人工智能与人工生命

人 工 智 能 的 这 些 不 足 之 处 的 原 因 ，除 目 前 计 算 机 性 能 对 人 工 智 能 研 究 的 支 持 还 不 够 外 ，更 主 要 的 是 作 为 基 石 的 人 工 智 能 理论研究对计算机的能力与特点考虑不够，过分追求高级智 能 ，企 图 一 步 实 现 人 的 中 枢 神 经 以 至 人 脑 的 功 能 ，事 实 证 明 这 条 路 难 以 行 通 。 另 一 个 主 要 原 因 是 ，目 前 的 专 家 系 统 等 都 设 计 成 基 于 特 定 的 知 识 表 示 结 构（基 于 规 则 、基 于 框 架 、基 于 对 象 ）， 所以解决问题的能力在很大程度上受限于所选择的知识表示 技术，而某些领域的知识是不能用以上的知识表示结构表示 的 。同 时 ，专 家 系 统 完 成 符 号 级 推 理 ，但 是 ，在 许 多 应 用 领 域 ，知 识 不 仅 存 在 于 概 念 推 理 中 ，而 且 存 在 于 把 输 入 信 息 表 示 成 符 号 形 式 的 过 程 中 。但 计 算 机 的 智 能 化 仍 然 是 未 来 计 算 机 设 计 所 追 求 的 目 标 。 从 而 迫 使 人 们 从 更 广 泛 、更 基 础 的 角 度 探 索 计 算 机 科学的发展。
联结主义（Connectionism）着重于结构模拟 ，即 模 拟 人 的 生 理 神 经 网 络 结 构 ，并 认 为 功 能 、结 构 和 智 能 行 为 是 密 切 相 关 的 。 原 理 主 要 为 神 经 网 络 及 神 经 网 络 间 的 连 接 机 制 与 学 习 算 法 。其 主 要 代 表 有 生 物 学 家 McCuIIoch 和 数 理 逻 辑 学 家 Pitts 创 立 的 脑模型和 RumeIhart 提出的多层网络中的反向传播（BP）算法。
计算机工程与应用 2002.15 1
机 研 究 与 发 展 的 一 些 新 思 维 、新 方 法 。人 工 智 能 在 知 识 获 取 、知 识 表 达 、推 理 方 面 取 得 了 卓 越 成 就 ，专 家 系 统 在 许 多 领 域 得 到 应 用 。然 而 ，多 年 的 人 工 智 能 的 研 究 ，其 成 果 所 达 到 的 智 能 却 不 尽 人 意 。 虽 然 目 前 人 的 智 能 行 为 的 机 器 再 现 ，在 一 些 具 体 的 专 家 系 统 中 获 得 了 成 功 。 但 在 视 觉 等 感 知 能 力 、形 象 思 维 以 及 联 想 记 忆 等 方 面 ，传 统 的 人 工 智 能 遇 到 了 不 可 克 服 的 困 难 。 由 基 于 知 识 的 人 工 智 能 建 立 起 来 的 知 识 结 构 送 入 计 算 机 后 ，在 当 时 的环境下表现出来的智能却没有自学习、自组织和自适应能 力 。在 稍 微 复 杂 一 点 的 环 境 系 统 中 ，对 人 类 的 一 些 常 识 性 问 题 ， 人工智能却无能为力。
（2 Key Laboratory of Education Ministry for Image Processing and InteIIigent ControI， Huazhong University of Science and TechnoIogy，Wuhan 430074）
Abstract： ArtificiaI Life is a new subject that deveIoped very guiclIy in the Iast ten years.The combination of ArtificiaI InteIIigence and ArtificiaI Life is the new way of the research of AI.The concept and research method of ArtificiaI Life are reviewed，the shortages of AI and the connection of AL and AI are anaIyzed，and the exampIes of connection are given. Keywords：ArtificiaI Life，ArtificiaI InteIIigence，InteIIigent evoIution，Cognitive ModeI
可 以 认 为 ：“人 工 生 命 是 自 然 生 命 的 模 拟 、延 伸 与 扩 展 ”。 人工生命是正在迅速发展、面向 21 世纪的新兴学科，从它 一 诞 生 ，立 刻 引 起 了 信 息 科 学 、生 命 科 学 、系 统 科 学 、哲 学 、经 济 学的研究者们广泛的兴趣。 人 工 生 命 是 一 门 新 兴 的 学 科 ，是 由 生 物 学 与 人 工 科 学 相 结 合 的 科 学 ，包 括 ：物 种 进 化 、遗 传 算 法 、自 组 织 、自 适 应 、智 能 体 、 生 命 现 象 模 拟 、生 物 与 社 会 、基 因 工 程 、人 工 化 学 、生 命 动 力 学 、 人 工 生 命 哲 学 、人 工 生 命 方 法 论 、算 法 、人 工 智 能 等 有 关 研 究 课 题 。 它 抽 象 地 提 取 控 制 生 物 现 象 的 基 本 动 态 原 理 ，并 且 通 过 物 理 媒 介（如 计 算 机 ）来 模 拟 生 命 系 统 动 态 发 展 过 程 的 研 究 工 作 。 其 科 学 意 义 、原 理 及 技 术 将 对 人 类 的 未 来 产 生 深 远 的 影 响 。
作 者 简 介 ：班 晓 娟 ，讲 师 ，博 士 研 究 生 ，主 要 研 究 方 向 ：人 工 智 能 ，人 工 生 命 。王 昭 顺 ，副 教 授 ，博 士 研 究 生 ，主 要 研 究 方 向 ：人 工 智 能 ，体 系 结 构 。刘 宏 伟 ， 副 教 授 ，博 士 ，主 要 研 究 方 向 ：人 工 智 能 ，体 系 结 构 。 涂 序 彦 ，教 授 ，博 导 ，主 要 研 究 方 向 ：人 工 智 能 ，大 系 统 控 制 ，智 能 管 理 。
3 人工生命 3.1 人工生命概述
人工生命（ArtificiaI Life）是八十年代后期国外开始兴起的 新 学 科 领 域 ，也 是 计 算 机 科 学 继 人 工 智 能 之 后 发 展 起 来 的 新 的 研 究 方 向 之 一 。 作 为 新 的 计 算 模 型 和 智 能 模 型 ，人 工 生 命 的 研 究 在 美 国 、西 欧 及 日 本 已 受 到 高 度 重 视 。 我 国 对 人 工 生 命 的 研 究 起 步 较 晚 ，但 现 在 也 逐 步 受 到 国 家 的 重 视 与 支 持 。
人 工 生 命 就 是 指 人 造 的 生 命 ，而 非 由 碳 水 化 合 物 有 机 形 成 的 自 然 生 命 。但 是 ，象 许 多 新 兴 学 科 一 样 ，人 工 生 命 尚 无 统 一 的 定 义 ，不 同 的 学 科 、不 同 的 学 者 ，可 能 会 有 不 同 的 看 法 。
人工生命概念的提出者 ngton 教授认为：“人工生命 是 具 有 自 然 生 命 现 象 的 人 造 系 统（Langton，1989）”。
Artificial Intelligence and Artificial Life
Ban Xiaojuan1，2 Wang Zhaoshun1 Liu Hongwei1 Tu Xuyan1 （1 Department of Computer Science，Beijing University of Science and TechnoIogy，Beijing 100083）
2 人工智能 2.1 人工智能的主要学派
人工智能是 20 世纪 50 年代发展起来的 新 兴 学 科 。50 年 来 ，人 工 智 能 获 得 很 大 发 展 ，引 起 众 多 学 科 的 日 益 重 视 ，成 为 一 门 广 泛 的 交 叉 和 前 沿 科 学 。 像 许 多 新 兴 学 科 一 样 ，人 工 智 能 至 今 尚 无 统 一 定 义 ，不 同 学 科 或 学 科 背 景 的 学 者 对 人 工 智 能 有 不 同 的 理 解 ，提 出 了 不 同 的 观 点 。
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人工智能与人工生命
班晓娟 1，2 王昭顺 1 刘宏伟 1 涂序彦 1 （1 北京科技大学计算机系，北京 100083） （2 华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室，武汉 430074）
E-maiI：b_xj@
摘 要 人工生命（ArtificiaI Life）是一门正在迅速发展的新兴学科。将人工智能（ArtificiaI InteIIigence）方法与人工生命 方 法 相 结 合 ，是 目 前 人 工 智 能 研 究 的 新 方 向 。 该 文 介 绍 了 人 工 智 能 目 前 的 困 难 以 及 人 工 生 命 与 人 工 智 能 的 区 别 与 联 系 ，并 介 绍 了 几 种 二 者 结 合 的 实 例 。 关键词 人工生命 人工智能 智能进化 认知模型 文章编号 1002-8331-（2002）15-0001-03 文献标识码 A 中图分类号 TP18
人 工 智 能（ArtificiaI InteIIigence）的 研 究 目 标 之 一 是 模 拟 学 习 和 记 忆 等 复 杂 的 生 物 过 程 。将 人 工 智 能 方 法 与 人 工 生 命 方 法 相 结 合 ，是 目 前 人 工 智 能 研 究 的 新 方 向 。 该 文 介 绍 了 人 工 生 命 的 概 念 和 研 究 方 法 ，分 析 了 人 工 智 能 目 前 的 困 难 以 及 人 工 生 命 与 人 工 智 能 的 区 别 与 联 系 ，并 介 绍 了 几 种 二 者 结 合 的 实 例 。
符 号 主 义（SymboIicism）着 重 于 功 能 模 拟 ，通 过 分 析 人 类 认 知 系 统 所 具 备 的 功 能 和 机 能 ，并 用 计 算 机 模 拟 ，实 现 人 工 智 能 。 原 理 主 要 为 物 理 符 号 系 统 假 设 和 有 限 合 理 性 原 理 。符 号 主 义 认 为 人 工 智 能 源 于 数 学 逻 辑 ，发 展 了 启 发 式 算 法 ! 专 家 系 统 ! 知 识 工 程 理 论 与 技 术 ，至 今 仍 是 人 工 智 能 的 主 流 派 。