人工智能原理认知与应用研究
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1.1.2 智能的特征

智能具有以下显著特征:

1.具有感知能力

感知能力是指通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。

感知是人类获取外部信息的基本途径,人类的大部分知识都是通过感知获取,然后经过大脑加工获得的。如果没有感知,人们就不可能获得知识,也不可能进行各种智能活动。因此,感知是产生智能活动的前提。

根据有关研究,视觉与听觉在人类感知中占有主导地位,人类所感知到的大约80%的外界信息是通过视觉得到的,10%是通过听觉得到的。因此,人工智能的机器感知研究,主要研究的是机器视觉和机器听觉。

2.具有记忆与思维能力

记忆与思维是人脑最重要的功能,是人有智能的根本原因。记忆用于存储由感知器官感知到的外部信息及由思维产生的知识;思维用于对记忆的信息进行处理,即利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、推理、联想及决策等。思维是一个动态过程,是获取知识及运用知识求解问题的根本途径。

思维可分为逻辑思维、形象思维以及顿悟思维等。

(1)逻辑思维。逻辑思维又被称为抽象思维,它是一种根据逻辑规则对信息进行处理的理性思维方式。人们首先通过感觉器官获得对外部事物的感性认识,将它们存储于大脑中,然后通过匹配选出相应的逻辑规则,并且作用于已经表示成一定形式的已知信息,进行相应的逻辑推理。这种推理一般比较复杂,通常不是用一条规则做一次推理就能够解决问题的,而是要对第一次推出的结果再运用新的规则进行新一轮的推理。推理是否成功取决于两个因素:一是用于推理的规则是否完备;二是已知的信息是否完善、可靠。如果推理规则是完备的,由感性认识获得的初始信息是完善、可靠的,则通过逻辑思维可以得到合理、可靠的结论。

逻辑思维具有以下特点:

① 依靠逻辑进行思维。

② 思维过程是串行的,表现为一个线性过程。

③ 容易形式化,其思维过程可以用符号串表达出来。

④ 思维过程具有严密性、可靠性,能对事物未来的发展给出逻辑上合理的预测,可使人们对事物的认识不断深化。

(2)形象思维。形象思维又被称为直感思维,它是一种以客观现象为思维对象、以感性形象认识为思维材料、以意象为主要思维工具、以指导创造物化形象的实践为主要目的的思维活动。其思维过程有以下两次飞跃:

第一次飞跃是从感性形象认识到理性形象认识的飞跃,即把对事物的感觉组合起来,形成反映事物多方面属性的整体性认识(知觉),再在知觉的基础上形成具有一定概括性的感觉反映形式(表象),然后经形象分析、形象比较、形象概括及组合形成对事物的理性形象认识。

第二次飞跃是从理性形象认识到实践的飞跃,即对理性形象认识进行联想、想象等加工,在大脑中形成新的意象,然后回到实践中,接受实践的检验。这个过程不断循环,就构成了形象思维从低级到高级的运动发展。

形象思维具有以下特点:

① 主要依据直觉,即感觉形象,进行思维。

② 思维过程是并行协同式的,表现为一个非线性过程。

③ 形式化困难,没有统一的形象联系规则,对象不同,场合不同,形象的联系规则亦不相同,不能直接套用。

④ 在信息变形或缺少的情况下仍有可能得到比较满意的结果。

逻辑思维与形象思维具有不同的特点,所以可以用于不同的场合。当要求迅速做出决策而不要求十分精确时,可用形象思维,但当要求进行严格的论证时,就必须用逻辑思维;当要对一个问题进行假设、猜想时,需用形象思维,而当要对这些假设或猜想进行论证时,则要用逻辑思维。人们在求解问题时,通常把这两种思维方式结合起来,首先用形象思维给出假设,然后用逻辑思维进行论证。

(3)顿悟思维。顿悟思维又被称为灵感思维,它是一种显意识与潜意识相互作用的思维方式。当我们遇到一个无法解决的问题时,会冥思苦想,这时大脑处于一种极为活跃的思维状态,会从不同的角度、用不同的方法去寻求解决问题的方法。有时一个想法从大脑中涌现出来,便会使人茅塞顿开,使问题迎刃而解,这通常被称为灵感。灵感是一种信息,可能是与问题直接有关的重要信息,也可能是与问题并不直接相关且不起眼的信息,但它的到来会使解决问题的智慧被启动起来。顿悟思维比形象思维更复杂,至今人们还不能确切地描述它的机理。例如,1830年,丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特在指导学生实验时,看见电流能使磁针偏转,从而发现了电磁之间的关系。当然,这种发现虽然很偶然,但也是建立在奥斯特10年探索的基础上的。

顿悟思维具有以下特点:

① 具有不定期的突发性。

② 具有非线性的独创性及模糊性。

③ 穿插于形象思维与逻辑思维之中,起着突破、创新及升华的作用。

应该指出,人的记忆与思维是不可分的,总是相随相伴的,它们的物质基础都是由神经元组成的大脑皮质,相关神经元此起彼伏的兴奋与抑制是记忆与思维活动实现的基础。

3.具有学习能力

学习是人的本能。人人都在通过与环境的相互作用不断地学习,从而积累知识,适应环境的变化。学习既可能是自觉的、有意识的,也可能是不自觉的、无意识的;既可以是有教师指导的,也可以是通过自己的实践独立进行的。

4.具有行为能力

人们通常用语言或者某种表情、眼神及形体动作来对外界的刺激做出反应,传达某个信息,这种能力被称为行为能力或表达能力。如果把人们的感知能力看作信息的输入,那么行为能力就是信息的输出,它们都受到神经系统的控制。