人工智能与科学之美

第1章人工智能概述

1.1什么是人工智能1.1.1人工智能的概念1.1.2人工智能与人类智能1.2人工智能发展简史1.2.1人工智能的诞生（1936～1956年）1.2.2人工智能的起步期（1956～1974年）1.2.3人工智能的第一个低谷期（1974～1980年）1.2.4人工智能的应用发展期（1980～1989年）1.2.5人工智能的第二个低谷期（1989～1993年）1.2.6人工智能的稳步发展期（1993～2006年）1.2.7人工智能的蓬勃发展期（2006年至今）1.3人工智能对人类社会的影响1.3.1科技强国：从领军企业看人工智能1.3.2强人工智能是否会导致人类失业1.3.3多学科贡献・

1.4科学的百家争鸣：人工智能的三大学派

1.4.1符号主义1.4.2连接主义1.4.3行为主义1.4.4三大学派的关系1.5给机器测智商：图灵测试第2章人工智能的实现2.1人类知识2.1.1知识与信息2.1.2信息的关联形式2.2知识的特性2.2.1知识的相对正确性

2.2.2知识的不确定性2.3计算机如何表示知识2.3.1产生式表示法2.3.2框架表示法2.3.3知识图谱

2.4人工智能在计算机上的实现方法

2.4.1编程法2.4.2模拟法2.4.3联系与区别2.5AlphaGo：深度学习与强化学习2.5.1深度学习2.5.2强化学习2.5.3深度强化学习2.6大数据、云计算与人工智能的相遇、相识、相知2.6.1 大数据2.6.2云计算2.6.3大数据、云计算与人工智能第3章人工智能与机器视觉3.1给机器一双眼睛3.1.1机器视觉的分类3.1.2机器视觉实例3.2如何让机器拥有视觉3.2.1图像预处理…3.2.2边缘检测3.2.3阈值分割3.2.4图像匹配3.3人类视觉与机器视觉3.3.1人类视觉系统·3.3.2机器视觉系统优势…3.3.3机器视觉技术应用·3.4人脸识别：慧眼识英雄3.4.1人脸识别技术3.4.2人脸识别的实现方式

3.4.3人脸识别应用的现状与展望

3.5指纹神话：指纹识别如何成为破案工具

3.5.1指纹识别技术

3.5.2指纹识别的实现方式

3.6步态识别：走两步就知道你是谁

3.6.1步态识别技术

3.6.2步态识别的实现方式

3.7虹膜识别：独一无二的人眼虹膜

3.7.1虹膜识别技术

3.7.2虹膜识别的实现方式

第4章人工智能与语音识别

4.1听声辨字：语音识别技术

4.1.1基于语音学和声学的方法

4.1.2模板匹配法

4.1.3人工神经网络方法

4.2自然语言处理：让机器能听懂人类的语言

4.2.1 自然语言处理的发展历程

4.2.2自然语言处理过程的层次

4.3文字识别：识文断字的机器人

4.3.1机器翻译的发展历程

4.3.2机器翻译与人工翻译的区别

4.3.3机器翻译的发展前景

4.4机器听觉与人的听觉

045声音定位实现鸣笛抓拍

第5章人工智能与智能控制

5.1自动控制的诞生与发展

5.2闭环负反馈

5.2.1从孟母三迁看闭环负反馈

5.2.2闭环负反馈：无处不在的控制思想

5.3钱学森与工程控制论

5.3.1“两弹元勋”钱学森

5.3.2工程控制论

……

8.2.2百度无人驾驶汽车的人工智能技术

8.3智能汽车的结构

8.3.1智能感知系统

8.3.2自主决策系统

8.4智能汽车的优势

8.5智能汽车面临的挑战

第9章 发现人工智能的科学之美

9.1科学的本质

9.1.1科学是一种知识

9.1.2言传知识与意会知识

9.1.3自然科学是关于物质和运动的认识

9.1.4科学是一种社会建制

9.1.5科学是一种活动

9.2科学发展的模式

9.2.1因经验积累而进步的发展模式

9.2.2通过证伪而增长的发展模式

9.2.3范式嬗替的科学革命模式

9.2.4基于研究纲领进化的发展模式

9.3人工智能的科学之美

9.3.1人工智能发展的美

9.3.2人工智能给人们生活带来的美

参考文献

第1章人工智能概述随着科学技术的发展和人类社会的进步，人工智能已经逐渐渗透到当今社会生活的各个领域，人工智能在自身不断发展进步的同时，也使人类的工作、学习、生活发生巨大的变化。人工智能应用的领域十分广泛，涉及大数据、云计算、机器视觉、指纹识别、人脸识别、步态识别、语音识别等多个方面。在这些方面，人工智能展现出不可替代的作用，体现了人工智能与科学之美。本章主要介绍人工智能及人工智能与人类智能的关系、人工智能的诞生与发展、人工智能对人类社会的影响、人工智能的三大学派、图灵测试等。1.1什么是人工智能使用一种人造的机器来模仿人类甚至超越人类不仅仅是现代人类的想法，早在2000多年前，《列子·汤问》中就记载了一段人们对智能机器人的幻想（见图1-1）。

思想家列子，在书中描述了西周时期的能工巧匠制造了一种会跳舞的机器人，这个跳舞的机器人不仅会在人的指挥下跳舞，还具有人类的感知和情感特征，“跳舞机器人”居然对楚王美丽的妃子“一见钟情”，差点给制造机器的主人带来杀身之祸。原文中有一段是这样描述机器人的外貌特征的：“王谛料之，内则肝胆、心肺、脾肾、肠胃，外则筋骨、支节、皮毛、齿发，皆假物也，而无不毕具者。”意思就是楚王仔细观察机器人，只见它里面有五脏六腑、外部则是筋骨毛发等，虽然都是假的，但没有一样不具备。如果细读原文还可以发现文中将机器人的五脏六腑与感官功能相结合，在一定程度上体现了中国传统中医的理论。1.1.1 人工智能的概念在当代的科幻小说和影视作品中，对人工智能和机器人的想象更是丰富多彩，人们对智能机器人的最初印象也大多来自这些小说和影视作品。2013年的电影《她》[见图1-2(a)]是一部很不寻常的爱情片，影片中男主爱上了女主萨曼莎，但她只是一个“智能语音”操作系统，神奇的是他们之间的爱却显得那么自然。在电影中“她”被描述得善解人意、知性、温柔、幽默，魅力十足，“她”不仅能帮助男主处理日常的琐事，还可以关注男主的心理状态，在大数据库中寻找最适合作为男主“安慰剂”的方法。如果你闭上眼睛甚至都不能发现“她”的声音仅仅只是计算机发出来的，“她”的种种行为只是程序的“反应”罢了。在电影的世界里，在人工智能的世界里，不仅仅只有如此充满魅力的智能语音。另外，电影《超能陆战队》中的大白[见图1-2（b）]作为一个医疗机器人，是那么可爱、那么智能。仅仅以其“白胖”的体型，就已然吸引了无数眼球，其智能性更是为他圈粉无数。“大白”能在男主受伤时自动检测男主伤势的严重程度，并进行相应的治疗，更为重要的是他能像人类一样关心男主的心理状态，给予他心灵上的安慰，对于不能解决的问题，也能通过学习来寻找最佳的解决方案。他不仅仅是男主的机器人，更是其最好的朋友。