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周昌乐教授教学课件 dozero@ 智能科学技术导论 第13讲 展望 主讲:周昌乐教授 福建省仿脑智能系统重点实验室 厦门大学智能科学与技术系 导 语 面对智能科学技术众多成就和美好的前景 ，或者读者会提出一个尖锐的问题，那就是机 器的心智水平能不能达到、甚至超过人类的水 平呢？换句话讲，我们能不能完全仿造人脑呢 ？课程在最后这一讲展望之中就是首先来讨论 这一基本问题的，然后在此基础上来憧憬智能 科学技术未来的发展趋势。为此让我们首先给 出有关逻辑计算局限性的一些经典理论，以便 我们的讨论有一个基点。 福建省仿脑智能系统重点实验室 2 第13.1节 机器困境 公元一九三一年是一个具有划时代意义的年份，正 是在这一年，伟大的奥地利逻辑学家库尔特·哥德尔发表 了题为《ＰＭ及有关系统中的形式不可判定命题》的论 文。在这篇论文中，哥德尔用严密的数学论证方法，指 出了任意足够强大的一致性逻辑系统（强大到足以描述 初等数论中的全部命题），一定是不完备的，即起码有 一个命题在该逻辑系统中既不为真又不为假（存在着不 能证明的命题）；反之，如果一个逻辑统要避免这样的 不完备的结局，那么其又肯定是描述能力有限的或不一 致的（即这一逻辑系统能够导致自相矛盾）。更有甚 者，一个逻辑系统是不是一致的、是不是完备的这一问 题本身，对于这一逻辑系统而言也是不能证明的。 福建省仿脑智能系统重点实验室 3 第13.1节 机器困境 这意味着什么？这意味着，根据哥德尔定 理，逻辑系统不再是无所不能了，其存在着致命 的局限性，除非你放弃是非分别，否则靠逻辑的 手段是无法企及完美至善的事物。于是哥德尔定 理彻底动摇了作为理想和权威的逻辑思维的基 础，其结果是震撼人心的。因为正是哥德尔定 理，抽掉了一切理性思维活动完备性的支点，逻 辑思维的局限性亦暴露无遗。 福建省仿脑智能系统重点实验室 4 第13.1节 机器困境 是的，由于直接受到哥德尔定理的影响， 1936年，英国年轻的数学家阿兰·图灵提出了一 种被人们称为图灵机的理论计算机模型，就是为 了寻找计算机器的极限能力的。 福建省仿脑智能系统重点实验室 5 第13.1节 机器困境 如图所示，图灵机由控制器、存储带和读写头组成。 控制器代表图灵机所处的状态，图灵机在不同的状态下采 取不同的操作，用来驱动存储带左右移动和控制读写头的 操作。存储带则是一条可向两端无限延伸的带子，带上分 成一个个方格，每一方格可以存储规定字符表中的一个字 符，也可保持空白。读写头主要对存储带进行扫描，每次 读出或写入一个字符。读写头正描准的格子中字符，称为 当前字符。当前字符与当前状态一起决定着图灵机的一步 计算，使得图灵机进入一个新状态，相应地带子或不动或 左移一格或右移一格，以及当前字符或不变或改写为新字 符或清空都也发生变化。 福建省仿脑智能系统重点实验室 6 第13.1节 机器困境 如果把一开始带上的字符串看作为输入数据，那么经 过一系列的计算步操作后，当图灵机处于终止状态时带上 的字符串就是输出结果。于是，对于给定的图灵机（规定 了初始状态和终止状态在内的所有状态及其变换和操作规 则）就对应地规定了该图灵机的计算功能。因此我们也称 图灵机定义了一种计算函数，不同的