閱讀過本系列叢書一《從人腦到人工智能：帶你探索AI的過去和未來》的讀者已經(jīng)了解到人工智能的起源與發(fā)展的過程，閱讀過本系列叢書二《人工智能的應用：酷炫的AI讓你腦洞大開》的讀者已經(jīng)了解到身邊正在改變我們生活的人工智能。但也許你仍感到意猶未盡并充滿好奇。你雖然已經(jīng)知道了人工智能是什么，人工智能能做什么，但是你仍不清楚人工智能內(nèi)部是怎么運作的。機器并非直接就能有某項智能，就像人并非出生便能行走，只有當機器的創(chuàng)造者去賦予它這種智能的時候，它才有可能表現(xiàn)出相應的智能。你也許會問，我們究竟是怎么賦予機器某項智能的，為什么人工智能能夠在一些智能上表現(xiàn)得比人類更加厲害，例如圍棋。為了讓沒有太多專業(yè)知識的讀者也能盡量讀懂人工智能的“內(nèi)幕”——內(nèi)部實現(xiàn)方法，便有了這本書。

2019年寒假前夕，俞勇教授開始籌劃編寫一套面向青少年AI學習的叢書，全套叢書共分四冊，本書是第3冊《人工智能技術入門：讓你也看懂的AI“內(nèi)幕”》，本書內(nèi)容涉及高等數(shù)學知識，比如線性代數(shù)、概率統(tǒng)計與優(yōu)化理論等，這些數(shù)學基礎可能會超出你的知識儲備。盡管如此，我們希望通過結合實例講解，繞過部分涉及高等數(shù)學的內(nèi)容，力求讓你掌握人工智能的主干技術內(nèi)容和思維方式。

本書從構思開始到最終成稿，只有短短的半年時間。期間，我們對各部分的內(nèi)容不斷進行增刪修改，以期本書的內(nèi)容更加完整和準確。例如起初，在搜索策略部分并沒有講到博弈的內(nèi)容，但實際上博弈是人工智能領域一個非常重要的部分，所以最終加上了第四章博弈中的搜索。一開始在邏輯推理部分有更多有趣的案例和內(nèi)容，但由于篇幅

前言

人工智能技術入門——讓你也看懂的AI“內(nèi)幕”有限，我們只能忍痛割愛地刪減掉其中一部分。而對于機器學習部分，內(nèi)容是最多的，我們更是進行了反復的修改和討論。為了更加清楚地呈現(xiàn)人工智能技術，我們在一開始的內(nèi)容上不斷添加一些案例故事，希望能更好地幫助讀者理解。在審閱階段，參與本書不同章節(jié)的編寫人員相互之間進行審閱，力圖做到不同章節(jié)內(nèi)容的合理性與一致性；最后參與第二冊叢書的編寫人員也被邀請加入審閱過程。本書的第一部分由朱耀明編寫，第二部分由楊陽編寫，第三部分的第八章、第九章和第十章分別由沈鍵、盧冠松和陳力恒編寫。同時，感謝陳子薇繪制書中的漫畫插圖，感謝任侃、粟銳、吳憲澤、周思錦、秦佳銳和楊正宇對本書初稿的審閱。

從這本書中可以讀到本書主要介紹三種人工智能方法：搜索策略、邏輯推理和機器學習，分別是本書的三個部分。首先會在第一部分和第二部分分別介紹兩類經(jīng)典的人工智能方法——搜索策略與邏輯推理，然后在第三部分深入淺出介紹機器學習的主流方法。搜索和推理在早期的人工智能領域占據(jù)著非常重要的地位，而在如今的人工智能時代，基于大數(shù)據(jù)的機器學習方法更是舉足輕重。

搜索策略是人工智能中發(fā)展最早的技術，所謂搜索策略就是根據(jù)問題的現(xiàn)狀不斷尋找可利用的知識，構造一條代價最小的規(guī)劃路線，從而解決問題的過程。搜索技術主要分為無信息搜索（盲目搜索）、有信息搜索（啟發(fā)式搜索）和博弈中的搜索。在人工智能研究的初期，有信息搜索算法曾一度是人工智能的核心課題。邏輯推理是人工智能中非常重要的經(jīng)典技術，所謂邏輯推理就是嘗試從個體事物中概括出普遍道理的過程。數(shù)理邏輯是智能推理的基礎，我們可以利用已有的知識和一些特定的規(guī)則推理出新的知識。產(chǎn)生式規(guī)則則是一些人為規(guī)定的指令，告訴機器在什么條件下該執(zhí)行什么動作。利用產(chǎn)生式規(guī)則融合特定領域的知識庫后形成的專家系統(tǒng)在一些特定領域上也曾取得不菲成就而風靡一時。

機器學習是人工智能時下最為熱門、應用最為廣泛的技術。所謂機器學習就是賦予機器通過大數(shù)據(jù)來學習某一智能的能力。機器學習根據(jù)問題的特性主要可以分為三種范式：監(jiān)督學習、無監(jiān)督學習和強化學習。監(jiān)督學習是最基本的機器學習類別，根據(jù)標簽數(shù)據(jù)學習得到一種預測標簽的能力。無監(jiān)督學習則是在沒有標簽的情況下，致力于挖掘數(shù)據(jù)本身的一些內(nèi)在性質。強化學習是在一個動態(tài)環(huán)境中，經(jīng)由不斷試錯，然后根據(jù)反饋找到一個更好的策略。

前 言3

如何使用這本書本書可作為讀者的自學讀物，但需要讀者掌握一些基本的數(shù)學概念，例如函數(shù)、導數(shù)、向量。就算讀者完全沒有這些數(shù)學基礎，本書也能在一定程度上提供對不同方法的直觀解釋。本書各部分沒有嚴格的閱讀順序要求，讀者可以自行選擇感興趣的技術方法開始閱讀。本書還可作為中學人工智能相關課程的輔助讀物�？吹竭@里，讀者也許會有些望而生畏。但實際上，人工智能的方法并沒有多么玄妙深奧。如果你們細細閱讀書中內(nèi)容，可以發(fā)現(xiàn)這些方法其實并不復雜。為此，本書也竭力將之后的內(nèi)容描述得通俗易懂，我們希望不具備專業(yè)基礎知識的讀者也能通過閱讀本書對人工智能的方法有一些清晰的認識與了解。我們相信，認真好學的讀者在閱讀完本書后一定能夠有所收獲，人工智能的未來也終究是屬于你們的。