北京大学兼职教授
工业和信息化部原副部长    杨学山  
 

　　北京大学兼职教授、工业和信息化部原副部长杨学山在活动上发表了题为《智能原理》的主题演讲，以下为演讲实录：

 

　　十分高兴参加我们CIO班12周年的年会，12周年了，CIO班的同学在这样一个如此大的历史变革过程中没有掉队，继续往前。

 

 

 

　　我不是赶时髦的人，写《智能原理》这本书已经准备了33年。分4个阶段，1984年到1991年，不经意走进这个领域。在1984年，我的毕业论文是记忆科学文献自动标移，本质上是专家系统，科技部给了资助完成。尽管我在学校没有一天博士经历，但我参加了教育部的博士资助项目。后来我关注这些问题，在1990年，我写了专家系统及其在管理界的应用，在清华大学出版。这是第一个8年。后来的18年，是我十分困惑的18年，如何理解智能？智能逻辑工具在1999年的应用是什么样的？确实十分遗憾没有找到。北大的数学是分三类，工科、理科和数学系，我大概是有理科数学的底子，确实还可以，所有相关的书都找了就是没有。

 

　　然后到了轮廓初步形成的阶段，2009年5月9日，我在广州中山大学做报告，题目是：信息的智能和人类文明的进步，在这里，已经把大的轮廓表述了出来。2010年写了一个手稿，结果我前一阵翻出来一看，这个手稿还是没有完成，尽管已经有了A4纸的60多页，是讲1750年到2150年人类文明进步的脚步。在这里，我明确一个结论，到2150年人类工作的90%将有非生物智能体来完成，这是在2010年的时候。在2011年，我在百度有一个报告，信息能力三步曲，讲的是：信息能力延长人的脑力、替代人的智力、超越人的智能，这是2011年的时候。在2015年，我在工信部的信通院做了一次报告，专门讲为什么人类社会走向智能时代。

 

　　最后，2016年到2017年书就写出来了。不是我看见今天怎么智能那么热才写，经过33年了，到看见书的时候就34年了。

 

 

　　《智能原理》这本书的目的就是智能是什么？智能是怎么发生发展的？智能起点在哪里？目的又在哪里？走向目的地怎么走？当然合起来就是建立一个能解释所有智能行为的统一的智能理论。

 

 

　　分析逻辑大体上是这样一个逻辑：首先是把人类社会几千年来跟智能相关的研究成果归纳一下，找出这些成果对建立统一的智能理论有什么贡献。在这个基础上提出定义外延和组成要素以及分析的框架，有了这个框架之后，来解释几十亿年以来智能的进化、发展和使用，把有规律性的结论梳理出来。然后把这些东西汇总出来，归总智能十个最基本的逻辑，有了这十个逻辑就有了智能的计算架构，最后是讲智能进化如何走向最后一个阶段。

 

 

　　从四个角度梳理了以往研究的主要贡献：一是数千年类人类文明的先驱者对精神、灵魂、智慧的理解带给我们的启迪；二是从生物智能进化和发展的角度，分别介绍了进化生物学、基础生命科学、分子生物学、生物化学、植物生理学、动物行为学、认知神经科学、神经心理学、认知心理学、发展心理学等学科对生物智能相关的研究成果；三是从非生物智能的角度，分别介绍了简单工具、非数字机械、计算工具、数字设备、自动化系统、人工智能、逻辑和计算等领域对智能研究的贡献；四是从生物智能与非生物智能交叉研究的角度，分析了以心智研究为代表的研究成果。

 

 

 

　　智能是什么？到今天为止智能是什么没有共识，而且这个争论依然十分激烈，观点也不相同。我在这用的是麻省理工学院《认知百科全书》里关于智能的定义，只是做了极少的改变，把这个主体和行为加到这个里边去把它解释也是可以的，但是我还是加了一下。我的定义是：智能是主体适应、改变、选择环境的各种行为能力。因为主要是考虑：智能一定是主体，没有非主体的的智能。尽管麻省理工学院定义隐含了这一点，从隐含到确定，我把它显性化，这是定义。

 

 

　　这样的定义之下智能由什么东西构成，智能由3+1构成，主体、功能、信息+环境。当然对智能本身来说，环境是外部因素或者说用经济学的角度叫外生变量。但这个外生变量十分重要，因为在一定的条件下，不管是生物体还是非生物体，都可以决定它能不能承载和发展下去，所以环境是十分重要的一个要素。

 

 

　　我们在书里给出三类主体，一类是生物体、一类是非生物体、一类是组合起来。这张图基本上把生物的主体和非生物的主体和组合主体都表达了出来。主体性有三个核心的要素：意识、资源、控制。意识最核心的是要自我生成、自我发展，自我是意识最核心的部分，所有的智能体必须要有自我，如果它不能生存的话，这个智能体就没有。生存是第一位的，自我中间最重要的东西是生存，当然生存要有资源，没有资源无法生存。但是前边两个没有目的性，目的性通过控制来实现，所以主体性是通过这三个来反映的。

 

 

　　功能是智能要素里边最复杂的部分，它主要有三大类的功能：体现主体意志的决策和控制、所有行为功能、所有信息处理功能。

 

 

　　信息是智能发展的材料，没有信息就没有智能。我在上一本《论信息》里说了没有信息就没有智能。作为智能发展的材料，信息的形态迥异、数量无限、处理需求各具特征、与使用的连接林林总总。所有这些表象背后，决定信息在智能中的作用的是3个要素：完备性、结构性、可用性。

 

 

　　智能的外延是所有主体的所有行为，人的七情六欲、吃喝拉撒、嘻笑怒骂都是智能行为，不是你很聪明的才是智能，而所有这些行为都是智能行为，这是不可分割的。有的人想把它分割开，只是说我们的智能类型分类里边可以分割开，但它都是智能，因为它都用着同样的你的器官和大脑和神经系统，实现了同样的东西。在它的逻辑过程里边，你做数学题还是嘻笑怒骂，实际上是一样的东西。

 

　　行为包括具有物理运动的行为和不具备物理运动的行为。学习、思维、研究等心理或神经系统内的行为也包括在内，将生物体的精神和物理行为统一了起来、将非生物体智能系统的信息和物理统一了起来。对行为和能力没有做正确还是错误、水平高还是低、输还是赢、逻辑和算法的复杂性的界定。这就是说，无论对错，无论高低、无论输赢、无论是否采用逻辑推理或算法，主体的行为都属于智能范畴。包容了主体无目标的行为，但又把有目的的行为放在优先的位置。人工智能和机器人的发展，将使人拥有更多的余暇和所谓“无用阶级”的产生。不能因为目的不同，将相同的神经活动过程和运动控制过程判断为智能或非智能。

 

 

 

　　进化有6个阶段：单细胞生物、神经系统和脑、语言和文字、计算工具和数字设备、自动化和智能系统、非生物智能体，今天1到5阶段已经发生，第六阶段正在往前走但是一个也没有。

 

 

　　智能的起点是地球上第一个原始生命体，本质上第一个原始生命体还不是一个完整的细胞。因为大家知道我们今天41亿年，在加拿大发现的地球上最早的生命踪迹是41亿年前，大家要知道地球才46亿年前。地球上有生命是46亿年以后，在41亿年前更简单的生物今天考古还没有发现而已。

 

　　我的书里有一个附录，是关于生命起源的一种假设，但最后交稿时这部分没有附上，大概需要半年时间才能完成这个假设。这个假设不是如何解释地球上的15亿人，而是如何解释137亿年之后的关于最简单的生命形成。

 

 

　　在整个智能进化的过程中，有两个最关键的东西，第一个是单细胞生物的形成，第二个是语言和文字的产生。

 

　　一个单细胞基本上已经有了生命体里边代谢功能、行为功能、认知功能、遗传功能，四个功能在单细胞里边不管是衣藻还是草履虫都具备。只要这样的细胞存在，外部空间环境能适合它的，一定具有，不管是地球还是其它的星球，单细胞生物是及其关键的。

 

　　对智能进化来说，第二个关键是语言和文字的产生，这是极其重要的，使得我们能够从一个生物体的进化变成群体的共同进化，是我们在地球上、在人类社会中有了一个独立的课题，这个课题使得我们能够跨越时间和空间的约束，能够积累我们已经取得所有的智慧智能。当有了语言和文字之后，走向智能的第六个阶段是一点没有怀疑的，它一定会做到，除非人类灭绝了，人类灭绝了那就没办法，否则它一定会做到。

 

 

　　智能发展是指一个智能主体在其生命周期内影响智能变化的所有行为。从智能发展的目的看，也可以称之为智能主体解决问题的能力的提升。如此定义的智能发展有四层含义，一是其对象为一个主体，而不是指群体或社会；二是其时间范围为一个生命周期，这与一个主体的约定是一致的；三是所有能对智能产生变化的行为，变化既有增长，也有降低，发展包含了正反两个方向；四是发展的目的是为了提升解决问题的能力。研究智能发展的目的是为了能通过自身增长、创造并赋予增长等模式，提升主体智能，更好承担需要完成的智能任务。使对人的教育、培训和对非生物智能的赋予更有针对性、更加有效。智能的发展以主体为单位，不同的主体类型具有不同的发展特征。

 

 

　　智能的使用是指一个智能主体在其生命周期完成智能任务的行为。这个定义规定了三层含义：一是其讨论对象是一个主体，是该主体如何使用自身的智能；二是其时间范围为一个生命周期；三是针对所有智能任务。这个定义不包含社会为了得到更高的智能使用效果而采取的资源配置等调节手段。

 

 

　　智能的评价，我总结了6个角度来评价智能：复杂性、就绪度、成熟度、完备性、有效性、增长性。这样的评价是对一个智能主体的评价，是对不同智能行为或智能任务完成情况的评价。

 

 

　　进化是全局、主线。发展为了使用，评价围绕并服务使用，使用促进发展，在一定条件下，发展可与转化为进化。在人的主导下，人与非生物智能客体共同完成各类智能任务是当前的主要模式，而且这一模式还将持续下去。这是研究智能使用和发展的基本出发点，或者说是前提。从41亿年前假定，我相信一定是更往前，第一个原始生命体开始到今天，我们已经到了自动化系统和智能系统这个时候，也就是第五阶段，一直走到第六阶段的进化。

 

　　发展是为了使用，不管是生物体还是非生物体，它的发展是为了用。用是可以促进发展，因为在用的过程中智能发展，在一定的条件下发展，可以转化为进化。今天生物学的研究已经有很多的证明，长在岩石里边的白鼠比长在地里的白鼠神经元要多，使用和发展是可以反映在进化中的。

 

　　当前是人和非生物智能客体共同完成智能任务是主要模式，这个模式还将持续下去。我确实不想多讲，因为今天我们几乎大部分社会事物都是组合主体完成，尽管人类完成的已经很少了，你用的手机就是组合智能体就不是你自己，你用计算机就是组合智能体不是你自己，一定要知道人的计算能力极其糟糕，糟糕到你不能相信的程度。我问过一个问题：你为什么学小学算术的时候要用笔算？是因为大脑的计算能力太差，你用笔算就是你大脑的计算能力太差。基本上我们完成主要社会事物都是组合主体的完成。

 

 

　　智能它一定要有自己的逻辑，有自己的逻辑才能够构建它的计算的架构、才能走向最后一个阶段。非生物智能体是完全有主体性的非生物智能体。今天的人工智能系统没有主体性，没有一个人工智能系统是有主体性的，所以它依然是非生物智能客体，而不是非生物智能体，非生物智能体的差异是它一定要有主体性，有主体性的今天可以说存在一定主体性的东西是什么？是区块链，区块链是具有一定主体性的。为什么？人为它工作。它通过互联网资源占用不断增加，它是2400万个还是4000万个比特币一直占用资源为它服务。区块链是第一个，尽管它没有自我意识，但它为了生存可以占用资源这样一个非生物智能体。如果说我们在给它更加成熟一点的意识，我说很简单，比如说区块链，你给它一个功能，它能生儿子、生孙子，一年繁衍10万个出来，两年繁衍1亿个出来，世界将会怎样？大家认真地想一想，世界将会怎样？这是我们讲的非生物智能客体和非生物智能体最核心的一条逻辑。

 

　　语义性准则。它处理的信息一定是语义的不是符号的，它一定要把符号信息变成语义信息，才成为它工作的基础。所以今天我们讲了一堆所谓的算法，立即出来后，只是为了一件事情，为了让系统把处理的符号变成语义。

 

　　结构准则。智能都是主体，一个主体智能是由一个个具体的构件构成的，这样的构件可以超越个体的智能。语义和结构准则是决定智能处理和智能逻辑特征的基础，是所有其它准则的基础。

 

　　具体性和有限性准则。是结构准则的直接推论。智能是有限的，人工智能问题求解的时候，我们指的都是一个可穷极的有限空间，不管是解的空间还是什么空间都是可穷尽的有限空间。如果是无限的话，我们是不能做的，无限是数学家为解决特定的问题而倡导出来的一个东西，对于智能，无限不考虑，只考虑有限的。当然这个有限可以是很大的数，可以大到不可想象，但再大它也是有限。

 

　　连接准则。连接是智能逻辑里边最有特征的东西，而今天我们都在讲神经系统、讲神经网络，但从来没讲神经系统每一个神经元为什么要有1000个神经突触，它就是为了连接，而且这个连接完全是语义的不是符号的，因为人的大脑没有处理符号信息的能力。人的大脑压根没有能力处理不是语义的信息，它对不是语义的信息是视而不见、听而不闻，绝不不处理。

 

　　叠加、递减、融通三项准则。叠加、递减、融通三项这是语义操作主要的操作符，或者说主要的操作行为。但是叠加不是加，递减不是减，融通不是与。结合对它一点用处没有，所以数学上的公式一概无效。

 

　　容错和规范准则。容错是指只要不能千锤百炼，证明绝对无效的东西、无用的东西，在智能主体里面一定保留着，不能扔掉。基因组今天还只是破译了2%，98%没有破译。这些东西没有参与到具体生命过程，依然保留着98%。容错是至关重要的东西，不能确定绝对错之前所有东西都得保留下来。还是要选择按照一定的规范来做的事情，这样来保持行为的理性。

 

　　当然在这里边显然和智能逻辑和人工智能的模式几乎是完全不一样的，只有很少的共同点。

 

 

　　与基于符号处理的冯·诺依曼计算架构不同，智能计算的架构以语义为基础，以智能主体为中心。以感知或其它路径触发智能行为，经过策略确定、资源调用、任务执行、过程评价、成果学习、智能拓展的循环，形成以智能行为过程为基础的智能计算循环，以这个过程为基础，主体的智能逐步提升。智能计算架构不是支持计算，是支持智能形成和发展。

 

　　新的架构是什么？有三个部分，一部分是流程性的，从感知或者其它方式来出发，生成这个事件我如何应对、这个任务如何完成，要有策略生成性，策略生成后要有执行，执行以后要有评价，这是流程性的。内部是计算数拥有的资源，四类资源。虚线里面是智能主体，智能主体拥有这些东西，然后外部事件和外部资源，外部事件出发或者应对，外部资源利用或放掉，由这样的东西构成，和冯·诺依曼的计算架构没有任何不同了，刚才说的所有主体的所有行为都可以用这个架构来解释，而且这个架构是可以做出来的。

 

　　在这个架构中有三个东西是极其重要的。第一个是微功能单元、第二个是微处理器、第三个是内计算，这是三个极其重要的概念。在这个架构中最基础的东西是这个图上的东西，一个最小的单元，但是这个单元是既有处理能力，它不是一个静态的东西，它是一个动态的，不仅是一个被动的东西它还可以是主动的。

 

　　微处理器是执行着微功能单元中所有的功能都由它来做。微处理器是一个最小单元，所以它拥有并只拥有一项不可分割的处理功能，如果能分割就变成两个，再能分割再变成两个。比如说“1+1”，“1+1”在微处理器里有两种处理方式，一种方式只做“1+1”，跨另外一个。第二个是不处理，中间处理过程没有直接连到2，可以类推一下这就是我们的结构。当然我们重新解释一下它的主动性，从微处理器为中心一层一层叠加变成处理的主动性不是被动性，不要以为像人工智能一样我们交给它任务它去做，压根它是为了自己，而不断地完善和发展。微处理器在逐层叠加以后它变成一个系统。

 

　　内计算是指非生物智能体计算架构自身发起并实现的计算功能。其基础是微计算系统的主动功能。智能计算架构在该架构达到完善之前处于不停息的计算之中，通过计算走向成长。只有在所有内部路径遍历之后没有新的学习材料或没有来自外部的学习材料，内计算才会停止。

 

　　今天冯·诺依曼体系架构计算都是外部给它，内计算里边，如果按计算任务数量主要任务是内计算不是外部要给予的，它自己要计算，这是十分重要的。内计算有两个，一个成长性，一个维护性。所谓成长性是要成长，社会维护性要保持它能活下去。区块链是一样，区块链是唯一一个真正有自己维持自己生存的非生物智能客体还不是主体，因为它没有真正的意识，它有真正的意识早就生儿子、生孙子，它还没有到意识这个程度上。维护性是它的功能的维持。

 

　　到了今天，已经不存在超越人的生物智能进化路径，我说这句话是十分严肃、十分严谨的。由于人的诞生，地球上其他生物进化成像人这样智能的可能性，这条路本来是可能的，但是由于人就不存在了。确实是，只要其他动物要进化成与人相同的进化路径，人一定会切断它不让它发生。然后智能已经进化到如此复杂的高级阶段，因为我们已经有了太多的智能主体和智能存在，不经人的赋予产生非生物智能体的可能性基本不存在，区块链也是人赋予的，Alpha Go也是人赋予的。非生物智能体，不管其智能特征如何，起点都是由人赋予。有三种赋予模式。智能已经到了复杂的高级阶段，成长的主要模式是交互。特别是人与非生物智能体的交互，也包括非生物智能体之间跨架构的交互。

 

　　信息和智能是不可分割的。大家这很多人看过《论信息》，但第三、第四、第五章完全是为了智能准备的，很多人根本不用想，这三、四、五三章书里真正核心的部分都是为这本书准备的。为什么那本书它不能来说明为什么信息结构能够走向自我存在的独立空间，这是因为中间必须有智能参与，没有智能参与它自己是不走不成的。这是为什么今天很多人说看不懂的主要原因，那本书里没有写过程，没有智能过程变不过来。

 

　　从智能进化角度来看，没有信息就没有智能，没有信息完备表述，记忆与一切智能所有基于语义逻辑的智能行为失去基础。很多科学大家认为智能没有原理，当我把书定为“智能原理”，确实冒着很大的风险，但到现在，我已经心放下了，我认为确实是，统一的智能理论，最起码框架已经找到，细节还有很多的缺口，但是总的来说，一个基本的框架已经存在，所以依然以这个书名出版。智能时代的大潮风起云涌，有多少投入精力和财力，人工智能没有基础理论这是共识。尽管不成熟还是以“智能原理”作为书名出版。

 

　　请大家批评，春节前，书一定能出版。谢谢大家！

 

　　（备注：本录音整理稿未经本人审阅，难免有差错，建议大家查看《智能原理》书中的表述）