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窺探人工智慧與資料科學的面貌系列 第 2

[Day 02] 人工智慧介紹 Introduction to Artificial Intelligence

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今天要來討論這系列文章最核心也是最重要的問題:什麼是人工智慧?

人工智慧 Artificial Intelligence

Artificial Intelligence is the study of ideas that enable computers to be intelligence.

-- Patrick Henry Winston, 1984

所以「人工智慧」到底是什麼呢?簡單的說,就是電腦具有智慧的表現,假如電腦的表現行為與人類表現的一樣有智慧,則稱此電腦所表現的智慧叫做人工智慧,然而,何謂智慧?這實在是個大哉問。到目前爲止都還難以有確切的定義,許多領域包括認知心理學家、社會學家、腦科學家等等,都在研究人類的表現行為、思維模式、判斷與決策能力、情感與情緒表露、社群活動等許多各式各樣的題目,從「人類智慧」來探討「智慧」,也因為不同學派和領域的人不同的關注的點,就會對人類智慧有不同的定義,進而影響對人工智慧的期待與要求,至今仍存在相當廣泛的討論與研究;另外還包含了很多哲學性的問題,由於我們現在去理解「智慧」普遍是由研究人類而得到的結論,就會出現一些問題如「人類智慧等於智慧嗎?」或是「人類都表現的有智慧嗎?」等更大哉問的問題,這裡我們就先暫時不討論了。

人工智慧就是電腦具有智慧的表現,所以在研究人工智慧前,應該先搞懂何謂智慧。

試問「智慧」為何物?

我們可以從以下幾個不同面向來理解何謂「智慧」。

從字詞辭典來理解

根據教育部重編國語辭典修訂本解釋「智慧」為「分析、判斷、創造、思考的能力;又為佛教用語,指證悟一切現象之真實性的智力,稱為般若」,而劍橋辭典(Cambridge Dictionary)則解釋「智慧」(Intelligence)為「具有學習、理解、判斷及擁有可解釋的主觀意見的能力」(The ability to learn, understand, and make judgements or have opinions that are based on reason),若我們根據此定義,則我們就要賦予機器具有學習、推理、自動修正與改良、決策、語言等功能,然而這樣的功能距離「讓電腦具有智慧」似乎還是不夠完整明確。

從智能理論來理解

我們也可以從理解「人類智能」來認識人類智慧,智能是智力與能力的總稱,為心智的喚醒與執行。哈佛大學心理學家加德納(Howard Gardner)於1983年在《心智的架構》(Frames of Mind)提出多元智能理論(Theory of Multiple Intelligence) 及 1999 年的補充,最後每個人都至少有以下八種智能類別:

  1. 語文智能(Linguistic Intelligence)

    了解並運用口頭語言與文字書寫的能力,包含語義學、音韻學、句法、語言實用學等知識層面的結合與運用。語文智能高的人,喜歡對話討論、閱讀、寫作、文學詩詞、文字遊戲、語文幽默等活動;在學習時,善於運用語文來記憶訊息或理解事物;在工作或社交時,擅長口頭溝通與文字表達,可以清楚地表達想法並讓其他人理解,正確地傳達資訊。

  2. 邏輯數學智能(Logical-Mathematical Intelligence)

    數字運算和邏輯思考推理的能力,包含抽象關係的理解和運用、分析處理等。邏輯數學智能高的人,喜歡思考、提出問題並執行實驗來尋求答案、探究事物的規律和邏輯順序;在學習時,主要透過分析和推理思考;在工作時,擅於分析事情的前因後果、找出矛盾與不合理之處,有系統地搜集資訊,研究並提出解決方案。

  3. 空間智能(Spatial Intelligence)

    能準確且敏銳的感覺並把所知覺到的空間形式表達出來的能力,包含對物體的知覺,如線條、形狀、體積、空間、平衡、明暗、勻稱、式樣等。空間智能高的人,對於空間位置、色彩線條、光線、外觀形狀的敏感度很高,擅長於二度與三度空間的轉換,具備有方向感並能對構成一件藝術作品的要素,想像力通常也很豐富,喜歡想像、設計、塗鴉、拼圖、迷宮、插畫、動畫等;在學習時,主要透過感覺、意象和圖像思考。

  4. 音樂智能(Musical Intelligence)

    能敏銳地察覺、區辨、改變並掌握聲音、音樂、旋律和節奏的能力,讓人可以對於聲音訊息的意義進行傳達、溝通、理解甚至創造。音樂智能高的人,喜歡聽音樂、唱歌、演奏樂器等,對於節奏、音調、旋律、音色以及音樂中想要傳達的情緒較敏感;在學習時,可以透過節奏旋律來思考。

  5. 肢體動覺智能(Bodily-Kinesthetic Intelligence)

    運用整個身體來表達想法和感受,以及透過雙手操作事物或製作物品的能力,包含身體平衡、協調、敏捷、力量、彈性和速度以及由觸覺所引起的能力。肢體動覺智能高的人,喜歡戶外活動、刺激的娛樂、擅長運動、或喜歡烹飪、木工、模型製作等手工,手勢和肢體語言豐富,很難長時間坐著不動;在學習時,主要透過實作和體驗;在工作時,能勝任需要體力和勞動的項目。

  6. 人際智能(Inter-personal Intelligence)

    能敏銳覺察他人的情緒、意圖、動機、感覺臉部表情、聲音、暗示和動作等,並能做出適當反應的能力。人際智能高的人,可以區辨他人的表情訊息、聲音線索、肢體動作,喜歡參與團體性質的活動,較願意找別人幫忙或教人如何做事,在人群中才感到舒服自在;在工作上,遇到問題會願意找人幫忙、也願意主動幫助別人,擅長和人互動、建立良好關係與團隊合作,通常是團體中的領導者,靠他人的回饋來思考。

  7. 內省智能(Intra-personal Intelligence)

    了解自己內在的想法、情緒、感受、動機、夢想和優缺點,並能自我反省、自知和自律的能力。內省智能高的人,喜歡獨處、安靜的思考、做自我規畫、透過各種管道了解自己,包括優點、缺點、喜好、以及風格;在學習時,主要透過個人深入思考的方式學習;在工作上,可以反省自己的錯誤、做出回應、調整並改正。

  8. 自然智能(Naturalist Intelligence)

    喜歡了解並探索動植物、大自然環境和注重生態保育的能力。自然智能強的人,擅長辨別、歸類、觀察、實驗等,在農業、生態環境和自然科學方面的表現較強;學習時,主要透過觀察、歸納和實驗來學習;在工作上,能勝任跟動植物、自然環境相關的工作,如打獵、耕作、生物科學上。

智能可以說是智慧的一種展現,而智慧則是比智能更高層次的意境,除了包含智能外,還比智能多了「心智的感悟與創造」,或說「有創造性的思維活動」,有人稱之為「隱性智慧」,例如有一天突然靈感乍現,然而我們卻無法說出為什麼出現這個靈感,有種難以用語言形容的虛無縹緲感覺,只可意會而不能言傳,而這也是最難定義的部分,仍然有許多學者在研究這樣的現象,相較之下,「智能」就比較好定義,存在量化的標準,提供明確的方向,因此也就比較容易開發電腦的相關能力。

從人類表現行為來理解

假設我們認為人類的表現行為都是「智慧」的表現,那我們就可以先來探討人類主要的行為活動,從行為活動去理解智慧。

  1. 感知行為(Perception):人類透過感官所受到環境的刺激,察覺訊息的能力,包含看、聽、說、讀、寫等。
  2. 認知行為(Cognition):人類透過學習、判斷、分析等心理活動來了解訊息、獲取知識的過程與能力
  3. 創造行為(Creativity):人類產生新的思想、新方法、新理論、新設計、創造新事物的能力
  4. 智慧行為(Wisdom):人類深刻瞭解人、事、物的真相,能探求真實真理、明辨是非,指導人類可以過著有意義生活的一種能力,包含了人類自我意識、自我認知與價值觀。

如感知行為以及認知行為較於量化,所以人工智慧在這兩個領域有非常多的成果,而創造行為也慢慢出現相關成果,像是人工智慧自動寫的詩或文章、畫圖等等,都屬於這樣範疇,而最後智慧行為仍有待我們去研究。

總結

只要是電腦具有智慧的表現都是人工智慧,雖然目前對於「智慧」的定義很模糊,仍屬於開放式問題,不過,我們仍可藉由各種面向來研究這個課題,只要可以被認為是一個「智慧的表現」,就可以變成一個相關的研究課題,像是電腦對局理論,就算是一個古老的人工智慧相關的研究課題,因為「會下棋」可以被視為是個有智慧的表現,像是幾年前的 DeepMind 的 AlphaGo,所以除了傳統的研究個人思維、決策、 信仰、感情、 學習、適應等認知能力外,還有團隊的分工合作、溝通、協調、 信任、 權利義務的委託與指派等人類的社會認知行為。今天花了不少篇幅在討論智慧,因為其所包含的面向非常的廣泛,而且像是是否存在人類不具有的智慧也是一個非常值得思考的問題,這也造就了人工智慧學科跟其他學科有緊密的關係,而學習人工智慧,或許也可以讓人類更認識自己,也讓電腦對人類更有幫助。

希望這篇文章可以讓大家對「人工智慧的研究範疇」有個初步的認識,這是一門非常廣泛的研究學科哦!

參考資料

[1] 維基百科的人工智能
[2] 智慧與智能的區別
[3] 多元智能測驗(有時間可以做做看此測驗)
[4] 維基百科的多元智能理論
[5] 多元智能理論


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