深入剖析人工智能生成機理

人工智能與人類智能的相似性原理，包括兩者的相似性、非相似性，以及由此而界定的人工智能基本特征。相似性保證了人工智能發(fā)展的可持續(xù)性，非相似性則展現(xiàn)了人工智能對人類智力的超越以及人類對人工智能的管控。了解人工智能與人類智能的相似性原理，有助于深入剖析人工智能生成機理，以及對人工智能的科學與理性認識。

1 人類智能的智力與智慧

人類智能有人類智力與人類智慧兩大能力。

人類智力不同于其他動物的非遺傳智力。異常進化的大腦與不斷進化的人類知識是人類智力的基礎。嬰幼兒依賴異常進化的大腦開發(fā)智力，在知識學習中智力不斷進化，體現(xiàn)為人類個體的智力。人類智慧在智力基礎上升華，在社會化生活方式中養(yǎng)成，帶有濃重的上層建筑色彩，體現(xiàn)為人類社會群體的智慧。

人類智力與其他動物智力有本質不同。世上所有動物都遵循達爾文優(yōu)勝劣汰、自然選擇的生物進化道路，在優(yōu)勝劣汰的自然選擇中不斷優(yōu)化，并且將這些優(yōu)化特質遺傳給下一代。這種可遺傳進化的本征智力保證了所有生物體世世代代繁衍生息的生存競爭能力。反觀人類，當始祖猿依靠萌芽的知識走出混沌時代、成為人類后，便終止了自然選擇的生物進化道路，走上了一條依靠知識力量求生的另類智力進化道路。在許多情況下，人類智力遠遜于其他哺乳動物，如人不及狗的警覺能力，不敵海龜迥游的定向與記憶能力，不如候鳥長途跋涉的導航能力，但人類可以依靠長期進化的大腦，在“人、知識、工具”的生態(tài)環(huán)境中迅速開發(fā)出遠遠超越其他動物的智力。其后，人類依靠"人＋工具"獨有的知識智力戰(zhàn)性大自然，稱霸世界，成為萬物之主。

人類智慧源于社會生活，是人類智力的升華。智慧所蘊含的內容已上升到哲學、哲理、人類社會治理的高度。智慧是集智商、情商、挫商、愛商等諸多能力于一體的整體表現(xiàn)，不僅為了生存，更是為了文化、文明、技術創(chuàng)造、社會改造而擁有的人類群體社會品質。智慧也是治國之策，“治大國，若烹小鮮”?！赌樱匈t》中提到：“若此之使治國家，則此使不智慧者治國家也，國家之亂，既可得而知已?！比祟愔腔墼醋陨鐣?，最后凝聚的成果是社會的道德規(guī)范、村規(guī)民約、法律法規(guī)、規(guī)章制度。古希臘羅馬的文明智慧誕生了從《十二銅表法》到《民法大全》的眾多治國法律典藉。

人工智能時代，人工智能實現(xiàn)人類的智力仿真，而人類智慧終將管控人工智能。

2 人工智能的人類智力仿真

人類智力是記憶態(tài)知識基礎上的能力表現(xiàn)，人工智能是集成態(tài)知識基礎上的能力表現(xiàn)。集成態(tài)知識基礎、超越人類智力表現(xiàn)、歸一化智力內核、數(shù)字智能系統(tǒng)是人工智能的4個基本特點，注定了人工智能必然遠遠超越人類智力。

（1）人工智能的集成態(tài)知識基礎

集成態(tài)知識是人類唯一可靠的知識形態(tài)，其遺傳性狀、群體性知識集成與歸一化工具載體決定了人工智能無比優(yōu)異的品質。

（a）集成態(tài)知識的遺傳性狀決定了人工智能系統(tǒng)智力的積累與傳承效應，以及升級、改進的不斷優(yōu)化品質；

（b）群體性知識集成是人類工具的基本特點。人工智能的智能化工具中，知識與智力都是人類的群體知識與智力，如IBM深藍計算機國際象棋、沃森計算機智力競賽的知識庫、谷歌 AlphaGo眾多國際象棋大師知識學習的群體智力；

（c）人工智能的智力載體是歸一化的計算機軟硬件。它與以往人類工具的泛性形態(tài)不同，所有人工智能的基礎都是統(tǒng)一的計算機軟硬件形式。

（2）人工智能遠超人類智力

人工智能遠遠超越人類個體智力，看似低下的個體智力卻創(chuàng)造出遠高于人類智力的人工智能，看似悖論，卻符合客觀規(guī)律。首先，在人類智力仿真中，人類基于創(chuàng)造性思維能力，想象中的事物總是遠高于現(xiàn)實中的事物；其次，在人類智力仿真中，人們總是采集群體的知識與智力；第三，人工智能的載體是工具，工具具有知識、智力積累與傳承的階梯效應，遠高于人類智力的板凳效應；第四，人類智力只在一個生命周期中有效，新生嬰兒必須在知識環(huán)境中開發(fā)智力，終其生的知識水平永遠追不上全人類知識的總量。

（3）歸一化的人工智力內核

人類工具發(fā)展史是一個從泛性工具到歸一化內核工具的歷史進程。原始社會、農業(yè)社會是人類的泛性工具時代。所有不同的工具（如刀具、斧具、鋤頭、扁擔、炊具等）都沒有相似或相同的形態(tài)，原始社會是天然材料（石、木、玉等）的泛性工具時代，農業(yè)時代是人工材料（銅、鐵、陶等）的泛性工具時代。工業(yè)社會、人工智能社會，人類工具進入到一個歸一化的內核時代。在工業(yè)社會，所有的機械化工具（機車、汽車、電鋸、剃須刀等）中，都有歸一化的動力機械內核（或蒸汽機、內燃機、電動機動力內核）；人工智能社會，所有的智能化工具中，都有相似的歸一化微處理器軟硬件智力內核。內核相關產業(yè)形成了工業(yè)社會、人工智能社會中最重要的基礎產業(yè)（如材料產業(yè)、制造產業(yè)、能源產業(yè)）。

（4）數(shù)字化的人工智能系統(tǒng)

所有人工智能系統(tǒng)都是數(shù)字化系統(tǒng)，所有人類智力似乎都呈現(xiàn)出模擬狀態(tài)特征。限于人類對自身大腦智力機理的認識水平，無法判斷人類真實智力是數(shù)字狀態(tài)還是模擬狀態(tài)。僅從客觀世界的模擬狀態(tài)特性以及人類個體與客觀模擬世界交互看來，人類智力呈現(xiàn)出模擬狀態(tài)特征。例如，人類無論是觀察移動物體，還是觀看各種細部畫面，都不會出現(xiàn)極致狀態(tài)下的“顆粒化”感覺；然而，以極慢的速度觀察與極致放大觀看時，所有數(shù)字化影像都會出現(xiàn)量子化“定格”與量子化“顆?！钡默F(xiàn)象，它反映了數(shù)字系統(tǒng)的時空量子特征。

人工智能系統(tǒng)的數(shù)字化基因來自半導體微處理器。半導體微處理器是一個純數(shù)字系統(tǒng)，由通用微處理器構成的通用計算機是一個純數(shù)字系統(tǒng)，由嵌入式處理器構成的嵌入式系統(tǒng)也是純數(shù)字系統(tǒng)。但嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)的是人類行為智力仿真，要感知模擬世界并實現(xiàn)對模擬世界的管控，因此，嵌入式系統(tǒng)必須有模擬世界的感知接口與A/D轉換、模擬世界的控制接口與D/A轉換、人類個體交互的人一機接口，以及智能系統(tǒng)集群的互聯(lián)接口。圖1顯示的是一個嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字世界與模擬世界的交互體系。

圖1 與模擬世界交互的嵌入式系統(tǒng)

人工智能的數(shù)字化特性為人工智能插上了騰飛的翅膀。通過數(shù)字化連接，眾多智能化系統(tǒng)可方便地進化出分布式系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、集群化網(wǎng)絡系統(tǒng)；通過數(shù)字化信息傳遞可實現(xiàn)全球化無限時空的智力共享；嵌入式系統(tǒng)將互聯(lián)網(wǎng)與物理世界溝通后形成的物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了計算機思考智力仿真與嵌入式系統(tǒng)行為智力仿真的融合，使智能化工具進入到邊緣計算的自我進化時代；高速互聯(lián)網(wǎng)（5G、6G）誕生后，人工智能系統(tǒng)將進入到一個遠程、無線、實時的管控時代。所有這些都是數(shù)字化人工智能系統(tǒng)帶來的非凡效益。

3 人類智力與人工智能的相似性

人類智力與人工智能的相似性表現(xiàn)在智力本質上的相似性、源頭上的相似性、表象上的相似性，以及最終融合的相似性。

（1）本質上的相似性

無論是人類智力還是人工智能，它們都是知識基礎上的能力表現(xiàn)，本質相似。嬰幼兒在知識基礎上開發(fā)智力，在知識學習中增長智力，知識越多人越聰明。作為人工智能的半導體微處理器智力內核，具有數(shù)字化知識存儲空間，以及將知識轉化成知識行為能力的指令系統(tǒng)與計算機軟件。無論是微處理器基礎上的通用計算機軟件，還是嵌入式系統(tǒng)的智能化工具的智力都是知識基礎上的能力表現(xiàn)。

（2）源頭上的相似性

人類智力是人類個體知識基礎上的能力轉化。“人類個體”是智力的“實體”，“轉化”是人類智力仿真的“實現(xiàn)過程”。人工智能與人類智力源頭上的相似性，源于20世紀30年代圖靈學者們?yōu)槿斯ぶ悄艿於ǖ膱D靈機模型與計算語言。圖靈機模型是人工智能的“實體”，計算語言則用于人工智能的“實現(xiàn)過程”。

（3）表象上的相似性

二元化特征是人工智能與人類智力表象上的相似性，即有二元化智力種類、二元化智力仿真工具、二元化分支的智力仿真。

（a）二元化智力種類的相似性。人類智力有行為智力與思考智力，人工智能也有智能化工具的行為智力與通用計算機軟件基礎上的思考智力。

（b）二元化智力仿真工具。行為智力與思考智力是兩種不同類型的人類智力。為了實現(xiàn)兩種不同的人類智力仿真，半導體微處理器自然地分化出兩種不同類型的處理器，即通用處理器與嵌入式處理器。前者用于思考智力仿真，后者用于行為智力仿真。

（c）二元化分支的智力仿真。通常人類的行為智力與思考智力都具有相對獨立的表現(xiàn)方式，與此相應，出現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的行為智力仿真與通用計算機的思考智力仿真。物聯(lián)網(wǎng)誕生前，兩大分支并行不悖地獨立發(fā)展與演化。

（4）最終融合的相似性

人類智力，無論是行為智力還是思考智力，都統(tǒng)一為人類的個體智力。優(yōu)異的人類個體智力常常表現(xiàn)出兩者的交叉融合，在行為中不斷思考，在思考中不斷試驗。與之相似，在人工智能高級階段的物聯(lián)網(wǎng)時代，嵌入式系統(tǒng)與通用計算機出現(xiàn)交叉融合。借助云端的智力交互，嵌入式系統(tǒng)不斷提升智力計算能力，通用計算機也要有適應物聯(lián)的感知與控制能力。

4 人類智能與人工智能的非相似性

人工智能與人類智能的非相似性，包括非相似的個體智力與群體智力、非相似的記憶態(tài)知識與集成態(tài)知識、非相似的模擬世界與數(shù)字世界，以及人類智能中獨有的智慧力量。前三種非相似性決定了人工智能系統(tǒng)智力遠遠超越人類個體，最后一種非相似性表明人類會用“智慧”之力管控人工智能。

（1）人類智力的個體性與人工智能的群體性

前面論述中，不止一次提到過人類智力只表現(xiàn)為人類個體的智力，這些個體智力雖然可以相互借鑒，但無法移植與融合。而人工智能的人類智力仿真，不僅綜合了群體智力，還實現(xiàn)了不同智能系統(tǒng)中智力移植與融合。

（2）記憶態(tài)知識基礎與集成態(tài)知識基礎

人類智力的知識基礎是記憶態(tài)知識，人工智能的知識基礎是集成態(tài)知識。記憶態(tài)知識的非遺傳性與非可靠性，導致人類智力的不可靠、無法傳承給后代。集成態(tài)知識的可靠與可遺傳特點，保證了人工智能系統(tǒng)智力的可靠性，以及不斷升級換代中智力的不斷積累與傳承。

（3）模擬世界人類智能與數(shù)字世界人工智能

人類智力是模擬世界中的一個模擬系統(tǒng)，人工智能系統(tǒng)是數(shù)字世界中的數(shù)字系統(tǒng)。人類智力帶有模糊量特征，人工智能系統(tǒng)具有數(shù)字量的確定性、量化精度，以及無限時空的數(shù)字化傳播與共享。

（4）人類智能中獨有的智慧

人類智能有智力與智慧，人工智能系統(tǒng)中只是人類有智力仿真，止步于人類智力，不可能出現(xiàn)人類智慧。人類有望在人類智慧的管控下，使人工智能走上科學與理性的軌道。

5 人類用“智慧”管控人工智能

人類對人工智能未來的擔心，集中在擬人化機器人不可預知的發(fā)展前景中，擔心智力高度發(fā)達、具有自我復制能力的機器人最終統(tǒng)治人類。其實這種擔心大可不必。機器人智能化系統(tǒng)的工具屬性，難以突破的智力天花板，不可能形成機器人社會。人們有理由相信，人類依賴于現(xiàn)代文明社會中演化出的集體智慧力量，有能力管控人工智能的未來。

無論人工智能如何發(fā)展，都是由人類創(chuàng)造、人類使用的工具。人類介入人工智能工具的創(chuàng)造、使用、管理、回收的全部“生命”周期。功能性設計、可靠性設計、安全性設計是智能系統(tǒng)設計的三個基本設計內容?；谌齻€基本設計內容，人們牢牢掌控著機器人有限的自主功能。所有智能系統(tǒng)的全自動化、無人化、自主運行都是虛擬的。這些智能系統(tǒng)靠人來激活（啟動），按人類編寫的程序運行，當發(fā)現(xiàn)其出錯時立即使其失能等。這些都是未來人工智能系統(tǒng)常態(tài)化、普遍化的安全設計內容。早期突出功能性設計、可靠性設計，未來，安全性設計將成為無人化人工智能系統(tǒng)設計的首要任務。

人類的智力與智慧是在不同階段、不同環(huán)境下形成的。人類智力源于人類誕生時知識起源的智力變異，變異后，人類智力便與其他動物分道揚鑣，走上了以知識為基礎的人類智力。人類智慧則是現(xiàn)代文明社會上層建筑領域的理性、哲學、道德、制度、法律、規(guī)約的意識形態(tài)表現(xiàn)。

人工智能是人類智力的外部仿真，因此，不論機器人的智力水平有多高，甚至有機器學習的進化能力，積累共享的群體智力，都局限于智力領域。機器人沒有自主性、無法擺脫人類的全程介入，無法形成一個機器人形態(tài)的社會生活方式，因而也無法在智力基礎上升華出人類智慧。

人類不必擔心人工智能，不必擔心機器人的普遍應用。人類需要擔心的是自己，擔心人類文明的墮落，以及由此引發(fā)人類智慧的畸變。當人類社會墮落到文明對立、國家對立、國家利益至上，將人工智能引向軍備競爭、優(yōu)先發(fā)表戰(zhàn)爭機器、開始自相殘殺時，人類終將毀滅自己。

結語

人工智能是人類的智力仿真，而不是人類智能仿真。人工智能與人類智能有巨大的異同性。相似性原理就是研究人工智能與人類智能的相同性與差異性，了解這些特點有助于人們對人工智能的深度理解。人工智能與人類智能本質相同，都是知識基礎上的能力表現(xiàn)，人類知識的無限性導致人工智能的無限發(fā)展。集成態(tài)知識遠遠優(yōu)于記憶態(tài)知識，導致人工智能遠遠高于人類智力；盡管人工智能高于人類智力，但局限于智力領域，人類可以用人工智能無法企及的“智慧力量”掌握人工智能的未來。

數(shù)字鄉(xiāng)村是鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略方向，也是建設數(shù)字中國的重要內容。當前，數(shù)字鄉(xiāng)村建設正在加速推進，將鄉(xiāng)村文化振興帶入高質量發(fā)展新賽道。

（作者單位：北京航空航天大學）

審核編輯：黃飛