作者 | 周熠
上海脑科学与类脑研究中心
张江实验室脑与智能科技研究院
仁者见之谓之仁，智者见之谓之智。
——《周易·系辞上》
名不正，则言不顺；言不顺，则事不成。
——《论语·子路》
人工智能是一门研究如何使用机器复现智能的学科。
虽然只有短短60多年的历史，但人工智能已然历经数次大起大落。对整个人工智能领域来说，自其诞生起，大致可以认为经历了三次波峰（1956—1974、1980—1987、2011至今），两次波谷（1974—1980、1987—1993）以及一次相对平稳期（1993—2011）。
谈起人工智能，第一个不可避免的问题是：“到底什么是人工智能？”。这就涉及人工智能的定义和范畴。人们普遍不喜欢谈定义，而喜欢听故事。但是，没有定义的故事，就像没有根基的空中楼阁，也许很美，但并不牢靠。
细究起来，这个问题又分成两种殊途同归的问法，即“人工智能是什么？”和“什么算人工智能？”。前者为定义，也称内涵，由大及小，从人工智能这个词开始，抽丝剥茧，逐层解释其蕴含。后者为范畴，也称外延，由小及大，针对某个具体的事物（如洗衣机、计算器、IBM深蓝、AlphaGo、人脸识别机、IBM Watson、高考机器人等等），探讨它们是否属于人工智能研究的范畴。例如“水果”，在百度百科中，其定义为“多汁且主要味觉为甜味和酸味，可食用的植物果实”，此为内涵定义。而对于其外延，我们通常认为苹果、橙子、香蕉、葡萄等是水果，而白菜、金鱼不是。又例如“物理学”，百度百科的内涵定义为“研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科”。而对于其外延，人们可以回答，电磁学、量子力学算物理而元素周期表不算。
水果外延：苹果、橙、葡萄、桃……
水果内涵：多汁且主要味觉为甜味和酸味，可食用的植物果实
有意思的是，对于定义，大众往往认为其很简单，科学家们却感到很棘手，因为他们往往希望做到尽可能严谨，最好是天衣无缝。一旦把某个抽象的概念具体化，就很容易损失一些内容，并引起争议。还是以“水果”和“物理学”为例，苹果、橙子当然是水果，既多汁，又是甜味和酸味的，也是可实用的植物果实。那西红柿和黄瓜算水果么？还是它们应该算蔬菜？这也许并不只是一个脑筋急转弯问题，在1893年，美国就因为争论西红柿是水果还是蔬菜，打了6年的官司，因为当时的进口商品只要是蔬菜就要征收关税，而水果是不需要的。最后，法院认为虽然在植物学上西红柿属于水果，但根据日常生活中对“水果”和“蔬菜”的定义，西红柿是蔬菜，所以是需要交税的。同样，对于物理学，以上百度百科的定义也值得推敲。经典力学研究质点运动，其属于物理很容易理解。但是“磁”呢？这应当算是物理学研究的范畴吧。可是乍看上去，它既不属于“物质运动最一般的规律”，也不属于“物质基本结构”，而更像是一种“物理现象”。反过来，假设我们把“物理现象”也加到对物理学的定义上去，这个定义就会显得很臃肿，因为有可能很多其他的内容也需要添加近来。
出于税收原因，在美国西红柿被法定为蔬菜 （图来自LSNED.com）
对于新生儿“人工智能”来说，更是如此。在学术界，对人工智能的定义，有相当多种答案。例如，维基百科将其定义为“机器展现出的智能”；百度百科将其定义为“研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学”；明斯基（Marvin Minsky）认为：“人工智能是一门科学，是使机器做那些人需要通过智能来做的事情。”尼尔逊（Nils Nilsson）认为“人工智能是关于知识的科学”。而在经典的人工智能教材《人工智能——一种现代化方法》中，将其定义为“让智能体做正确的事情”，又进一步分为四类：即“像人一样思考的系统”、“像人一样行动的系统”、“理性思考的系统”和“理性行动的系统”；我国2018年出版的《人工智能标准化白皮书》将其定义为“利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统”。
为了试图统一这些定义，我们提出两个观点。
首先，定义是分层的，从首层开始可以不断地细化。“人工智能”这几个字，本身就是一个第零层次的定义。而上一段对其的诸多定义大部分位于第一层，用来解释第零层的概念。这些第一层的定义又可以进一步细化成第二层和更高层的解释。
其次，概念，特别是其外延，并不是绝对确定的，有广义和狭义的区分，其理解也因人而异。更加数学一点，一个概念就是一个集合，其中可能包含多个元素。但某个概念（即集合）具体包含哪些元素，可能也允许存在不同的看法。有的看法里面该集合包含的元素多一点，这就是相对广义的；有的少一点，这就是相对狭义的。当然，话说回来，这些不同的理解大致上应该相似。
我们运用上述两个观点来回答“人工智能是什么？”这个问题。如上所述，“人工智能”本身就是一个首层的定义。从这几个字，我们可以得出它一定和“人工”与“智能”相关。“人工”就意味着这是“人”利用某种“工”具进行的制造、创造行为，例如，构建出来的一个系统。更进一步，“某种工具”指的就是包括电子计算机在内的机器。而“人工”和“智能”两者需要联系起来。也就是说，这种人用机器造出来的系统需要展现出一定的智能。综上所述，我们就可以得到一个关于人工智能的第一层定义：
人工智能是一门研究如何使用机器复现智能的学科。
其中,“机器”、“复现”、“智能”这三个词最为关键，同时它们的含义也最模糊。因此，我们采用之前提到的定义分层观点，在下面的章节中对它们进一步细化。
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