前言

集智俱乐部是一个发源于互联网、成长于中关村、由一大群趣味相投的科学青年与技术极客们组成的俱乐部。我们本着“营造自由交流学术思想的小生境，孕育开创性的科学发现”的使命，倡导以平等开放的态度和科学实证的精神进行跨学科的研究与交流，力图搭建一个中国的“没有围墙的研究所”。在“让苹果砸得更猛烈些吧”的口号召唤下，参加集智活动的人数已达上千人，活跃粉丝将近30人。经过7年多的发展，集智核心成员们的相互合作已结出善果，我们不仅在主流SCI期刊上发表学术论文，出版自己的图书，而且在创业大潮中创建自己的公司，开发自己的产品。“彩云天气”就是一款由集智“统计学习”读书会衍生出的产品。

自从2007年成立以来，集智俱乐部便以将近每月两次的频率，举办了不下300次讲座、读书会、沙龙等大大小小的活动，广泛覆盖了生物、计算机、社会、经济、互联网、哲学与宗教等多个学科和主题，像“自由意志的幻觉”“21世纪的生物学”“从《罗拉快跑》到混沌动力学”“虚拟世界中的科学研究”“数学与音乐的命题作文”“合作之谜：一个来自人工社会的启示”“算法建筑”等都是集智俱乐部举办的经典、叫座的活动。

人工智能不仅是科幻电影喜闻乐见的主题，是科学极客们的最终梦想，是技术狂人们不切实际、异想天开的代名词，也是集智俱乐部经久不衰的讨论话题。创造出像我们人类一样思考的机器是所有俱乐部成员的梦想。

人工智能是一个非常庞杂的学科，甚至已经分裂为很多子学科。所以，在构思这本书的时候，我们不得不从我们的视角来进行内容的取舍。我们的策略是，关注人工智能最古老和最新奇的主题，舍弃掉人工智能发展长河中的中间部分。所以，与一般的人工智能教科书和科普读物不同，在这里你会看到有关图灵机、哥德尔定理等与人工智能诞生有着密切关系的“前人工智能”理论，你也会读到深度学习、通用人工智能甚至是人类计算等近几年才发展出来的新思想。这样一种最新与最老的组合，跨越了整个人工智能的历史长河，希望能够给读者带来全新的阅读体验，也希望能够让读者跳出具体的技术细节，从而深入地思考人工智能的本质问题。

下面对本书的内容进行整体介绍，希望读者能够快速找到你想要的内容。

第1章是对整个人工智能学科发展历史的介绍。在这里，我们对人工智能的发展做了大致的阶段划分。大家可以清晰地感受到整个学科发展的跌宕起伏。

第2章到第4章则介绍了人工智能中最古老的部分，包括图灵机模型（第2章）、冯·诺依曼计算机体系结构（第3章）以及怪圈与哥德尔定理（第4章）。在这部分内容中，我们希望读者能够体会到早期科学家们的开拓精神和精辟论断，也希望读者看到，即使这部分最古老的人工智能思想也存在着很多尚待探索的问题。

第5章到第12章则介绍了人工智能领域最新的思想和成果。首先，第5章着重介绍了马库斯·胡特（Marcus Hutter）的通用人工智能理论。与工业界追逐不断细化的人工智能学科分化不同，胡特追求的是统一的兼具学习、归纳、推理功能的通用人工智能算法，从而站在前人的基础上，用一个数学公式定义了人工智能。

第6章则介绍了近年来被业界大炒特炒的深度学习理论。可以毫不夸张地说，深度学习理论是使得人工智能再次复活、成为全世界关注焦点的关键推动力。通过深度神经网络学习大数据中的隐藏模式，工程师们已经可以造出比拟两岁小孩识别能力的人工智能。

第7章则主要探讨人工智能与人脑在信息处理等若干方面的异同之处。本章以康博士与贝博士对话的方式，将这些理论与思考娓娓道来。

第8章和第9章主要讨论了一种非常另类的人工智能——人类计算，即通过互联网众包的方式，让人类自己帮助计算机程序来实现“人工智能”。尽管这种做法有“作弊”之嫌，但是它却代表着未来发展的方向——人机结合。而在人机关系中，起到核心作用的因素可能并不是算法，而是人类的注意力。因为注意力相对于计算机中的虚拟世界就仿佛是太阳辐射的能量相对于地球上的生物圈。从这样的视角，我们就能看到注意力的流动与自然界中河流、能量的流动所具有的普遍模式，这就是第9章讨论的主要内容。

第10章则转向了另一个热门的人工智能领域——自然语言处理。无论是文本还是语音，与我们老百姓息息相关的并不是冷冰冰的工业机器人，而是能够聪明理解人类语言的智能程序。在这里，自然语言处理技术将成为核心和关键。

第11章和第12章为大家展现了一种另类的理解、构思人工智能的视角。这里关注的不再是个体机器人，而是这群机器人通过相互作用而涌现出来的集体行为。人类的智力不也是来自于成千上万个神经元互动的涌现模式吗？所以，涌现是一个比智能更加普遍、也更加重要的概念（第10章）。通过巧妙地设计机器人的相互作用规则，我们可以在集体层面获得智能（第11章）。

第13章和第14章则介绍了两名集智俱乐部成员实践人工智能的应用案例。“瓦克星”是一个虚拟的星球（第13章），它的上空有两个太阳（一个双星系统）。在这样的另类星球中会衍生怎样的星相、天气、生命以及文化？计算机模拟技术使得这样的奇思妙想成为可能。彩云天气则是一款可以精确预测未来一小时内会不会下雨的人工智能程序（第14章）。借助强大的深度学习技术，它那短小而精准的预报曾使得彩云天气成为万众瞩目的焦点，也使得集智读书会可以真正地开花结果。

由于每章基本都是彼此独立的，所以大家可以根据自己的兴趣选择相关的章节阅读，不必按照前后顺序展开。由于成书时间仓促，书中难免存在一些疏漏之处，希望读者能多提宝贵意见。如果你也对科学充满了好奇和热情，欢迎你关注集智俱乐部（http://swarma.org），加入我们的探索活动。