扬·塔里安以及尼克·博斯特伦等人一直对人工智能技术的发展表示担忧。一旦他们所忧虑的事情不幸成为现实，人类恐将迎来灭顶之灾。他们担心人工智能技术的滥用有可能迎来“机器人叛乱”的局面，届时，机器将通过不间断的迭代自我提升，进而取得超越人类智力水平的智能。换而言之，最终机器有可能会失控。
（三）人工智能技术的智慧应用
对于我们现在的科技水平而言：
造一台能在瞬间算出十位数乘法的计算机——非常简单；
造一台能分辨出一只动物是猫还是狗的计算机——极度困难；
造一台能战胜世界象棋冠军的计算机——早就成功了；
造一台能够读懂六岁小朋友的图文书中的文字，并且了解那些词汇意思的计算机——谷歌花了几十亿美元在做，还没做出来；
一些我们觉得困难的事情——微积分、金融市场策略、翻译等，对于计算机来说都太简单了；
我们觉得容易的事情——视觉、动态、移动、直觉，对于计算机来说太难了。
有些对于我们来说很简单的事情其实是很复杂的，看上去简单是因为它们已经在动物进化的过程中经历了几亿年的优化了。当你举手拿一件东西的时候，你肩膀、手肘、手腕里的肌肉、肌腱和骨头，瞬间就进行了一组复杂的物理运作，这一切还配合着你眼睛的运作，使得你的手能在三维空间中进行直线运动。对你来说这一切轻而易举，因为在你脑中负责处理这些的“软件”已经很完美了。我们现在谈的还是静态不变的信息，要想达到人类级别的智能，计算机必须要理解更高深的东西，比如微小的脸部表情变化，开心、放松、满足、满意、高兴这些情绪之间的细微区别，这对于电脑而言很困难。
下面介绍人工智能技术在文艺、商业、健康、交通、生活等方面的应用。
1.文艺：下棋、画画
“阿尔法狗”（Alpha Go）是一款围棋人工智能程序，由谷歌旗下Deep Mind公司的戴维·西尔弗、艾佳·黄和戴密斯·哈萨比斯及他们的团队开发。2015年10月，Alpha Go以5:0完胜欧洲围棋冠军、职业二段选手樊麾；2016年3月，对战世界围棋冠军、职业九段选手李世石，并以4:1的总比分获胜？。
在Alpha Go出现之前，计算机的围棋能力还停留在业余棋手的水平。专家预言，想击败世界上的精英选手，计算机技术至少还要再发展十年，但是Alpha Go做到了。
简单来说，Alpha Go系统之所以可以玩转围棋，是因为它具有两个大脑：一个叫“策略网络”，负责选择下一步走法；另一个叫“价值网络”，负责预测比赛的获胜概率，每走一步估算一次获胜概率，而不是一直搜索到比赛结束，从而减少了运算量。两个大脑配合工作，将围棋巨大无比的搜索空间压缩到可以控制的范围之内。
不久前，谷歌在旧金山举行了一场画展，展示了计算机在人类指导下创作的画作。此次展示的画作包括迷幻的海景、梵高风格的森林以及城堡和狗组成的奇异景观。
谷歌最初开发这项技术是为了识别照片中的物体。为了进行艺术创作，工程师又随机为计算机算法提供各种形状识别程序，计算机算法便会报告这些图片像什么物体，如狗、人脸和树木等。
图5-27 Alpha Go与李世石对战的场景图
图5-28 谷歌举办的人工智能画展上的作品
2.商业：金融交易
人工智能拥有如此强大的计算能力，人类怎么会放过利用其赚钱的机会呢！将人工智能引入股市、银行等代替人类做交易员，在最近几年渐渐盛行。通过三个经典的案例，你基本上就能体会到人工智能的强大了。
高频程序化交易公司Virtu Financial LLC利用人工智能技术，在1238个交易日中，仅有1个交易日出现了亏损。
第一个以人工智能驱动的基金Rebellion预测了2008年的股市崩盘，并在2009年9月给希腊债券评级为F，而当时惠誉对其的评级仍然为A.通过人工智能手段，Rebellion比官方降级提前了一个月。
掌管900亿美元的对冲基金Cerebellum也使用了人工智能技术，结果从2009年以来，没有一个月是亏损的。
根据花旗银行的最新研究报告，人工智能投资顾问管理的资产，2012年基本为0,2014年年底已经达到了140亿美元。在未来10年的时间里，它管理的资产还会呈现指数级增长的势头，总额将达到5万亿美元。
图5-29 金融交易平台Capitalico？正在利用人工智能进行股票分析
3.健康：医疗辅助
19年前发生了一件里程碑的事件——IBM的超级计算机“深蓝”击败国际象棋大师卡斯帕罗夫。之后，“深蓝”在国际象棋界打遍天下无敌手。除了棋力持续大增之外，超级计算机还在其他领域发挥着作用，比如为安德森癌症中心工作。医院借助IBM的另一台超级计算机——Watson的认知计算能力，可以从丰富的病人病例和研究资料库中寻找资料，为临床医生提供有价值的见解，从而帮助医护人员找到最有效的治疗方案。2015年，IBM推出了一个新的认知计算机健康平台——Watson健康云平台，目前IBM与生物制药公司诺和诺德以及强生等已确立了合作关系。
在Alpha Go与李世石比赛前，谷歌就宣布这个创造出Alpha Go的Deep Mind实验室将进军医疗技术领域。他们成立了Deep Mind Health团队，与英国伦敦帝国理工学院和伦敦皇家自由医院展开合作，并推出了一款名为Streams的移动端应用程序，医疗人员可以利用Streams更快地观察到医疗结果。
图5-30 通过人工智能帮助医疗人员找到最有效的治疗方案
4.交通：无人驾驶
想象一下，有一天我们出门打车，车上没有司机，只要告诉汽车我们要去哪里，它就会自动搜索路线并出发。
谷歌、特斯拉、苹果、宝马等公司都在开发自己的无人驾驶汽车。谷歌的无人车已经在公司附近的山景城测试了无数次，虽然交通事故也发生过十多起，不过基本上都属于小摩擦，只有最近的一起事故造成了人员的伤亡。有人说，即使是发生了这些事故，无人驾驶汽车发生事故的概率也远远低于有人驾驶的汽车。当然，这同样依靠的是人工智能强大而精准的计算能力。
关于这些无人驾驶汽车何时正式上路载人，业内普遍的说法是2020年，目前它们在物体识别以及遵守交通规则方面仍在学习过程中。
图5-31 无人驾驶汽车
5.生活：个人助手
如果要诠释人工智能个人助手，看电影《Her》就可以了，其中的人工智能操作系统萨曼莎不仅可以帮助主人公快速处理各种邮件、文件等，还能像朋友一样与之交互并相互理解。
现实生活中，这样的个人助手也正在成为现实，如苹果公司的Siri、微软公司的Cortana以及谷歌的Google Now，国内有科大讯飞的灵犀、图灵的虫洞语音助手等。这些语音助手现在一般存在于PC或手机之中，近年随着服务机器人的发展，它们开始有了新的载体。机器人除有语音功能外，还具备自主行动的能力，因此有望在其他方面帮助人类。
图5-32 生活小助手
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