1.3 人工智能与其发展所经历的三次浪潮

从AlphaGo打败李世石后，“人工智能”一词走进普通大众的视野并迅速成为全民讨论的热门话题。人工智能的概念逐渐被大众熟知，其商业化产品也逐步成熟。从概念提出到专家系统再到与大数据结合，人工智能的发展一共经历了三次浪潮，最终应用到现实生活中。

1.3.1 图灵测试：人工智能研发的开端

说到人工智能，就不得不提到计算机领域的传奇人物——艾伦·图灵博士。图灵于1950年在《思想》（Mind）杂志发表了论文《计算的机器和智能》，引发了社会对“人工智能”的第一次狂热浪潮。

在这篇论文里，图灵创造性地提出了辨别机器是否具有智能的方法，即图灵测试，如图1-8所示。

根据图灵博士的论文，图灵测试的程序如下：首先在幕后安排一台机器和一个人，然后让一个裁判（人）同时与他们进行交流，如果裁判无法判断和自己交流的对象是人还是机器，就说明这台机器拥有和人同等的智能。

在图灵测试成功地点燃科学家的热情后，世界上第一次有关人工智能的研讨会于1956年夏天召开，即达特茅斯夏季人工智能研究会议。会议的组织者是马文·明斯基、约翰·麦卡锡、克劳德·艾尔伍德·香农以及尼尔·罗切斯特，与会者包括雷·索洛莫洛夫、奥利弗·赛尔弗里纪、特伦查德·摩尔、亚瑟·塞缪尔、纽厄尔和西蒙，他们都在人工智能的发展史上做出了重要贡献。

这次会议是一场头脑风暴式的讨论会，学者们讨论了众多当时计算机领域尚未解决甚至尚未开展研究的议题，其中就包括人工智能。在会议中，麦卡锡说服众人用“人工智能”一词作为本领域的名称。于是，人工智能的名称和任务在1956年达特茅斯会议上被确定下来，人工智能领域最初的成就和最早的一批研究者也因此出现。所以，达特茅斯夏季人工智能研究会议被视为人工智能诞生的标志。

达特茅斯会议之后，人工智能在1950—1960年迎来了第一个高速发展时期，被称为“黄金十年”。当时的人工智能研究者使用的是传统的人工智能方法，因此这个时期的人工智能也被称为“古典人工智能”。

在古典人工智能阶段，研究者开发了许多令人称奇的程序，这些程序可以解出代数应用题，还能帮助人们学习和使用英语。这让当时的人们惊叹于机器的“智能”，研究者也因此信心大涨，对人工智能的前景表达出了相当乐观的情绪。这些也吸引了DARPA（美国国防部高级研究计划局）等政府机构的兴趣，其向人工智能领域投入了大量资金，支持研究者进行研究，希望人工智能能够给国家带来更多利益。

马文·明斯基曾在1970年预言：“在3～8年的时间里，我们将得到一台具有人类平均智能的机器。”但由于人工智能项目并不如研究者预期的那样简单，预先提出的承诺无法按时兑现，致使人们对人工智能的信心遭到重大打击。

项目的停滞一方面让反对者的声音更加突出，莱特希尔曾在1973年发布了针对英国人工智能研究状况的报告，声称人工智能在实现其“宏伟目标”的路上是“完全失败”；另一方面也极大地影响了投资资金的跟进，众多投资人因为看不到希望而迅速撤资，这也让人工智能的发展举步维艰。

从图灵测试到达特茅斯会议，再到人工智能的“黄金十年”，第一次人工智能浪潮由于技术上的不足，最终迎来了低谷期。

1.3.2 语音识别技术：第二次人工智能浪潮

人工智能的第一次低谷期持续了6年左右。20世纪80年代，一类名为“专家系统”的人工智能程序又掀起了人工智能的浪潮。专家系统以向计算机灌输“专家知识”作为规则，协助人们解决特定问题（尤其是疾病诊断工作）的程序，所以“知识处理”成为当时人工智能的主流研究焦点。其中，语音识别技术的突破值得一提。

语音识别技术也被称为自动语音识别（Automatic Speech Recognition，ASR），该技术不是用于确认或识别说话人员的身份，而是确认说话人的话语中包含的词汇，并将其转换为计算机刻度的输入指令，如按键、二进制编码或字符序列。

语音识别的研究工作可以追溯到20世纪50年代贝尔实验室的Audry系统，它是第一个实现语音识别的系统，但是只能识别10个英文数字。20世纪80年代末，实验室语音识别研究取得了巨大突破：一方面，语音识别系统对小词汇量识别具备了较高的识别率；另一方面，“大词汇量、连续语音、非特定人”三大障碍也陆续得到解决，这三个特性被成功集成在一个系统中。

语音技术的突破给人们带来了极大的信心。20世纪90年代，IBM及苹果等著名的大公司都开始为语音识别系统的实用化研究投以巨资。在20世纪90年代中后期的实验室研究中，语音识别技术的准确率不断提高，进一步增强了当时的人们对语音识别的信心。1997年，甚至有人提出“语音时代”已经来临。

然而事实并非如此，语音识别系统在实际应用中显得力不从心。当时的语音识别产品在系统的健壮性、灵活性和自适应能力上都远远不能满足实际的需要，这为随后人工智能的第二次低谷期埋下了隐患。

因实际的技术水平和应用现状无法满足过高的市场期望，泡沫经济就出现了。20世纪80年代，商业机构对人工智能的追捧与冷落正符合泡沫经济的经典模式。

经历过1974年经费削减的人工智能研究者创造出一个词：“AI之冬（AI winter）”。他们注意到大众对专家系统的狂热追捧，并悲观地预计不久后人们将再一次转向失望。事实不幸被他们言中：从20世纪80年代末到20世纪90年代初，第二次人工智能浪潮遭遇了一系列财政问题。

20世纪80年代晚期，战略计算促进会大幅削减对人工智能项目的投资，DARPA的新任领导也认为人工智能并非“下一个浪潮”，财政拨款向那些看起来更容易出成果的项目倾斜。同时，专家系统的维护费用居高不下，且不断暴露出各种各样的问题，其较大的局限性和有限的商业应用范围也大大打击了人们对人工智能的热情。

尽管语音识别技术在第二次人工智能浪潮中获得极大的突破，但依旧没能阻止“AI之冬”的到来。因为专家系统本质上只是用最初设定好的解决方案解决遇到的问题，并没有自主学习能力，即还不够“智能”。所以，第二次人工智能浪潮的退去也是情理之中。

1.3.3 AlphaGo围棋大战：引发第三次人工智能浪潮

AlphaGo是由英国DeepMind公司开发的围棋人工智能程序。在乌镇的围棋峰会上，柯洁曾与AlphaGo在三天内完成了三场交锋，不幸三场皆败。这场人机围棋大战使人工智能的能力再一次令世人惊叹，人工智能再次迎来发展的浪潮。

早在1997年，人工智能就已经和人类在智力游戏上发生过交战。1997年5月11日，国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫与IBM公司的“深蓝”超级计算机进行了六局比赛，最终落败。

DeepMind的创立者之一杰米斯·哈萨比斯（Demis Hassabis）博士说：“在‘深蓝’战胜卡斯帕罗夫之后，围棋就成了游戏AI最后的圣杯。”最终，AlphaGo的表现证明，游戏AI从人类手中夺得了这枚圣杯。

在人工智能经历了第二次低谷之后，越来越多的人工智能研究者开始将数学语言运用到程序开发中。人们开始意识到，许多人工智能领域碰到的问题已经成为数学和经济学、运筹学、统计学等领域的交叉研究课题。通过数学语言，人工智能可以与其他学科顺畅地合作，从而解决问题。终于，人工智能领域成为具有严格框架体系的领域，真正成为规范的科学分支。

进入大数据元年，智能问题在海量数据的支撑下变成数据问题，人工智能有了质的飞跃。曾经停滞不前的诸多与“智能”有关的研究领域，如图像识别和自然语言理解等，都在思维方式转变后获得很大的突破。人工智能为人类带来了新的革命——智能革命。

除了作为资源的大数据以外，深度学习技术也是这场革命的重要关键点。以面部识别为例，深度学习技术让人工智能在无数的人脸图像数据中识别出共有的模式和情绪。这样，人工智能的“智能”程度又被大大提高了。

尽管人工智能已经有革命性的进展，第三次全民式的人工智能狂热浪潮还是在AlphaGo和人类的人机大战发生后。AlphaGo打败了李世石后，二代AlphaGo化身神秘棋手“Master”登录中国弈城围棋网，横扫中外顶尖棋手，取得了60连胜的成绩，随后又打败了围棋高手柯洁。这一连串的事件似乎证明了人工智能真的在“智能”上超越了人类，大众对人工智能的热情空前高涨。

AlphaGo是一个直观展现在大众面前的人工智能标志，它的胜利意味着人们对人工智能的探索已经到达新的阶段。造就AlphaGo惊人成绩的学习模式同样可被应用到其他领域，如人脸识别、语音识别等。这也是这次浪潮不同于其他两次的关键所在：技术先于大众期望出现。

凭借深度学习和大数据，人工智能终于在大起大落之后重获新生，并成功证明自己有能力为人类带来更好的生活。可能是像AlphaGo那样和人类在智力游戏上一较高下，可能是帮助职业医生诊断病症，还可能是为人类实现自动驾驶……人工智能终于为人类开启了智能时代的新世界。

1.3.4 艾伦·图灵：人工智能之父

科学界有两个苹果最为人称道：一个是砸在牛顿头上的苹果，另一个就是结束了艾伦·图灵年轻生命的毒苹果。有人声称苹果公司“被咬了一口的苹果”Logo就是来自于艾伦·图灵临终前床边剩下的那半个苹果，乔布斯对此的回应是：“这不是真的，但上帝啊，我们多希望它是真的！”

在美国《时代》周刊的《20世纪最重要的100人》一文中，作者对图灵给出了极高的评价：“每一个在敲键盘、使用电子表格或文字处理软件的人都应当记住，我们都工作在一台‘图灵机’上。”

艾伦·图灵出生于1912年6月23日，去世于1954年6月7日，英国数学家、逻辑学家，被称为“计算机科学之父”“人工智能之父”。他提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念，是计算机逻辑的奠基者。美国计算机协会为纪念图灵在计算机领域的卓越贡献，以他的名字命名了奖项“图灵奖”，该奖项被称为计算机科学界的诺贝尔奖。

艾伦·图灵对机器的痴迷起源于他在儿童时期阅读的一本书——埃德温·坦尼·布鲁斯特所著的《每个儿童应该知道的自然奇观》。书中提到“人体也是一种机器”，“它是一台极其复杂的机器。虽然比任何手工制作的机器都要复杂千万倍，但其本质上仍然是一台机器……就像是汽车、轮船和飞机的内燃机一样。”这本书开启了图灵的科学视野，让他对人与机器之间的关系产生了浓厚的兴趣。

图灵对机器的研究使他在密码解码机器领域也颇有建树。第二次世界大战期间，成功破译德国著名的密码系统（Enigma），对于英国政府来说极为重要。图灵的加入使解码机器“图灵Bombe”成功问世，扭转了盟军的大西洋战场战局。历史学家认为，图灵对Enigma的成功破译至少拯救了超过2000万的无辜生命。

1950年10月，图灵的论文《计算机械与人工智能》被发表，著名的“图灵测试”被提出。在论文中，图灵更倾向于用“智能”而非“思考”一词来处理机器的相关问题，为人工智能开启了大门。

在那个时期，由于英国政府对同性恋人群的不公正对待，图灵被告发后判以一年缓刑并被强制接受荷尔蒙治疗。在这之后，图灵的工作也受到了极大的影响，他的择业面变得很狭窄，以前所从事的工作也不再对他开放。在沉重的心理压力之下，1954年6月7日的晚上，图灵吃下蘸有氰化物的苹果，结束了自己传奇又短暂的一生。

图灵去世半个多世纪后，英国前首相戈登·布朗于2009年9月10日代表英国政府为图灵当年受到的不公正待遇公开致歉，英国女王伊丽莎白二世在2013年12月24日为图灵颁发“皇家赦免”，撤销了当年的指控。

诗人木心的话很好地表达了世人对图灵最深刻的惋惜：“别再提图灵了吧，他的死，使我们感到大家都是对不起他的。天才总天真、坦荡、毫不设防地迎向这个被庸人占领的世界，一腔热诚付与世界，世界待他们，往往却是一盆脏水兜头浇下。”

斯人已逝，但图灵在人工智能领域的贡献依然影响深远，也许我们纪念这位天才的最好方式就是让人工智能走得远些、再远些。