本書對人工智能學(xué)科及其研究領(lǐng)域進(jìn)行抽象，梳理出一個(gè)人工智能的研究體系，然后再按照這個(gè)體系講述其原理，再穿插一些實(shí)例。全書分為五篇、共十四章。這五篇分別是人工智能的體系、求解、規(guī)劃、學(xué)習(xí)、以及推理。 體系篇中有兩章，即緒論與體系論。其次，求解篇分成四章，講述搜索問題、優(yōu)化問題、博弈問題、以及約束問題求解。第三，規(guī)劃篇中有兩章，分別是時(shí)空關(guān)聯(lián)規(guī)劃和決策理論規(guī)劃。第四，是學(xué)習(xí)篇，論述機(jī)器學(xué)習(xí)的三個(gè)視角、然后再用三章分別講述學(xué)習(xí)的任務(wù)、范式、以及框架。最后是推理篇，用兩章分別介紹知識表示和推理機(jī)制。 本書可作為人工智能、計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的高年級本科生或研究生的教材，也可作為人工智能的參考書，供有關(guān)教學(xué)和科研人員使用。

　　人工智能被認(rèn)為是一項(xiàng)對人類社會產(chǎn)生顛覆式影響的科學(xué)與技術(shù)，其發(fā)展之迅猛以及影響面之大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人們的預(yù)料。
　　人工智能的時(shí)代已經(jīng)到來，準(zhǔn)備好去擁抱這個(gè)時(shí)代了嗎？ 
　　人工智能于1956年誕生，經(jīng)歷過兩次低潮之后，計(jì)算能力的迅速提升為其提供了強(qiáng)大的引擎，多媒體數(shù)據(jù)的爆發(fā)性增長為其提供了充足的原料，互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展為其提供了無垠的空間。人工智能先后戰(zhàn)勝了人類的國際象棋、圍棋以及德州撲克的頂級選手，圖像的識別與分類能力已經(jīng)超過人類，語音、指紋等識別方式正在改變?nèi)藱C(jī)交互的手段，無人駕駛汽車已經(jīng)在真實(shí)環(huán)境下試運(yùn)行數(shù)百萬公里，雙足機(jī)器人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了華麗的后空翻。人工智能的學(xué)術(shù)研究越來越深入，人工智能的創(chuàng)業(yè)者越來越多。 
　　套用著名作家狄更斯的一句名言：這是人工智能的“最好時(shí)代”，這是人工智能“最有爭議的時(shí)代”。 
　　世界主要發(fā)達(dá)國家都把人工智能作為目前最大的發(fā)展戰(zhàn)略，力圖在新一輪國際競爭中掌握主導(dǎo)權(quán)。中國國務(wù)院于2017年7月8日印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出了中國新一代人工智能實(shí)行“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，即到2020年人工智能總體技術(shù)和應(yīng)用與世界先進(jìn)水平同步，到2025年人工智能基礎(chǔ)理論實(shí)現(xiàn)重大突破，在2030年成為世界主要的人工智能創(chuàng)新中心。這里可以用六個(gè)字來概括“三步走”的戰(zhàn)略：即同步、突破、領(lǐng)先。所以說，這是人工智能的“最好時(shí)代”。 
　　可是，有人擔(dān)心人工智能會造成大批人失業(yè)，有人認(rèn)為人工智能是人類的威脅，有人游說人工智能可能引發(fā)第三次世界大戰(zhàn)，更有人懼怕人工智能最終會毀滅人類。所以說，這是人工智能的“最有爭議的時(shí)代”。 
　　最好也罷，最有爭議也罷，人工智能究竟是什么？可以說，人工智能是學(xué)術(shù)研究，人工智能是工程技術(shù)，人工智能是人類科學(xué)發(fā)展的智慧結(jié)晶。 
　　最好也罷，最有爭議也罷，人工智能究竟研究什么？可以認(rèn)為，人工智能研究如何用硬件或軟件實(shí)現(xiàn)理性的智能，包括智能感知、認(rèn)知與行為。人類研究人工智能，人類掌握人工智能，人工智能必將造福于人類。 
　　當(dāng)你在學(xué)習(xí)人工智能的過程中，你對人工智能的理解會更全面；當(dāng)你在探索人工智能的過程中，你對人工智能的認(rèn)識會更清晰；當(dāng)你在實(shí)踐人工智能的過程中，你對人工智能的感受會更深刻。 
　　本書做了一個(gè)嘗試，即對人工智能的學(xué)科及其研究領(lǐng)域進(jìn)行抽象，梳理出一個(gè)人工智能的研究體系，然后按照這個(gè)體系講述其原理，再穿插一些實(shí)例分析。 
　　全書分為五篇，共十四章。這五篇分別是：人工智能的“體系篇…‘求解篇”“規(guī)劃篇”“學(xué)習(xí)篇”以及“推理篇”。 
　　首先，體系篇中有兩章。第1章是緒論，介紹人工智能的基礎(chǔ)、發(fā)展史、突破性進(jìn)展、圖靈測試和塞爾的思想實(shí)驗(yàn)以及人工智能的三個(gè)層級。第2章是體系論，在探討人工智能的本源、內(nèi)涵與外延的基礎(chǔ)上，去粗取精，提綱挈領(lǐng)，給出一個(gè)人工智能的研究體系，再將人工智能的諸多研究分支囊括在這個(gè)研究體系之中。人工智能首先要研究如何用硬件或軟件去實(shí)現(xiàn)理性思維，而思維的主要表現(xiàn)形式可以歸結(jié)為求解、規(guī)劃、學(xué)習(xí)以及推理，這是后四篇名稱的由來。 
　　其次，求解篇分成四章。本書在人工智能的問題求解中挑選出四類代表性問題，即搜索問題、優(yōu)化問題、博弈問題以及約束問題，分別在第3章至第6章論述這四類問題的求解方法。 
　　再次，規(guī)劃篇中有兩章。分別是第7章的時(shí)空關(guān)聯(lián)規(guī)劃以及第8章的決策理論規(guī)劃。前者講述與時(shí)間和空間有關(guān)的規(guī)劃方法，而后者是建立在馬爾科夫決策過程和動態(tài)規(guī)劃之上的決策理論規(guī)劃方法。 
　　接著，是學(xué)習(xí)篇，這里的學(xué)習(xí)指的是機(jī)器學(xué)習(xí)。本書又將其進(jìn)行梳理，分成了三個(gè)視角，并在第9章中對這三個(gè)視角進(jìn)行了論述，然后再用三章的篇幅分別講述這三個(gè)視角，即：機(jī)器學(xué)習(xí)的任務(wù)、范式以及框架，機(jī)器學(xué)習(xí)的一些典型算法將歸納到這三個(gè)視角之中。這是本書的另一個(gè)嘗試，即從三個(gè)角度和層面來詮釋機(jī)器學(xué)習(xí)，而不是僅僅講述若干個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)的代表性算法。 
　　最后，是推理篇。這一篇包含第13章知識表示和第14章推理機(jī)制。在知識表示中，除了介紹一些代表性的知識表示之外，還講述了經(jīng)典邏輯、模態(tài)邏輯、描述邏輯，以及本體、知識圖譜等。在推理中，不僅論述了邏輯推理、定性推理、語義推理以及概率推理，還涉獵了近幾年提出的機(jī)器推理等。 
　　本書中每個(gè)篇章的組織與結(jié)構(gòu)如圖1所示。 
　　綜上，本書提出了一個(gè)人工智能的研究體系、三個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)的研讀視角，并圍繞一個(gè)體系、三個(gè)視角來撰寫。這是本書的一個(gè)嘗試，幾點(diǎn)愚見，不當(dāng)之處，敬請批評指正，共同商榷。借用陶淵明詩中的一句話，“疑義相與析”。 
　　本書可作為人工智能、計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的高年級本科生或研究生的教材，也可作為人工智能的參考書，供有關(guān)科研人員使用。

　　王文敏，于1989年3月獲得哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)博士學(xué)位。畢業(yè)后任哈爾濱理工大學(xué)副教授、哈爾濱工業(yè)大學(xué)副教授等。1992年出國并在日美知名公司擔(dān)任主任研究員、主干研究員、中國區(qū)總工、研發(fā)部部長等。2009年底應(yīng)邀回國，任北京大學(xué)深圳研究生院教授、北京大學(xué)數(shù)字視頻編解碼國家工程實(shí)驗(yàn)窒廣州研發(fā)中心副主任。2011年6月任華南理工大學(xué)教授。2012年3月任北京大學(xué)信息工程學(xué)院常務(wù)副院長（主持工作）、2013年9月至2016年3月任北京大學(xué)信息工程學(xué)院院長。2017年6月起任深圳市智能多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。2019年起，任澳門科技大學(xué)教授。 
　　自2017年3月起，先后在華文慕課、中國大學(xué)MOOC、北京高校優(yōu)質(zhì)課程研究會、學(xué)堂在線共4家大規(guī)模開放式在線課程平臺上開設(shè)“人工智能原理”課程。截止至2019年4月，該課程選課人數(shù)累計(jì)超過19余萬人，并被認(rèn)定為教育部2018年“國家精品在線開放課程”。

第一篇 體系 
第1章 緒論 
1．1 引言 
1．2 關(guān)于agent的翻譯 
1．3 人工智能的定義 
1．4 人工智能的基礎(chǔ) 
1．4．1 數(shù)學(xué) 
1．4．2 經(jīng)濟(jì)學(xué) 
1．4．3 神經(jīng)科學(xué) 
1．4．4 認(rèn)知心理學(xué) 
1．4．5 控制理論與控制論 
1．5 人工智能的歷史 
1．5．1 人工智能的孕育和誕生 
1．5．2 人工智能的黃金年代 
1．5．3 人工智能的第一個(gè)冬天 
1．5．4 人工智能的第一次繁榮 
1．5．5 人工智能的第二個(gè)冬天 
1．5．6 人工智能的第二次繁榮 
1．6 人工智能的突破 
1．6．1 計(jì)算機(jī)游戲 
1．6．2 計(jì)算機(jī)視覺 
1．6．3 語音識別 
1．6．4 機(jī)器翻譯 
1．6．5 自動駕駛 
1．6．6 人工大腦 
1．6．7 人工智能芯片 
1．6．8 醫(yī)學(xué)人工智能 
1．6．9 藥物人工智能 
1．6．10 法律人工智能 
1．7 人工智能的判定 
1．7．1 圖靈測試 
1．7．2 圖靈測試的解讀 
1．7．3 圖靈測試 
1．7．4 中文房間 
1．8 人工智能的層級 
1．8．1 人工專用智能 
1．8．2 人工通用智能 
1．8．3 人工超級智能 
1．9 人工智能的安全 
1．10 人工智能的應(yīng)用 
1．11 小結(jié) 
習(xí)題 
第2章 體系論 
2．1 引言 
2．2 人工智能的研究途徑 
2．2．1 控制論與人工智能 
2．2．2 符號與亞符號 
2．2．3 整齊與不整齊 
2．2．4 邏輯與反邏輯 
2．2．5 符號主義、聯(lián)結(jié)主義與行為主義 
2．2．6 概率與統(tǒng)計(jì)方法 
2．2．7 計(jì)算心理學(xué)、計(jì)算哲學(xué)與機(jī)器智能 
2．2．8 經(jīng)典與現(xiàn)代人工智能 
2．3 人工智能的主體論點(diǎn) 
2．3．1 智能主體 
2．3．2 計(jì)算主體 
2．3．3 理性主體 
2．4 智能主體的環(huán)境 
2．5 智能主體的構(gòu)成 
2．5．1 主體函數(shù) 
2．5．2 主體算法 
…… 
第二篇 求解 
第三篇 規(guī)劃 
第四篇 學(xué)習(xí) 
第五篇 推理