北京邮电大学 人工智能范式革命的产物机制主义人工智能理论

人工智能范式革命的产物机制主义通用人工智能理论内容、方法与意义

钟义信北京邮电大学zyx@基础概念智能、智慧与智力智力：与体力、体质相对应的概念。即人类为了实现更好生存

与与发展的目的而不断利用知识去探索未来发现问题、

进而解决问题优化现实的能力。智慧：就是为了更好生存与发展而探索未来发现问题的能力。智能：则是针对给定问题与目标而解决问题优化现实的能力。只有生命体才有目的，才具有智慧。人类具有最高级的智慧。机器没有生命，没有目的，因此没有智慧，也无法模拟智慧。但可模拟人的智能：由给定的问题、目标与知识去解决问题。高级阶段人工智能：是信息学科的全局代表初级阶段

单一功能

相互独立的传感、通信、计算、控制：

发展阶段

阶段特征

学科成员

中级阶段

复合功能

互联网：通信＋计算机

物联网：传感＋互联网＋控制

初级人工智能:物联网＋决策

高级阶段

全部功能

高等人工智能：初级人工智能+

感知＋认知＋谋行＋执行一范式革命：理论AI：概览

AI的历史：

近代系统科学观：结构

功能

行为，于是有如是历史：

最先（1943）产生结构主义AI–人工神经网络

然后（1956）产生功能主义AI–物理符号系统

更后（1990）产生行为主义AI–感知动作系统

问题、根源、阶段：

无法形成统一的理论，因为分而治之方法论阉割了整体。

智能水平低下，因为单纯形式化方法论阉割了价值与内容。

没有统一理论，智能水平低下，是初等阶段的基本标志。

研究方法的局限性：

算法、算力、数据都是中低层因素，无法改变高层的方法

论，更无法改变最高层的科学观，故走不出初级阶段。

定义：学科的范式即学科的科学观及其方法论，是指导学科

研究的最高引领和规范力量。学科不同范式也不同。

性质：学科研究属于社会存在；学科范式属于社会意识；

意识滞后于存在。学科范式滞后于学科研究活动。

问题：信息学科范式尚未形成，就沿用了物质学科范式，使

信息学科受限于物质学科所允许的“没有统一理论”

（受限于分而治之的方法论）和“智能水平低下”

（受限于单纯形式化的方法论）的初级阶段。范式革命：

卸下借用的范式，归还给物质学科，走出初级阶段

确立自己的范式，落实在信息学科，迈向高级阶段学科的“范式”初等信息学科范式张冠李戴的历史逻辑物质学科范式信息科学研究

2，20世纪中叶开始，信息学科研究活动崛起（事实）

3，信息学科范式至今未确立（法则：意识滞后于存在）

1，物质学科研究及其范式，业已存在数百年（事实）

4，信息学科沿用物质学科范式（法则：思想指导行动）5，AI的范式革命无可避免！（法则：范式引领研究）物质学科研究信息科学范式

事项

范式要素之一：科学观

范式要素之二：方法论初等人工智能范式张冠李戴：实证传统物质学科现行人工智能现代信息学科对象：确定性演化的物质客体

分而治之的全局处置目的：关注物质的结构与功能

单纯形式化的描述、判断

机械唯物的物质观

机械还原的方法论

准物质观

真还原论

对象：物质客体，有不确定性

分而治之的全局处置

目的：关注物质的结构与功能

形式化的描述、分析、判断整体观：对立统一的信息观

辨证论：信息生态的方法论

对象：主客互动的信息过程

生态演化的全局处置目的：关注主客合作双赢

整体化的描述、演绎、判断

两个学科的范式，天差地别。所以，张冠李戴必然大有问题。二

范式变革：方法（高级阶段AI的理研究）范式革命的实施进程：学科生长建构的普遍规律！

要素解释

学科是什么？

学科的全局蓝图

学科的研究策略

学科的基本概念

概念的相互关联

学科怎么做？

生长进程学科交叉结构的规格学科数理基础的规格

进程名称

范式（定义）

框架（定位）

规格（定格）

理论（定论）

进程要素科

学

观方

法

论全局模型研究路径学术结构数理基础基本概念基本原理自下而上的摸索阶段

摸索（试错）局部试探总结提炼多头探索，盲人摸象总结成败，提炼范式自上而下的建构阶段客体信息智能行为客体（问题）／环境人工智能（主体代理）

主体（问题、目的、知识）科学观：学科本质-主客互动复杂信息过程模型

而不是“客观的、孤立的、中性的、统计的脑模型”！方法论：研究路径-主客互动的信息生态演化机制

人工智能（主体给定的问题、目标、知识）

客体（问题）／外部世界

客体信息智能行为机制

客体

信息语义信息知识智能策略智能行为感知认知谋行执行目标

知行原理

=信息转换与智能创生定律=普适智能生成机制！目标误差反馈、误差分析、学习新知、优化策略、改善效果信息学科范式揭示了普适性智能生成机制奠定了通用人工智能的理论基础

信息学科范式的科学观开创了全新的人工智能全局模型：

主客交互的信息转换过程。

信息学科范式的方法论开创了全新的人工智能研究途径：

以信息转换与智能创生为核心的普适性的智能生成机制。

全新研究模型

＋

全新研究途径

通用的AI理论:

以不变的“机制”成功应对千变万化的“场景”普适性智能生成机制的第一环节：感知原理

客体信息

感知信息（语义信息／全信息）理解型记忆库:{X,Z};G

客体信息S语法信息

X语用信息

Z语义信息YX:SXZ~Cor{X,G}Y←(X,Z)Z←Xand{X,Z}

传感

映射／命名

检索+计算G普适性智能生成机制的第二环节：认知原理灌输—统计－理解

语义

信息知识由“感知信息／语义信息”提炼“知识”的主要途径是灌输、统计、理解。

通过样本统计实现的认知，是中级认知方法，保真度取决于样本遍历度。预处理后处理

记忆库：目的，知识感知信息

知识

通过权威灌输实现的认知，是初级认知方法，受制于权威的局限性。

通过自主理解实现的认知，是高级认知方法，可确信可解释的认知质量。普适性智能生成机制的第三环节：理解型记忆库

每个记忆节点都是可理解的“全知识”形态特征（1）

形态特征（2）

形态特征（n）

功能特征（1）

功能特征（2）

功能特征（n）

基础概念1基础概念2基础概念n共性形式特征集共性功能特征集上层概念基于“理解型知识图谱”的全知识的推理形式Vopt=Max{Vn,n=1,…n,…N}知识0（形态0，价值0）知识1（形态1，价值1）知识n0（形态n0，价值n0）知识N（形态N，价值N）普适性智能生成机制的第四环节：谋行原理语义信息

智能策略语义信息R1:基础意识策略目的K1:本能知识，常识知识演绎推理K2:本能知识，常识知识，经验知识R2:情感策略K3:本能知识，常识知识，经验知识，规范知识R3:理智策略策略：根据语义信息的效用信息，对形态刺激所产生的反应基于普适性智能生成机制的通用智能理论系统模型基础意识理智生成情感生成综合决策智能策略感知－注意执行客体信息智能行为

认知理解型记忆：G,I,K,S

检验

问题／环境K3,GK4,G

K1,G

知识

感知信息／

语义信息

K2,G研究层次

现行人工智能理论

科

学

观

机械唯物的物质观

方

法

论

机械还原的方法论工作模型

孤立客观的脑模型

研究路径

结构／功能／行为

基本概念

数据、知识、智能

基本原理

未总结

基本结果

三个局部理论

通用人工智能理论

对立统一的信息观

信息生态的方法论

主客互动的信息过程模型

机制主义（智能的生成机制）

信息转换与智能创生定律

通用人工智能理论范式变革：跃迁式变革，划代性创新交叉结构数理基础计算机科学的分支

原型、核心、基础、技术等的交叉传统数学

因素空间理论，泛逻辑理论

全信息，全知识，全智能两个科学时代人工智能理论分水岭比较事项

现行人工智能理论

研究模型

孤立的脑模型

研究路径

三条路径分道扬镳决策方式

基于形式匹配

通用能力

差可解释性

差

小样本性

差

总体水平

差

通用人工智能理论

主客相互作用的信息模型

统一的智能生成机制路径

基于内容理解

好

好

好智能水平

差理解能力

差

好

好

好

两个科学时代人工智能理论分水岭范式变革：全面消除现行人工理论的弊病三范式革命：意义科技意义：通用智能生成机制与科学时代的转变

通用的智能生成机制就是“信息转换与智能创生定律”：

客体信息

语义信息

知识

策略

行为

优化

信息转换与智能创生定律，能量转换与能量守恒定律，

质量转换与物质不灭定律

－

形成了“物质、能量、信息”

三大学科领域完备的科学定律体系。

信息学科范式实现了信息学科（含人工智能）由初级阶段

向高级阶段转变，进而推动物质学科主导的科学时代向信息学

科主导的科学新时代的时代转变。文化意义：中华文明的伟大复兴事项

科学观

方法论传统物质学科现代信息学科

确定性演化的唔知客体

分而治之的处置

关注客体的结构与功能

形式演绎；形式判断

机械唯物的物质观

机械还原的方法论

整体观：对立统一的信息观

辨证论：信息生态方法论

不确定性演化的主客互动信息过程

整体而治的处置

关注“主客合作双赢”的目标

生态演化；理解判断

整体观

辩证论中华文明思想

天人感应，天人合一，神形兼备

阴阳和合而生万物

以人为本，道法自然

望文生义，触景生情

注：整体观不同于系统观