赫伯特·A·西蒙的西蒙和人工智能

20世纪50年代以后，西蒙的研究方向发生了重大转移，逐渐转向了认知心理学和人工智能领域。西蒙认为，社会科学缺乏像自然科学一样的科学性，社会科学需要借鉴自然科学严格和精确的研究方法，才能成为真正意义上的科学。同时，在西蒙看来，经济学、管理学、心理学等学科所研究的课题，实际上都是“人的决策过程和问题求解过程”。要想真正理解组织内的决策过程，就必须对人及其思维过程有更深刻的了解。因此，借助于计算机技术的发展，西蒙与同事纽厄尔等人一起开始尝试用计算机来模拟人的行为，从而创建了认知心理学和人工智能研究新领域。西蒙认为，人的思维过程和计算机运行过程存在着一致性，都是对符号的系列加工，因此，可以用计算机来模拟人脑的工作。他甚至大胆地预言，人脑能做的事，计算机同样也可以完成。“初级知觉和记忆程序（EPAM）”和“通用问题求解系统（GPS）”等人工智能软件的问世，部分证实了西蒙的预言。

当时人工智能的主要学派有下列三家：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假设和有限理性原理。这一学派认为人工智能源于数理逻辑。在人工智能的其他学派出现之后，符号主义仍然是人工智能的主流学派。这个学派的代表有纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊(Nilsson)等。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。这一学派认为人工智能源于仿生学，特别是人脑模型的研究。从模型到算法，从理论分析到工程实现，为神经网络计算机走向市场打下了坚实的基础。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。他们对人工智能发展历史具有不同的看法，这一学派认为人工智能源于控制论。

西蒙在人工智能中做出的最基本贡献，是他提出了“物理符号系统假说”PSSH(Physical Symbol System Hypothesis)。在这一意义上，他是符号主义学派的创始人和代表人物之一。他的基本观点是：知识的基本元素是符号，智能的基础依赖于知识，研究方法则是用计算机软件和心理学方法进行宏观上的人脑功能的模拟。符号主义的主要依据是两个基本原理：①物理符号系统假设原理。②由西蒙提出的有限合理性原理。这一学说鼓励着人们对人工智能进行全面的探索。西蒙认为，任何一个物理符号系统如果是有智能的，则肯定能执行对符号的输入、输出、存储、复制、条件转移和建立符号结构这样六种 *** 作。反之，能执行这六种 *** 作的任何系统，也就一定能够表现出智能。根据这个假设，我们可以推出以下结论：人是具有智能的，因此人是一个物理符号系统；计算机是一个物理符号系统，因此它必具有智能；计算机能模拟人，或者说能模拟人的大脑功能。

1956年，西蒙、纽厄尔和另一位著名学者约翰·肖(John Cliff Shaw)一起，成功开发了世界上最早的启发式程序“逻辑理论家”LT(1ogic Theorist) ,从而使机器迈出了逻辑推理的第一步。在卡内基-梅隆大学的计算机实验室，西蒙和纽厄尔从分析人类解答数学题的技巧入手，让一些人对各种数学题作周密的思考，要求他们不仅写出求解的答案，而且要说出自己推理的方法和步骤。通过对实例的大量观察，西蒙和纽厄尔广泛收集了人类求解一般性问题的各种方案。他们发现，人们求解数学题时，通常采用试凑的办法。试凑时并不一定列出所有的可能性，而是用逻辑推理来迅速缩小搜索的范围。人类证明数学定理也有类似的思维规律，通过把一个复杂问题分解成几个简单的子问题，以及利用已知常量代入未知变量等方法，用已知的公理、定理或解题规则进行试探性推理，直到所有的子问题最终都变成已知的，然后根据记忆中的公理和已被证明的定理，运用代入法、替换法来解决子问题，最终解决整个问题。人类求证数学定理同样也是一种启发式搜索，与电脑下棋的原理有异曲同工之妙。在这一基础上，他们利用“逻辑理论家”程序向数学定理发起挑战，建立了机器证明数学定理的启发式搜索法，并用计算机证明了罗素、怀特海的数学名著《数学原理》一书第二章52个定理中的38个定理（1963年，经过改进的“逻辑理论家”程序在一部更大的电脑上，最终完成了第二章全部52条数学定理的证明）。

基于这一成功，西蒙和纽厄尔把“逻辑理论家”程序扩充到了人类求解一般问题的过程，设想用机器模拟具有普遍意义的人类思维活动。“逻辑理论家”受到了人们的高度评价，认为它是用计算机探讨人类智力活动的第一个真正意义上的成果，也是图灵关于机器可以具有智能这一论断的第一个实际的证明。在开发“逻辑理论家”程序的过程中，西蒙首次提出并成功应用了“链表”（list）作为基本的数据结构，并设计与实现了表处理语言IPL (Information Processing Language)。在人工智能的历史上，IPL是所有表处理语言的始祖，也是最早使用递归子程序的语言。其基本元素是符号，并首次引进表处理方法。IPL最基本的数据结构是表结构，可用以代替存储地址或有规则的数组，这有助于将程序员从繁琐的细节中释放出来而在更高的水平上思考问题。IPL的另一特点是引进了生成器，每次产生一个值，然后挂起，等待被调用，在调用时从被挂起的地方开始。早期的很多人工智能程序都是用表处理语言编制而成的。表处理语言本身也因此经历了一个发展与完善的过程，其最后一个版本IPLⅤ可以处理树形结构的表。

1956年夏天，数十名来自数学、心理学、神经学、计算机科学与电气工程等各领域的学者聚集在位于美国新罕布什尔州汉诺威市的达特茅斯学院，讨论如何用计算机模拟人的行为，并根据麦卡锡(J．McCarthy，1971年图灵奖获得者)的建议，正式把这一学科领域命名为“人工智能”(Artificial Intelligence)。会议的召开标志着人工智能这一学科正式诞生。赫伯特·西蒙指出，人工智能的研究是学会怎样编制计算机程序来完成人类机智的行为。西蒙带到会议上去的“逻辑理论家”是当时惟一可以工作的人工智能软件，引起了与会代表的极大兴趣与关注。因此，西蒙、纽厄尔，以及达特茅斯会议的发起人麦卡锡和明斯基(M．L．Minsky，1969年图灵奖获得者)，被公认为是人工智能的奠基人。他们四人于1960年组成了第一个人工智能研究小组，有力地推动了人工智能的发展。

1960年，西蒙夫妇做了一个有趣的心理学实验，这个实验表明人类解决问题的过程是一个搜索的过程，其效率取决于启发式函数(heuristic function)。在这个实验的基础上，西蒙、纽厄尔和肖又一次成功地合作开发了能解答11种类型不同问题的“通用问题求解系统”GPS(General Problem Solver)。这一求解系统的基本原理，是找出目标要求与当前态势之间的差异，选择有利于消除差异的 *** 作，以逐步缩小差异并最终达到目标。西蒙曾多次强调指出，科学发现只是一种特殊类型的问题求解，因此也可以用计算机程序来实现。1976～1983年间，西蒙和兰利(Pat W．Langley)、布拉茨霍夫(Gary L.Bradshaw)合作，设计了有六个版本的BACON系统发现程序，重新发现了一系列著名的物理、化学定律，证明了西蒙的上述论点。从而开拓出人工智能中“问题求解”的一大领域。

西蒙转向计算机技术后，就一直研究计算机下棋问题。1966年，西蒙、纽厄尔和贝洛尔(Baylor)合作，开发了最早的下棋程序MATER。1997年，IBM的“深蓝”(Deep Blue)计算机打败了白俄罗斯的国际特级大师卡斯帕罗夫以后，81岁的西蒙还和俄亥俄州立大学的人工智能专家T．Munakata一起，在《ACM通信》杂志的8月号上发表了《人工智能给我们的教训》(AI Lessons)一文，对此事进行了评论，指出一个运行于计算机上的国际象棋程序拥有2600分等级分，相当于白俄罗斯国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫的级别水平。

西蒙在人工智能方面的另一大贡献，是发展与完善了语义网络的概念和方法，把它作为知识表示(knowledge representation)的一种通用手段，并取得了很大成功。在知识表示方法中，语义网络(semantic network)是—种重要而有效的方法。这种表示法是奎林(M．R．Quillian)在20世纪60年代后期提出来的，作为人类联想记忆的一个显示心理学模型。奎林在开发TLC系统(Teachable Language Comprehender)中用它来描述英语的词义，模拟人类的联想记忆。但用语义网络作为一般的知识表示方法，则是西蒙在1970年研究自然语言理解的过程中把它的各种概念基本明确下来的。20世纪70年代中期，西蒙和CAD专家依斯特曼(C．M．Eastman) 合作，研究住宅的自动空间综合，不仅开了“智能大厦”(intelligent building)的先河，还成为智能CAD即ICAD研究的开端。

起源于20世纪60年代末70年代初，当前受到极大重视的决策支持系统DSS(Decision Support System)，其概念的核心是关于决策模式的理论，而这个理论也是由西蒙奠定基础的。在不确定条件下的决策模型除了贝叶斯模型外，另一个比较重要的理论模型是采用Von Neumann-Morgenstern效用函数的期望值最大模型。西蒙在《人的模型》一书中形成了电子计算机能模拟人的思维的思想，开始了人工智能的系列研究。针对效用函数的期望值最大模型，西蒙提出了有限合理性模型。有限合理性模型的基本思想是：首先，所有的决策者涉及到的是一个有限的范围；其次，我们不能对将来给出一个概率值，但最好有一个关于将来事件的大致概念；第三，如果后者不以前者为转移的话，我们在一个领域中的愿望可能与在另一个领域中的愿望完全不同；最后，我们更注重搜集信息而不是分析需求，在收集信息后，最通常的抉择是基于直觉。基于西蒙关于决策模式的理论，凯恩(P. G. Keen)提出了一种设计方法，称为“自适应法”(self-adaptive method)，把决策支持系统当成一种自适应系统，由DSS应用系统、DSS生成系统和DSS工具三个技术层次组成，由决策者运行，且能适应时间的变化。西蒙曾称赞这样的系统“能适应三个时间范围内的各种变化，即在短期运行中，系统能在一个相对狭窄的范围内寻求答案；在中期运行中，系统能通过修改其功能和活动而学会适应；在长期运行中，系统能发展到适应差别极大的行为风格和功能”。这些研究，使计算机技术与管理决策紧密连接起来。

现代心理学的发展，在理论上已形成了基本的、作为一门科学的独立体系。在应用上与社会各实践领域建立了广泛的联系，从而形成许多分支学科，体现了独立的在科学体系上的分类。\x0d\x0a\x0d\x0a普通心理学\x0d\x0a\x0d\x0a普通心理学是研究正常成人的心理过程和个性心理特征的一般规律的学科，是心理学最基本、最重要的基础研究。普通心理学研究心理过程的发生发展和个性心理特征形成的最一般的理论和规律，建立心理学研究最一般的方法论原则和具体的方法。普通心理学既包括过去研究中已经定论的、为科学实践所证实并为科学家所公认的理论和规律，也包括虽不一定为大家所公认，但却有重大影响的学派的理论和学说，还包括处于科学发展前沿的新成果和新发现。因此，普通心理学的内容不是一成不变的。在它已形成的理论体系上，不断地充实着新的内容。特别由于心理学尚属一门年轻的科学，这一点尤为重要。\x0d\x0a\x0d\x0a在普通心理学的范围内，按照心理活动的基本过程和个性心理特征，还可分为感觉（视觉、听觉、触摸觉、运动觉、嗅味觉等）心理学、知觉心理学、记忆心理学、注意心理学、思维心理学、言语心理学、情绪心理学、动机心理学、智能心理学、气质心理学、人格心理学等分支基础学科。\x0d\x0a\x0d\x0a生理心理学\x0d\x0a\x0d\x0a生理心理学是从人体生理和神经生理、神经解剖、神经生物化学等方面进行关于心理的生理基础和机制研究的学科，是心理学基础研究的重要组成部分。生理心理学在现代脑科学研究成果和现代技术方法的基础上，揭示各种心理现象在脑的解剖部位及脑功能上发生的规律。生理心理学还包括神经心理学、心理生物学、动物心理学等分支学科。\x0d\x0a\x0d\x0a社会心理学\x0d\x0a\x0d\x0a社会心理学是研究个体在特定社会、群体条件下，心理、动机、人际关系发生发展及其规律的学科。社会心理学着重探讨个体社会化的条件和规律，个体的社会动机与态度的形成，人际关系和群体心理的形成与影响等方面的一般规律。社会心理学包括民族心理学、家庭心理学等分支学科。\x0d\x0a\x0d\x0a变态心理学\x0d\x0a\x0d\x0a它研究人的心理与行为的异常，包括认知活动、情感活动、动机和意志行为活动、智力和人格特征等方面的异常表现。所以，也可以说，变态心理学是研究和揭示心理异常现象的发生、发展和变化规律的一门科学。\x0d\x0a\x0d\x0a研究病人的异常心理或病态行为的医学心理学分支。又称病理心理学，它用心理学原理和方法研究异常心理或病态行为的表现形式、发生原因和机制及其发展规律，探讨鉴别评定的方法及矫治与预防的措施。变态心理有多种表现形式。按心理过程或症状，可分为感觉障碍、知觉障碍、注意障碍、记忆障碍、思维障碍、情感障碍、意志障碍、行为障碍、意识障碍、智力障碍、人格障碍等。按临床精神疾病的表现或症状可分为神经症性障碍、精神病性障碍、人格障碍、药物和酒精依赖、性变态、心理生理障碍、适应障碍、儿童行为障碍、智力落后等。\x0d\x0a\x0d\x0a评定心理现象是否异常，一般需从3方面考察：①从统计学方面考察。处于群体中常态曲线两个极端的个体属于异常。②从个人生活史考察。常把个体当前的心理活动与以往的加以对比，看是否有异于寻常的改变。③从社会适应状况考察。可根据个体社会适应能力缺陷的程度，分析其是否属于异常。此外，在评定心理现象是否异常时，不可忽略参考社会文化背景等方面的资料。\x0d\x0a\x0d\x0a对变态心理的矫治，可区分为心理治疗和躯体治疗两大类。心理治疗如言语和非言语的心理疗法、催眠疗法、暗示疗法、行为疗法等。躯体治疗包括精神药物治疗、物理治疗、心理生理治疗和外科治疗等。此外，采用一些综合性疗法也可取得显著效果。预防是变态心理学中的一个重要课题。由于变态心理发生的原因十分复杂，因而需要各个方面采取综合性的预防措施才能奏效。\x0d\x0a\x0d\x0a变态心理学是研究病人的异常心理或病态行为的医学心理学分支，又称病理心理学。它用心理学原理和方法研究异常心理或病态行为的表现形式、发生原因和机制及其发展规律，探讨鉴别评定的方法及矫治与预防的措施。\x0d\x0a\x0d\x0a发展心理学\x0d\x0a\x0d\x0a发展心理学是研究个体心理发展规律的学科。发展中的个体，无论处于发展的哪一阶段之中，他们的心理发展既包括心理的各个过程及各个特征，又分别有着主要的发展方面和主要的矛盾。在全面发展的基础上，每一阶段主要矛盾得到解决，即将向下一阶段过渡。发展心理学就要研究个体心理发展各个阶段各方面的矛盾与变化。发展心理学可分为婴儿心理学、幼儿心理学、学龄儿童心理学、少年心理学、老年心理学等分支学科。发展心理学既是心理学理论体系的重要组成部分，又是对发展中的人进行教育、教养的理论根据。\x0d\x0a\x0d\x0a教育心理学\x0d\x0a\x0d\x0a教育心理学是研究学校教育和教学过程中学生的心理活动规律的学科。它主要涉及掌握各科知识和各种技能的心理活动特点及规律，研究智能的发展与智力测查方法，影响教学过程的心理因素、道德品质与行为习惯的形成规律，以及家庭、学校、团体、社会意识形态等对学生的影响。教育心理学涉及的范围很广，它可包括德育心理、学习心理、学科心理、智力缺陷与补偿、智力测量与教师心理等分支。\x0d\x0a\x0d\x0a劳动心理学\x0d\x0a\x0d\x0a劳动心理学研究人在劳动过程中所需的心理能力和心理品质，研究 *** 作程序、 *** 作条件与 *** 作者的心理特点适应等问题。劳动心理学可包括工程心理学与工业心理学。工程心理学主要研究在生产高度机械化和自动化条件下人与机器的相互作用问题。工业心理学研究生产者选拔和 *** 作合理化等问题。\x0d\x0a\x0d\x0a文艺心理学\x0d\x0a\x0d\x0a文艺心理学在各种艺术领域有不同的研究对象。对于绘画艺术，着重研究光感觉、视色学、视知觉的规律，如光觉与色觉的感受性，视知觉的参照、透视规律。对于音乐艺术，着重研究发音和听觉特性，如发声机制及发声规律，听觉的音高、音强、音色、节奏感和旋律感。对于舞台艺术体现的是完整的人物角色，需研究个性的全面特征、情绪体验和表现、人格结构和行为；探讨各类角色的典型特征并在舞台上再现的规律。艺术心理学还要研究艺术家独特的心理素质，如形象思维能力、情绪情感体验特征等。人的艺术特长属于特殊才能，不是人人所具备的。因此，对艺术工作者的心理特长、个性差异的鉴别及测量方法的制订，是重要的研究方面。\x0d\x0a\x0d\x0a体育运动心理学\x0d\x0a\x0d\x0a体育运动心理学研究体育活动和竞赛活动所涉及的心理特点。在一般的体育运动中，研究各种体育运动所涉及的骨骼肌肉系统的解剖特点和器官活动的灵敏度与感受性以及受意识支配的能力，研究运动技能和技巧形成的一般规律。在运动竞赛中，研究竞赛条件下应具备的情绪特征、意志品质和人格特点，竞赛中的动机水平、情绪状态对运动技能发生的影响。在运动员选拔方面，心理选拔和测量方法的制订也是重要的研究领域。\x0d\x0a\x0d\x0a航空航天心理学\x0d\x0a\x0d\x0a航空航天心理学研究在空中和宇宙飞行条件下人的心理活动特点。在非陆地的异常条件下从事紧张的驾驶 *** 作，要求飞行员和宇航员具有较全面的优秀心理素质和较完善的个性特征。飞行中缺乏视觉参照物，完全依靠仪器仪表的指示进行 *** 作，从而要求飞行员具备精确的视一动协调反应能力，对错觉的意识灵敏度，还要求坚强沉着的意志，稳定的情绪等特征。宇宙飞行在失重条件下，要求具备心理反应变化的高度适应性和自我协调能力。为了培养和选拔飞行员和宇航员，心理素质的测定和训练过程的检测方法，均是重要的研究方面。\x0d\x0a\x0d\x0a组织管理心理学\x0d\x0a\x0d\x0a组织管理心理学研究某一群体——一个企业或一个学校的组织管理工作中人的因素方面。它涉及领导者与被领导者的心理素质以及二者之间的关系的协调问题。一方面，包括领导者对被领导者的心理活动的掌握，例如对生产者的专业能力和技能的了解，用以对人才的估量和选拔；对生产者的动机、情绪和需要的了解，以预测他们的表现和对工作的影响；协调与生产者之间的关系，发挥他们的生产和工作积极性。另一方面，还包括对领导者的心理活动特点的研究。例如领导能力、领导作风、领导心理素质的了解，用以对领导行为的评价和对领导者的选拔。组织管理心理学既可用于工业生产、企业经营，又可用于诸如学校、医院、文体机构等事业单位。\x0d\x0a\x0d\x0a临床或医学心理学\x0d\x0a\x0d\x0a心理异常可由遗传和社会适应不良而产生。临床心理学是研究心理异常的发生原因、发病机制、症状与诊断、预防与治疗的学科，并从中分出心理治疗与心理咨询的面对社会和医疗服务的专门事业。临床心理学既包括严重的心理变态疾病（如精神分裂症）；也包括轻度的单纯由心理因素所引起的神经症（如神经性焦虑）或忧郁症，还包括由心理因素引起的躯体疾病（如高血压）。后者称为心身医学；并从治疗的角度，研究病因，诊断与预防，形成一门新兴的健康心理学。\x0d\x0a\x0d\x0a对心理异常的研究，不仅对医疗实践有重要作用，而且从异常与正常的比较中，有助于揭示心理的机制。因此，从学科的观点和学术研究的角度，对心理异常的病因、机制、诊断与治疗方面的研究，称为变态心理学。\x0d\x0a\x0d\x0a司法与犯罪心理学\x0d\x0a\x0d\x0a司法心理学是研究违法行为以及处理违法行为中的心理学问题的学科。它涉及犯罪、侦察、审讯以及改造罪犯等过程中，对犯罪原因、侦讯技术、改造手段的研究。侦察和审讯人员应具备的心理素质和心理技能也是研究的组成部分。\x0d\x0a\x0d\x0a犯罪心理学与司法心理学有重叠的方面，前者着重研究罪犯行为的心理原因。尤其是青少年犯的心理特点、心理动机、个体人格和情绪特征，是研究的重要方面。对罪犯的个人成长背景、家庭、学校、社会的致犯罪因素等方面也要进行调查研究。

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