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左敏:现代信息技术与人工智能

摘要:以互联网、大数据、人工智能等为代表的现代信息技术日新月异,逐渐成为推动经济社会高质量发展的重要动力。北京工商大学教授左敏作的专题辅导报告,对于我们深刻认识现代信息技术与人工智能,推动高质量发展,具有一定的指导作用。

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左敏 北京工商大学教授

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一、人类社会的发展时代

从狩猎时代到农耕时代、工业时代,再到信息时代、智能时代,人类社会的发展阶段是以人类获取信息或运用知识的手段的变化来划分的。

狩猎时代,结绳计数就是人们获取信息的一种手段。现代欧洲人祖先的近亲尼安德特人(也称尼人)身强体壮,力量很大,脑容量也比智人大,但最后却被走出非洲的智人打败了,究其原因就在于尼人以很小的单元独自生活,而智人过着群居生活,组织非常严密,大家在一起通过交流获取信息。

农耕时代,人们通过交流获取信息。例如,驿站快马接力,马载着人,人带着信息,从驿站一级一级地传递。人借助畜力带着信息一起传输。后来出现了电话、电报、电子邮件等现代信息技术,人就不再随着信息一起传输了。

工业时代,这是一个伟大时代。工业时代发明了机器,在流水线上,机器代替人来做一些工作,生产力得到极大提高。

信息时代,随着计算机的出现和普及,信息对整个社会的影响逐步提高到一种绝对重要的地位。信息量、信息传播的速度、信息处理的速度以及应用信息的程度等都以几何级数的方式增长。信息技术的发展对人们学习知识、掌握知识、运用知识提出了新的挑战。

智能时代,物联网不是科技狂想,而是又一场科技革命。智能时代将带来新一轮科技革命和产业变革,当然,也存在着只有人能做而机器做不了的事情。

在人类社会的不同发展时代,人们都需要对信息进行加工、处理和利用。推动人类社会发展的动力是对信息的获取和对知识的需求。

二、人类社会的发展动力

(一)人类视野由小到大

古希腊哲学家亚里士多德认为地球是球形的。古希腊学者厄拉多塞内斯第一个测量出地球的半径。厄拉多塞内斯发现,夏至这天,当太阳直射到赛伊城的水井S时,在亚历山大城的一点A的天顶与太阳的夹角为7.2°。他认为,由于两地在同一条子午线上,所以两地间的弧所对应的圆心角就是7.2°(如下图)。

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又从商队旅行时测得赛伊城的水井S与亚历山大城的一点A之间的距离约为5000古希腊里,按照弧长与圆心角的关系,厄拉多塞内斯计算出地球的半径约为40000古希腊里。一般认为,1古希腊里约为158.5米,这样,厄拉多塞内斯测得的地球半径约为6340千米,与如今我们的地球半径常用值极半径(6356.9088千米)、赤道半径(6377.830千米)以及平均半径(6370.856千米)都非常相近。

我们再看古希腊人借助日月食现象计算出地月距离。由于已经测量出地球半径,古希腊人以此为基础,进行了一个巧妙的几何计算,得出的地月距离与如今我们的测量值非常相近。我们知道,在太阳底下的物体都会有一个阴影,那么,一个圆形的物体就会有一个圆形的阴影,随着物体不断升高,阴影逐渐形成一个黑点,这个黑点到物体的距离恰好是物体直径的108倍,也就是说物体能形成自己直径108倍长的阴影区,地球也是这样。在月蚀的时候,月球由于被地球挡住了太阳光,导致我们无法看见反光的月球,这样,无论月球大小,月蚀的时候都要通过地球造成的阴影区。根据古希腊人的估算,月球通过的这段阴影区长度大概是月球直径的2.5倍。同样,月球本身也是一个能够遮挡太阳光的球体。和地球一样,月球也会产生阴影区,而这个阴影区在地球上终止,且阴影末端的角度和地球相同。这样,古希腊人就得到了三个相似三角形,最大的底边为地球直径,高是108倍地球直径;最小的底边是月球直径,高为地月距离;中等大小的底边为2.5倍月球直径,由于三角形相似性,古希腊人就计算出地月距离。

著名物理学家和天文学家G·伽莫夫在《从一到无穷大》科普读物中,用一些有趣的比喻阐述了爱因斯坦的相对论和四维时空结构,并讨论了人类在认识微观世界(如基本粒子、基因等)和宏观世界(如太阳系、星系等)方面的成就,有兴趣的朋友可以阅读一下,能够帮助理解人类视野由小到大。

(二)获取知识是人类社会的发展动力

目前,人工智能很多都运用了已有的科学成果。例如认知,认知是个体认识客观世界的信息加工活动,通过心理活动(如形成概念、知觉、判断或想象等)获取知识。习惯上,我们将认知与情感、意志相对应。感觉、知觉、记忆、想象、思维等认知活动按照一定的关系组成一定的功能系统,从而实现对个体认识活动的调节作用。在个体与环境的作用过程中,个体认知的功能系统不断发展并趋于完善。

感觉,是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映。感觉是最初级的认识过程,是一种最简单的心理现象。当然,感觉并不一定在某一时间内只反映一种属性,而是可以反映许多种属性,但在感觉中,各种属性之间既无组织又无界限。正如一个人进入到某个完全陌生的环境里,虽然这个环境中既有各种声响,又有各种气味,但他分不清哪个声响来自哪种东西,哪种气味散发自哪个物体,这时对他来说,各种声响和气味只是杂乱无章的一大堆刺激。

知觉,是直接作用于感觉器官的事物的整体在人脑中的反映。知觉是人对感觉信息的组织和解释的过程。例如,看到一个苹果,听到一首歌曲,闻到花香等,这些都是知觉现象。

记忆,是过去经验在人脑中的反映。记忆是进行思维、想象等高级心理活动的基础。人类记忆与大脑海马结构、大脑内部的化学成分变化有关。记忆作为一种基本的心理过程,是和其他心理活动密切联系着的。记忆联结着人的心理活动,是人们学习、工作和生活的基本机能。把抽象无序转变成形象有序的过程就是记忆的关键。关于记忆的研究属于心理学或脑部科学的范畴。尽管当今的科学技术已经有了长足的发展,现代人类对记忆的研究仍在继续。信息加工理论认为,记忆过程就是对输入信息的编码、存储和提取过程。只有经过编码的信息才能被记住,编码就是对已输入的信息进行加工、改造的过程,编码是整个记忆过程的关键阶段。

想象,是人脑对记忆表象进行分析综合、加工改造,从而形成新的表象的心理过程。想象是思维的一种特殊形式。

思维,是人类所具有的高级认识活动。按照信息论的观点,思维是对新输入的信息与人脑内储存的知识经验进行一系列复杂的心智操作的过程。20世纪50年代以后,脑科学有了新的重大进展,美国心理和生物学家罗杰·斯佩里等人对左脑和右脑功能的研究、对大脑机能区的定位研究、对神经回路的研究以及脑物理和脑化学的研究等,进一步揭示了思维的物质运动性质;与此同时,瑞士儿童心理学家让·皮亚杰等人对儿童思维和成人思维的研究以及认知科学对人脑信息加工机理的研究,则更加丰富了人脑反映事物本质之机制的知识。这些研究成果为思维科学积累了新的科学资料。同时,当代各学科的多层次和横向渗透发展,尤其是信息论和计算机科学的诞生,为深入研究人的思维开辟了新的途径。

语言,即传递信息的声音,是人们进行沟通的主要表达方式,也是人类最重要的交际工具。广义而言,指人们采用一套共同的处理规则进行表达的沟通指令,通常以视觉、声音或触觉等方式传递信息。人们需要通过学习来获得语言能力,目的是交流观念、意见、思想等。

现代信息技术中,很多都运用了已有学科的研究成果。而在虚拟世界中,也是以获取知识为第一动力的。

责任编辑:吴自强校对:赵苇最后修改:
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