前 言

歷經(jīng)兩年，本書終于脫稿。在2015年的寫作計(jì)劃中，并沒有這一本書。當(dāng)時(shí)的考慮是，將信息和智能這兩種客觀存在的屬性和發(fā)生發(fā)展規(guī)律說清楚，把超越人類智能的非生物智能體的目標(biāo)、要求、邏輯架構(gòu)說清楚，我的研究目標(biāo)就完成了。因此，2018年年初，我的書桌上已經(jīng)將寫作《論信息》和《智能原理》兩本書的參考資料撤掉，換上了經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)的資料。過了幾個(gè)月，收到一些讀者對兩本書的反饋，感到有必要就非生物智能體如何實(shí)現(xiàn)再寫一本書。原因在于沿著《論信息》和《智能原理》兩本書的認(rèn)識邏輯和理論框架，去設(shè)計(jì)這種功能上媲美甚至寬于AGI的非生物智能體，方法上還不采用流行的人工智能領(lǐng)域的模式和算法，可能難以達(dá)到，需要將實(shí)現(xiàn)思路進(jìn)行系統(tǒng)的介紹。于是我重新回到已經(jīng)劃了句號的領(lǐng)域，開始《智能工程》的寫作，并將三本書合在一起，稱為“智能三部曲”。

本書的非生物智能體，本質(zhì)上是機(jī)器智能，重點(diǎn)是以生物智能為模板，在既有機(jī)器智能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)以含義計(jì)算為基礎(chǔ)，以理解為前提，可以自我積累知識和經(jīng)驗(yàn)的非生物智能，也就是具有理解、思考、判斷、決策行為的思維機(jī)器。這種機(jī)器能夠與人合作，能夠集成既有的機(jī)器智能，能以持續(xù)增長的模式發(fā)展。

開始的時(shí)候，我低估了寫作的難度，以為在理論和邏輯方面已經(jīng)厘清的問題，只需要具體化就可以了，隨著研究和寫作的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)這個(gè)判斷是錯(cuò)誤的。難點(diǎn)集中在三個(gè)地方：第一，什么樣的體系架構(gòu)能實(shí)現(xiàn)《智能原理》中定義的非生物智能體的所有功能和要求；第二，用傳統(tǒng)的IT模式形成的軟硬件，如何轉(zhuǎn)變?yōu)楹�義—理解—思維—行為的智能處理模式；第三，可實(shí)現(xiàn)性應(yīng)該在什么顆粒度水平描述。

對于第一個(gè)問題，本書第1章中的圖1.5是回答的總綱。智能體的架構(gòu)要支持其所有活動(dòng)過程：認(rèn)知、任務(wù)、生存和控制。智能體的架構(gòu)要滿足智能體的8個(gè)原則要求：主體性、多樣性、發(fā)展性、生存性、交互性、結(jié)構(gòu)性、傳承性、整體性。滿足這些要求的一種可能架構(gòu)由圖1.5中給出的11個(gè)功能體系組成。它的所有構(gòu)件，從基礎(chǔ)的微處理器到此上各個(gè)層面的功能集合，均具備自主、自治的獨(dú)立性，又處于相應(yīng)功能集合和整體的有效管理和控制之下。11個(gè)功能體系是：感知、描述、連接、記憶、學(xué)習(xí)、交互、處理、任務(wù)、資源、生存和控制。

主體性、生存性這兩個(gè)要求，主要通過四個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)：資源模塊、生存模塊、思維模塊和控制模塊。資源模塊聯(lián)合生存模塊保證智能體正常運(yùn)轉(zhuǎn)，思維模塊辨析智能體面臨的風(fēng)險(xiǎn)，控制模塊決策并主導(dǎo)應(yīng)急處置。智能體所有構(gòu)件均被賦予自主、自治的獨(dú)立性，以避免系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，提高智能體生存性。傳承性要求主要通過生命周期的前三個(gè)階段：初始、賦予、培育來體現(xiàn)，并在此后的學(xué)習(xí)和交互過程中延續(xù)。發(fā)展性的要求主要通過學(xué)習(xí)模塊實(shí)現(xiàn)，學(xué)習(xí)是發(fā)展的主要來源，其他功能模塊也會在自身行為中總結(jié)成長，或經(jīng)由學(xué)習(xí)提升自身功能。交互性的要求主要通過交互功能模塊實(shí)現(xiàn)，以滿足智能體感知、學(xué)習(xí)、任務(wù)、資源和生存各個(gè)功能對交互的需求。結(jié)構(gòu)性和整體性這兩個(gè)既矛盾又統(tǒng)一的要求，主要通過11個(gè)功能體系內(nèi)在的自主結(jié)構(gòu)和相互之間的協(xié)同模塊，控制功能的整體協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)。

認(rèn)知、任務(wù)、生存、控制這四個(gè)智能過程涵蓋了智能體的全部構(gòu)成要素、功能和行為。每個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)都需要11個(gè)功能體系的支持，都在生命周期的全過程發(fā)揮作用，全書就是從實(shí)現(xiàn)這四個(gè)過程的需要去安排11個(gè)功能體系的結(jié)構(gòu)、功能、相互關(guān)系。本書對這四個(gè)過程的功能及其實(shí)現(xiàn)有四個(gè)特別的安排，這是閱讀和使用本書的關(guān)鍵。

第一，認(rèn)知過程以理解為目的，以智能體可自主發(fā)展為中心，以逐步疊加為路徑，而智能體所有的功能，包括認(rèn)知的發(fā)展，均基于認(rèn)知�！爸�之為知之，不知為不知，是知也”這句2500年前孔子的名言是本書的哲學(xué)基礎(chǔ)�！安环e硅步，何以至千里”是本書實(shí)踐路徑所遵循的原則。以互聯(lián)網(wǎng)為平臺，以交互功能為媒介，一個(gè)字接著一個(gè)字、一個(gè)動(dòng)作接著一個(gè)動(dòng)作、一個(gè)場景接著一個(gè)場景，一個(gè)主題接著一個(gè)主題，將人類智能的進(jìn)展用愚公移山的精神，大規(guī)模自主并行，疊加到智能體的記憶中，形成遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越一個(gè)自然人可理解、可使用的記憶，并在交互和使用中校驗(yàn)、完善。與認(rèn)知相關(guān)的功能體系設(shè)計(jì)就是按照這樣的原則執(zhí)行的。

第二，任務(wù)過程是以認(rèn)知的積累為基礎(chǔ)的，也就是只承擔(dān)能夠做的任務(wù)，力所不逮的不承擔(dān)。智能體認(rèn)知過程的核心就是先積累常識和基礎(chǔ)知識，待達(dá)到一定程度后，在擬承擔(dān)的任務(wù)類型方向不斷深化，達(dá)到專精的程度。所謂專精，就是對所有需要求解的問題在實(shí)際工作場景的所有可能形式都已經(jīng)遍歷，所有這些形式的求解過程也已經(jīng)遍歷，而且形成的所有求解過程都是確定的，或即使存在一定的不確定性，也不影響結(jié)果可靠性要求。換言之，圍繞任務(wù)的認(rèn)知，就是力爭窮盡一個(gè)個(gè)特定任務(wù)的問題空間和解空間，任務(wù)執(zhí)行只承擔(dān)可以判斷解的路徑是確定的問題。有些人可能認(rèn)為，窮盡特定問題的問題空間和解空間是一個(gè)不可能實(shí)現(xiàn)的命題，從抽象的角度，或者從純邏輯的角度，可以得出這樣的結(jié)論，但從實(shí)際經(jīng)濟(jì)社會的工作崗位看，隨著發(fā)展，絕大部分工作崗位的任務(wù)，其問題空間和解空間是可以窮盡的。一個(gè)生產(chǎn)線上的工人，一個(gè)銷售員、一個(gè)理財(cái)師、管理者，在實(shí)際工作中處理的的問題類型及其變形都是有限的。對于智能體來說，從可窮盡的開始，在其龐大、不知疲倦、快速度迭代、相互獨(dú)立又可以協(xié)同的認(rèn)知功能支持下，可窮盡空間的問題類型會越來越多，在一定的發(fā)展階段，就會超越普通的員工，并能繼續(xù)發(fā)展，超越一群人，直至超越大部分人，直到具有所有人都達(dá)不到的新特征或新高度。

第三，生存過程是當(dāng)智能體成為社會獨(dú)立主體時(shí)，能承擔(dān)社會責(zé)任，能不間斷、自主地積累知識、經(jīng)驗(yàn)、技能、事實(shí)、數(shù)據(jù)，所必需的是在生命周期的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始能將生存能力掌控在自己手里。

第四，控制過程更是智能體所有過程能夠形成、發(fā)展、發(fā)揮作用的關(guān)鍵。智能體是由數(shù)以千億到萬億量級的自治構(gòu)件組成的，這些不同類型、功能、層級的自治構(gòu)件都有各自和相互之間的控制和協(xié)調(diào)功能，這是控制過程的基礎(chǔ)和重要的組成部分。智能體的控制更重要的是整體的控制，這是控制功能系統(tǒng)的職責(zé)�？刂乒δ苡袃蓚�(gè)重要模塊，一是意識和思維，對智能體的運(yùn)行和環(huán)境不間斷地觀察，分析判斷是否存在風(fēng)險(xiǎn)，是否存在被局部忽略，控制功能體系處置的事項(xiàng)；二是智能體全局的決策、控制、調(diào)度和處置。

對于另一個(gè)難點(diǎn)，本書以六個(gè)功能系統(tǒng)中的相關(guān)功能和規(guī)則，解釋為什么可以將傳統(tǒng)的IT模式組成的軟硬件，轉(zhuǎn)變?yōu)楹�義—理解—思維—決策—控制的智能處理模式。

其實(shí)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、商業(yè)智能系統(tǒng)，都能通過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)控制、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)字典和確定的處理函數(shù)，從數(shù)字（符號）得出預(yù)期的、具有含義的結(jié)論，也可以根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)和數(shù)據(jù)字典給出解釋。這就是從符號中得出了含義的結(jié)果，也可以說在這個(gè)范疇內(nèi)，系統(tǒng)可以給出數(shù)據(jù)庫中的特定字段、處理結(jié)果的“理解”，因?yàn)樗�可以解釋。缺點(diǎn)在于，不能泛化、跨系統(tǒng)積累，只在該系統(tǒng)能達(dá)到的范疇和深度。這個(gè)例子也給我們一個(gè)重要的啟示，剛性的符合數(shù)字內(nèi)在含義的結(jié)構(gòu)和處理、解釋規(guī)則，是可以從符號中導(dǎo)出含義的。盡管另外一些處理模式也可以得出符合所處理符號隱含的含義，但如果不可解釋，就不能認(rèn)為是智能的，智能的基本條件是能解釋。

基于這樣的分析，我們能將得到信息以一種結(jié)構(gòu)化的、可解釋的方式轉(zhuǎn)換感知到的對象（符號），然后以智能體統(tǒng)一的、可理解的符號和標(biāo)識體系對這些符號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并保持由傳感器決定的感知內(nèi)容及感知對象的全部結(jié)構(gòu)，以及靜態(tài)的各種空間關(guān)系；動(dòng)態(tài)的則加上時(shí)間序列的所有細(xì)化對象的空間關(guān)系，再與已有的以前感知的同類對象、以前描述的同類符號轉(zhuǎn)換，用連接表述本次感知的全部關(guān)系，把感知對象的基本單元與已有的記憶比較，將所有的關(guān)系顯性表述。經(jīng)由這樣的模式保存起來的感知對象，就轉(zhuǎn)換成了智能體可理解、可利用的記憶。這里有三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，感知、連接和記憶。感知把關(guān)是基礎(chǔ)，所有的外部對象（文檔、圖形、音視頻），必須經(jīng)由唯一的感知器感知，一個(gè)感知器感知的結(jié)果，都可以由描述功能以智能體可理解的符號表示。實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求的方法就是感知器的單一性，如一個(gè)漢字，就是一個(gè)傳感器；一種聲紋特征就是一個(gè)傳感器，聲音是片段聲紋的時(shí)間序列；圖像則以一個(gè)個(gè)基本形狀特征及色彩組合為傳感器，視頻是圖像系列。數(shù)以十億、百億的邏輯感知微處理器和數(shù)量較少的協(xié)同的物理感知微處理器與其識別對象的描述處理器直連，將對象中的要素及其連接描述完成后傳送到記憶，在記憶與其他可能的相關(guān)連接成為智能體所有功能模塊可理解、可利用的記憶單元。任務(wù)過程在一定意義上是認(rèn)知過程的逆過程，任務(wù)被感知后，進(jìn)入規(guī)定的任務(wù)類區(qū)域，在該任務(wù)類匹配到適用的執(zhí)行微處理器，通過執(zhí)行微處理器調(diào)用物質(zhì)資源、記憶單元和確定的處理微處理器，完成任務(wù)的執(zhí)行。生存和控制過程也以類似的模式完成。所有的智能體功能過程或智能行為以感知為起點(diǎn)，用特殊的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了從符號到含義、從存儲到記憶、從計(jì)算到理解的轉(zhuǎn)換。

最后一個(gè)難點(diǎn)本質(zhì)上是技術(shù)性問題、工作量問題。顆粒度越細(xì)，工作量越大，對理論到實(shí)踐的前瞻性要求越高。本書在寫作的初期計(jì)劃用28章的大篇幅，在類似于概念設(shè)計(jì)的顆粒度層次上完成，后來發(fā)現(xiàn)工作量太大，也沒有必要，因?yàn)楸緯�的任�?wù)不是以具體項(xiàng)目的方式去考慮，而是對可實(shí)現(xiàn)性的一種解釋，所以盡可能將顆粒度放大，能看到可實(shí)現(xiàn)就達(dá)到了本書的目的。最粗略的估計(jì)，一個(gè)通用的非生物智能體是一個(gè)大體需要千億美元或萬億元人民幣量級的資金，用6～8年時(shí)間，高峰時(shí)需要數(shù)千人的開發(fā)團(tuán)隊(duì)及大量基于互聯(lián)網(wǎng)的志愿者參與的工程。它沒有先例，細(xì)粒度的討論缺乏基礎(chǔ)。所以，本書沒有描述細(xì)節(jié)，去掉了原計(jì)劃中對主要功能實(shí)現(xiàn)例子的邏輯過程描述。既有篇幅與前兩本書一致性的考慮，也有不約束實(shí)現(xiàn)模式和細(xì)節(jié)多樣性想象的考慮。

有人說，這個(gè)系統(tǒng)太過龐大復(fù)雜，熱力學(xué)第二定律必然使其窒息；有人說這樣的系統(tǒng)必然存在計(jì)算復(fù)雜性，并因此而崩潰。實(shí)際上這是在不同維度上的思考。智能體的所有過程都是含義處理，含義處理的基礎(chǔ)是理解，在理解上疊加，是1+1+…直至一個(gè)個(gè)邏輯對象、