深入理解智能 抓住五个特征
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深入理解智能 抓住五个特征

——摘编自即将出版的新书《三体智能革命》

一根铁条，靠近炉火，直至烧红也没有任何躲闪动作。因为它是一个无感知的物体，哑设备，笨设备。

而人的手指，碰到任何滚烫的物体，立即缩回，反应极快。因为它是一个有感知的生物体，是智能体。

有感知，自决策，善动作，是智能的基本特征。

那么，一个人造机械手，能像人的手指一样，感知到粗糙、光滑、锐利、波折、圆润、凸凹、干燥、潮湿、冰冷、炙热等细微的触觉信息吗？能否在感知到了炙热、冰冷等信息之后做出最有利的决策，自动规避到安全区域？这恐怕是迄今为止包括机械手在内的所有人造系统仍然无法实现的人造智能。

一、什么是智能

智能本质是一切生命系统对自然规律的感应、认知与运用。

本文在此所指的生命系统，是广义的生命系统，泛指一切有生命周期的物质系统，地球上的一切，宇宙间的一切事物，都包括在内。因此，作者提出的生命系统，包括了诸如自然界中的一切物理实体、生物界有着充分自由意识的人体和由人借助电脑所创建的数字虚体（数字虚体的概念将在后续文章中专门论述）。

感应是因受外界影响而引起相应的反应。感应一词既具有物理的意义，也具有生物的意义，更具有心理的意义。物理感应是一切智能的基础，而生物感应、心理感应则是典型的智能现象，认知则是更进一步的智能过程。认知原本是指人脑接受外界输入的信息，经过大脑的信息加工处理，转换成内在的心理活动（如感觉、知觉、记忆、想象、思维和语言等），再进而支配人的行为的一个不断循环往复的提升过程。后来的研究把认知的主体扩大到较高级的动物。基于电脑而建立的智能系统也将逐渐具备强大的认知能力，电脑以及其中的软件/固件也将可以感知系统外部状态，实时分析计算，自主做出决策，精确控制其它物理设备来执行动作。具备认知能力的人造系统，一定是智能系统。至于运用，主要是指智能的生命系统对自身以及其他事物的控制与改变。

在作者看来，诸如自然界的石、木、山、水等生态系统，乃至一个星球，它们都可以在科学现象的支配下，遵循自然规律，感应外界信息，交换物质能量，有序耗散运行。因此，物理实体系统也可以定义为是一种原始智能系统。而且，不管是在人类尚未诞生的宇宙洪荒年代，还是在未来人类从地球上消失之后，太阳系（或宇宙）中的基本自然规律，都不会有任何改变，都会继续按照其生命周期的节奏，继续以上述原始智能永久地运行下去。

合自然，顺天道，是一个智能系统必须遵循和满足的基本原则。

二、人造系统

人造系统是具有相互联接的元件和运作所组成的实现某种功能的事物的集合。元件由各种人造物理材料或天然材料制成，运作由人根据需求来设定。

任何人造系统都是为了实现预先设定的某种功能而构建的，目的是服务于人，满足人的需求和意愿。

遂人愿，知人意，是一个智能系统必须遵循和满足的另一个基本原则。

三、人造智能（Man-made Intelligence）

人造智能是人造系统所具有的一种模仿、拓展和超越人类智能的能力。

如果人造系统能够像人一样具有一定的认知能力，即有感知、会分析、自决策、善动作，并且在分析与决策过程中善于运用知识，同时学习、积累乃至创造知识，就称其具有某种人造智能。本书定义的人造智能，包含了所有由人开发和建立的人造系统的智能，例如人工智能、认知计算、黑暗森林、互联网大脑等。

以人为标杆，把人造系统的智能，理解为与人类智能的差距问题，有助于明确智能的发展方向，找到让人造系统走向智能的切入点。

模仿，人造系统具有某种类似人的智能。

拓展，不仅具有某种人类智能，甚至拓展为兼具其他的生物智能。

超越，超越人类和其他生物的智能，成为生化机器人或者未来的超级智人。

四、人类智能

某国内百科网站介绍：从感觉到记忆到思维这一过程，称为“智慧”，智慧的结果就产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能力”，两者合称“智能”。

某国外百科网站指出：智能一种非常普遍的心智能力，除其他事项外，涉及到推理、规划、解决问题、抽象思维、理解复杂的思想、快速学习和从经验中学习的认知能力。

中外两个权威内容网站给出的结论非常类似。默认的事情是，它们所说的智能，都是指人的智能，而非人造系统的智能。人类在几十万年不断的劳动进化过程中，在对自然界持续的认知过程中，已经发展出了发达的大脑，具有了与生俱来的智能，处于了地球生物链的顶端。我们把人所具有的智能叫作人类智能。

具有不同程度人造智能的系统都可以称之为智能系统。诸如智能制造、智能生产、智能设备、智能产品、智能材料、智能工艺、智能家居、智能硬件等“智能XX”，都属于智能系统中的一个子集。

五、智能系统的五个特征

当一个人双眼被蒙住之后，他就暂时成为了“瞎子”，失去了视觉感知和大约85%的信息获取能力。因此随后会显示出踉踉跄跄、不辨方向、屡屡失误的“笨拙”状态。

由此，不难发现，一个系统是否具有对外界信息的感知与获取能力，是判断该系统是否智能的首要特征。

类比于人脑的认知能力，作者对人造系统的智能特征做了提取，将智能系统分成三类：

ž   初级智能系统具备三个基本特征：状态感知、自动决策、即刻执行，即前面提到的有感知，自决策，善动作。其决策依据通常依靠科学效应来实现（例如利用光敏传感器自动开启和调光的智能路灯），无需嵌入计算系统；

ž   恒定智能系统具备四个基本特征：状态感知、实时分析、自主决策、精准执行。这类系统效率极高，自主工作，但是智能水平在构建时预先设定，难以改动（例如具有感知衣料特性并自动决定洗衣策略的智能洗衣机）。这样的系统必须嵌入计算内核，嵌入软件和知识；

ž   开放智能系统具备五个基本特征：状态感知、实时分析、自主决策、精准执行、学习提升。具备这五个特征的人造系统是高度智能、有一定认知能力的系统，具备了自我改善、学习提升的持续发展能力（例如具有深度学习能力、可借助网络共享知识，并自主更新和优化程序的智能机器人）。这样的系统具备强大的计算能力，可以实现对大数据的分析与处理，能不断应用、积累和创造知识。

开放智能系统所具备的五个智能特征，由本书作者提出，已经获得业界的基本认可并广为流传，将其简称为“20字箴言”。

在实现这五个智能特征的技术和水平上，不同人造系统在设计上、材料上、技术上是有差异的，由此而构成了丰富多样的、不同细微差别的智能系统。例如在感知技术上，大部分用传感器来实现（如“热、光、气、力、磁、湿、声、放、色、味”10类传感器），也有的用“软件+算法”来实现（如软件中的关联设计），还有的用分布式的智能硬件来实现（如“智能微尘”）等。广义上说，雷达、摄像头等都可以算作是传感器；在感知水平上，也有指标或数量级的差异；同样，在执行效果上，有的动作能够精准执行，有的能够较为精准的执行，有的只能做到即刻执行（如触发了某个致动器发出了动作），但是不能保证执行结果是精准的。致动器是把电信号变成机械力来执行动作的装置。典型的致动器有各类电机、继电器等，还可以依靠电致伸缩、电致发光、电致变色、电致氢解等科学效应来实现动作。

六、20字箴言用于社会系统

2016年3月22日，比利时遭遇恐怖袭击。中国驻比利时大使、国际问题专家曲星认为，布鲁塞尔恐怖袭击引发人们对国际政治、全球治理、恐怖主义、移民政策、社会融入和欧洲一体化等方面的深入思考。欧洲一些国家需要对滥用武力的后果进行反思。

对于打击暴恐行为，欧美的很多政客的见解多数是双重标准的。他们或许没有认识到发生在中国新疆的暴恐行为这么快就蔓延到了他们的家门口。在他们的“状态感知”方面出现了偏差，总是认为欧美必然站在道德的制高点上，有权利对其他国家指手画脚。他们不愿意或者干脆不会从和谐共生、人类命运共同体以及多边的利益来“实时分析”考虑问题。当一个地区出现不稳定局势时，欧美马上基于自身意识形态、价值观来绕过联合国“自主决策”，不顾中东国家的历史和现实的复杂性，轻率地使用武力来“精准执行”，颠覆当地政权，消灭不顺眼者，打烂基础设施，然后拍屁股走人。由此导致全球不少国家与地区出现人道主义灾难。当家破人亡的人们生活在废墟之上，仇恨情绪不断滋长蔓延时，极端分子日益增多并且不断向欧美扩展就不奇怪了。

在这一点上，中国的和谐共生、不干涉他国内政、构建人类命运共同体的外交政策，显示出了高超的政治智慧以及强大的“状态感知、实施分析、自主决策、精准执行、学习提升”能力，赢得了越来越多的国家的理解和尊重。

七、小结

一个智能系统，始于感知，精于计算，巧于决策，勤于执行，善于学习。

认识智能，理解智能，定义智能，走向智能，已经成为了今天必须面对的课题。当越来越多的智能产品和设备出现之后，我们将置身于一个智能技术无所不在的新场景、新生活以及新社会。几乎所有的产业，从现在开始，都要把智能化作为中长期发展的战略，并据此反过来设计今天的路径。几乎我们每个人，从现在起，都应该像学习语言和数学知识一样学习与智能技术、人造智能系统打交道，学会如何理解它们、驾驭它们，利用它们更好地工作、生活。

更多内容，敬请阅读即将出版的新书《三体智能革命》。

作者简介：赵敏——中国发明协会常务理事，发明方法研究分会会长，国内著名创新方法专家，两化融合、智能制造专家。高级工程师。34年来一直致力于企业如何实现创新、转型的研究与实践，对TRIZ发明方法学、CAI、PLM、KE/KM、精益研发、智能制造、工业4.0等企业技术创新、管理创新和企业信息化专题有着深入的研究和独到的见解，在国内外媒体和国际国内学术会议发表文章和论文百余篇。著有《创新的方法》、《TRIZ入门及实践》、《知识工程与创新》、《TRIZ进阶及实战》、《三体智能革命》等专著、合著。

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