李彥佑

摘要：在計(jì)算機(jī)技術(shù)日益發(fā)展完善的當(dāng)今時(shí)代，人工智能作為后起之秀，以肉眼可見(jiàn)的速度在短短五十年內(nèi)風(fēng)靡了全球并引領(lǐng)了世界的發(fā)展，從圖靈測(cè)試開(kāi)始，人工智能進(jìn)入大家的視野，數(shù)學(xué)理論則作為計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展的基石，為計(jì)算機(jī)人工智能的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，但現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)人工智能仍有數(shù)學(xué)方面的瓶頸亟待突破，本文將以“2018世界人工智能大會(huì)在上海開(kāi)幕”為例，從計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展觀點(diǎn)、數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展中的應(yīng)用、數(shù)學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展的重要性三個(gè)方面分析數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展緊密關(guān)系。

關(guān)鍵詞：2018世界人工智能大會(huì)；數(shù)學(xué)；人工智能發(fā)展；重要性

中圖分類(lèi)號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）09-0211-02

1 2018世界人工智能大會(huì)中的計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展觀點(diǎn)

1.1 人工智能的發(fā)展正朝向大社交時(shí)代

“人工智能的發(fā)展正朝向大社交時(shí)代”這一觀點(diǎn)由騰訊公司首席執(zhí)行官馬化騰提出?，F(xiàn)如今，科技貫穿了我們的生活，我們?nèi)粘５囊?、食、住、行、用無(wú)一不存在著科技的身影，人工智能作為領(lǐng)先科技中的佼佼者，逐漸的進(jìn)入了大眾的視野，進(jìn)入了我們?nèi)粘５纳睢Ｔ诂F(xiàn)如今這個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代人工智能作為社交平臺(tái)，既便捷了人與人之間的溝通交流，更搭建了人與物共同交流的平臺(tái)，人工智能正在人與人，人與物之中提供服務(wù)的紐帶。以微信為例，微信月活躍用戶已經(jīng)突破十億大關(guān)，那么人與網(wǎng)絡(luò)的接點(diǎn)就在10億數(shù)量級(jí)，10億數(shù)量級(jí)的人機(jī)交互的關(guān)鍵就在于人工智能對(duì)于信息的處理，因此，人工智能的發(fā)展正朝向著人機(jī)交互的大社交時(shí)代發(fā)展。

1.2 人工智能讓生活更健康

“人工智能讓生活更健康”這一觀點(diǎn)由阿里集團(tuán)創(chuàng)始人馬云提出。就現(xiàn)如今人工智能發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，人工智能滲入到日常說(shuō)的方方面面指日可待，當(dāng)人工智能技術(shù)代替了簡(jiǎn)單的生產(chǎn)力，改變了生產(chǎn)關(guān)系的輸入與輸出之時(shí)，是否會(huì)導(dǎo)致整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)無(wú)法有序進(jìn)行，或者換個(gè)說(shuō)法，人與人工智能的關(guān)系在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中是什么樣的，這個(gè)問(wèn)題是計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展過(guò)程中注定會(huì)面臨的問(wèn)題，那么如何平衡在社會(huì)生產(chǎn)和生活過(guò)程中計(jì)算機(jī)人工智能和人的關(guān)系就顯得至關(guān)重要。因此人工智能的發(fā)展將成為人們生活更健康的前提條件[1]。

2 數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用

2.1 數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)人工智能編程方面的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)人工智能編程就變得愈發(fā)重要，計(jì)算機(jī)人工智能主要依賴(lài)于機(jī)器學(xué)習(xí)，機(jī)器學(xué)習(xí)的關(guān)鍵就在于程序的編寫(xiě)，機(jī)器學(xué)習(xí)與認(rèn)知同人類(lèi)的學(xué)習(xí)與認(rèn)知相類(lèi)似，都是先通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)相同特征，進(jìn)而得到“知識(shí)”，但計(jì)算機(jī)人工智能在獲取知識(shí)的同時(shí)，會(huì)存在著一定的偏差，就像初生嬰兒那樣，但初生嬰兒能夠?qū)W習(xí)并漸漸地適應(yīng)環(huán)境，應(yīng)付各種復(fù)雜情況，這對(duì)程序的編寫(xiě)而言無(wú)疑是一種挑戰(zhàn)。

計(jì)算機(jī)人工智能編程語(yǔ)言主要基于數(shù)學(xué)邏輯，那么數(shù)學(xué)能力就成為了計(jì)算機(jī)人工智能編程的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)對(duì)于程序員而言是與計(jì)算機(jī)對(duì)話的特殊語(yǔ)言，數(shù)學(xué)邏輯能將復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)單的程序語(yǔ)言，從而將整個(gè)人工智能計(jì)算體系完整的組合在一起，可以說(shuō)程序員的數(shù)學(xué)能力決定著計(jì)算機(jī)人工智能的解決問(wèn)題能力，程序員的數(shù)學(xué)能力較差時(shí)，計(jì)算機(jī)人工智能程序的編寫(xiě)往往是脫離實(shí)際，與解決問(wèn)題相背離；而相反，程序員的數(shù)學(xué)能力較強(qiáng)時(shí)，計(jì)算機(jī)人工智能程序的編寫(xiě)往往是致力于解決最終實(shí)際問(wèn)題，所以數(shù)學(xué)是人工智能發(fā)展的關(guān)鍵，也可以說(shuō)是數(shù)學(xué)規(guī)范了人工智能的發(fā)展，那么如何將數(shù)學(xué)更為廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)人工智能的發(fā)展是接下來(lái)計(jì)人工智能面臨的最嚴(yán)峻的問(wèn)題[2]。

2.2 數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)人工智能編碼方面的應(yīng)用

數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展的基礎(chǔ)與源動(dòng)力，尤其體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)人工智能編碼方面，計(jì)算機(jī)編碼是人工智能發(fā)展的前提，只有計(jì)算機(jī)編碼準(zhǔn)確無(wú)誤，信息才能有效順暢地在人工智能程序之間進(jìn)行傳遞，也就是說(shuō)編碼相當(dāng)于是計(jì)算機(jī)的一種語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)編碼大部分是由二進(jìn)制實(shí)現(xiàn)，二進(jìn)制就是最為淺顯的數(shù)學(xué)原理，二進(jìn)制從古至今都是數(shù)學(xué)上被廣泛應(yīng)用的一種數(shù)制，從我國(guó)古代“九連環(huán)”的逢二進(jìn)一，到現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)編碼的逢二進(jìn)一，都是應(yīng)用了數(shù)學(xué)法則“二進(jìn)制”，因此，可以說(shuō)數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)方面的應(yīng)用，促進(jìn)了人工智能更好更快的發(fā)展。

2.3 數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)人工智能圖形學(xué)方面的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)人工智能在圖形學(xué)方面也和數(shù)學(xué)知識(shí)有著緊密的聯(lián)系，無(wú)論是人工智能的模型制作，還是智能圖形識(shí)別技術(shù)，究其根本都是數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，比如VR應(yīng)用中的模型都是通過(guò)成千上萬(wàn)個(gè)面片進(jìn)行極致渲染組成，宏觀上看是一個(gè)細(xì)節(jié)極為豐富精良的模型，微觀上看實(shí)則是一個(gè)一個(gè)微小的由三點(diǎn)連成的面片所組成，而這每個(gè)微小的面片也正是通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算匯聚成了一個(gè)完整的整體。蘋(píng)果系統(tǒng)推出的新功能——測(cè)距儀，也是與數(shù)學(xué)有這莫大的聯(lián)系，其原理是通過(guò)計(jì)算機(jī)人工智能對(duì)平面圖形進(jìn)行識(shí)別，從而和系統(tǒng)預(yù)設(shè)圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)方面的比對(duì)，最后輸出距離參數(shù)，數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)人工智能圖形學(xué)方面的應(yīng)用可謂是愈發(fā)方便了我們的日常生活。

3 數(shù)學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展的重要性

“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之變、生物之謎、日用之繁，無(wú)不應(yīng)用數(shù)學(xué)?！边@是華羅庚先生對(duì)數(shù)學(xué)的看法，這也正如現(xiàn)在發(fā)展勢(shì)如破竹的人工智能，人工智能在數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上更加方便了人們的生活，數(shù)學(xué)在人工智能方面也有著更為廣泛的應(yīng)用空間。

3.1 數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展的源動(dòng)力

抽象的數(shù)學(xué)定理應(yīng)用于計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的事件當(dāng)中，就發(fā)展成為了人工智能。數(shù)學(xué)中的經(jīng)典學(xué)科，諸如高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、微積分等等為計(jì)算機(jī)人工智能的發(fā)展添磚加瓦，成為了計(jì)算機(jī)人工智能發(fā)展的源動(dòng)力。甚至于著名的數(shù)學(xué)難題“四色問(wèn)題”也最終被計(jì)算機(jī)所證明?！八纳珕?wèn)題”一直以來(lái)被譽(yù)為世界近代三大數(shù)學(xué)難題之一，其內(nèi)容為“平面內(nèi)不可出現(xiàn)交叉而沒(méi)有公共點(diǎn)的兩條直線”，但是自從計(jì)算機(jī)被發(fā)明出來(lái)以后，計(jì)算水平不斷提高，加之當(dāng)時(shí)的“人工智能”人機(jī)交互的愈發(fā)成熟，“四色問(wèn)題”猜想的證明愈發(fā)變的輕松了起來(lái)，證明“四色問(wèn)題”所應(yīng)用到的人機(jī)交互正是人工智能的雛形，可見(jiàn)數(shù)學(xué)在早期人工智能發(fā)展的道路上就肩負(fù)起了重要的責(zé)任。

現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)人工智能依托各類(lèi)數(shù)學(xué)理論在制定各種標(biāo)準(zhǔn)和積累數(shù)據(jù)資料方面已經(jīng)發(fā)展的趨于成熟，比如著名的谷歌圍棋機(jī)器人——AlphaGo，其通過(guò)以數(shù)學(xué)算法為基礎(chǔ)的深度學(xué)習(xí)，在2016年以總分4比1戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍李世石，在2017年連續(xù)60局無(wú)一例外的戰(zhàn)勝來(lái)自中國(guó)、日本、韓國(guó)的各大圍棋高手，同年3比0大比分戰(zhàn)勝世界排名第一的圍棋高手柯潔，AlphaGo在圍棋方面的天賦離不開(kāi)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)算法，不斷的深度學(xué)習(xí)圍棋高深的技法讓AlphaGo擁有了超強(qiáng)的圍棋技藝，從落子到評(píng)估棋局，數(shù)學(xué)算法擔(dān)當(dāng)起例最重要的職責(zé)，其實(shí)數(shù)學(xué)算法給予了計(jì)算機(jī)人工智能多個(gè)選擇，通過(guò)深度學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)人工智能選擇最優(yōu)方案，這就是AlphaGo得以戰(zhàn)勝人類(lèi)的原理，人腦也可以在小范圍內(nèi)將所有可能情況一一列舉，但畢竟人腦不是機(jī)器，人工智能算法可以在極短時(shí)間將所有可能情況一一列舉，范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人腦，并且不費(fèi)吹灰之力，計(jì)算機(jī)人工智能操控的AlphaGo通過(guò)簡(jiǎn)單的校對(duì)、選擇、執(zhí)行就可以將圍棋的隨機(jī)性元素降到最低，多次的訓(xùn)練與算法的調(diào)整重組讓其“大腦網(wǎng)絡(luò)”發(fā)展趨于成熟，從而進(jìn)一步懂得了如何進(jìn)行思考，如何做出選擇。因此計(jì)算機(jī)人工智能在數(shù)據(jù)積累和標(biāo)準(zhǔn)化判斷方面，足以領(lǐng)先人腦。

但是計(jì)算機(jī)人工智能在認(rèn)知和預(yù)測(cè)方面還略為稚嫩，就例如2016年3月微軟首先推出的計(jì)算機(jī)人工智能“聊天機(jī)器人”Tay，在這款人工智能聊天機(jī)器人推出初期，其深受人民追捧，人們?cè)诤闷嫘尿?qū)使下開(kāi)始不斷的通過(guò)語(yǔ)言對(duì)Tay進(jìn)行“教學(xué)”，這其中就不乏有一些別有用心之人開(kāi)始向Tay傳遞種族歧視，性別歧視等過(guò)激言論，這也導(dǎo)致Tay沒(méi)過(guò)多久在推特賬號(hào)上已經(jīng)臟話連篇，涉及敏感話題。于是這款尚未成熟的產(chǎn)品，在上架24小時(shí)后終被下架，這也表明了計(jì)算機(jī)人工智能在認(rèn)知和預(yù)測(cè)方面還尚有缺陷，需要通過(guò)更強(qiáng)大的數(shù)學(xué)算法為其攻克這一難題[3]。

3.2 數(shù)學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了計(jì)算機(jī)人工智能的發(fā)展

人工智能在短短的50年左右時(shí)間就幾乎滲透到人們生活的方方面面，數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)的功勞不容小覷，隨著各種抽象數(shù)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域愈發(fā)廣泛，越來(lái)越多全新的數(shù)學(xué)算法被創(chuàng)造出來(lái)，以支持計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的發(fā)展。2018世界人工智能大會(huì)在上海開(kāi)幕，主題之一就是應(yīng)用算法創(chuàng)新來(lái)促進(jìn)計(jì)算機(jī)人工智能產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，緊隨其后的便是阿里巴巴以計(jì)算機(jī)人工智能為主題召開(kāi)的“云棲大會(huì)”，人工智能被一次又一次的推向了技術(shù)巔峰。兩次會(huì)議無(wú)一例外都提到了算法的創(chuàng)新，可見(jiàn)算法的創(chuàng)新對(duì)現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)人工智能的發(fā)展而言無(wú)疑是一個(gè)挑戰(zhàn)，而這個(gè)挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)就建立在數(shù)學(xué)的發(fā)展之上。

由于數(shù)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的實(shí)踐拓寬，因此計(jì)算機(jī)人工智能的發(fā)展必將更上一層臺(tái)階，創(chuàng)新算法引領(lǐng)的計(jì)算機(jī)人工智能崛起將再次掀起計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新熱潮，這無(wú)論是對(duì)數(shù)學(xué)的發(fā)展而言，還是對(duì)計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的發(fā)展而言，都將是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)共贏的結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

人工智能發(fā)展得如火如荼，人們生活的各個(gè)方面都注入了人工智能的新鮮血液，極大地方便了人民的生活，使人們的生活與工作都變得既高效又便捷?？v觀全球，各個(gè)國(guó)家間的人工智能產(chǎn)業(yè)推進(jìn)也在有條不紊地進(jìn)行，值得一提的是以大疆無(wú)人機(jī)為首的一批中國(guó)新型計(jì)算機(jī)人工智能產(chǎn)業(yè)的崛起，穩(wěn)固了中國(guó)在世界人工智能技術(shù)發(fā)展中的地位，世界各國(guó)紛紛在中國(guó)建立人工智能研究所，意在合作與發(fā)展，例如：亞馬遜宣布在上海建立全球首個(gè)人工智能研究院，引用全球人才資源，以中國(guó)用戶為主要研究對(duì)象，微軟也將在上海成立微軟亞洲研究院上海分院，這意味著中國(guó)是人工智能發(fā)展較為領(lǐng)先的國(guó)家，但是縱使我國(guó)人工智能趨于領(lǐng)先水平，但是數(shù)學(xué)的發(fā)展與創(chuàng)新仍是我國(guó)計(jì)算機(jī)人工智能領(lǐng)域需要克服一大難關(guān)，著力于發(fā)展抽象數(shù)學(xué)理論在人工智能技術(shù)中的應(yīng)用才是我國(guó)發(fā)展計(jì)算機(jī)人工智能的重中之重。

參考文獻(xiàn)

[1]王泓森.以“云計(jì)算”為例淺析數(shù)學(xué)運(yùn)算能力對(duì)于人工智能的影響與作用[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017，（12）：58-60.

[2]許亮.基于大數(shù)據(jù)的“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)學(xué)模型”對(duì)人工智能的影響[J].電視技術(shù)，2018，42（07）：82-95.

[3]趙月瑩.從數(shù)學(xué)思維角度淺析傳統(tǒng)數(shù)學(xué)運(yùn)算在未來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域中人工智能方面的應(yīng)用[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018，（04）：3-4.