“发现与发明的里程碑”系列丛书的8部分册都贯穿一个简单而强大的思想——科学技术是人们在日常生活中理解世界和彼此了解不可缺少的一部分。结合人物传记、科学原理和历史，每本书都通过影响社会和为后续研究打下基础的创新将科技思想的进程娓娓道来。

本书为该系列丛书之一，该书回顾了11位在计算机科学和工程领域作出杰出贡献的科学人物，引人人胜。每一章包括科学家取得的成就、个人性格、遇到的专业困难以及最有价值的贡献，正文后附生平年表及扩展阅读等参考文献。

本书以人工智能发展过程和该领域具有标志性意义的科学家为线索，向人们介绍了该学科在整个发展过程中的许多重大事件。它既可以为相关研究提供参考，同时也不失为一部饶有趣味的科学普及书籍。

前言

鸣谢

简介

1.超越计算

 ——人工智能的诞生与图灵的故事

 早期的求学道路

 机器可以计算吗

 由符号到编码

 征服“谜题”

 设计电子计算机

 向人工智能进军

 “图灵测试”

 人工智能的难题

 争论焦点：图灵测试行得通吗

 最后的谜题

 生平年表

 扩展阅读

2.在盒子里思考

 ——艾伦·纽厄尔和赫伯特·西蒙探索人类推理与决策奥妙

 一个充满创造力的聪明头脑

 寻找有趣的研究课题

 模拟组织

 思想者的会面

 西蒙确定了他的研究方向

 西蒙和纽厄尔的开放性棋局

 亲历者说：意想不到的结果

 一台富有逻辑的机器

 通用问题求解机

 相关发明：国际象棋和数学证明

 亲历者说：人工智能的诞生

 扩展人工智能的研究

 思维的通用理论

 不求最好，只求更好

 丰富的遗赠

 生平年表

 扩展阅读

3.我和我的表处理语言

 ——约翰·麦肯锡为人工智能研究开发出了得力的工具

 开拓的源泉

 一台可能的机器

 达特茅斯和人工智能的诞生

 表处理语言

 制定合适的问题

 相关链接：SHRDLU与“模块世界”

 成果和荣誉

 麦肯锡对于人工智能发展前景的看法

 生平年表

 扩展阅读

4.虚拟的大脑

 ——马文.明斯基从神经网络通往复合思维的科学之旅

 在哈佛的科学历程

 攻克SNARC

 知觉和神经网络

 人工智能研究的开端

 向人工智能进军

 其他科学家：西蒙·派珀特

 用来组织知识的框架

 各种各样的思维

 变得更加强大

 科学成果：改进还是复制大脑

 情绪机器

 争论焦点：明斯基的人工智能研究和意识的本质

 生平年表

 扩展阅读

5.驾驭知识

 ——爱德华·费根堡姆和他的专家系统

 一种“实用”的生涯

 接触“会思考的机器”

 从演绎到归纳

 一位全自动的化学家

 知识优先级

 构建专家系统

 “专家公司”

 相关链接：Prolog，一种逻辑程序设计语言

 争论焦点：“人工智能的寒冬”

 下一个轮到谁

 相关发明：日本的“第五代”

 生平年表

 扩展阅读

6.具有常识的计算机

 ——道格拉斯·里南和大百科全书计划

 被科学解放

 一种常识性的方法

 全自动的数学家

 对知识的需求

 Cyc：机器中的大百科全书

 构建Cyc

 使用Cyc

 成就和质疑

 相关链接：Cyc的更多用途

 生平年表

 扩展阅读

7.为您效劳

 ——派蒂·梅森和新型的人工智能代理商

 一种新型的程序

 科学成果：代理商软件是怎样工作的

 商业用途

 未来的经纪人

 让“经纪人”打点一切

 “它们会怎么想呢？”

 其他科学家：史黛西·马塞拉，大卫·派纳达斯和心理模拟器

 梦想家和“网络女神”

 社会效应：代理商软件会产生危害吗

 生平年表

 扩展阅读

8.能够回答的伊莉莎

 ——约瑟夫·魏泽堡和人工智能的社会职责

 与计算机一起工作

 向伊莉莎提问

 亲历者说：接受图灵测试的挑战

 成为人工智能程序的反对者

 社会评论家

 未来趋势：聊天软件

 抵制让人压抑的技术

 接下来的岁月

 生平年表

 扩展阅读

9.一个哲学家提出的挑战

 ——休伯特·德莱弗斯和他对于人工智能的看法

 哲学家和机器人的故事

 反对“炼金术”

 人工智能界的回应

 “计算机不能做什么？”

 相关链接：“其他”的人工智能项目怎么样

 转战互联网

 争论焦点：对于计算机和人类的不同观点

 生平年表

 扩展阅读

10.一切都变得不同了

 ——雷·库兹韦尔和技术奇点

 “我有一个秘密”

 了解人工智能

 阅读机器

 通用的设备

 亲历者说：旧型引擎的诡计 

 未来趋势：库兹韦尔对于2009年的预测

 从企业家到梦想家

 “技术奇点”

 其他作家：大卫·布林

 “从长寿到长生不老”

 争论焦点：库兹韦尔和对于人工智能的指责

 生平年表

 扩展阅读

学科发展年表

译者感言

由于人工智能研究领域将众多门类的科学和工程学知识融会贯通，加以利用，因此吸引了大量背景各异的研究者，其中一位便是雷·库兹韦尔(Ray Kurzweil)，他在有关人工智能研究前景的论战中起着主力先锋的作用。在科学生涯的最初几年，库兹韦尔作为一名创作力旺盛的发明家为盲人们提供了“读书”的机会，同时为音乐发烧友们创造了许多全新的声音。后来，他将自己的研究经历和技术的飞速发展有机地结合起来，撰写了一系列著作，并预言高级的智能机器和自身不断进步的人类将会为整个世界带来想象不到的突破。

“我有一个秘密”

雷·库兹韦尔于1948年2月12日出生于美国纽约的昆斯区。他的家世非常显赫，父亲弗莱德里克是一位杰出的乐队钢琴演奏家和指挥家。而他的母亲汉纳则是一位艺术家，除此之外，库兹韦尔还有一个当发明家的舅舅。

对于年幼的库兹韦尔来说，生活中只有音乐和科学技术。他的父亲亲自教他弹钢琴，在他的引领下，库兹韦尔接触到了许多伟大的古典作曲家的著名乐章。与此同时，他也对科学和各种发明产生了浓厚的兴趣。12岁的时候，库兹韦尔已经亲手组装了自己的计算机，而且开始学习编程技术。没过多久，他就成功地编写了一套统计软件。由于这个软件的性能非常出色，IBM后来还将它推向市场。

在16岁的时候，库兹韦尔编写了一套音乐程序，这种程序能够对那些著名作曲家的作品风格进行分析，然后创作出相似风格的音乐作品。他的这项发明为他赢得了国际科学展览的一等奖，而且他还因此获得了与总统林顿·B.约翰逊(LyndOn B.Johnson)在白宫会面的机会。不仅如此，库兹韦尔还参加了电视节目“我有一个秘密”的录制，在节目中，他在演播室的钢琴前演奏了一个乐曲，节目的参赛选手则需要猜出他的秘密——那就是他弹奏的这个乐章是由计算机而不是人类谱曲的！

了解人工智能

1967年，库兹韦尔被麻省理工大学录取，主修计算机科学和文学专业。由于在学校的大部分时间他都躲在不为人知的角落里独自钻研他的研究项目，因此对他的同班同学而言，他就像是一个“幻影”。在他所开展的研究项目中，其中一个是编写一种能够将高中生与和他的水平相符的大学进行匹配的程序，这种程序的数据库中含有关于3000所大学的200万条信息，而且为了得出正确的结论，这种程序需要将一系列的规则应用到相应的信息上。事实上，这种程序是一种基于知识的专家系统，这种技术当时刚刚被那些最顶尖的研究者开发出来(详见5.“驾驭知识”)。出版家哈考特·布瑞斯(Harcourt Brace)斥资10万美元买断了这种程序的使用权和版权。

当库兹韦尔在1970年拿到麻省理工大学的学士学位时，他已经接触到了人工智能领域中几位最有影响力的学者。在这些人之中，他更是将明斯基视作引路人。库兹韦尔对人工智能在协助和扩展人类潜力方面的应用前景变得越来越着迷，对模式识别尤其感兴趣。这种技术能够对模式进行分类和识别，比如说对一页阅读材料中的英文字母进行识别。模式识别技术作为一种沟通桥梁，使得计算机能够按照真实世界中与人们相同的方式对相关的对象进行识别和操作。

阅读机器

早期的字母识别技术的应用范围是非常有限的，这主要是由于它只能识别得到精确匹配的图形。这意味着这样的系统只能识别一种或几种少量的字体，所以对于大量图书、报纸和杂志的阅读来说显得并不实用。然而，库兹韦尔利用他对于专家系统和其他人工智能手段的了解，开发了一种能够使用通用规则和相互关系对各种不同模式的文本进行识别的程序。这种程序被称作“全字体”，它可以与平面扫描仪(库兹韦尔在1975年的一项发明)相连接，从而对文本进行扫描，并将得到的图像转换成相应的字符编码，这些字符编码是能够被其他像文字处理器这样的程序所使用的。这种技术在20世纪80年代和90年代被广泛地应用于将数以百万计的文件转换为电子版本。1974年，库兹韦尔成立了库兹韦尔计算机产品公司，对这种技术进行专门化地开发和市场推广。

这种技术的第一个应用领域是有些出乎人们意料的，但却又具有很高的实用价值。韦库兹尔在他的著作《灵魂机器的时代》中回顾道：

一个偶然的机会，我在一趟航班上恰巧坐在一位盲人旁边，他对我提起对于盲人来说最大的不便可能就是他无法正常地阅读那些给健康人看的纸质材料。很明显，他在视力方面的缺陷并没有阻碍他的日常曲行和交流。因此我终于解开了困惑我们很久的那个难题——我们要将这种“全字体”光学字体技术应用在解决盲人的阅读困难问题方面。

要想顺利地攻克这一难题，需要结合3种全新的技术：数字扫描、光学字体识别(OCR)技术和声音合成技术。虽然前两种技术是整个研究的核心，人工语言却是这项研究的难点。正常的发音并不仅仅是指将一串音节连在一起，而且仅仅将差不多40个独特的发音(称为音素)进行识别和利用也是远远不够的，这是因为这些音素的具体发音还会受到相邻音素的影响。因此，库兹韦尔不得不为此专门研制了一套专家系统，为正确地读出文本中的单词制定了数百条规则。从1974—1976年，库兹韦尔一直在着手进行这方面的研究，而为了维持公司的正常运作，他也在不断地四处筹集资金。

1976年，库兹韦尔终于向世人展示了他研制的库兹韦尔阅读机器(KRM)。最初的机器体积非常大，看起来就像是办公室日常使用的那种复印机，但是它们确实能够有效地工作。使用者可以将含有多种字体的文本材料放到机器的扫描仪上，随后它就会使用人类正常的声音阅读这些文字。

通用的设备

库兹韦尔发明的这种扫描和字体识别技术引起了施乐公司的注意，这家公司在日后成为办公复印领域的王牌。这家复印业巨头当时已经开始意识到日后的办公室自动化趋势以及纸质文件向电脑文件的转变是一股不可逆转的潮流。因此将数以百万计的纸质文件转化为计算机文档是十分必需的。在这种情况下库兹韦尔的发明就显得非常有吸引力了，施乐公司花费了600万美元买下了库兹韦尔计算机产品公司，这样一来，库兹韦尔手头上就有许多可供使用的资金了，他开始寻找有意思的新项目，不久以后就找到了。

当库兹韦尔的盲人阅读机开始通过电视加以推广后，富有传奇色彩的盲人流行音乐家史蒂芬·温德(Stevie Wonder)知道了这种机器并决定要买一台。不久后他还专门拜访了库兹韦尔，表达了自己的购买愿望。但问题是当时他们只生产了那台在电视节目上进行推广的阅读机。为了能够早点达成温德的心愿，工作人员们马不停蹄地又制造出一台新机器，并且手把手地教会了温德使用这台机器的方法。这位音乐家为此兴奋不已，而他与库兹韦尔也成了很好的朋友。

1982年，库兹韦尔来到了温德位于加利福尼亚州洛杉矶市的新录音室拜访他这位老朋友。他们开始聊一些有关计算机和音乐设备的话题，而且都对讨论库兹韦尔作为一个年轻的“科学之星”开始的科研生涯这个话题很感兴趣。后来，他们的话题集中在讨论横亘在两种音乐制作方式的巨大鸿沟上。像钢琴和吉他这样的传统音乐设备是通过木材、钢铁和间隔之间的相互作用来发出丰富的音调的，它们的音符中含有许多相互覆盖的声音频率。而这些乐器的缺点就在于它们只是局限在一种固定的音符排列方式以及有限的几种声音连接方式中，而且人们需要花费相当长的时间才能掌握这些乐器的演奏方法。所以，大多数的音乐家往往只是在使用声音王国的一小块领地。

而另一方面，音乐王国中也出现了像电子管风琴和模拟合成器这样的现代音乐设备。这些设备都是些多面手，它们发出的声音能够通过电子手段进行操纵而转换成其他的形式。举个例子来说，如果现在有一个音乐家只会进行简单的键盘演奏，他也能使用这些设备制造出各种各样的声音，比如喇叭的呜叫声、琴弦的拨动声甚至整个管弦乐队发出的演奏声音。但问题是用电子仪器制造出的这些声音过于的电子化了——它们往往又细又长，而且也没有“自然制造”的声音中那些丰富多样的泛音。

P142-147

现代科学与发明的关键性进展建立在一些看似简单却具真知灼见的想法之上，那就是——科学技术与人们的生活息息相关。事实上，它们也正是我们探寻这个世界的秘密、重新塑造这个世界的一部分，也在某种程度上改变了人类的生活。

在一百多万年前，现代人类的祖先开始将石块制成工具，这样他们便可与周围的食肉动物竞争。大约从3.5万年之前开始，人类开始在岩洞的石壁上绘制精美的壁画与其他手工艺品，这些都表明技术已与人们头脑中的想象、与人们所操的语言交融在一起，一种崭新的躁动难安的艺术世界的帷幕渐次拉开。人类不仅仅在塑造着他们所处的世界，还用艺术的方式去表现它，用自己的头脑去思考，思考世界的本真及其含义。

技术是文化的基本组成部分。许多地方的神话传说中都有一个叛逆者的形象，他轻而易举地摧毁了既定的顺序，而代之以令人耳目一新的、饱含颠覆性的可能。在许多神话里，都可提炼出这样一个例子：一个叛逆者，例如一只来自美国的山狗或是乌鸦，从上帝那儿偷来了火种，并将它交到人类手上。所有的技术工具，无论是火、电还是锁在原子与基因中的能量，都如同一把双刃剑，仿佛从那个叛逆者手中接过来似的，它们发出的能量既可以治愈人类的创伤，又可以给人类致命的一击。

一个技术的发明者常常会从科学发现中寻找灵感。就像我们所知道的一样，当今的科学远比技术要年轻，回溯历史，便可发现它起源于大约500年前的文艺复兴时期。在那个时期，艺术家与思想家们开始系统地探寻自然的秘密；而第一个现代科学家，例如列奥纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci，1452—1519)与加利莱·伽利略(Galileo Galilei，1564—1642)，在一些器具的帮助下，通过做实验，拓展了人们对于物体在空间中的位置的认识。紧接着，一场革命性的解放运动轰轰烈烈地展开了，最具代表性的则是以下几位天才：在机械制作与数学方面有着卓越贡献的艾萨克·牛顿(Isaac Newton，1643—1727)；发现生物进化规律的查尔斯·达尔文(Charles Darwin，1809—1882)；在相对论与量子物理方面有着开创性贡献的阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein，1879—1955)以及现代基因学的鼻祖詹姆斯·D.沃森(JaInes D.Watson，1928—)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick，1916—2004)。当今科技领域新出现的基因工程、微缩工艺以及人工智能等各领域都有着能够独当一面的主导者。

像牛顿、达尔文以及爱因斯坦这些鼎鼎大名的名字都能够紧密地与那些科技革命联系在一起，这些革命代表了现代科技中作为个体的人的重要性。这一系列的每本书都遴选了10余位在科学技术方面作出杰出贡献的先锋者，并将目光集中在他们的人生与成就上。每一本书都开辟了一个新的领域：海洋科学、现代遗传学、现代天文学、法医学与数学模型。尽管最早的开拓者起到了重大的作用，但这套书所论述的重点则是20世纪以来甚至是当今的研究者们。

每一卷的传记都按照一定的顺序排列，这种顺序反映了作为个体的研究者们的重大成就的变化过程，但是他们的人生经历常常是枝蔓缠绕，不那么容易一下子看清的。每个人的具体成就都离不开他们当时所处的环境，也离不开他们工作中的协作者以及给他们的研究提供帮助的外界力量。牛顿有一句名言：“倘若说我能(比其他人)看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”每一位科学家或发明家的成就都不是无源之水，而他们甚至要经过一个跟前人暗暗较劲的过程才能超越他们。作为个体的科学家与发明家也与他们的实验室的其他同事乃至别的地方的人发生着种种联系，有时还得益于广泛的集体的努力，例如20世纪末启动的政府赞助与私人赞助，它们为人类基因组的研究提供了一些细微的帮助。科学家与发明家们不但影响着经济、政治与社会力量，反过来也受着它们的影响。在本书所属的这个系列中，科学和技术活动与社会制度的发展之间的关系也是一个重要的议题。

在传记之外，本书还备有扩展材料，提供了另外一些特定的研究对象。每一章后面都附了一份年谱以及扩展阅读的建议。除此之外，在每本书的末尾还附有学科发展年表。在书中还插入了以下一些工具条，以便给我们提供一种更好的视角，从而更快地进入到那个由科学家与发明家共同构建的世界中去：

相关链接：描写一些具有个性特征的工作与科技发展的联系

亲历者说：为发现与发明提供第一手资料

争论焦点：对由发现与发明所引起的科学或伦理问题的探讨

其他科学家：描述的是一些在这项工作中起到重要作用的人

相关发明：展示了一些与之类似的或相关的发明

社会效应：提供了有关发明创造对我们所在的社会或个人生活的影响的相关讯息

科学成果：解释了一名科学家或发明者如何应付一项具体的技术上的难题或者说挑战

未来趋势：描述了随着时间的变化，这些技术所发生的进展，相关的一些数据也在此处被公布

在这套书中，我们讲述的是人类不断寻求真理、勇于探索、不懈创新的故事，我们也希望亲爱的读者能够被这些故事所吸引、鼓舞，得到一种潜在的力量。我们希望能够给读者铸造一座桥梁，一起走进科学与发现、发明的世界，并且能够尽情游弋于这个广阔的世界中，在其中找到内心更深刻的共鸣。

与人工智能共同成长。伴随着人工智能专家雷·库兹韦尔豪情满怀的预言，我的人工智能之旅也告一段落。在整个翻译过程中，我与人工智能一同成长，感受着它初生的喜悦，体味着它进入低潮的苦涩与重蓄待发，并激动于它重又焕发出的蓬勃能量。从某种意义上说，一个学科的发展史更像是浓缩版的人类发展史，同样经历着诞生，发展，繁盛，迷惘，重生等等过程。同时，书中提到的许多伟大科学家所经历的，也不尽是繁花似锦的坦途。诚然，他们通常拥有常人难以企及的天赋，往往在青少年时代便展现出惊人的智慧的创造力，但同时，他们也承受着旁人难以想象的压力和非议，只是靠着对人工智能的热爱和坚定信念才最终攀越到顶峰。《人工智能》的编写初衷是为广大的青少年及科学爱好者提供一本通俗易懂而且信息量丰富的科普读物。对于广大的读者来说，也许其中的一部分将它作为课余闲暇时的调味小菜，而另一些人则将它作为了解人工智能的一扇门，也许还有一些人，从这些伟大科学家的经历中吸取经验并获得动力，指导自己昂扬地面对人生……我衷心地希望每个读者都能从书中得到属于自己的那份收获。

侯然

2007年10月于北京大学