如同一位幾何學(xué)家專心致志地測(cè)量圓周，為了把圓化為等積正方形，反復(fù)思索都找不出他所需要的原理，我對(duì)于我所看到的新的形象也是這樣……
——但丁，《神曲：天國(guó)篇》
為何寫這本書
像我們中的許多人一樣，我生來就是一個(gè)天真的現(xiàn)實(shí)主義者，相信感官為我們提供了對(duì)真實(shí)物體直接的認(rèn)識(shí)和接觸。包括讓·皮亞杰、湯姆·鮑爾、艾莉森·高普尼克和克拉克·格利莫爾在內(nèi)的心理學(xué)家和哲學(xué)家，都記錄了正常兒童了解自己和世界的發(fā)展過程。通過實(shí)驗(yàn)、探索以及僅僅是活著，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物體從我們的視線中消失時(shí)，它們?nèi)匀淮嬖�，意圖、欲望和情感都是很重要的，從高腳椅上扔食物不僅可以教會(huì)我們感知父母的沮喪程度，還可以教會(huì)我們簡(jiǎn)單的物理知識(shí)，例如，有些東西會(huì)反彈。
在宗教環(huán)境中長(zhǎng)大也是了解世界的一個(gè)組成部分。神、公認(rèn)的神話、圣人，這些信念貫穿了我早期性格的形成。家庭的愛和親密的朋友圈支撐著我不斷成熟的世界觀。
然而，在某些時(shí)候，關(guān)鍵的問題會(huì)成為必要的焦點(diǎn)，就像水果成熟一樣：你如何知道什么是真實(shí)的？你如何對(duì)另一種事實(shí)做出判斷？在這個(gè)復(fù)雜的世界里，你如何解釋別人迥然不同的“忠誠(chéng)的信仰”？如果一個(gè)人要過成熟的生活，是否需要對(duì)某件事有所承諾？蘇格拉底曾說過，未經(jīng)審視的人生不值得過。
在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)課程時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些合理的質(zhì)疑。根號(hào)2到底是多少？π到底是多少？很容易證明根號(hào)2不是有理數(shù)，也就是不是分?jǐn)?shù)。（假設(shè)根號(hào)2是分?jǐn)?shù)，并且用整數(shù)p/q表示，其中p和q沒有公因數(shù)，這時(shí)兩邊同時(shí)平方，2=p2/q2，或2q2=p2,或q2是p2的1/2，這與沒有公因數(shù)的假設(shè)相矛盾。）如果根號(hào)2不是分?jǐn)?shù)，那它是什么？為什么分?jǐn)?shù)被稱為“有理數(shù)”？“無理數(shù)”意味著我們不明白這個(gè)數(shù)字是什么嗎？根號(hào)2是一個(gè)非常重要的抽象概念，我們創(chuàng)建出這個(gè)抽象概念是因?yàn)樗�很有用�?br />在我所經(jīng)歷的十多年的耶穌會(huì)教育中，哲學(xué)課程也是認(rèn)識(shí)世界的一個(gè)重要組成部分。閱讀柏拉圖和亞里士多德是非常有趣的，在柏拉圖《理想國(guó)》第七卷中的洞穴實(shí)驗(yàn)之后，理性主義顯然成為一種值得推崇的世界觀。但是，懷疑論者和伊壁鳩魯派（享樂主義者）的觀點(diǎn)總是作為背景噪音的一部分縈繞在我們的腦海中。奧古斯丁、阿奎納和笛卡兒僅僅確認(rèn)了理性主義者的觀點(diǎn)，同時(shí)認(rèn)為上帝在人的精神/身體構(gòu)成中起著至關(guān)重要的作用。
啟蒙運(yùn)動(dòng)就是這樣的。它開始于笛卡兒的冥想—我思故我在。但是伯克利、休謨、斯賓諾莎和康德很快改變了整個(gè)哲學(xué)論述。當(dāng)然，正如馬圖拉納和維拉所說，任何對(duì)世界的看法必須通過感官，甚至觀看和觸摸都是通過物理邏輯和情感約束來調(diào)節(jié)的。也許隨著時(shí)間的推移，條件作用使得連接感知的某些關(guān)聯(lián)成為可能？在我們的“外面”是什么，我們?nèi)绾胃兄�它？�?dāng)然，同時(shí)存在的問題是，我們的“內(nèi)在”是什么，我們又如何感知它？休謨的論證推翻了對(duì)因果關(guān)系的天真理解，以及對(duì)上帝存在的任何可能的連貫證明。
海德格爾、胡塞爾和存在主義傳統(tǒng)提出通過在時(shí)空中實(shí)現(xiàn)自我來創(chuàng)造自我。正如薩特所說，存在先于本質(zhì)，這意味著，我們首先是個(gè)體、獨(dú)立行動(dòng)和負(fù)責(zé)任的智能體。我們總是處在過程中，從迷茫和困惑的狀態(tài)開始，走向自由和真實(shí)。在許多重要的方面，這些哲學(xué)立場(chǎng)，伴隨著愛、責(zé)任和擁抱社會(huì)，開始開辟一條通向智力和情感成熟的可能之路。
美國(guó)實(shí)用主義者也發(fā)揮了核心作用。盡管除了有用的東西外，實(shí)用主義者缺乏任何認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)，但他們指出，生活、學(xué)習(xí)和判斷總是有意義的。正如威廉·詹姆斯所說，如果宗教能為修行者帶來更好的生活，那它就是好的。實(shí)用主義者為理性主義的世界觀提供了重要約束：純粹而獨(dú)特的思想本身是一種善，還是必須被視為某些有用目的的組成部分？
但是效用本身是判斷真實(shí)性的一個(gè)非常模糊的標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)人的有用目標(biāo)很容易和其他人的有用目標(biāo)相矛盾。在實(shí)用主義作家中，查爾斯·桑德斯·皮爾士尤為突出，尤其是他關(guān)于誘因推理或“最佳解釋推理”的討論。盡管皮爾士本人對(duì)于什么算法可能支持誘因、貝葉斯推理和朱迪亞·珀?duì)柕囊娊獠⒉皇�分一致，但他提供了一個(gè)令人信服的開端，正如我們將在第7章和第8章中看到的那樣。
這里有一些重要的挑戰(zhàn)。存在主義傳統(tǒng)，加上美國(guó)實(shí)用主義缺乏我所認(rèn)為的認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)，支持了后現(xiàn)代主義和后結(jié)構(gòu)主義懷疑論�；�于這一觀點(diǎn)，西方文化建立在知識(shí)、真理和意義觀念基礎(chǔ)上的基石受到了審視。虛無主義的相對(duì)論似乎滲透到了人文主義和啟蒙運(yùn)動(dòng)的觀念和承諾中。
與此同時(shí)，卡爾納普、羅素、弗雷格等人的邏輯實(shí)證主義傳統(tǒng)出現(xiàn)了。這一傳統(tǒng)為邏輯和哲學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。除了邏輯實(shí)證主義的數(shù)學(xué)成分之外，還有包括波普爾和庫恩在內(nèi)的哲學(xué)家提出的建議，即科學(xué)方法作為一種媒介來理解我們自己和世界的效用及重要性。
在完成數(shù)學(xué)研究生課程時(shí)，我偶然讀到了諾伯特·維納的《控制論》，雖然當(dāng)時(shí)我并不完全理解這本書，但我正朝著計(jì)算世界的愿景邁進(jìn)。之后不久，我開始在賓夕法尼亞大學(xué)攻讀博士學(xué)位，我很高興能夠參加文理學(xué)院的跨學(xué)科項(xiàng)目。我的興趣領(lǐng)域包括數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、語言學(xué)和心理學(xué)，我與我的導(dǎo)師一起選擇了一個(gè)博士委員會(huì)和一個(gè)跨學(xué)科的研究項(xiàng)目。
托馬斯·庫恩的《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》是研究生最喜歡的書之一。我們探索庫恩的思想，不僅僅是因?yàn)閼{借年輕人的活力和思想我們可能會(huì)成為這場(chǎng)革命的一部分，更重要的是因?yàn)�，庫恩清楚地描繪了科學(xué)的過程。在賓夕法尼亞大學(xué)接受教育期間，我還是赫伯特·西蒙和艾倫·紐維爾在卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的研究項(xiàng)目的粉絲，該項(xiàng)目專注于研究使用計(jì)算技術(shù)來更好地理解人類的問題求解能力。他們的書《人類問題求解》仍然在我的書架上。在早期的研究歲月里，我也有幸多次參觀了他們的研究實(shí)驗(yàn)室。我自己的學(xué)位論文涉及使用狀態(tài)空間技術(shù)來描述人類問題求解行為的各個(gè)方面，這些技術(shù)來源于計(jì)算中使用的表示。
賓夕法尼亞大學(xué)以及紐維爾和西蒙的研究使我完全進(jìn)入了人工智能領(lǐng)域。1974年，我獲得了蘇格蘭愛丁堡大學(xué)人工智能系為期四年半的博士研究職位。愛丁堡大學(xué)在當(dāng)時(shí)，甚至到現(xiàn)在也是歐洲人工智能研究的中心。愛丁堡大學(xué)人工智能系的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它的跨學(xué)科特色。我能夠與心理學(xué)系、語言學(xué)系和認(rèn)知學(xué)系的教師和研究生以及世界級(jí)人工智能系的同事積極配合工作。
1979年，我們搬到了阿爾伯克基，在那里我成為新墨西哥大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教授，并在語言學(xué)系和心理學(xué)系任職。20世紀(jì)80年代初，心理學(xué)教授佩德·約翰遜和我在新墨西哥大學(xué)開設(shè)了認(rèn)知科學(xué)研究生課程。20世紀(jì)90年代中期，語言學(xué)教授卡羅琳·史密斯和我在新墨西哥大學(xué)開設(shè)了計(jì)算語言學(xué)研究生課程。我們的跨學(xué)科研究包括來自認(rèn)知和計(jì)算神經(jīng)科學(xué)研討會(huì)中的講座，這些講座是由新墨西哥大學(xué)神經(jīng)科學(xué)系和心理學(xué)系主辦的。
在新墨西哥大學(xué)擔(dān)任教職的一個(gè)令人興奮的好處是有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)多門學(xué)科的研究生課程，包括在物理系學(xué)習(xí)神經(jīng)成像知識(shí)，在心理學(xué)系研究神經(jīng)科學(xué)相關(guān)問題，在哲學(xué)系參加關(guān)于路德維�！ぞS特根斯坦、理查德·羅蒂的研討會(huì)和其他關(guān)于現(xiàn)代認(rèn)識(shí)論的研討會(huì)。
我現(xiàn)在是新墨西哥大學(xué)的榮休教授。我的簡(jiǎn)歷可在https://www.cs.unm.edu/~luger/上查看。我目前從事咨詢工作，所關(guān)注的領(lǐng)域是自然語言處理、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)智能體以及使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)來分析大量數(shù)據(jù)中的信息。
本書主要內(nèi)容
本書分為三個(gè)部分，每個(gè)部分包含3章。第1章介紹程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)，阿蘭·圖靈的機(jī)器和計(jì)算的基礎(chǔ)，并提出了如何在機(jī)器上最有效地表示復(fù)雜世界情境的問題。
第2章描述支持科學(xué)方法、現(xiàn)代認(rèn)識(shí)論的哲學(xué)背景，以及現(xiàn)代計(jì)算和人工智能的基礎(chǔ)。這些主題對(duì)于思考現(xiàn)代認(rèn)識(shí)論至關(guān)
重要。
第3章介紹1956年達(dá)特茅斯夏季研討會(huì)，該研討會(huì)標(biāo)志著人工智能事業(yè)的開始。第3章還介紹了早期人工智能研究和認(rèn)知科學(xué)研究的起源。前三章還討論人工智能編程作為迭代優(yōu)化的本質(zhì)，并介紹支持人工智能應(yīng)用程序構(gòu)建的非常高級(jí)的語言工具。
第二部分（第4章、第5章和第6章）介紹支持人工智能領(lǐng)域研究和發(fā)展的四種主要范式中的三種：基于符號(hào)的、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或聯(lián)結(jié)主義的、遺傳的或涌現(xiàn)的。這部分的每一章都給出初始的“項(xiàng)目”并描述它們的應(yīng)用。包括這些示例是為了演示人工智能的不同表示方法。這些章節(jié)還介紹了該領(lǐng)域中的一些新研究和高級(jí)項(xiàng)目。每一章最后都對(duì)相關(guān)范式的優(yōu)勢(shì)和局限性進(jìn)行了討論。
第三部分（也就是最后三章）是這本書存在的理由，主要介紹當(dāng)前人工智能的第四個(gè)重點(diǎn)：概率推理和動(dòng)態(tài)建模。在第7章中，對(duì)人工智能采取的不同方法提出了一種哲學(xué)和解，這些方法被視為建立在理性主義、經(jīng)驗(yàn)主義和實(shí)用主義哲學(xué)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上。基于這種建構(gòu)主義的綜合，第7章以一系列假設(shè)和后續(xù)猜想結(jié)束，這些假設(shè)和猜想為當(dāng)前的人工智能研究和現(xiàn)代認(rèn)識(shí)論提供了基礎(chǔ)。
第8章介紹貝葉斯定理，并給出了一個(gè)在簡(jiǎn)單情況下的證明。引入貝葉斯以及后續(xù)的貝葉斯信念網(wǎng)絡(luò)和隱馬爾可夫模型技術(shù)的主要目的是證明人類主體的先驗(yàn)知識(shí)與任何特定時(shí)間感知的后驗(yàn)信息之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系。我們將這種對(duì)均衡的認(rèn)知追求視為認(rèn)識(shí)世界和在世界中運(yùn)作的基礎(chǔ)。第8章的后半部分描述了一些由貝葉斯傳統(tǒng)支持的項(xiàng)目，通過這些項(xiàng)目可以進(jìn)一步理解這些認(rèn)識(shí)論
見解。
第9章總結(jié)全書，并描述了通過在世界上的積極探索來構(gòu)建和適應(yīng)世界的模型。這章描述了人工智能充滿希望的前景，因?yàn)樗�繼續(xù)使用科學(xué)傳統(tǒng)來擴(kuò)展視野，探索我們不斷發(fā)展的環(huán)境，并構(gòu)建智能人工制品。這章還探討了維特根斯坦、普特南、庫恩和羅蒂的當(dāng)代實(shí)用主義思想，以及認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的見解，所有這些都在探索知識(shí)、意義和真理的本質(zhì)。這本書的結(jié)尾是對(duì)后現(xiàn)代相對(duì)主義的批判，并提出了一種主動(dòng)的、務(wù)實(shí)的、模型修正的現(xiàn)實(shí)主義認(rèn)識(shí)論立場(chǎng)。
喬治·F.盧格爾
2020年12月1日
新墨西哥州阿爾伯克基

致　　謝
本書的一個(gè)重要主題是個(gè)人和社會(huì)如何通過受環(huán)境影響的一致的和基于生存的辯證法，創(chuàng)造符號(hào)、關(guān)聯(lián)和一系列關(guān)系，這些關(guān)系后來成為信念體系的一部分。對(duì)于我自己的精神生活和支持本書創(chuàng)作的見解來說，這當(dāng)然是真實(shí)的。要想脫離多年來所享有的知識(shí)和社會(huì)支持的網(wǎng)絡(luò)，往往是不可能的。
當(dāng)然，首先要感謝陪伴我50多年的妻子凱瑟琳·凱利·盧格爾，以及我