一本书读懂前沿科技

第一章 人工智能

走向生成式AI 时代

人工智能自诞生之日起就一直是全球瞩目的科技焦点。2022年被称作“生成式AI（Artificial Intelligence，人工智能）元年”。这一年，AI 绘画软件火爆出圈，聊天机器人ChatGPT 横空出世……生成式AI 以其强大的内容生成能力催生了一场全新的科技革命。习近平总书记强调指出，“加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题”。错失一个机遇，就可能错过整整一个时代。在这场关乎国家前途命运的赛场上，我们必须抢抓机遇、奋起直追、勇争超越。

一、人工智能——科技强国必争之地

随着互联网的兴起和发展，大数据、人工智能等技术得到长足发展。世界主要发达国家纷纷把发展人工智能上升为国家战略。当前，我国面临着科技封锁、技术壁垒等重重挑战，实现科技自立自强，被摆在空前重要的支柱性地位。人工智能技术作为强化国家战略科技力量的重中之重，是打好关键核心技术攻坚战的关键所在，是实现科技强国战略的压舱石。

（一）人工智能的兴起与发展

1956 年，约翰·麦卡锡、马文·明斯基等科学家在探讨“如何用机器模拟人的智能”的问题时提出了人工智能的概念。简言之，人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的技术科学。人工智能学科诞生至今，经历了跌宕起伏的60 余年，其发展过程可以分为以下六个阶段。

第一阶段是起步发展期（1956—1974 年）。在这段时期里，世界主要发达国家相继取得了一批令人瞩目的研究成果，例如，1959年，亚瑟·塞缪尔编写了跳棋程序；1968 年首台人工智能机器人诞生等，迎来了人工智能发展的第一个黄金时代。研究成果的竞相涌现极大地鼓舞了人们，但就整体而言，此时人工智能的发展还处于初级阶段。

第二阶段是反思发展期（1974—1980 年）。第一阶段的突破性进展提升了人们对人工智能的期望，人们开始尝试更具挑战性的任务。然而，科研人员低估了人工智能的难度，碰到包括计算机性能不足、处理复杂问题的能力不足、数据量严重缺失等技术瓶颈，接二连三的失败和预期目标的落空（如美国国防高级研究计划署的合作计划失败等），使人工智能的发展走入低谷。

第三阶段是应用发展期（1980—1987 年）。这一阶段，人工智能进入繁荣期。20 世纪80 年代出现的专家系统成为主流人工智能研究的焦点。随着专家系统在医疗、化学、地质等领域的成功，人工智能走入应用发展的新高潮，并进入了很多商用领域。诸多大公司引入了专家系统，例如，数字电器公司用XCON 专家系统为VAX 大型机编程，杜邦、通用汽车和波音公司也引入了专家系统。我国人工智能也在这一阶段开始起步。1986 年，我国把智能计算机系统、智能机器人和智能信息处理等项目列入“863 计划”（国家高科技研究发展计划）。

第四阶段是低迷发展期（1987—1993 年）。随着人工智能的应用规模不断扩大，专家系统中的问题开始逐渐暴露，如应用领域狭窄、知识获取困难、推理方法单一等。这一时期，人们开始对专家系统和人工智能产生了信任危机。各国政府和机构纷纷停止向人工智能研究领域投入资金。人工智能领域再一次进入低谷。

第五阶段是稳步发展期（1993—2010 年）。专家系统之后，机器学习成为人工智能的焦点。机器学习的目的是让机器具备自动学习的能力。这一时期发生了很多标志性事件。例如，1997 年，深蓝超级计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫；德国科学家赛普·霍克赖特和于尔根·施米德赫伯提出了长短期记忆神经网络，对后来人工智能的研究产生了深远影响。2006 年，杰弗里·辛顿发表论文Learning Multiple Layers of Representation ，奠定了神经网络的全新架构。

第六阶段是蓬勃发展期（2010 年至今）。随着深度学习技术的发展，人工智能正在逐步从尖端技术慢慢变得普及。人工智能技术在诸如图像分类、语音识别、无人驾驶等领域均实现了技术上的突破。对于人工智能的发展，我国也高度重视。2017 年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，对人工智能产业进行了战略部署。2022 年，我国人工智能市场规模已经达到2680 亿元；2023 年，我国人工智能市场规模将达到3200 亿元。

……