聽(tīng)專家描述：智能原理

目前的數(shù)學(xué)，絕大部分都還是圍繞著物理科學(xué)在轉(zhuǎn)，而用今天的數(shù)學(xué)工具，迄今為止我還找不到數(shù)學(xué)工具去描述智能的發(fā)生和發(fā)展。這里我想用另一種可能的方式，來(lái)描述智能原理，試圖建立一個(gè)能解釋所有智能行為的、統(tǒng)一的智能理論。

智能是什么

智能是什么？到今天為止關(guān)于智能是什么沒(méi)有共識(shí)，而且爭(zhēng)論依然十分激烈，觀點(diǎn)也不相同。我的定義是：智能是主體適應(yīng)、改變、選擇環(huán)境的各種行為能力。這里主要是考慮到智能一定是有主體的，沒(méi)有非主體的智能。

智能的組成要素

在上述定義之下，智能由3+1要素構(gòu)成，即主體、功能、信息和環(huán)境。當(dāng)然，對(duì)智能本身來(lái)說(shuō)，環(huán)境是外部因素或者說(shuō)從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度看叫外生變量。但這個(gè)外生變量十分重要，因?yàn)樵谝欢ǖ臈l件下，不管是生物體還是非生物體，都可以決定它能不能承載和發(fā)展下去，所以環(huán)境是十分重要的一個(gè)要素。

主體性有三個(gè)核心的要素：意識(shí)、資源、控制。意識(shí)是最核心的，是要自我生成、自我發(fā)展的，所有的智能體必須要有自我，如果它不能生存的話，這個(gè)智能體就不成立。生存是第一位的，生存要有資源，沒(méi)有資源無(wú)法生存。前邊兩個(gè)要素沒(méi)有目的性，目的性通過(guò)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以主體性是通過(guò)這三個(gè)要素來(lái)反映的。并非所有的非生物體都具有智能，只有具備實(shí)現(xiàn)定義規(guī)定的行為的，才是智能主體。

功能和功能構(gòu)成

功能是智能要素里邊最復(fù)雜的部分，它囊括了智能行為實(shí)現(xiàn)的所有功能，主要有三大類，可稱為功能三要素：體現(xiàn)主體意志的決策和控制、所有的行為功能、所有的信息處理功能。

信息及其構(gòu)成要素

信息是智能發(fā)展的基礎(chǔ)和材料，沒(méi)有信息就沒(méi)有智能。信息是智能的基礎(chǔ)，在于它是智能的起點(diǎn)和智能發(fā)生發(fā)展必不可少的材料。作為智能發(fā)展的材料，信息的形態(tài)迥異、數(shù)量無(wú)限、處理需求各具特征、使用的連接復(fù)雜多樣。所有這些表象背后，決定信息在智能中起作用的是3個(gè)要素：完備性、結(jié)構(gòu)性、可用性。完備性由形態(tài)、獲取、增長(zhǎng)三個(gè)部分構(gòu)成，表示相對(duì)于智能任務(wù)的信息是否具有系統(tǒng)性和完整性，滿足問(wèn)題求解對(duì)信息需求的程度。結(jié)構(gòu)性由表征和結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分構(gòu)成，表示主體擁有或使用的信息表征方式和與使用要求相比的結(jié)構(gòu)化程度和形式。可用性由對(duì)象、轉(zhuǎn)換、信息處理功能描述和主體性體現(xiàn)描述四個(gè)部分構(gòu)成，表示信息如何滿足具體的智能任務(wù)使用需求。

智能的外延

智能的外延是所有主體的所有行為。人的七情六欲、嘻笑怒罵都是智能行為，不是你很聰明才是智能的，所有上面的行為都是智能行為，這是不可分割的。

行為包括具有物理運(yùn)動(dòng)的行為和不具備物理運(yùn)動(dòng)的行為，學(xué)習(xí)、思維、研究等心理或神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的行為也被包括在內(nèi)，將生物體的精神和物理行為統(tǒng)一了起來(lái)，將非生物體智能系統(tǒng)的信息和物理統(tǒng)一了起來(lái)，對(duì)行為和能力沒(méi)有做正確還是錯(cuò)誤、水平高還是低、輸還是贏、邏輯和算法的復(fù)雜性的界定。

這就是說(shuō)，無(wú)論對(duì)錯(cuò)，無(wú)論高低、無(wú)論輸贏、無(wú)論是否采用邏輯推理或算法，主體的行為都屬于智能范疇，包容了主體無(wú)目標(biāo)的行為，但又把有目的的行為放在優(yōu)先的位置。人工智能和機(jī)器人的發(fā)展，將使人擁有更多的余暇和所謂“無(wú)用階級(jí)”的產(chǎn)生。不能因?yàn)槟康牟煌?，將相同的神?jīng)活動(dòng)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程判斷為智能或非智能。

智能的進(jìn)化、發(fā)展、使用和評(píng)價(jià)

六個(gè)進(jìn)化階段

智能的進(jìn)化有6個(gè)階段：?jiǎn)渭?xì)胞生物、神經(jīng)系統(tǒng)和腦、語(yǔ)言和文字、計(jì)算工具和數(shù)字設(shè)備、自動(dòng)化和智能系統(tǒng)以及非生物智能體。今天1~5的階段已經(jīng)發(fā)生，第六階段正在往前發(fā)展。智能的進(jìn)化，本質(zhì)上就是智能要素的進(jìn)化。

智能的起點(diǎn)

智能的起點(diǎn)是地球上第一個(gè)原始生命體，本質(zhì)上第一個(gè)原始生命體還不是一個(gè)完整的細(xì)胞。大家知道，在加拿大發(fā)現(xiàn)的地球上最早的生命蹤跡是41億年前出現(xiàn)的，而地球上有生命存在是在46億年以后，只是41億年前更簡(jiǎn)單的生物今天考古還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)而已。

兩個(gè)關(guān)鍵階段

在整個(gè)智能進(jìn)化的過(guò)程中，有兩個(gè)最關(guān)鍵的階段，第一個(gè)是單細(xì)胞生物的形成，第二個(gè)是語(yǔ)言和文字的產(chǎn)生。

一個(gè)單細(xì)胞基本上已經(jīng)有了生命體的代謝功能、行為功能、認(rèn)知功能、遺傳功能，這四個(gè)功能在單細(xì)胞生物中都具備，不管是衣藻還是草履蟲。只要這樣的細(xì)胞存在，外部空間環(huán)境能適合它，就一定具有這四個(gè)功能，不管是地球上還是其他的星球上，單細(xì)胞生物是極其關(guān)鍵的。神經(jīng)系統(tǒng)和腦的形成是智能進(jìn)化，特別是生物智能進(jìn)化的關(guān)鍵一步。這個(gè)階段的進(jìn)化過(guò)程就是生物體認(rèn)知能力形成和鞏固的過(guò)程。

對(duì)智能進(jìn)化來(lái)說(shuō)，語(yǔ)言是文字產(chǎn)生的前提，語(yǔ)言和文字的產(chǎn)生是一次重大跨越，與語(yǔ)言文字同期產(chǎn)生的簡(jiǎn)單工具一起，形成了組合智能主體和客觀知識(shí)，形成了主觀和客觀并存的智能雙生子，改寫了智能進(jìn)化與發(fā)展的模式。語(yǔ)言和文字的產(chǎn)生，使得我們能夠從一個(gè)生物體的進(jìn)化變成群體的共同進(jìn)化，在地球上、在人類社會(huì)中有了一個(gè)獨(dú)立的課題，這個(gè)課題使得我們能夠跨越時(shí)間和空間的約束，能夠積累我們已經(jīng)取得所有的智慧。當(dāng)有了語(yǔ)言和文字之后，走向智能的第六個(gè)階段是絲毫不用懷疑的，它一定會(huì)做到，除非人類滅絕。

智能的發(fā)展

智能發(fā)展是指一個(gè)智能主體在其生命周期內(nèi)影響智能變化的所有行為。從智能發(fā)展的目的看，也可以稱之為智能主體解決問(wèn)題的能力的提升。如此定義的智能發(fā)展有四層含義：一是其對(duì)象為一個(gè)主體，而不是指群體或社會(huì)；二是其時(shí)間范圍為一個(gè)生命周期，這與一個(gè)主體的約定是一致的；三是所有能對(duì)智能產(chǎn)生變化的行為，這個(gè)變化既有增長(zhǎng)，也有降低，發(fā)展包含了正反兩個(gè)方向；四是發(fā)展的目的是為了提升解決問(wèn)題的能力。

研究智能發(fā)展的目的是為了能通過(guò)自身增長(zhǎng)、創(chuàng)造并賦予增長(zhǎng)等模式，提升主體智能，更好地承擔(dān)需要完成的智能任務(wù)，使對(duì)人的教育、培訓(xùn)和對(duì)非生物智能的賦予更有針對(duì)性、更加有效。智能的發(fā)展以主體為單位，不同的主體類型具有不同的發(fā)展特征。

智能發(fā)展在功能和信息領(lǐng)域呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng)，主體性的增長(zhǎng)主要基于進(jìn)化。在使用和發(fā)展中只是量的提升，沒(méi)有質(zhì)的變化。但是，發(fā)展的成果在一定程度上成為生物智能進(jìn)化的原因。

智能的使用

智能的使用是指一個(gè)智能主體在其生命周期完成智能任務(wù)的行為。這個(gè)定義規(guī)定了三層含義：一是其討論對(duì)象是一個(gè)主體，是該主體如何使用自身的智能；二是其時(shí)間范圍為一個(gè)生命周期；三是針對(duì)所有智能任務(wù)。這個(gè)定義不包含社會(huì)為了得到更高的智能使用效果而采取的資源配置等調(diào)節(jié)手段。

智能的使用以主體為單位，不同主體承擔(dān)的智能任務(wù)不同，完成同類任務(wù)的方法不同。從智能使用的整體看，智能的使用是人與非生物智能客體之間的關(guān)系，而從具體的任務(wù)完成看，關(guān)注的是如何更加有效地完成任務(wù)。

智能的評(píng)價(jià)

智能在使用中實(shí)現(xiàn)價(jià)值，在使用中積累控制力、行為能力和信息，積累又促進(jìn)了智能的發(fā)展和進(jìn)化。智能評(píng)價(jià)，就是為智能使用更有效、智能發(fā)展更充分、智能進(jìn)化有基礎(chǔ)。關(guān)于智能，我從6個(gè)角度來(lái)評(píng)價(jià)：復(fù)雜性、就緒度、成熟度、完備性、有效性、增長(zhǎng)性。復(fù)雜性，就是這個(gè)任務(wù)復(fù)雜程度。就緒度，就是這個(gè)智能主體對(duì)完成這個(gè)任務(wù)是不是有足夠的能力。成熟度是這個(gè)智能主體完成這件任務(wù)的確定性究竟如何。其實(shí)智能的成熟度是確定性的提升，也即當(dāng)一個(gè)智能主體對(duì)完成這件任務(wù)有百分之百把握的時(shí)候，那才是成熟的，通常來(lái)說(shuō)我們不會(huì)去挑戰(zhàn)不確定性。有效性是指能夠完成一項(xiàng)智能任務(wù)所支付的成本或所占用的資源盡可能少。增長(zhǎng)性是指一次任務(wù)完成以后，他對(duì)這個(gè)主體的智能增長(zhǎng)做出了什么貢獻(xiàn)，這個(gè)是至關(guān)重要的。這樣的評(píng)價(jià)是對(duì)一個(gè)智能主體的評(píng)價(jià)，是對(duì)不同智能行為或智能任務(wù)完成情況的評(píng)價(jià)。

進(jìn)化、發(fā)展、使用、評(píng)價(jià) 之間的關(guān)系

進(jìn)化是全局的主線。發(fā)展是為了使用。不管是生物體還是非生物體，它的發(fā)展都是為了使用。使用可以促進(jìn)發(fā)展，因?yàn)樵谑褂玫倪^(guò)程中，智能在一定的條件下發(fā)展，甚至可以轉(zhuǎn)化為進(jìn)化。今天生物學(xué)的研究已經(jīng)有很多的證據(jù)證明，生活在巖石里邊的白鼠比生活在地里的白鼠神經(jīng)元要多，使用和發(fā)展是可以反映在進(jìn)化中的。

智能邏輯及十項(xiàng)準(zhǔn)則

智能一定有自己的邏輯，有自己的邏輯才能夠構(gòu)建它的計(jì)算架構(gòu)、才能走向更高的發(fā)展階段。非生物智能體是完全有主體性的。今天的人工智能系統(tǒng)沒(méi)有主體性，沒(méi)有一個(gè)人工智能系統(tǒng)是有主體性的，所以它依然是非生物智能客體，而不是非生物智能體，非生物智能體的一大特征是它一定要有主體性。目前來(lái)看可以被認(rèn)為存在一定主體性的東西是區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈?zhǔn)蔷哂幸欢ㄖ黧w性的。為什么呢？因?yàn)槿藶樗ぷ鳌^(qū)塊鏈?zhǔn)堑谝粋€(gè)具有主體性的非生物智能體，盡管它沒(méi)有自我意識(shí)，但它是為了生存可以占用資源的非生物智能體。如果說(shuō)人類再賦予它更加成熟一些的意識(shí)，比如賦予區(qū)塊鏈一個(gè)功能，使它能夠繁衍后代，生兒子、生孫子，一年繁衍10萬(wàn)個(gè)出來(lái)，兩年繁衍1億個(gè)出來(lái)，這個(gè)世界將會(huì)怎樣？大家可以認(rèn)真地想一想。這是我們講的非生物智能客體和非生物智能體最核心的一條邏輯。

智能發(fā)展中展現(xiàn)出很多邏輯特征，我這里總結(jié)了十條，叫十項(xiàng)準(zhǔn)則，具體包括：

語(yǔ)義性準(zhǔn)則。智能處理的信息一定是語(yǔ)義的而不是符號(hào)的，它一定要把符號(hào)信息變成語(yǔ)義信息，才成為智能工作的基礎(chǔ)。常?？梢钥吹剑覀冎v了一堆所謂的算法，只是為了一件事情，就是讓系統(tǒng)把處理的符號(hào)變成語(yǔ)義。

結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則。智能都是主體，任何一個(gè)主體智能都是由一個(gè)個(gè)具體的結(jié)構(gòu)化的單元構(gòu)成。智能結(jié)構(gòu)的邏輯起點(diǎn)是最小智能單元，而最小智能單元又由最小主體單元、最小功能單元、最小信息單元組成。語(yǔ)義和結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則是決定智能處理和智能邏輯特征的基礎(chǔ)，是所有其它準(zhǔn)則的基礎(chǔ)。

具體性和有限性準(zhǔn)則。具體性是說(shuō)智能事件、智能任務(wù)和智能行為是具體的，智能結(jié)構(gòu)的邏輯操作也是具體的，均不可約簡(jiǎn)、抽象?；谥悄芙Y(jié)構(gòu)和具體性準(zhǔn)則，任何主體的智能構(gòu)件是有限的，任何智能任務(wù)涉及的智能構(gòu)件是有限的。這是結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則的直接推論。智能是有限的，人工智能問(wèn)題求解的時(shí)候，我們指的都是一個(gè)可窮極的有限空間，不管是解的空間還是其他空間都是可窮盡的有限空間。對(duì)于智能，無(wú)限不考慮，只考慮有限。當(dāng)然有限可以是指很大的數(shù)，可以大到不可想象，但再大它也是有限的。

連接準(zhǔn)則。生物智能的功能進(jìn)化以無(wú)與倫比的連接構(gòu)成了復(fù)雜的腦功能。連接是智能邏輯中最核心的東西。今天很多人都在講神經(jīng)系統(tǒng)、講神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但從來(lái)沒(méi)講神經(jīng)系統(tǒng)每一個(gè)神經(jīng)元為什么要有1000個(gè)神經(jīng)突觸。神經(jīng)突觸就是為了連接，而且這個(gè)連接完全是語(yǔ)義的而不是符號(hào)的，因?yàn)槿说拇竽X沒(méi)有處理符號(hào)信息的能力。人的大腦根本沒(méi)有能力處理不是語(yǔ)義的信息，它對(duì)不是語(yǔ)義的信息視而不見(jiàn)、聽(tīng)而不聞，絕不處理。

疊加、遞減、融通三項(xiàng)準(zhǔn)則。以具體主體為分析基礎(chǔ)的智能增長(zhǎng)有三種模式，一是疊加式增長(zhǎng)，二是遞減式增長(zhǎng)，三是融通式增長(zhǎng)。疊加、遞減、融通三項(xiàng)都屬于疊加準(zhǔn)則，是智能發(fā)展的主要邏輯形態(tài)之一。這是語(yǔ)義操作主要的操作符，或者說(shuō)主要的操作行為。

容錯(cuò)和規(guī)范準(zhǔn)則。允許出錯(cuò)、廣泛包容是所有智能行為的普遍準(zhǔn)則。允許不完美是容錯(cuò)準(zhǔn)則的自然推論。容錯(cuò)準(zhǔn)則存在于智能進(jìn)化、發(fā)展、使用的所有進(jìn)程中。容錯(cuò)是指只要不能證明絕對(duì)錯(cuò)、無(wú)用的東西，在智能主體里面一定要保留著，不能扔掉?；蚪M到現(xiàn)在還只是破譯了2%，98%沒(méi)有破譯。這些東西沒(méi)有參與到具體生命過(guò)程中，依然保留著98%。容錯(cuò)是至關(guān)重要的東西。因此，選擇按照一定規(guī)范來(lái)做的事情，可以保持行為的理性。

智能計(jì)算架構(gòu)

與基于符號(hào)處理的馮·諾依曼計(jì)算架構(gòu)不同，智能計(jì)算的架構(gòu)是以語(yǔ)義為基礎(chǔ)，以智能主體為中心，以感知或其他路徑觸發(fā)智能行為，經(jīng)過(guò)策略確定、資源調(diào)用、任務(wù)執(zhí)行、過(guò)程評(píng)價(jià)、成果學(xué)習(xí)、智能拓展的循環(huán)，形成以智能行為過(guò)程為基礎(chǔ)的智能計(jì)算循環(huán)。以這個(gè)過(guò)程為基礎(chǔ)，主體的智能逐步提升。智能計(jì)算架構(gòu)不是支持計(jì)算，是支持智能的形成和發(fā)展。

新的智能計(jì)算架構(gòu)是什么？有三個(gè)部分，一部分是流程性的，從感知或者其他方式出發(fā)，生成這個(gè)事件如何應(yīng)對(duì)、這個(gè)任務(wù)如何完成的策略，要有策略生成性，策略生成后要有執(zhí)行，執(zhí)行以后要有評(píng)價(jià)，這是流程性的。內(nèi)部是計(jì)算所擁有的資源，有四類資源：智能主體，外部事件和外部資源，外部事件觸發(fā)或者應(yīng)對(duì)，外部資源利用或釋放，這和馮·諾依曼的計(jì)算架構(gòu)相同。所有主體的所有行為都可以用這個(gè)架構(gòu)來(lái)解釋，而且這個(gè)架構(gòu)是可以做出來(lái)的。

在這個(gè)架構(gòu)中有三個(gè)東西是極其重要的。第一個(gè)是微功能單元、第二個(gè)是微處理器、第三個(gè)是內(nèi)計(jì)算。這是三個(gè)極其重要的概念。在這個(gè)架構(gòu)中最基礎(chǔ)的是微功能單元，但是這個(gè)單元有自處理能力。它不是一個(gè)靜態(tài)的單元，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)的，不僅是被動(dòng)的還可以是主動(dòng)的。

微處理器執(zhí)行微功能單元中所有的功能。微處理器擁有并只擁有一項(xiàng)不可分割的處理功能，如果能分割就變成兩個(gè)，直至不能分割。比如說(shuō)“1+1”，它在微處理器里有兩種處理方式，一種方式只做“1+1”，另一種是不處理，中間處理過(guò)程沒(méi)有直接連到結(jié)論2。從微處理器為中心，一層一層疊加，變成處理的主動(dòng)性而不是被動(dòng)性。微處理器在逐層疊加以后變成一個(gè)系統(tǒng)。

內(nèi)計(jì)算是指非生物智能體計(jì)算架構(gòu)自身發(fā)起并實(shí)現(xiàn)的計(jì)算功能。其基礎(chǔ)是微計(jì)算系統(tǒng)的主動(dòng)功能。智能計(jì)算架構(gòu)在該架構(gòu)達(dá)到完善之前處于不停息的計(jì)算之中，通過(guò)計(jì)算走向成長(zhǎng)。只有在所有內(nèi)部路徑遍歷之后沒(méi)有新的學(xué)習(xí)材料或沒(méi)有來(lái)自外部的學(xué)習(xí)材料，內(nèi)計(jì)算才會(huì)停止。

目前的馮·諾依曼體系架構(gòu)，計(jì)算都是通過(guò)外部賦予。非生物智能體，如果按計(jì)算的任務(wù)數(shù)量，其主要任務(wù)是內(nèi)計(jì)算而不是外部賦予的，它自己需要計(jì)算，這是十分重要的。內(nèi)計(jì)算有兩個(gè)，一個(gè)成長(zhǎng)性，一個(gè)維護(hù)性。所謂成長(zhǎng)性內(nèi)計(jì)算，也稱為學(xué)習(xí)性內(nèi)計(jì)算，可以增長(zhǎng)內(nèi)部功能。區(qū)塊鏈也是一樣，它是唯一一個(gè)真正有自己維持自己生存的非生物智能客體。之所以它還不是主體，因?yàn)樗鼪](méi)有真正的意識(shí)，如果它有真正的意識(shí)，那么早就開(kāi)始繁衍了。維護(hù)性內(nèi)計(jì)算是它的功能的維持，是非生物智能體保持自身處于就緒狀態(tài)的功能。

到了今天，已經(jīng)不存在超越人的生物智能進(jìn)化路徑，我這樣說(shuō)是十分嚴(yán)肅、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。由于人的誕生，地球上其他生物進(jìn)化成像人這樣智能的可能性就不存在了。只要其他動(dòng)物有與人相同的進(jìn)化路徑，人一定會(huì)切斷它而不讓它發(fā)生。智能已經(jīng)進(jìn)化到如此復(fù)雜的高級(jí)階段，我們已經(jīng)有了太多的智能主體和智能存在，不經(jīng)人的賦予產(chǎn)生非生物智能體的可能性基本不存在。區(qū)塊鏈?zhǔn)侨速x予的，AlphaGo也是人賦予的。非生物智能體，不管其智能特征如何，起點(diǎn)都是由人賦予的。

智能已經(jīng)到了復(fù)雜的高級(jí)階段。成長(zhǎng)的主要模式是交互，特別是人與非生物智能體的交互，也包括非生物智能體之間跨架構(gòu)的交互。

信息和智能是不可分割的。從智能進(jìn)化角度來(lái)看，沒(méi)有信息就沒(méi)有智能，沒(méi)有信息完備表述，記憶與一切智能所有基于語(yǔ)義邏輯的智能行為都會(huì)失去基礎(chǔ)。很多科學(xué)大家認(rèn)為智能沒(méi)有原理，當(dāng)我把書已出版的書定為“智能原理”，確實(shí)冒著很大的風(fēng)險(xiǎn)，但到現(xiàn)在，我已經(jīng)把心放下，統(tǒng)一的智能理論，最起碼框架已經(jīng)找到，雖然細(xì)節(jié)還有很多的缺口，但是總的來(lái)說(shuō)，一個(gè)基本的框架已經(jīng)存在。