【摘要】人類智能是人工智能的最佳原型，而且，在地球文明系統(tǒng)內(nèi)，“人類”本身就是迄今所知曉的最為優(yōu)秀的“通用智能系統(tǒng)”。通過(guò)對(duì)人類智能的若干基本概念和工作機(jī)制的探究，能夠闡明“通用智能”的基本定義、基本模型以及通用智能的生成機(jī)制。對(duì)照人工智能的現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)新興學(xué)科的發(fā)展必然要經(jīng)歷“范式的革命”。通用人工智能理論就是人工智能范式革命的結(jié)果。中華文明思想精髓與信息學(xué)科范式之間是實(shí)質(zhì)相通的關(guān)系，中華文明思想精髓與現(xiàn)代信息學(xué)科范式具有同質(zhì)性。
【關(guān)鍵詞】通用人工智能 生成機(jī)制 范式革命 中華文明
【中圖分類號(hào)】TP18 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2023.14.003

【作者簡(jiǎn)介】鐘義信，北京郵電大學(xué)教授、博導(dǎo)，紐約科學(xué)院院士、發(fā)展中世界工程技術(shù)科學(xué)院院士，北京郵電大學(xué)原副校長(zhǎng)。研究方向?yàn)橥ㄐ爬碚?、信息論、信息科學(xué)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、知識(shí)理論、信息經(jīng)濟(jì)學(xué)。主要著作有《機(jī)制主義人工智能理論》《機(jī)器知行學(xué)原理：信息、知識(shí)、智能的轉(zhuǎn)換與統(tǒng)一理論》《高等人工智能原理：觀念·方法·模型·理論》等。

引言

科學(xué)技術(shù)的崇高使命是輔助人類逐漸從自然力的束縛下獲得解放，以充分實(shí)現(xiàn)人類創(chuàng)造力的價(jià)值（“輔人律”）；完成這一使命的途徑是，利用外部的資源，制造有效的工具，模擬和擴(kuò)展人類的能力（“擬人律”）；實(shí)現(xiàn)這一使命的方式是，按照“輔人律”的宗旨實(shí)現(xiàn)人機(jī)和諧共生（“共生律”）（鐘義信，1986；2013）。
科學(xué)技術(shù)擬人的進(jìn)程必須從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從直觀到抽象（鐘義信，1986；2013）。因此，在古代，主要是通過(guò)材料科學(xué)技術(shù)提供優(yōu)質(zhì)材料技術(shù)產(chǎn)品，擴(kuò)展人類的體質(zhì)能力；在近代，主要是通過(guò)能量科學(xué)技術(shù)提供高效能量技術(shù)產(chǎn)品，擴(kuò)展人類的體力能力；進(jìn)入20世紀(jì)中葉，主要是通過(guò)信息科學(xué)技術(shù)提供新穎的信息技術(shù)產(chǎn)品，擴(kuò)展人類的基礎(chǔ)信息能力；到了21世紀(jì)初葉，主要是通過(guò)靈巧的智能技術(shù)產(chǎn)品，擴(kuò)展人類的智能能力。這就是為什么人工智能科學(xué)技術(shù)會(huì)在本世紀(jì)成為人類社會(huì)特別關(guān)注的科學(xué)技術(shù)的重要原因。

科學(xué)技術(shù)的“擬人律”闡明，人工智能的原型是人類智能，人工智能是在研究和理解人類智能的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。深入分析人類智能的生成機(jī)理和工作過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)，人類智能本身是一種“通用智能”。事實(shí)上，無(wú)論人們?nèi)蘸髸?huì)發(fā)展成為什么領(lǐng)域的專家，他們成為不同領(lǐng)域?qū)＜业?ldquo;能力成長(zhǎng)方式（智能生成機(jī)制）”本質(zhì)上是相同的。這就是說(shuō)，同樣的“人類智能生成機(jī)制”可以成長(zhǎng)出不同領(lǐng)域的專家。換言之，各種人類專家的“智能生成機(jī)制”是通用的。他們之所以成為了不同領(lǐng)域的專家，那只是因?yàn)樗麄冞x擇了不同工作領(lǐng)域，學(xué)習(xí)和積累了不同領(lǐng)域的知識(shí)，鍛煉了解決不同領(lǐng)域問(wèn)題的能力。因此，為了探索“通用人工智能”的理論，需要從理解作為通用人工智能原型的“人類智能”開(kāi)始。

人類智能——通用人工智能的原型理論

人類擁有三類相輔相成的基本能力（鐘義信，2021b）：體質(zhì)的能力，體力的能力，以及智力的能力。其中，有關(guān)人類智力的概念，可以具體解釋如下。

定義1：人類智力，人類智慧，人類智能。人類智力，是“人類為了實(shí)現(xiàn)生存與發(fā)展的目的而不斷地運(yùn)用人類的先驗(yàn)知識(shí)去認(rèn)識(shí)世界和改造世界，并在改造客觀世界的過(guò)程中不斷地改造自己的主觀世界”的能力；“人類智慧”，是認(rèn)識(shí)世界的能力，是“為了實(shí)現(xiàn)生存發(fā)展的目的而去觀察世界、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、定義問(wèn)題、預(yù)設(shè)解決問(wèn)題的目標(biāo)、關(guān)聯(lián)知識(shí)”的能力的特稱；“人類智能”是指改造世界的能力，即“根據(jù)人類智慧給定的問(wèn)題、目標(biāo)、知識(shí)（稱為工作框架）去解決問(wèn)題達(dá)到目標(biāo)”的能力的特稱?？梢?jiàn)，人類智力是人類智慧與人類智能的總稱，三者的關(guān)系如圖1所示。

人類智力的運(yùn)作有著十分明確的層次關(guān)系：首先，人類智慧直接根據(jù)人類生存發(fā)展的目的而制定工作框架（定義問(wèn)題、預(yù)設(shè)目標(biāo)、關(guān)聯(lián)知識(shí)）；然后，人類智能則根據(jù)人類智慧所給定的工作框架去解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)人類智慧所預(yù)設(shè)的問(wèn)題求解目標(biāo)。當(dāng)然，人類智能解決問(wèn)題的成果又會(huì)反饋給人類智慧，使人類智慧能夠在新的基礎(chǔ)上去觀察世界、發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、定義新問(wèn)題、預(yù)設(shè)新目標(biāo)和關(guān)聯(lián)新知識(shí)。人類智慧和人類智能之間這種相互聯(lián)系、相互作用和相互促進(jìn)的結(jié)果，使人類認(rèn)識(shí)世界、改造世界以及在改造客觀世界的過(guò)程中改造人類主觀世界的能力不斷成長(zhǎng)進(jìn)步，使人類社會(huì)不斷向著新的水平邁進(jìn)。

如果在圖1的模型中把人類智能的地位和作用突出表現(xiàn)出來(lái)，就可以得出圖2的結(jié)果?？梢钥闯觯瑘D2和圖1是完全一致的，只不過(guò)圖2把人類智能的代理——人工智能也表示了出來(lái)，并將人類智慧隱藏起來(lái)。這樣做的目的，是為了更好地表示人工智能的地位和作用。

綜合定義1、圖1和圖2的模型，可以獲得一個(gè)非常重要的判斷：人類智慧不可能由機(jī)器實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闄C(jī)器不可能具有人類的生命，當(dāng)然就不可能具有人類生存發(fā)展的目的，因此不可能代替人類去定義工作框架。人類智能則可以由機(jī)器實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榫唧w的工作框架（問(wèn)題-目標(biāo)-知識(shí)）可以由人類賦予機(jī)器，后者就可以在工作框架內(nèi)去解決問(wèn)題。

由此可以得到非常重要的結(jié)論：人工智能機(jī)器可以、而且必須超越人類智能的性能，這是研究人工智能的根本目的，也是人工智能機(jī)器的價(jià)值所在。但是，任何人工智能機(jī)器都不可能實(shí)現(xiàn)人類智慧的能力，因此不可能全面超越人類的智力，不存在“人工智能機(jī)器統(tǒng)治人類”的前景。所謂“人工智能機(jī)器全面超越、征服和統(tǒng)治人類”只是人們對(duì)于“人類智慧”、“人類智能”和“人工智能”等科學(xué)概念的誤解而引起的“曠世虛驚”。

圖1和圖2的宏觀模型看上去雖然十分簡(jiǎn)單，但它們卻極為深刻地揭示了人類智力、人類智慧、人類智能、人工智能的本質(zhì)特征以及它們之間的聯(lián)系。不僅如此，憑借這些宏觀模型還可以深刻地揭示人類智能的“生成機(jī)制”。

從圖2的模型可以非常清晰地看出，“智能的生成過(guò)程”只與以下因素有關(guān)：（1）輸入的客體信息，它反映了環(huán)境客體對(duì)主體的作用；（2）輸出的智能行為，它反映了主體對(duì)環(huán)境客體的反作用；（3）工作框架給定的“問(wèn)題、目標(biāo)、知識(shí)”，它是智能生成過(guò)程的約束條件。

圖2的模型也表明，人類智能的生成過(guò)程必定是“在工作框架（問(wèn)題、目標(biāo)、知識(shí)）約束下，主體對(duì)客體信息實(shí)施復(fù)雜轉(zhuǎn)換（顯然應(yīng)當(dāng)稱為復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換）并最終生成智能行為”。這是“智能生成”的“天規(guī)”，也是必然要遵循的普遍規(guī)律。

為了使這個(gè)“智能生成”普遍規(guī)律具體化，就要深入分析其中的“復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換”究竟是什么？因?yàn)椋渌麅煞矫娴囊囟际鞘置鞔_的：一方面，輸入的“客體信息”是由問(wèn)題確定的；另一方面，輸出的“智能行為”是由“客體信息”和“約束條件”兩者限定的。所以，唯一需要深入追究的問(wèn)題就是：輸入的客體信息究竟要經(jīng)過(guò)什么樣的“復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換”才能生成輸出的智能行為？

既然這里希望討論的是生成“人類智能”的普遍規(guī)律，那么，以下這些前后相繼的復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換過(guò)程應(yīng)當(dāng)是不可或缺而且是合乎人類思維邏輯的：

轉(zhuǎn)換1：應(yīng)該把關(guān)于問(wèn)題的客體信息轉(zhuǎn)換為人類主體關(guān)于問(wèn)題的初步理解，使主體能夠：

——認(rèn)識(shí)問(wèn)題的外部形態(tài)；

——確定是否應(yīng)當(dāng)關(guān)注這個(gè)問(wèn)題（如果這個(gè)問(wèn)題有利于或有害于主體目標(biāo)的達(dá)成，主體就必須認(rèn)真關(guān)注，以便趨利避害；如果問(wèn)題對(duì)主體目標(biāo)的達(dá)成沒(méi)有關(guān)系，主體就可以不予理睬）。

轉(zhuǎn)換2：應(yīng)把主體的初步理解轉(zhuǎn)換為深刻理解，使主體掌握求解問(wèn)題所需的知識(shí)；

轉(zhuǎn)換3：應(yīng)把主體對(duì)問(wèn)題的深入理解轉(zhuǎn)換為主體求解問(wèn)題的策略，從而實(shí)現(xiàn)求解；

轉(zhuǎn)換4：應(yīng)把求解問(wèn)題的策略轉(zhuǎn)換為求解問(wèn)題的行為，完成主體對(duì)客體的反作用。

能夠把客體信息轉(zhuǎn)換成為智能行為的“復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換過(guò)程”稱為“智能的生成機(jī)制”?？梢源_信，這個(gè)智能生成機(jī)制對(duì)于所有的求解問(wèn)題都是普遍適用的，因而可以稱為“人類智能的普適性生成機(jī)制”，它的模型見(jiàn)圖3。

這個(gè)普適性智能生成機(jī)制（復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換）更為準(zhǔn)確的名稱，應(yīng)當(dāng)是“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律”，因?yàn)?，這個(gè)“復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換”的起始階段是“信息轉(zhuǎn)換”，最終結(jié)果則是“創(chuàng)生智能”；而它的“普適性”特征正是“定律”的特有品格。

至此，我們可以給出人類智能的幾個(gè)重要概念。

定義2：人類智能的生成，人類智能的普適性生成機(jī)制，通用智能系統(tǒng)。人類智能的生成：在人類主體目標(biāo)駕馭下，在環(huán)境客體的約束下，人類主體對(duì)于主體客體相互作用所產(chǎn)生的信息施加復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換，生成解決問(wèn)題達(dá)到目標(biāo)的智能策略的過(guò)程。人類智能的普適性生成機(jī)制：對(duì)于任何合理的工作框架，都能夠生成相應(yīng)智能策略的“復(fù)雜信息轉(zhuǎn)換過(guò)程”（即信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律）。通用智能系統(tǒng)即基于普適性智能生成機(jī)制“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律”生成智能的系統(tǒng)。

多少年來(lái)，學(xué)術(shù)界一直堅(jiān)稱：人類智能是人類大腦的產(chǎn)物；或者說(shuō)，大腦是智能的寓所。因此，在人工智能的研究領(lǐng)域，“類腦”是最受遵崇和信賴的研究路徑。例如，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究雖然沒(méi)有貼上明顯的“類腦”標(biāo)簽，但實(shí)質(zhì)上卻是“結(jié)構(gòu)類腦”的研究途徑。類似地，物理符號(hào)系統(tǒng)／專家系統(tǒng)的研究本質(zhì)上是“功能類腦”的研究途徑。

然而，圖1、圖2、圖3的模型和定義2的論述卻與此截然不同，它們都清晰地表明：人類智能是“人類主體駕馭與環(huán)境客體約束下，人類主體按照普適性智能生成機(jī)制對(duì)主體客體相互作用所產(chǎn)生的信息施行處理”的產(chǎn)物。

那么，這兩種頗不相同的認(rèn)識(shí)，究竟誰(shuí)是誰(shuí)非？顯然，把人類智能僅僅看作是人類大腦的產(chǎn)物，帶有明顯的“孤立性，絕對(duì)性”的形而上學(xué)特征；而把大腦看作是在主體的駕馭和環(huán)境的約束下，主體對(duì)主體客體相互作用的信息進(jìn)行復(fù)雜信息處理的產(chǎn)物，則符合辯證法的精神。試想，如果沒(méi)有主體的目標(biāo)追求（求生存、謀發(fā)展），也沒(méi)有環(huán)境客體對(duì)主體施加的信息刺激，孤立的大腦就沒(méi)有產(chǎn)生智能的欲望；另一方面，如果沒(méi)有主體與客體的相互作用，孤立大腦所產(chǎn)生的“智能”又怎么能夠得到檢驗(yàn)？可見(jiàn)，把智能僅僅看作是“大腦的產(chǎn)物”確實(shí)比較片面，有失公允。

定義2闡明的人類智能的普適性生成機(jī)制——信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律，不僅對(duì)智能科學(xué)和人工智能技術(shù)具有重要的意義，揭開(kāi)了“智能是如何生成的”這個(gè)千古之謎；而且對(duì)于整個(gè)自然科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也具有深遠(yuǎn)的意義，因?yàn)樾畔㈩I(lǐng)域的“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律”與物質(zhì)領(lǐng)域的“質(zhì)量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)不滅定律”以及能量領(lǐng)域的“能量轉(zhuǎn)換與能量守恒定律”，共同構(gòu)成了自然科學(xué)領(lǐng)域完備的三大基礎(chǔ)定律。進(jìn)而言之，“物質(zhì)不滅”和“能量守恒”告誡人們必須嚴(yán)格遵守這兩個(gè)基本界限，“智能創(chuàng)生”則啟迪人類應(yīng)當(dāng)如何生成智能，從而科學(xué)合理地解決人類面臨的各種問(wèn)題。比較起來(lái)，“智能創(chuàng)生”顯示出更為積極的意義。

定義2還闡明了“通用智能系統(tǒng)”的科學(xué)含義：它是用“信息轉(zhuǎn)換與智能創(chuàng)生定律”這個(gè)普適性智能生成機(jī)制來(lái)生成各種智能的系統(tǒng)，是“以不變（普適性智能生成機(jī)制）應(yīng)萬(wàn)變（千變?nèi)f化的應(yīng)用）”的智能系統(tǒng)。通用智能系統(tǒng)是“智能生成機(jī)制”的通用，而非把世間一切信息、一切知識(shí)、一切方法都收入囊中，成為無(wú)所不能、包打天下的“巨無(wú)霸”系統(tǒng)。顯然，“巨無(wú)霸”系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)的。現(xiàn)有的通用型人工智能的教訓(xùn)之一就是不應(yīng)試圖成為某種“巨無(wú)霸”。