【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)展起來的。深入分析人類智能的生成機(jī)理和工作過程可以發(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，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)問題、提出問題、定義問題、預(yù)設(shè)解決問題的目標(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)人類智慧給定的問題、目標(biāo)、知識(shí)（稱為工作框架）去解決問題達(dá)到目標(biāo)”的能力的特稱?？梢?，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題，實(shí)現(xiàn)人類智慧所預(yù)設(shè)的問題求解目標(biāo)。當(dāng)然，人類智能解決問題的成果又會(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)新問題、定義新問題、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，就可以得出圖2的結(jié)果?？梢钥闯?，圖2和圖1是完全一致的，只不過圖2把人類智能的代理——人工智能也表示了出來，并將人類智慧隱藏起來。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“問題、目標(biāo)、知識(shí)”，它是智能生成過程的約束條件。

圖2的模型也表明，人類智能的生成過程必定是“在工作框架（問題、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)?，其他兩方面的要素都是十分明確的：一方面，輸入的“客體信息”是由問題確定的；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題就是：輸入的客體信息究竟要經(jīng)過什么樣的“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)于問題的客體信息轉(zhuǎn)換為人類主體關(guān)于問題的初步理解，使主體能夠：

——認(rèn)識(shí)問題的外部形態(tài)；

——確定是否應(yīng)當(dāng)關(guān)注這個(gè)問題（如果這個(gè)問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；如果問題對(duì)主體目標(biāo)的達(dá)成沒有關(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，使主體掌握求解問題所需的知識(shí)；

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

轉(zhuǎn)換4：應(yīng)把求解問題的策略轉(zhuǎn)換為求解問題的行為，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，生成解決問題達(dá)到目標(biāo)的智能策略的過程。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，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，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，如果沒有主體的目標(biāo)追求（求生存、謀發(fā)展），也沒有環(huán)境客體對(duì)主體施加的信息刺激，孤立的大腦就沒有產(chǎn)生智能的欲望；另一方面，如果沒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，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題。比較起來，“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，成為無所不能、包打天下的“巨無霸”系統(tǒng)。顯然，“巨無霸”系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)的?，F(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“巨無霸”。