联结主义学派浅析-论文

XX学院人工智能论文设计(论文)题目：联结主义学派浅析所在院：信息工程学院专业班级：计算机科学与技术10-03__学生姓名：XX学号：20XXX指导教师：XX2013年6月12日目录一、引言........................................................................................................................................4二、人工智能研究的现状........................................................................................................41、符号主义学派――模拟人脑的逻辑思维。..................................................62、行为主义学派――强调人的行为模拟。......................................................73、联结主义学派――模拟人脑的形象思维。..................................................7三、智能系统的理论与任务..................................................................................................10四、联结主义原理....................................................................................................................121、状态逻辑相关原理........................................................................................132、自组织功能耦合原理....................................................................................143、准全息信元逻辑内涵与外延一致性及多元相容性原理。........................14五、联结主义中智能机器的物理实现................................................................................15六、联结主义的具体应用......................................................................................................16参考文献：..................................................................................................................................18人工智能联结主义学派摘要：人工智能的最终目标，是给出智能计算机的构造原理并构造出智能机，因而人工智能的成果必须体现在智能机器上。其衡量标准应是说明了多少人脑结构与功能特征，及改进了多少计算机的结构与功能。因而尽十分努力搞机器智能，不如尽一分努力搞智能机器，当务之急是检验现有的人工智能成果，看看哪些理论与技术能用于提高计算机的基础性能。其中，联结主义强调模拟人脑的神经结构，如果把神经网络分为交互作用与协同作用两大类，传统神经网络模拟的是协同作用型――具有感知信号的整合译码分类功能，从而对人工只能的研究有极其重要的指导意义。关键词：人工智能；联结主义；模拟一、引言二十一世纪将是人工智能大行其道的世纪。目前，人工智能是利用不同的方法，在不同的层面上模拟人的智能，已经取得许多值得骄人的成绩，但也面临基础理论的危机，导致进展缓慢，需要有理论与技术的重大突破，需要统一整合现有理论与研究成果，搞出真正意义的智能计算机来。联结主义学派也是逐步发展来的一个学派，其研究理论对于人工智能的发展有极其重要的作用。二、人工智能研究的现状人类智慧与人工智能对人的特质作出解释的模型很多是来自宗教、艺术等。例如，原始艺术的象征语言把人类的原始本能和超自然世界的各种意象以特有的符号手段结构化，它们被赋予特有的形式，从而组合成各种表现形态的形象系统。这让我们不仅了解到人类智能有着不同的具体表达，也明白智能是依赖于社会生活和客观现实的。然而，道途艰辛。把人类原始的、潜意识的思想加以分解，有如分解佛教禅宗大师为迷惑心智以达到绝对虚无所下的玄秘功夫那样，十分困难。况且，要到达人类级的人工智能已被证明是困难的，而且进展缓慢。辩证唯物主义不同意那种机器能够独立地思维、机器可以比人更聪明的观点，很重要的理由在于思维是生物长期进化、特别是社会活动的产物。哥德尔赞同人类的心智超过所有的机器的结论。计算机中能不断繁殖和复制自己的人工生命如病毒,最初也是由人类制造的。计算机的世界完全是由科学家们设计创造的，是人脑的结晶。从人工智能孕育于人类社会的母胎时，就引起人们的争议。自1956年问世以来，人工智能也是在比较艰难的环境中顽强地拚搏与成长的。一方面，社会上对人工智能的科学性有所怀疑，或者对人工智能的发展产生恐惧。在一些国家(如前苏联)，甚至曾把人工智能视为反科学的异端邪说。在我国那史无前例的年代里，也有人把人工智能作为迷信来批判，以致连人工智能这个名词也不敢公开提及。另一方面，科学界内部对人工智能也表示怀疑。真正的科学与任何其它真理一样，是永远无法压制的。人工智能研究必将排除千难万险，尤如滚滚长江，后浪推前浪，一浪更比一浪高地向前发展。在我国，人工智能科学也开始迎来了它的春天。庄子与惠子有如下的对话。庄子与惠子游于濠梁之上，庄子曰：“倏鱼出游从容，是鱼之乐也。”惠子曰：“子非鱼，安知鱼之乐？”庄子曰：“子非我，安知我不知鱼之乐。”惠子曰：“我非子，固不知子矣，子固非鱼矣，子之不知鱼之乐全矣。”庄子曰：“请循其本，子曰‘汝安知鱼乐’云者，既已知吾知之而问我，我知之濠上也。”（庄子·秋水）人类智慧与人工智能孰高孰底、熟胜孰负，智能的复杂和神秘，如同这段文字本身的内涵和后代的种种解析那样，引人入胜，令人悠然神往。探寻人工智能的发展途径人工智能研究者愿意用精神术语描述机器有两个原因。第一，希望给机器提供知识和信念的理论以使它们能对其用户知道的、不知道的和所想要的进行推理；第二，用户对机器的了解常常能用精神术语最好地表达。在人工智能的发展过程中，心理学和哲学自然而然与它互相影响。而人工智能与哲学的关系，最初是通过心理学这个桥梁的。人工智能一开始是自上而下和自下而上相结合的。自上而下或“内涵式”的表述往往给人带来一种恍然大悟的感觉，自下而上或“外延式”的表述却像一份说明书。其实，的确需要两种途径：一种是自上而下的、把思想映射于神经元群上；另一种是自下而上的、用来解释思想如何由那些看起来是杂乱无章的神经元集群产生的。认知科学发展中存在一个值得思考的奇怪现象，对诸如下棋、解密码之类的可以相对跟环境隔离的看似很困难的任务而言，计算机系统可以超过专门训练的人；然而对一些最通常的通过由长期进化形成的认知功能，比如视觉和听觉，经过几十年努力发展的人工智能系统还不如婴儿的能力。大脑的智力活动必须从进化的角度、从社会和历史发展的约束的角度来研究才能得到充分正确的理解。虽然我们必须经常遵循有统整作用和简化作用的大原则，但也必须承认在科学里存在着不可还原的复杂性。讨论人工智能与认识论的关系，当然不能替代人工智能的研究，但它可使人工智能研究者不致如入沼泽而迷失方向。然而，遗憾的是，人工智能研究者往往会忽略人工智能与哲学的联系和基本的辩证思维方法——归纳和演绎，分析和综合等。事实上，每个人在自己的思维体验中都能感到分析与综合的频繁与重要。但是，人类对这样一对基本思维机理的研究却如此薄弱。历史地看，人工智能的发展不时地陷入没有预想到的深层困境，这提醒我们不仅应当从人工智能发展的技术问题，而且应当从人工智能的最根本概念和理论上去寻找原因，人工智能需要更为宽广的眼界和宏观的方法论指导。人工智能研究分两条道路：机器智能与智能机器，分三大学派：(1)符号主义(Symbolicism)，又称为逻辑主义(Logicism)、心理学派(Psychlogism)或计算机学派(Computerism)，其原理主要为物理符号系统(即符号操作系统)假设和有限合理性原理。(2)联结主义(Connectionism)，又称为仿生学派(Bionicsism)或生理学派(Physiologism)，其原理主要为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。(3)行为主义(Actionism)，又称进化主义(Evolutionism)或控制论学派(Cyberneticsism)，其原理为控制论及感知-动作型控制系统。1、符号主义学派――模拟人脑的逻辑思维。符号主义认为用计算机可以模拟人脑功能，而不管功能的产生机制，但要受计算理论与计算工具的限制――主要表现在符号与环境及背景信息分离，符号之间没有普遍内在联系，且一定要串行及分时分段处理，并受确定性及形式化的局限。解决这一问题必须解决计算理论与技术的三大问题：①状态转换的原理；②状态转换的控制；③状态之间一定要有内在联系。但图灵计算理论仅仅解决了一半，状态转换原理仅仅是其中一种，状态转换的控制没解决状态之间的相互控制，而状态联系问题则完全没解决。当然，这些问题在计算机问世之初不可能涉及，当初能够实现自动计算就已经很不错了，但时至今日，这已是智能机器必须解决的问题。2、行为主义学派――强调人的行为模拟。但行为同样需要与环境及背景信息不断地双向作用，不同感知与效应行为之间亦具有交互作用关系，聪明的行为亦需利用累积的历史经验，仅仅通过反馈控制远不能满足要求。目前急需控制理论有大的突破――需刺激反应参量交互协同作用的自组织原理模型。3、联结主义学派――模拟人脑的形象思维。联结主义强调模拟人脑的神经结构，麦考洛奇和皮茨证明：大脑可以被模拟成逻辑运行的网络，逻辑通道可以产生计算结果，但这一发现没有被有效的应用到智能机器的构造中。如果把神经网络分为交互作用与协同作用两大类，传统神经网络模拟的仅是协同作用型――具有感知信号的整合译码分类功能，而对交互作用型神经网络则根本没有涉及，因而对于组成复杂的智能系统缺乏指导意义。联结主义是统合了认知心理学、人工智能和心理哲学领域的一种理论。联结主义建立了心理或行为现象模型的显现模型—单纯元件的互相连结网络。联结主义有许多不同的形式，但最常见的形式利用了神经网络模型。联结主义的中心原则是用简单单位的互联网络描述心理现象。联结的形式和单位可以从模型到模型修改。例如，网络的单位可以描述神经元，联结可以描述突触。另一个模型网络中每个单位用一个词表示，每个联结用一个语义类似的词表示。神经网络是今天联结主义模型的主导形式。联结主义的神经网络分支认为心理活动研究其实就是神经系统研究。这将联结主义与神经科学联系起来。联结主义可以追溯到1个多世纪以前。联结主义观念在20世纪中后期之前很盛行。1980年代以后联结主义又被科学家广泛接受。平行分布式处理（PDP）File:LeabraScreenShot.jpgComplex平行分布式处理programs,如PDP++shownhere,canresultinpowerfulsimulations早期工作PDP的直接根源是1950和1960年代弗兰克·罗森布拉特（FrankRosenblatt）等人的感知机理论。但自从1969年马文·明斯基（MarvinMinsky）和西摩·佩伯特（Seym