1.4 人—机结合智能的科学
社会智能与综合集成系统
关于智能的研究，可以说有机器智能和人的智能两个方面。一个方面是研究应用计算机来实现智能的行为。社会的需要和科学技术的发展，呼唤着一个新学科的产生。19世纪以来数理逻辑、自动机理论、《控制论》、《信息论》、仿生学、心理学、计算机等科学技术的发展，为一个新学科的产生准备了思想、理论和物质基础。在这个背景下开始具有真正意义的机器智能的研究。在中国，大陆习惯应用“智能”，而在台湾则习惯应用“智慧”一词，所以有机器智能和机器智慧两种不相同的说法。顾名思义，机器智能便是尽可能地应用机器来体现或者模拟人的智慧或者智能的行为，并且也许在这个方面最终改善人们的能力。机器智能和人的智能两个方面的研究很难分开，两者一般交叉进行，一起发展。通过半个世纪的探索，人们开拓出这条人—机共创，通向综合智慧的道路。
1.4.1 机器智能的发展离不开人的智慧
机器智能自产生到现在经历了50多年的风雨。半个世纪以来，它历经沧桑，既有成功的快乐，又有失败的困扰。这个领域的先驱者早期的主张和很高的希望（如早在1958年他们在取得一些成绩后就曾经估计：10年后就可能研制成电子秘书，即能够像秘书一样为人服务的电子装置。但10年后实践的结果则证明想象和现实差距很大），使得许多其他科学家充满怀疑并且提出尖锐的批评，还对计算机实现机器智能有过激烈的争论。可以说现在还没有哪个学科像机器智能一样受到这样多的非难。尽管如此，机器智能在许多方面取得的发展，仍然是很引人注目的。我们现在从介绍大脑和计算机结合的重要意义着手，具体涉及人—机结合智能的系统。
因为机器智能是一个边缘学科，它是哲学、数学、电子工程、计算机科学、心理学等许多知识的混血儿。它的研究队伍汇集来自不相同领域的学者，他们抱着各自的目的，来到这个科学的边缘地带，从事着自己感兴趣的工作。他们对什么是机器智能有各种不相同的理解。
从技术的角度来看，机器智能要解决的问题是怎么使计算机体现出智能，使计算机能够更加灵活、更加有效地为人服务。只要计算机能够体现出和人们相类似的智能行为，就算达到目的，而不在乎计算机的工作过程在和大脑完成同样任务时，工作机制是否一致。从这种观点出发，机器智能就可以解释为使计算机去做那些原来需要人的智能才能够完成的任务，尤其是那些人们现在还是不知道怎么应用计算机去解决的问题。可以说许多工程技术人员都持这种观点。
除了上面观点外，机器智能领域中的心理学家、语言学家则把重点放在应用计算机程序去复现大脑在完成同样任务时的内部状态上。他们强调首先要了解大脑活动的机制，认为只有在对大脑的工作机制有足够了解的基础上才有可能应用计算机去复现它。还有一部分人则把重点放在理解形成智能的原理上，分析机器智能的特性并且设法在机器上给予实现。因为人们研究的内容和重点各不相同，所以对机器智能的认识产生区别，也是不可避免的。但是他们又是互相补充、相辅相成的，从而一起组成机器智能丰富多彩的研究层次和多样化的研究队伍。
虽然很难给机器智能下个人们都能够接受的、确切的定义，但是从作为一个学科的意义出发，机器智能可以被认为是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。它们的近期目的在于研究应用计算机来模仿和执行大脑的某些智力功能并且开发有关的技术，建立有关的理论。
因为受到很有成绩的早期研究工作的鼓舞和对其中困难的估计不足，机器智能的奠基人对前景做了很乐观的估计：“能够学习、想、创造的机器已经问世并且这些能力正在速猛的提高，在可以估计的未来，它们处理问题的范畴将和大脑的范畴一样广阔。”当他们在做这个估计时，计算机还在为下盘棋而努力，但是他们已经肯定“用不了10年计算机将是世界冠军”。但是几十年过去了，电子秘书的研制成功仍然很远甚至被证明是不可能实现的。但是我们不能够因为这个而否认机器智能取得的成就。近来伴随着计算机技术速猛的发展，机器智能的研究不但在一些传统领域中获得很大的成功，并且在一些新兴的领域也取得很大的发展。但是机器智能的研究却由单纯追求机器智能的目的，发展为追求人—机结合智能的系统。这已经逐步得到中国、外国机器智能界的共识。
1.4.2 人的智能的飞跃需要机器智能
至于人的智能，这是自古以来哲学界关注的主要问题。近来认知心理学以及认知科学全被学科界定为研究人的智能的科学。自20世纪80年代初，中国创建思维科学以来也正是从搞机器人、机器智能的方面入手的。钱学森认为搞机器智能、机器人，就要搞一个机器智能、机器人理论。这个理论在西方称为认知科学，而我们称为思维科学。中国从这个时期开展思维科学研究，内容包括抽象思维，也包括其他的思维过程，如形象思维、创造思维等。钱学森并且认为思维科学的突破口是形象思维研究。在上面学术思想的指引下，中国一些对这个感兴趣的学者，结合文学、艺术领域进行了探索性的工作。在思维科学方面取得的一项重要成果是钱学森和他的同事对开放的复杂巨系统研究。为了处理这类很复杂的系统，他还提出思维科学的一项应用技术，即从定性到定量的综合集成法。什么是开放的复杂巨系统呢？举一个例子来说：中国现在社会组成的系统，如应用科学语言来论述，则是一个既包括物又包括人的开放的复杂巨系统。这种类型系统的重要性是显而易见的。处理开放的复杂巨系统，应用已有的方法，仅仅依靠计算机是不可能的。这里说的从定性到定量的综合集成法，中心思想就是人们的大脑和计算机结合；应用从定性到定量的综合集成法，就有可能把人们的思维、知识、智慧和各种情报、信息统统集成起来达到集智慧大成。
1.4.3 人—机共创的智能的科学和工程
作为思维科学和机器智能的研究结果，以及在模式识别等方面的累积，作者在1994年中国科学院第七次院士大会学术报告会上正式提出《智能的科学和工程（人—机结合）是一个新的科学技术术领域，并且对智能的科学和工程的研究任务、方法论、技术路线进行了论述，对智能的科学和工程与其他科学的区别做了界定。
1．智能的科学和工程有两个基本假设
一个是Popper关于三个世界的说法；一个是熊十力关于人的智慧分成两个部分的观点。
2．智慧的来源的假设
第一世界是物理世界；第二世界是主观世界，包括脑；第三世界是人们实践累积知识信息的世界，是前人和他人实践的创造物。而人们的思维能力和智慧的来源是第二世界和自身、第一世界和第三世界互相间作用的结果。
3．智能的科学和工程研究任务及方法论
了解人的心智；模拟思维和智能；建立人—机结合的系统理论。智能的科学和智能的工程研究任务则是构建各种实际应用的智能系统；研制各种智能系统的开发工具。智能的科学和工程方法论：克服近代科学还原论的束缚；整体论和还原论结合，以系统论作为学术研究的主要思想。
4．智能的科学和工程技术路线
应用从定性到定量的综合集成法，以人—机结合为指导方案，把各个领域有关专家的知识和才能、各种类型的信息和数据以及计算机的软件三者有机地结合起来组成一个人—机结合的系统，发挥系统的整体优势和综合优势。
5．和思维科学、认知科学不相同
智能的科学和工程的研究重点在于机器智能和计算机的高性能两者结合，构建人—机结合智能的系统。思维科学则重点研究思维的规律，旨在建立机器智能的基础，而认知科学则重点研究人类的认知并且扩大为研究动物智能和机器智能。
1.4.4 智能的科学和工程的开拓和实践
智能的科学和工程强调人的心智和机器智能的结合，我们追求的是人和机器结合的智能系统，从体系上讲，人作为参与者综合到整个系统中去，应用并且发挥人和计算机各自的优势，把人和计算机结合起来形成新的体系。强调人在未来智能系统中的作用，是对传统机器智能的研究，也是对传统自动化研究目的的革命，这必将带来一系列在研究方向和研究课题上的改变。另外人作为智能系统人员的论点，也包括两个层次，即界面和体系两个方面。人—机界面是实现上面论点的必要条件。这里说人—机界面，意思不同于那种基于图形学人—机界面，而是包括模式识别这类涉及感知方面问题的更加广义的人—机界面。现在这个方面的工作相当活跃，有代表性的研究有两类：（1）多媒体技术；（2）灵境技术。根据美国麻省理工学院媒体实验室的规划，媒体包括下面三个部分：
（1）学习和常识；
（2）感知计算；
（3）信息和娱乐。
我们可以看到麻省理工学院对媒体的论述是和模拟人的智能的行为紧密相关的，换句话说，就是把人—机通信的过程同样理解为一种智能的行为，这是很引人注目的。关于灵境技术，是力求人们在求得出解的问题过程中使有身临其境的感觉。灵境技术使得人们的感觉大大地拓广，小到分子大到宇宙都可以好像身临其境，从而使得人们的感觉和认知产生飞跃。现在灵境技术在美国空军和许多领域应用中已经取得成功的经验。
现在智能的科学和工程已经在大学中作为一门专业课程开设，智能技术已经成为某些国家重点实验室的研究方向。
综合上面论述，通过这些从基础到应用项目的研究成果，以及中国科学家的努力，已经支撑起智能的科学和工程的学科建设，使具有中国特色的人—机结合智能的科学和工程这门新学科和技术领域在中国蓬勃地开展起来。
我们的目的是发展人的智慧，同时要充分应用时代高技术、新技术成果的机器智能。这样人类跨向新时代时必然导致人—机结合共创智慧；智能的科学作为现在人们发展和自身完善的科学，一定会日益发展趋于完善。
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