2.1 智能是什么

智能是什么？这是理解智能必须回答的问题，又是分歧最多的问题。本节在分析众多定义及第1章对智能研究全面梳理的基础上，给出了智能的定义，并讨论了其主要特征。

2.1.1 智能定义的主要观点

在当代智能研究中，源自不同的科学基础或基本出发点，智能的定义呈现不同的流派，不同的流派之间既有共同点，也有不同点，有的还十分对立。下面从三个维度分析对智能的不同理解：是精神还是可独立的客观存在，主体是谁，能以复杂度区分吗。

2.1.1.1 智能以精神态存在还是可以独立的客观存在

在1.1节中，已经介绍了几位先哲关于智慧、智能是上帝赋予人的特权，智能必然产生于灵魂之中，这里不再重复。

与之相对的是，人的思维、智能是生物进化所决定的，在一定意义上人就是会思维的机器。18世纪中叶，法国学者美特利（Julien Offroyde La Mettrie, 1709—1751年）从哲学视野出发，主张人是物质存在，认为人的认识源于感觉，而感觉对象是客观世界，心灵源自进化，甚至进一步声称“人是机器”。此后，拉马克（Chevalier de Lamarck, 1744—1829年）于1801年第一次发表了其关于包括人类在内的一切物种都是从其他物种进化而来的观点，达尔文（Charles Robert Darwin, 1809—1882年）认为拉马克最重要的贡献是第一个唤起人们注意到有机界跟无机界一样，万物皆变，这是自然法则，而不是神灵干预的结果[1]。

1859年，达尔文倾其毕生精力、历经15年写作的《物种起源》付梓，全面阐述了变异、竞争、自然选择、万物共祖的生物进化理论。随着科学研究的进展，从第1章介绍的分子生物学和认知神经科学与智能相关的成果可以看到，已经可以从分子生物学和神经科学的角度解释注意和意识、学习和记忆、情绪和语言、思维和问题求解、行动控制和认知控制，解释社会认知和认知能力的进化[2],[3]。

当然，还有一些哲学界的学者，认为迄今为止的分子生物学、认知神经科学研究还不足于完全解释意识、思维、情绪等人的主观世界的活动。查莫斯（Chalmers）认为，与神经系统功能相关的问题，可以由物理学和神经科学来解释，属于“容易问题”，而没有神经功能参与的主观体验，是无法还原到神经机制的，所以构成了意识的“难问题”。如果“难问题”的判断是对的，意识不能被还原为神经和物理活动，那就意味着存在一种非物质的实体，是人类永远不能理解的。意识与思维紧密相连，如果意识是精神的，那么，智能中最少存在一部分是纯精神的[4]。一位中国学者也断然认为，科学不能解释意识[5]。

类似的争论产生于人工智能领域。一些强人工智能学者几十年来多次预测机器可以做所有人能做的事情。如果这个预测成立，那么不仅是个别智能任务可以由独立的客体完成，而且所有的智能都可以独立于精神之外。另一些学者反对这种观点，德雷福斯在《计算机不能做什么》[6]、彭罗斯在《皇帝的新脑》[7]中都强烈反对强人工智能的观点，不过两者的结论有所不同。德雷福斯认为有一些问题是计算机永远不可能做到的，而彭罗斯认为今天的技术做不到，但如果物理学，特别是量子力学出现新的进展，存在实现的可能。

然而，有一些学者不同意这样的观点，克拉克指出，“还可以比把大脑当作具体行为的控制器更有成果的想法吗？这一在思考角度上的微小变化对如何构建有关心灵的科学产生了深远的影响。事实上，它需要我们彻底改变思考智能行为的方式。它需要我们抛弃（从笛卡儿开始便普遍存在的）精神与肉体完全分离的思想，抛弃在感知、认知和行为间存在明确的分界线的思想；抛弃大脑在一个执行中心进行高层推理的思想；而且最重要的是抛弃人为地把思考从肉体行为中分离出来的研究方法”[8]。

2.1.1.2 智能的主体是谁

另一个重大的分歧是关于智能的主体。有人认为智能是人的专有特征，有人认为动物、植物也有智能，还有人认为机器系统也可以拥有智能。究竟是谁？

从历史看，认为智能属于人的观点影响最广，拥护者也最多。如全球享有盛名的《不列颠百科全书》对智能（或智力intelligence）的解释是：“一种心理品质，它体现了一个人通过经验学习的能力，对新环境适应的能力，理解和运用抽象概念的能力”。并做了进一步解释，“智力理论的流派虽多，但一致的观点认为，智力是一种具有生物学物质基础的心理潜能，而不是一种熟练掌握的技能。智力是被个人的经验和学习（源于生活）塑造过的中枢神经系统（源于遗传）的功能活动，是一个先天遗传和后天学习的混合物”[9]。全世界发行量最大的书籍——《现代汉语词典》对智能（智力）的定义是：指人认识、理解客观事物并运用知识、经验等解决问题的能力，包括记忆、观察、想象、思考判断等[10]。皮亚杰、加德纳等著名心理学家均持这一论点。

对于人类之外的其他生物是否有智能，有两个不同的子问题。一是植物有没有智能，二是动物有没有智能。

框2.1关于植物智能的讨论[11]

框2.1是对植物智能的肯定，但有更多的学者反对植物有智能的提法，反对将有关的课程进入大学课堂。动物有智能是大多数学者的一致意见，在本书1.2.5节中已经做了介绍。

还有一些学者，主要是认知神经科学、脑科学、人工智能等领域的学者，认为机器，或者更广义一点，机器系统，也可以是智能主体。另有部分研究者，如萨迦德，则认为两者都是智能研究的对象[12]。《智能系统——结构、设计与控制》一书的作者梅斯泰尔认为智能是进化的工具，进化与智力使用相同的技术集合。笔者深信，“智能设计”的关键问题只有通过把智力结构还原为多分辨率形式才能解决[13]。《人工智能》一书的作者罗格认为，人工智能研究的是智能行为中的机制，它是通过构造和评估那些试图采用这些机制的人工制品来进行研究的。在这个定义中，人工智能不像是关于智能机制的理论，而更像是一种经验主义的方法学，它的主要任务是构造和测试支持这种理论的可能模型[14]。罗格认为，关于智能的面向主题和自然发生的观点包含了如下要点：

（1）主体是自动的或半自动的。也就是说，每个主体在问题求解中具有特定的职责，它对其他主体在做什么以及如何做都知之甚少或者根本就不知道。每个主体处理它自己的、独立的问题片段，要么自己产生结果（执行某动作），要么把结果报告给团体中的其他主体。

（2）主体是“被置于一定环境下的”。每个主体只对其自身周围的环境做出反应，（通常）不具有任何关于所有主体组成的整个域的知识。因此，主体的知识只限于和有关要处理的任务有关的信息：“我在处理文件”或“靠近我的墙壁”，没有关于所有文件或问题求解任务中全部物理约束的任何全局性知识。

（3）各个主体是相互影响的。也就是说，它们组成了一个集体来共同完成特定的任务。从这个意义上来说，可以把它们看成是一个“社会”，而且和人类社会一样，当把它们看成是集体时，知识、技能和职责是可以跨个体分布。

（4）构成一个主体社会。在大多数面向主体的问题求解方法中，虽然每个主体具有自己的独特环境和技能，但是在整个问题求解中各个主体是相互合作的。因此，最终解是通过集体的合作得到的。

（5）最后，在这种环境中智能现象是“自然发生的”。虽然单个主体具有自己的一组技能和职责，但是主体社会总的合作成果要大于单个个体贡献的总和。智能是存在于社会并从社会中浮现出来的一种现象，而不是单个主体的属性[15]。

2.1.1.3 智能存在逻辑或算法复杂度的标准吗

在讨论植物和动物是否存在智能的时候，实际上已经涉及这个问题，比如，把什么样的动物行为称为智能。这个问题的范围还延伸到了人类本身，即所有人类的认知过程和行为都属于智能还是只有部分具有复杂的逻辑、算法，一定高度的水平或程度才是智能。在学术研究领域及人工智能领域，这一问题具有较大的争议。

智能究竟是否与正确和复杂相关联。胡塞尔坚信抽象应该源于具体的“生命世界”，理性模型相对于支撑它的具体世界来说完全是第二位的。胡塞尔学派认为，智能不是知道什么是正确的，而是知道如何应对不断变化和发展的世界[16]。

梅斯泰尔认为智能是一个系统在不确定环境中实施合适动作的能力。这里的合适动作是指增加成功的概率，而成功是指支持系统达到最终目的的行为子目标。成功和系统的最终目标的准则是在智能系统定义之外的。对于智能机器系统，成功和目标的准则典型地由设计者、程序员和操作员定义。对于智能生物体，最终目标就是基因繁殖，成功的准则由自然选择过程定义。智能程度由系统的以下特征决定：

（1）系统的大脑（或计算机）的计算能力；

（2）系统用于感知处理、环境建模、行为生成、判值和全局通信的算法复杂性；

（3）系统已存储在自己存储器内的信息；

（4）系统作用过程的复杂性[17]。

显然这是给智能增加了逻辑性、复杂性、准确性的附加条件，这样的附加几乎在人工智能领域普遍存在。2011年，国际商业机器公司（IBM）“沃森”在“危险边缘”击败最优秀的人类选手后，一些人工智能学者认为是以“粗暴”的方式取胜，在逻辑和算法上没有突出贡献，这种想法不符合智能进化、发展和使用的实际。需要给智能一个恰当的规范，《麻省理工学院认知科学百科全书》对智能或智力（intelligence）的定义及注解是：智能可以定义为适应、影响（改变）和选择环境的能力。该词典侧重于从认知科学的角度去理解智能[18]。这一定义包容了各类主题，应该是研究智能的基础。

2.1.2 智能的定义

定义智能是必须的，解释智能是什么又如何发生发展必须清晰定义智能。定义智能是困难的，纷繁的现象和多学科、多维度研究隐含的词就是困难。如同剖析一头大象，需要从真实的四肢、身躯、长鼻、行为特征中抽象出包容、精准的描述。

本书对智能的定义是：

定义2.1智能是主体适应、改变、选择环境等各类行为能力。也可以简化为智能是智能主体的行为。

定义中的主体包括生物体和非生物体。并非所有的非生物体都具有智能，只有具备实现定义规定的行为的，才是智能主体。因此，简单工具和人操作的机械，与人一起构成主体，不是独立的主体。数字机械、自动化生产线、人工智能系统、机器人等能够独立完成一定行为的，是没有自我的智能主体，本书称之为非生物智能客体。

定义中的行为包括具有物理运动的行为和不具有物理运动的行为。学习、思维、研究等心理或神经系统内的行为也包括在内，将生物体的精神和物理行为统一了起来、将非生物体智能系统的信息和物理统一了起来。

定义中对智能行为的描述，沿袭了麻省理工学院《认知科学百科全书》的定义，并有所调整。强调是主体的行为，增加了“等各类行为”一项，意在强调其普遍性。如果将环境和适应、改变、选择的解释泛化，可以延伸到所有智能主体的行为，为了明确表达定义包含了各类主体的所有行为，所以做了调整。

定义对行为和能力没有做正确还是错误、水平高还是低、输还是赢、逻辑和算法的复杂性的界定。这就是说，无论对错，无论高低、无论输赢、无论是否采用逻辑推理或算法，主体的行为都属于智能范畴。AlphaGo与围棋的人类对手、沃森与“危险边缘”的人类对手，都是特定场景、特定任务下的智能行为，与胜负无关、与主体的生命特征无关。不能因为哪一步棋是臭棋，这一个应答错了，就将其从系统中割裂开来，认为这是非智能的。不少人认为，顿悟是人类思维最具特征的最高境界，但与其结果对错无关，其实很多顿悟的奇思妙想是错的，只是历史和本人只选择性地保留了认为是正确的而已。很多数学家认为，高水平的智能在于算法和逻辑推理的高明与否，实际上，在很多问题场景中，能最有效得到最满意解的过程，往往与推理和算法无关。

定义将智能行为的目的采用了隐含的方式。定义包容了主体无目标的行为，但又把有目的的行为放在优先的位置，一般来说，“适应、改变、选择环境”的行为都是为了主体的生存和发展，都是有目的的。人工智能和机器人的发展，将会导致更多的余暇和所谓“无用阶级”的产生，智能主体的无目的行为一定会增加。不能根据有无目的，判断相同的神经活动过程和运动控制过程为智能或非智能。但本书在余下部分所指智能，除个别地方专门指出论及无目的智能外，讨论的均为有目的智能。

定义对智能的进化和发展特征也采用了隐含的方式。智能主体是进化和发展的。现代人的智能源自几十亿年前的原始生命体，非生物智能源自人类智能，又有特定的进化规律。在一个生命周期，智能是发展起来的。生物主体的学习过程，非生物主体的信息和功能增长过程，说明了任何主体的智能存在发展环节。

定义包容了各类主体的各类行为，可以覆盖所有不同场景或语境下的智能。很多智能的定义或人们对智能的理解，或多或少带有专指性，特指自己认为的行为是智能，而不是其他。但是，如果把这些特指汇总，就接近于所有智能主体的行为。如果考虑在生物智能的进化中，叶绿体是真核细胞形成前的一类已经进化的原始生命体，它的功能，比今天任何复杂的化工综合体还复杂，人类还没有能力制造叶绿体。那么，对光合作用的研究活动是智能行为，而植物实现了光合作用的功能，怎么就不是智能行为呢。如何从智能进化、发展和使用的不同角度，认识智能、界定智能，在本书的后续章节有进一步的讨论。

2.1.3 智能的主要属性

按照上述定义，智能具有与其他事物不同的属性，有的属性可能与别的事物相同，但以下8种属性合在一起，就构成了唯一的存在。

1．多类型

智能不是一种类型，也不仅是加德纳划分的八类半，而是可以根据不同的研究或应用目的，即按不同的标准或维度，可以划分出很多类型。在本章及第4章，将从不同的视角对智能的类型进行划分。

2．多主体

定义决定了智能的主体是多元的。既有生物体和非生物体，还有生物体主导、非生物体参与，或非生物体主导、生物体参与的组合主体，还有多主体共同完成的智能行为。这些模式都已经存在，在未来的发展中，还会演变出更复杂的主体形态。

3．独立客体

对知识、工具独立性的研究，在一定程度上从理论角度说明了智能的独立性。生物智能及工具系统的进化，从历史发展实践角度，为智能的独立性给出了实证。

4．依赖

智能的进化和发展依赖于生命进化过程和信息能力发展过程。生命的进化和信息空间的发展又依赖于智能的进化和发展。生命、信息、智能三者既相互独立、又相互依赖的进化过程，形成了独特的区别于物理世界的发展规律。

5．进化

进化是指超越个体生命周期，在一个历史过程中的发展。进化是智能的基本属性。没有进化，智能必然停滞在某个初级阶段。这个初级阶段，也许是细胞之前的某种能力，也许是高等植物或动物的某种能力，也许是现代人之前的原始人类，也许是简单工具的时代。任何一个阶段都是可能的。智能既与生物进化同步，也超越了生物智能的自然进化过程。分析语言、文字、印刷术、互联网等人类文明的进展，对智能带来的是飞速发展，而生物体却只有十分缓慢的进化。第3章专门讨论智能的进化。

6．发展

自从语言、文字产生之后，人的认知能力不断提升，或者说后一代人常常拥有比前一代人更丰富的知识和问题处理能力。同时代的人，因为所处的环境不同、从事的职业不同而导致智能行为类型和水平的不同。在非生物智能领域，具有学习和完善功能的系统会持续提升。智能主体在一个生命周期内行为能力的增加或提升，就是智能的发展。智能的发展将在第3章讨论。

7．目的

尽管存在无目的智能行为，但智能的进化及发展源自主体的目的，有目的的智能行为维持着社会的运转、推动着社会的进步。目的性内生于主体性中。

8．评价

独立性和客观性，使智能摆脱了神秘的面纱，给评价带来了便利。评价主要分析智能行为的成熟度，推动智能发展与人类社会需要解决的问题结合起来。智能的评价将在第4章讨论。