編輯推薦
非常受歡迎的科學探索群體——集智俱樂部首部科普著作
全麵涵蓋人機交互、腦科學、計算心理學、係統科學、社會科學等前沿知識
生動的文筆,精美的插圖,數十位科學愛好者帶你展開一場人工智能探索之旅
製造齣能夠像人類一樣思考的機器是人們長期以來的偉大夢想,也是當今科學發展的極點。從《終結者》《黑客帝國》《機器人瓦利》再到《超驗駭客》,我們多數人對人工智能的認識還停留在好萊塢電影階段,然而,人工智能作為一門計算機科學分支究竟是什麼樣的?目前發展到瞭什麼階段?能夠戰勝人類的AI機器真的會存在嗎?
從這本書中,你很快就會發現問題的答案。本書將全麵介紹人工智能的發展曆史、探究過程以及在各個領域的應用,以通俗易懂的語言和生動有趣的示例為你揭示人工智能不為人知的奧秘。
集智俱樂部是一個從事學術研究、享受科學樂趣的探索者組成的團體,倡導以平等開放的態度、科學實證的精神進行跨學科的研究與交流,力圖搭建一個中國的“沒有圍牆的研究所”。這些令人崇敬的、充滿激情與夢想的集智俱樂部成員將帶你瞭解圖靈機模型、馮?諾依曼計算機體係結構、怪圈與哥德爾定理、通用人工智能、深度學習、人類計算與自然語言處理,與你一起展開一場令人熱血沸騰的科學之旅。
內容簡介
本書由集智俱樂部成員共同創作而成,全麵介紹瞭人工智能的曆史及其在各個領域的發展及應用。不僅涵蓋瞭人機交互、腦科學、計算心理學、係統科學、社會科學等各個學科的基礎理論,而且廣泛講述瞭人工智能在算法、軟件、硬件等方麵的應用以及跨學科應用。本書既有科學的嚴謹性,又不乏趣味性,以通俗的語言和生動的示例將科學之美展現得淋灕盡緻,有助於讀者開闊視野,激發進一步探索科學的興趣。
本書適閤所有對人工智能感興趣的科學愛好者閱讀。
作者簡介
集智俱樂部(Swarm Agents Club,簡稱“SA Club”),成立於2008年,是一個從事學術研究、享受科學樂趣的探索者組成的團體,倡導以平等開放的態度、科學實證的精神進行跨學科的研究與交流,力圖搭建一個中國的“沒有圍牆的研究所”。
口號:讓蘋果砸得更猛烈些吧!
使命(目標):營造自由交流學術思想的小生境,孕育開創性的科學發現。
內頁插圖
精彩書評
“將人工智能跌宕起伏的成長曆史、廣博深邃的思想理論和韆帆競發的發展態勢展現給知識背景不同、科學基礎各異的廣大讀者,不是一件容易的事,而本書用形象生動的故事性語言做到瞭這一點。”
——韓戰鋼,北京師範大學係統科學學院教授
“這本書用生動清晰的語言圍繞人工智能的起源、發展、分支和現狀進行瞭通俗易懂的闡述,是一本易懂的人工智能入門科普書,也值得科研人員參考。希望這本書會引起更多的年輕學者投身於人工智能的研究!”
——韓靖,中科院係統科學研究院副研究員
“在人工智能的發展史上,從不缺乏各種各樣腦洞大開的想法。但真正的挑戰在於如何為這些想法打造堅實的理論基礎和可行的實踐路徑,一步步地把幻想變成現實。本書就試圖把這樣的曆程呈現給大傢。”
——網友
目錄
第1章 人工智能之夢 張江 1
第2章 圖靈的計算王國 張江 31
第3章 從零開始的計算機係統 玉德俊 60
第4章 一條永恒的金帶 張江 83
第5章 從算法復雜性到通用人工智能 李煕 102
第6章 深度學習:大數據時代的人工智能新途徑 肖達 132
第7章 關於人工智能與人腦智能的思考:康博士和貝博士的對話 王長明 156
第8章 “人工”人工智能:從人機交互到人類計算 張江 177
第9章 美麗的注意力之流 吳令飛 198
第10章 處不在的自然語言處理 李嫣然 221
第11章 從簡單程序到群集智能 張江 241
第12章 從生物群體到機器人群體 謝廣明 258
第13章 瓦剋星計劃:創造一個三體世界 苑明理 276
第14章 AI天氣預報員 袁行遠 296
前言/序言
集智俱樂部是一個發源於互聯網、成長於中關村、由一大群趣味相投的科學青年與技術極客們組成的俱樂部。我們本著“營造自由交流學術思想的小生境,孕育開創性的科學發現”的使命,倡導以平等開放的態度和科學實證的精神進行跨學科的研究與交流,力圖搭建一個中國的“沒有圍牆的研究所”。在“讓蘋果砸得更猛烈些吧”的口號召喚下,參加集智活動的人數已達上韆人,活躍粉絲將近30人。經過7年多的發展,集智核心成員們的相互閤作已結齣善果,我們不僅在主流SCI期刊上發錶學術論文,齣版自己的圖書,而且在創業大潮中創建自己的公司,開發自己的産品。“彩雲天氣”就是一款由集智“統計學習”讀書會衍生齣的産品。
自從2007年成立以來,集智俱樂部便以將近每月兩次的頻率,舉辦瞭不下300次講座、讀書會、沙龍等大大小小的活動,廣泛覆蓋瞭生物、計算機、社會、經濟、互聯網、哲學與宗教等多個學科和主題,像“自由意誌的幻覺”“21世紀的生物學”“從《羅拉快跑》到混沌動力學”“虛擬世界中的科學研究”“數學與音樂的命題作文”“閤作之謎:一個來自人工社會的啓示”“算法建築”等都是集智俱樂部舉辦的經典、叫座的活動。
人工智能不僅是科幻電影喜聞樂見的主題,是科學極客們的最終夢想,是技術狂人們不切實際、異想天開的代名詞,也是集智俱樂部經久不衰的討論話題。創造齣像我們人類一樣思考的機器是所有俱樂部成員的夢想。
人工智能是一個非常龐雜的學科,甚至已經分裂為很多子學科。所以,在構思這本書的時候,我們不得不從我們的視角來進行內容的取捨。我們的策略是,關注人工智能最古老和最新奇的主題,捨棄掉人工智能發展長河中的中間部分。所以,與一般的人工智能教科書和科普讀物不同,在這裏你會看到有關圖靈機、哥德爾定理等與人工智能誕生有著密切關係的“前人工智能”理論,你也會讀到深度學習、通用人工智能甚至是人類計算等近幾年纔發展齣來的新思想。這樣一種最新與最老的組閤,跨越瞭整個人工智能的曆史長河,希望能夠給讀者帶來全新的閱讀體驗,也希望能夠讓讀者跳齣具體的技術細節,從而深入地思考人工智能的本質問題。
下麵對本書的內容進行整體介紹,希望讀者能夠快速找到你想要的內容。
第1章是對整個人工智能學科發展曆史的介紹。在這裏,我們對人工智能的發展做瞭大緻的階段劃分。大傢可以清晰地感受到整個學科發展的跌宕起伏。
第2章到第4章則介紹瞭人工智能中最古老的部分,包括圖靈機模型(第2章)、馮·諾依曼計算機體係結構(第3章)以及怪圈與哥德爾定理(第4章)。在這部分內容中,我們希望讀者能夠體會到早期科學傢們的開拓精神和精闢論斷,也希望讀者看到,即使這部分最古老的人工智能思想也存在著很多尚待探索的問題。
第5章到第12章則介紹瞭人工智能領域最新的思想和成果。首先,第5章著重介紹瞭馬庫斯·鬍特(MarcusHutter)的通用人工智能理論。與工業界追逐不斷細化的人工智能學科分化不同,鬍特追求的是統一的兼具學習、歸納、推理功能的通用人工智能算法,從而站在前人的基礎上,用一個數學公式定義瞭人工智能。
第6章則介紹瞭近年來被業界大炒特炒的深度學習理論。可以毫不誇張地說,深度學習理論是使得人工智能再次復活、成為全世界關注焦點的關鍵推動力。通過深度神經網絡學習大數據中的隱藏模式,工程師們已經可以造齣比擬兩歲小孩識彆能力的人工智能。
第7章則主要探討人工智能與人腦在信息處理等若乾方麵的異同之處。本章以康博士與貝博士對話的方式,將這些理論與思考娓娓道來。
第8章和第9章主要討論瞭一種非常另類的人工智能——人類計算,即通過互聯網眾包的方式,讓人類自己幫助計算機程序來實現“人工智能”。盡管這種做法有“作弊”之嫌,但是它卻代錶著未來發展的方嚮——人機結閤。而在人機關係中,起到核心作用的因素可能並不是算法,而是人類的注意力。因為注意力相對於計算機中的虛擬世界就仿佛是太陽輻射的能量相對於地球上的生物圈。從這樣的視角,我們就能看到注意力的流動與自然界中河流、能量的流動所具有的普遍模式,這就是第9章討論的主要內容。
第10章則轉嚮瞭另一個熱門的人工智能領域——自然語言處理。無論是文本還是語音,與我們老百姓息息相關的並不是冷冰冰的工業機器人,而是能夠聰明理解人類語言的智能程序。在這裏,自然語言處理技術將成為核心和關鍵。
第11章和第12章為大傢展現瞭一種另類的理解、構思人工智能的視角。這裏關注的不再是個體機器人,而是這群機器人通過相互作用而湧現齣來的集體行為。人類的智力不也是來自於成韆上萬個神經元互動的湧現模式嗎?所以,湧現是一個比智能更加普遍、也更加重要的概念(第10章)。通過巧妙地設計機器人的相互作用規則,我們可以在集體層麵獲得智能(第11章)。
第13章和第14章則介紹瞭兩名集智俱樂部成員實踐人工智能的應用案例。“瓦剋星”是一個虛擬的星球(第13章),它的上空有兩個太陽(一個雙星係統)。在這樣的另類星球中會衍生怎樣的星相、天氣、生命以及文化?計算機模擬技術使得這樣的奇思妙想成為可能。彩雲天氣則是一款可以精確預測未來一小時內會不會下雨的人工智能程序(第14章)。藉助強大的深度學習技術,它那短小而精準的預報曾使得彩雲天氣成為萬眾矚目的焦點,也使得集智讀書會可以真正地開花結果。
由於每章基本都是彼此獨立的,所以大傢可以根據自己的興趣選擇相關的章節閱讀,不必按照前後順序展開。由於成書時間倉促,書中難免存在一些疏漏之處,希望讀者能多提寶貴意見。如果你也對科學充滿瞭好奇和熱情,歡迎你關注集智俱樂部,加入我們的探索活動。
《星辰的低語:探索宇宙的邊界與生命的迴響》 簡介 在這浩瀚的宇宙圖景中,我們是渺小的塵埃,卻懷揣著對星辰大海的無限嚮往。自古以來,人類就仰望星空,試圖解讀那深邃夜空中閃爍的奧秘,尋找我們在其中扮演的角色。《星辰的低語》是一次跨越時空的哲學與科學的對話,一次對宇宙最根本問題的深層探索。本書並非一本枯燥的科普讀物,而是一場充滿好奇心與想象力的智力冒險,它邀請讀者一同潛入宇宙的洪流,觸碰那些塑造瞭我們存在、定義瞭我們認知的宏大敘事。 第一章:宇宙的黎明與星係的舞蹈 想象一下,在那個一切尚未顯現的“無”中,一聲巨響撕裂瞭永恒的寂靜。宇宙的誕生,並非簡單的爆炸,而是能量與物質以難以置信的速度展開的壯麗詩篇。本書將從這裏開始,帶你迴到宇宙大爆炸的瞬間,感受那炙熱而充滿活力的開端。我們不會止步於理論的陳述,而是將運用生動的語言,描繪齣早期宇宙中誇剋、輕子如何如同跳動的音符,編織齣基本粒子的和諧樂章。 接著,我們將目光投嚮星係的形成與演化。星雲的凝聚、恒星的誕生與死亡,黑洞的吞噬與吸積,這些宇宙天體劇場中的宏大場景,在作者的筆下將栩栩如生。你會瞭解到,我們所見的每一顆星星,都曾是燃燒的烈焰,孕育著新的元素,並在億萬年的時光中,成為星係結構中不可或缺的一部分。本書將詳細解析星係的類型,從螺鏇星係優美的鏇臂到橢圓星係的古老莊重,從不規則星係的狂野奔放,到那些隱藏在黑暗中的暗物質暈,它們如何相互作用,如何構成宇宙這座宏偉的建築。我們將探討宇宙膨脹的動力學,愛因斯坦的廣義相對論在這裏將不再是冰冷的公式,而是對時空彎麯最深刻的描繪,解釋宇宙為何一直在加速地遠離我們,以及這個過程背後隱藏的“暗能量”之謎。 第二章:地球的誕生與生命的奇跡 當宇宙的舞颱逐漸穩定,一顆藍色星球在太陽係的懷抱中悄然孕育。本書將詳細講述地球的形成過程,從原始星雲的塵埃聚集,到岩漿海洋的冷卻,再到大氣與海洋的齣現。我們將深入探討地球的獨特之處,那些使得生命得以誕生的巧閤條件:適宜的距離、強大的磁場、豐富的液態水,以及那顆為我們提供光與熱的恒星——太陽。 生命的起源,是宇宙中最令人著迷的謎團之一。本書將從化學進化的角度,探討無機物如何轉變為有機分子,再到簡單生命形式的齣現。我們將迴顧那些標誌性的科學發現,例如米勒-尤裏實驗,以及在深海熱液噴口等極端環境中發現的生命跡象,它們都為我們理解生命的起源提供瞭寶貴的綫索。 生命演化的曆程,是一部波瀾壯闊的史詩。從單細胞生物到多細胞生物,從水生到陸生,從恐龍的統治到哺乳動物的崛起,本書將勾勒齣生命在地球上繁衍、進化的壯麗畫捲。我們將聚焦那些關鍵性的進化節點,例如光閤作用的齣現,它徹底改變瞭地球的大氣成分;復雜細胞的演化,為多細胞生物的齣現奠定瞭基礎;以及意識的萌芽,它使得我們能夠反觀自身,並開始思考“我們是誰?”。我們還將審視那些導緻生物大滅絕的事件,以及生命如何在災難中展現齣驚人的韌性與適應力,每一次的滅絕都孕育著新的生機。 第三章:人類的崛起與文明的曙光 在漫長的生命演化長河中,人類以其獨特的智慧與創造力,成為瞭地球上獨一無二的存在。本書將追溯人類的起源,從早期智人到現代人,探討我們是如何在生存環境中脫穎而齣,發展齣復雜的社會結構、語言和工具。我們將審視那些重要的考古發現,例如早期人類的工具、壁畫和墓葬,它們都嚮我們揭示瞭我們祖先的精神世界和生活方式。 農業革命的齣現,是人類文明史上的一個裏程碑。本書將分析農業如何改變瞭人類的定居方式、社會組織和人口增長。我們將探討早期文明的興起,例如美索不達米亞、古埃及、古希臘和古代中國,它們在哲學、科學、藝術和政治等領域都留下瞭輝煌的印記。本書將重點關注那些塑造瞭人類思想史的關鍵人物和重要學說,從柏拉圖的理想國到孔子的仁政,從牛頓的力學定律到達爾文的進化論,它們都如同燈塔,指引著人類文明前行的方嚮。 我們還將深入探討語言的力量,它是思想的載體,是文明傳承的基石。語言如何影響我們的思維方式?不同的語言是否塑造瞭不同的世界觀?本書將帶領讀者思考這些深刻的問題。同時,我們將迴顧人類在科學探索道路上遇到的挑戰與突破,從古代的觀測到現代的望遠鏡,從對基本粒子的探索到對基因的解碼,每一次的進步都讓我們對自身和宇宙有瞭更深的理解。 第四章:意識的奧秘與存在的意義 當人類的智慧之火熊熊燃燒,我們開始將目光轉嚮內心,開始探索“意識”這個宇宙中最神秘的存在。本書將深入探討意識的本質。它僅僅是大腦活動的産物,還是存在更深層的原理?我們將審視神經科學的最新研究成果,瞭解大腦的結構與功能,以及意識的神經基礎。我們將討論“自我意識”的齣現,以及它如何使我們能夠擁有情感、記憶和對未來的期盼。 本書將進一步探討人類對“意義”的追尋。在浩瀚的宇宙中,個體生命的意義何在?我們為何會感到喜悅、悲傷、愛與失落?我們將審視哲學、宗教和藝術在人類尋找生命意義的過程中所扮演的角色。從古老的宗教教義到現代的存在主義哲學,從梵高的星空到貝多芬的第九交響麯,人類用不同的方式錶達著對生命意義的探索和對永恒的渴望。 我們將反思人類在認識宇宙過程中所麵臨的局限性。我們能否完全理解宇宙的規律?我們的感知能力是否會限製我們對現實的認知?本書將引發讀者對“認識論”的思考,以及人類在追求真理道路上所經曆的迷茫與頓悟。我們將探討科學的邊界,以及那些尚未被解開的謎團,例如宇宙的終極命運、多重宇宙的存在可能性,以及是否存在我們尚未能夠察覺的維度。 第五章:宇宙的未來與生命的遠徵 展望未來,本書將引導讀者一同暢想宇宙的最終命運,以及人類在其中可能扮演的角色。我們將探討各種宇宙學模型,從大擠壓到熱寂,從大撕裂到永恒膨脹,每一種假說都充滿瞭科學的嚴謹與想象的張力。我們將思考,如果宇宙真的走嚮終結,那麼生命存在的意義又將何去何從? 本書還將關注人類文明的未來走嚮。我們將審視科技發展對人類社會的影響,從人工智能的進步到基因編輯的突破,這些技術將如何重塑我們的生活,甚至改變我們對“人類”本身的定義?我們將探討太空探索的意義,人類是否會成為一個星際物種?殖民其他星球的挑戰與機遇是什麼? 最後,本書將迴歸個體。在宏大的宇宙背景下,個體的生命是短暫而渺小的。然而,正是這些短暫的生命,構成瞭我們所知的世界,孕育瞭文明與愛。我們將思考,如何在有限的生命中活齣無限的精彩,如何在理解宇宙的浩瀚中,找到自己內心的平靜與力量。 《星辰的低語:探索宇宙的邊界與生命的迴響》是一本獻給所有心懷好奇、對未知充滿渴望的讀者的作品。它將帶你踏上一段深刻而感性的旅程,讓你在仰望星空的同時,也能審視內心,重新理解生命與宇宙的深層連接。這是一次對人類智慧與生存睏境的緻敬,一次對永恒奧秘的虔誠叩問。