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人工智能和生物技術(shù)范文1
為何人工智能專家、未來(lái)學(xué)家、思想家、科學(xué)家們要提醒人們警惕人工智能呢？如文章開(kāi)篇所言――我們正站在變革的邊緣，而這次變革將和人類的出現(xiàn)一般意義重大。“變革的邊緣”指的是人工智能實(shí)力可能出現(xiàn)的變化。人工智能按實(shí)力可分為三大類：弱人工智能、強(qiáng)人工智能和超人工智能。
目前，弱人工智能在生活中隨處可見(jiàn)，強(qiáng)人工智能尚未實(shí)現(xiàn)，而引發(fā)眾大家焦慮的是未來(lái)可能實(shí)現(xiàn)的超人工智能。當(dāng)超人工智能出現(xiàn)時(shí)，人工智能系統(tǒng)的智能瞬間可達(dá)到普通人類的17萬(wàn)倍，這個(gè)級(jí)別的智能不是人類能夠理解的，“就好像蜜蜂不會(huì)理解凱恩斯經(jīng)濟(jì)學(xué)一樣”。那么，超人工智能可能在什么時(shí)候?qū)崿F(xiàn)呢？全世界的人工智能專家推測(cè)2060年將可能達(dá)成超人工智能。對(duì)人工智能的未來(lái)最有發(fā)言權(quán)的Ray Kurzweil甚至提出：“到了2045年，我們不但會(huì)有超人工智能，還會(huì)有一個(gè)完全不同的世界――奇點(diǎn)時(shí)代。”
Kurzweil的奇點(diǎn)時(shí)代是生物技術(shù)、納米技術(shù)和人工智能技術(shù)的共同革命造成的。當(dāng)我們擁有了超級(jí)智能和超級(jí)智能所能創(chuàng)造的技術(shù)，超人工智能便可以解決人類世界的所有問(wèn)題，從而幫助我們達(dá)到永生，當(dāng)然也可能使我們出現(xiàn)生存危機(jī)。也就是說(shuō)，當(dāng)超人工智能降臨時(shí)，掌握它的人將決定人類是永生還是滅絕。Kurzweil預(yù)言：“超人工智能正從多方的努力中出現(xiàn)，它將深深融入到我們文明的基建中。它會(huì)親密地被捆綁在我們的身體和大腦中，反映我們的價(jià)值，因?yàn)樗褪俏覀儭！比欢艚稹⒈葼?蓋茨、馬斯克以及許多專家則擔(dān)心超人工智能是對(duì)人類最大的威脅，因?yàn)槌斯ぶ悄軙?huì)改變所有的事情，而我們對(duì)那個(gè)領(lǐng)域無(wú)法操控。
人工智能和生物技術(shù)范文2
論文關(guān)鍵詞：人類智能，人工智能，認(rèn)知，心理學(xué)
人工智能技術(shù)無(wú)論是在過(guò)去，現(xiàn)在還是將來(lái)，都作為科學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。人類對(duì)自己本身的秘密充滿好奇，隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，人類不斷破譯人體的生命密碼。而以生物科學(xué)為基礎(chǔ)的人工智能技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。人們希望通過(guò)某種技術(shù)或者某些途徑能夠創(chuàng)造出模擬人思維和行為的“替代品”，幫助人們從事某些領(lǐng)域的工作。為了讓計(jì)算機(jī)能夠從事一些只有人腦才能完成的工作，解脫人的繁重的腦力勞動(dòng)，人類對(duì)自身的思維和智能不斷地研究探索。但是，科學(xué)技術(shù)是一柄雙刃劍，人們對(duì)人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展存在著恐慌。如果機(jī)器真的具有了人類的智能，在未來(lái)的某一天，他們會(huì)不會(huì)取代人類而成為地球的主宰者？人類智能和人工智能，誰(shuí)才是未來(lái)的傳奇？
1.你在和誰(shuí)說(shuō)話？
“先進(jìn)的人工智能機(jī)器人不但擁有可以亂真的人類外表，而且還能像人類一樣感知自己的存在。”這是人工智能發(fā)展到高級(jí)階段的目標(biāo)和任務(wù)。那么，我們?cè)诓痪玫奈磥?lái)能否實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)目標(biāo)呢？人類真的能發(fā)明出足以亂真的智能人類嗎？隔著一堵墻，我們是否能分辨出正在與我們對(duì)話的是一部機(jī)器還是人類？
1.1. 人工智能的定義
人工智能(Artificial Intelligence) ，英文縮寫(xiě)為AI。它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是相對(duì)于人的智能而言的。正是由于意識(shí)是一種特殊的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，所以根據(jù)控制論理論，運(yùn)用功能模擬的方法心理學(xué)，制造電腦模擬人腦的部分功能，把人的部分智能活動(dòng)機(jī)械化，叫人工智能。人工智能的本質(zhì)是對(duì)人思維的信息過(guò)程的模擬，是人的智能的物化。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能發(fā)展的過(guò)程歸納為機(jī)器不斷取代人的過(guò)程。
1.2. 人工智能技術(shù)的發(fā)展
幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類依靠智慧，發(fā)明了許多機(jī)器，使人類能夠從許多體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。從1956年正式提出人工智能學(xué)科算起，40多年來(lái)取得長(zhǎng)足的發(fā)展，成為一門(mén)廣泛的交叉和前沿科學(xué)。科學(xué)家發(fā)明了汽車，火車，飛機(jī)，收音機(jī)等等，它們模仿我們身體器官的功能，但是這些不能模仿人類大腦的功能畢業(yè)論文格式范文。當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后，人類開(kāi)始真正有了一個(gè)可以模擬人類思維的工具，在以后的歲月中，無(wú)數(shù)科學(xué)家為這個(gè)目標(biāo)努力著。1997年5月，IBM公司研制的深藍(lán)（Deep Blue）計(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝了國(guó)際象棋大師卡斯帕洛夫（Kasparov）。在一些地方計(jì)算機(jī)幫助人進(jìn)行其它原來(lái)只屬于人類的工作，計(jì)算機(jī)以它的高速和準(zhǔn)確為人類發(fā)揮著它的作用。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得人工智能有了突破性的進(jìn)展。計(jì)算機(jī)不僅能代替人腦的某些功能，而且在速度和準(zhǔn)確性上大大超過(guò)人腦，它不僅能模擬人腦部分分析和綜合的功能，而且越來(lái)越顯示某種意識(shí)的特性。真正成了人腦的延伸和增強(qiáng)。
1.3. 人工智能的研究領(lǐng)域
人工智能是一種外向型的學(xué)科，也是一門(mén)多領(lǐng)域綜合學(xué)科。它不但要求研究它的人懂得人工智能的知識(shí)，而且要求有比較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，哲學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ)，只有這樣才可能讓一臺(tái)什么也不知道的機(jī)器模擬人的思維。而人工智能的最根本目的是模擬人類的思維，因此，它的研究領(lǐng)域與人類活動(dòng)息息相關(guān)。什么地方只要有人在工作，他就可以運(yùn)用到那個(gè)領(lǐng)域。
現(xiàn)階段主要研究領(lǐng)域有專家系統(tǒng)，機(jī)器學(xué)習(xí)，模式識(shí)別，自然語(yǔ)言理解，自動(dòng)定理證明，自動(dòng)程序設(shè)計(jì)心理學(xué)，機(jī)器人學(xué)，博弈，智能決定支持系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等。
2.機(jī)器真的可以思考嗎？
機(jī)器真的可以思考嗎？機(jī)器的思考?xì)w根結(jié)底還是模仿人類的思維模式，正是“思考”這一人類的本質(zhì)屬性，使得人工智能和心理學(xué)從最初就緊密地聯(lián)系在一起。心理學(xué)研究人腦中信息的輸入、輸出、存儲(chǔ)和加工，并研究人腦各個(gè)部位的功能。最早的雙核計(jì)算機(jī)模仿人的左右腦，在人腦不同區(qū)域主管各個(gè)不同功能這一原理的基礎(chǔ)上，來(lái)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)不同功能的芯片。以此為出發(fā)點(diǎn)，心理學(xué)家和計(jì)算機(jī)學(xué)者進(jìn)一步合作，通過(guò)研究人解決問(wèn)題的方法來(lái)研究開(kāi)發(fā)人工智能。隨著人工智能的發(fā)展，所要求實(shí)現(xiàn)的職能愈加復(fù)雜，但最基本的方式還是邏輯推理和歸納，這正是心理學(xué)家和邏輯學(xué)家的專業(yè)領(lǐng)域。心理學(xué)家以研究探討人類邏輯思維方式為人工智能提供了基本原理和原則。
2.1. 人類意識(shí)的本質(zhì)
意識(shí)是世界的內(nèi)在規(guī)定、一般規(guī)律和組成部分，是具有客觀實(shí)在性同世界的其它組成部分處在對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系中的事物。意識(shí)普遍存于世界和萬(wàn)物之中，世界是包含意識(shí)的世界，萬(wàn)物是包含意識(shí)的萬(wàn)物。沒(méi)有意識(shí)存在于其中的世界不是我們現(xiàn)實(shí)生活中的世界，沒(méi)有意識(shí)存在于其中的萬(wàn)物也不是我們天天眼見(jiàn)手觸的萬(wàn)物。有了意識(shí)的存在，世界和萬(wàn)物就有了生機(jī)和活力。
2.1.1. 意識(shí)是與物質(zhì)相對(duì)應(yīng)的哲學(xué)范疇，與物質(zhì)既相對(duì)立又相統(tǒng)一的精神現(xiàn)象。
意識(shí)是自然界長(zhǎng)期發(fā)展的產(chǎn)物，由無(wú)機(jī)物的反應(yīng)特性，到低等生物的刺激感應(yīng)性，再到動(dòng)物的感覺(jué)和心理這一生物進(jìn)化過(guò)程是意識(shí)得以產(chǎn)生的自然條件。意識(shí)是社會(huì)的產(chǎn)物，人類社會(huì)的物質(zhì)生產(chǎn)勞動(dòng)在意識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程中起決定的作用。辯證唯物主義在強(qiáng)調(diào)物質(zhì)對(duì)意識(shí)起決定作用的前提下肯定意識(shí)對(duì)于物質(zhì)具有能動(dòng)的反作用，在意識(shí)活動(dòng)中人們從感性經(jīng)驗(yàn)抽象出事物的本質(zhì)、規(guī)律形成理性認(rèn)識(shí)，又運(yùn)用這些認(rèn)識(shí)指導(dǎo)自己有計(jì)劃、有目的地改造客觀世界。
2.1.2. 從意識(shí)的起源看，意識(shí)是物質(zhì)世界發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物；從意識(shí)的本質(zhì)來(lái)看，意識(shí)是客觀存在在人腦中的反映。
意識(shí)是人腦對(duì)客觀存在的反映：第一，正確的思想意識(shí)與錯(cuò)誤的思想意識(shí)都是客觀存在在人腦中的反映；第二，無(wú)論是人的具體感覺(jué)還是人的抽象思維，都是人腦對(duì)客觀事物的反映；第三，無(wú)論是人們對(duì)現(xiàn)狀的感受與認(rèn)識(shí)，還是人們對(duì)過(guò)去的思考與總結(jié)，以至人們對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)，都是人腦對(duì)客觀事物的反映。 意識(shí)的能動(dòng)作用首先表現(xiàn)在，意識(shí)不僅能夠正確反映事物的外部現(xiàn)象，而且能夠正確反映事物的本質(zhì)和規(guī)律；意識(shí)的能動(dòng)作用還突出表現(xiàn)在，意識(shí)能夠反作用于客觀事物，以正確的思想和理論為指導(dǎo)心理學(xué)，通過(guò)實(shí)踐促進(jìn)客觀事物的發(fā)展。
2.2. 人類意識(shí)與人工智能的關(guān)系
認(rèn)知心理學(xué)和人工智能，是認(rèn)知科學(xué)的兩個(gè)組成部分。人工智能使用了心理學(xué)的理論，心理學(xué)又借用了人工智能的成果。人類意識(shí)與人工智能兩者具有以下關(guān)系：
l人工智能是研究用機(jī)器模擬和擴(kuò)展人的智能的科學(xué)。它撇開(kāi)了人腦的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和意識(shí)的社會(huì)性，而只是把人腦作為一種信息處理的過(guò)程，包括信息的接收、記憶、分析、控制和輸出五部分。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)用相應(yīng)的部件來(lái)完成著五個(gè)過(guò)程，就構(gòu)成了人工智能或電腦。
l人工智能可以代替人的某些腦力勞動(dòng)，甚至可以超過(guò)人的部分思維能力，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。人工智能的出現(xiàn)不僅解放了人的智力，而且為研究人腦的意識(shí)活動(dòng)提供了新的方法和途徑。它說(shuō)明了人的意識(shí)活動(dòng)不管多么復(fù)雜，都是以客觀物質(zhì)過(guò)程為基礎(chǔ)的，而不是什么神秘的超物質(zhì)的東西，人們完全可以用自然科學(xué)的精確方法來(lái)加以研究和模擬，它進(jìn)一步證實(shí)了辯證唯物主義意識(shí)論的科學(xué)性畢業(yè)論文格式范文。
l人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展，深化了我們對(duì)意識(shí)相對(duì)獨(dú)立性和能動(dòng)性的認(rèn)識(shí)。機(jī)器思維即人工智能表明，思維形式在思維活動(dòng)中對(duì)于思維內(nèi)容具有相對(duì)獨(dú)立性，它可從人腦中分化出來(lái)，物化為機(jī)械的、物理的運(yùn)動(dòng)形式，部分地代替人的思維活動(dòng)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能將向更高水平發(fā)展，反過(guò)來(lái)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)力和人類智慧向更高水平發(fā)展，對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步將起著巨大的推動(dòng)作用。
3. 人工智能的未來(lái)
人工智能是為了模擬人類大腦的活動(dòng)而產(chǎn)生的科學(xué)，人類已經(jīng)可以用許多新技術(shù)新材料模擬人體的許多功能，諸如皮膚，毛發(fā)，骨骼等等，也就是說(shuō)，人類可以創(chuàng)造出“類人體”。只要能夠模擬人的大腦的功能，人就可以完成人工生命的研究工作，人創(chuàng)造自己，這不但在科學(xué)上，而且在哲學(xué)上都具有劃時(shí)代的意義。這就是人工智能承擔(dān)的歷史使命。
在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，知識(shí)爆炸，科技的增長(zhǎng)超出了人類承受的速度。各種新科技的出現(xiàn)層出不窮，隨之而來(lái)的成果簡(jiǎn)直讓人瞠目結(jié)舌，克隆、基因芯片、轉(zhuǎn)基因等等，人類自身的秘密開(kāi)始一層一層的揭開(kāi)。我們?nèi)四X的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，人體的基因鏈也逐漸被科學(xué)技術(shù)解剖。我們希望將來(lái)的人工智能機(jī)器能將我們從繁重的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)心理學(xué)，例如機(jī)器人做家務(wù)，帶孩子，做司機(jī)，秘書(shū)等等一系列我們不愿意花太多精力或者有太多限制條件的工作。然而，人類由于多種“性能”都不如機(jī)器人，反而退化成為機(jī)器人的奴隸？他們會(huì)不會(huì)有一天無(wú)法忍受人類對(duì)他們的“剝削”和“壓迫”，挑戰(zhàn)人類的統(tǒng)治？很多的科幻作品和電影中都預(yù)言了這樣的場(chǎng)景，未來(lái)的智能機(jī)器人和人類爭(zhēng)奪有限的地球資源，并最終打敗人類，成為新的地球統(tǒng)治者。這也正是絕大多數(shù)心理學(xué)家和哲學(xué)家對(duì)人工智能的發(fā)展憂心忡忡的原因。
人工智能的發(fā)展，也只能無(wú)限接近于人的智能，而不能超越人的智能。因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)的本質(zhì)，是模擬人類的思維過(guò)程，是為人類服務(wù)的。我們?cè)谶M(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的同時(shí)，擔(dān)心被我們所發(fā)明的物質(zhì)所毀滅。正如人類發(fā)明了原子能，用于取代正在逐漸消逝的礦物能源，然而當(dāng)原子能用于軍事領(lǐng)域的時(shí)候，他產(chǎn)生的力量也足以毀滅人類文明。科技本身并不是問(wèn)題，人類如何運(yùn)用自己掌握的技術(shù)，才是問(wèn)題的關(guān)鍵。我們最大的敵人不是我們發(fā)明的技術(shù)，而是我們自己本身。
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人工智能和生物技術(shù)范文3
《星際穿越》是一部很神奇的電影——那么多并沒(méi)有完全看懂它的人們(似乎我身邊沒(méi)有人100%看懂)都在熱情地討論它。這真的是一種久違的氛圍和感受。
蟲(chóng)洞、黑洞、五維空間、機(jī)器人、星際空間站、NASA、宇宙飛船、太空旅行、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的結(jié)晶……為什么人們會(huì)對(duì)這樣的東西感興趣？我們離這樣的世界還有多遠(yuǎn)？當(dāng)人們開(kāi)始熱衷于對(duì)一些未知世界的描述與想象越來(lái)越發(fā)生強(qiáng)烈興趣的時(shí)候，我們離那個(gè)世界的距離正在一步步地接近，我們對(duì)那個(gè)世界的感知力正在更具象和直觀。
更重要的是，這個(gè)未來(lái)世界的構(gòu)成與基本建構(gòu)可能正在將我們指向一條完全不同的新方向——這個(gè)有關(guān)機(jī)器人、人工智能、新材料、天體物理學(xué)和未來(lái)生命科學(xué)的世界建構(gòu)在那條已經(jīng)被我們走了20多年的“信息高速公路”——互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和想象力之外。更準(zhǔn)確地說(shuō)，就像40-60年前的硅晶片和集成電路技術(shù)的普及成為了日后互聯(lián)網(wǎng)信息公路發(fā)展的基石那樣，如今的互聯(lián)網(wǎng)——無(wú)論是社交網(wǎng)絡(luò)、新媒體、協(xié)作溝通平臺(tái)還是云計(jì)算和被Peter Thiel認(rèn)作是“忽悠”(fraud)的大數(shù)據(jù)，都將成為人工智能、機(jī)器人、未來(lái)宇宙、基因測(cè)序、生物醫(yī)學(xué)甚至下一代人類“大腦”的基礎(chǔ)工具，而不再是最核心的意志和最重要的引擎。
甚至，一些有關(guān)這些科學(xué)與技術(shù)的場(chǎng)景可以“繞開(kāi)”互聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)《星際穿越》里的塔斯(TARS)和凱斯(CASE)跌入五維空間、身在蟲(chóng)洞另一側(cè)的時(shí)候，“他們”已經(jīng)與互聯(lián)網(wǎng)世界徹底失聯(lián)了。此時(shí)，支撐“他們”存儲(chǔ)和運(yùn)算和處理數(shù)據(jù)的是他們體內(nèi)的芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和電池，而不是云端的數(shù)據(jù)中心——這只是一個(gè)極端的和故事中的例子，但一個(gè)真切的事實(shí)是：我們今天在探討人工智能、機(jī)器人甚至無(wú)人駕駛汽車和無(wú)人飛行器，除了互聯(lián)網(wǎng)本身作為操縱和實(shí)現(xiàn)管理它們的工具之外——更重要的，是強(qiáng)調(diào)這些看上去像一個(gè)人、一個(gè)盒子、一輛汽車、一架飛機(jī)和一只太空飛船的物理實(shí)體本身，更獨(dú)立地具備對(duì)周圍和外部世界的感知、交往、操作甚至人性化溝通的能力。只有讓這些外部世界的物體本身通過(guò)技術(shù)更具備人的思考、感知和與世界溝通的能力，且讓人們能夠自定義和操控它，人們克服對(duì)人工智能和機(jī)器人的“恐懼”，以及抗拒人類本身被外部世界的“異化”才會(huì)更容易。而讓這每一個(gè)人工智能“設(shè)備”自身變得更聰明的并非互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而是更強(qiáng)大的芯片、電池、仿生數(shù)據(jù)中心、傳感器和新材料等“技術(shù)驅(qū)動(dòng)”的領(lǐng)域。
再看看Elon Musk的三個(gè)項(xiàng)目——清潔能源公司Solar City、宇宙太空飛船公司SpaceX和舉世聞名的電動(dòng)汽車Tesla，都不是從“信息高速公路”角度，甚至以拓展信息高速公路為使命創(chuàng)建的。當(dāng)人們?cè)絹?lái)越習(xí)慣用“互聯(lián)網(wǎng)思維”的角度解讀Tesla的成功時(shí)，其實(shí)陷入了一種日趨簡(jiǎn)單化和庸俗化的誤解。Tesla在用互聯(lián)網(wǎng)為一輛“車”本身賦予更多功能和變得性感的方面確實(shí)做得漂亮(比如那個(gè)有著強(qiáng)大交互功能的中控大屏幕和完整的互聯(lián)網(wǎng)線上體驗(yàn)和訂購(gòu)流程)，但真正決定Tesla與其它跑在路上的車不同的，是它的日益精密和有細(xì)微感知能力的攝像頭和傳感器、強(qiáng)悍的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)巡航和預(yù)警能力，以及越來(lái)越真切的“無(wú)人駕駛”和“自動(dòng)駕駛”技術(shù)——這些都不是只有非常強(qiáng)大的“云端數(shù)據(jù)中心”可以實(shí)現(xiàn)的。而SpaceX與SolarCity更完全是人們對(duì)太空世界與新能源技術(shù)的深度摸索——互聯(lián)網(wǎng)只是最基本的實(shí)現(xiàn)和管理工具而已。
Google的兩個(gè)聯(lián)合創(chuàng)始人——Larry Page和Sergey Brin，以及著名的風(fēng)險(xiǎn)投資家Peter Thiel是這個(gè)世界上更接近Elon Musk的幾個(gè)人。他們對(duì)于人們至今沉迷在“信息高速公路”上不知所終地狂奔和自high都有著強(qiáng)烈的不滿，對(duì)硅谷的自滿、資本過(guò)于追求表象成功的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的不安，以及對(duì)“破壞性新技術(shù)”的渴求都有著幾乎完全相同的立場(chǎng)。此外，Y Combinator最近幾期也明顯加強(qiáng)了對(duì)生物技術(shù)、清潔能源和人工智能領(lǐng)域公司的投資。如果我們以生物醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域目前最熱門(mén)的幾家不同階段的公司——23andme、NDAnexus、Foundation medicine和中國(guó)的華大基因等幾家公司為例，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的共同點(diǎn)：盡管它們都是人們喜歡掛在嘴頭的“大數(shù)據(jù)公司”，但不同于以往那些更傳統(tǒng)的行業(yè)被互聯(lián)網(wǎng)和所謂“大數(shù)據(jù)”和“云計(jì)算”賦予了新的能力，這些公司從第一天起，互聯(lián)網(wǎng)工具和“大數(shù)據(jù)”就是它們的基石，而它們將要在此基礎(chǔ)上向著解決人們生命密碼的可知或不可知的未來(lái)一步步地邁進(jìn)。互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)不是這些真正意義上的“科學(xué)公司”的加持項(xiàng)，而是前提條件。就像硅晶片、大規(guī)模集成電路和30多年前的個(gè)人計(jì)算機(jī)為互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)、普及和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)條件是一個(gè)道理。也正是因?yàn)榇耍悴挪粫?huì)對(duì)Google聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO拉里佩奇(Larry Page)放下Google現(xiàn)階段的所有“主營(yíng)業(yè)務(wù)”，將自己完全投身到對(duì)生命基因、機(jī)器人和仿生學(xué)等諸多領(lǐng)域的產(chǎn)品思考和“變現(xiàn)上”感到好奇——Google X可能才是未來(lái)的Google。“整合全世界信息并讓它們自由流動(dòng)”的使命在世界的大部分地方都完成了。而這些信息的整合與流動(dòng)已不再是一家有前瞻性的公司最核心的使命了——人類未來(lái)的行進(jìn)方向本身也在延伸。
人工智能和生物技術(shù)范文4
[關(guān)鍵詞] 決策支持系統(tǒng) 人工智能 專家系統(tǒng)
一、智能決策技術(shù)概述
1.決策支持系統(tǒng)的形成
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，如科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、管理信息系統(tǒng)的發(fā)展以及運(yùn)籌學(xué)和管理科學(xué)的應(yīng)用，為決策支持系統(tǒng)的形成打下了基礎(chǔ)。決策支持系統(tǒng)(Decision Support System―DDS)是80年代迅速發(fā)展起的新型計(jì)算機(jī)學(xué)科。70年代初由美國(guó)M.S.Scott Morton在《管理決策系統(tǒng)》一文中首先提出決策支持系統(tǒng)的概念。
DSS實(shí)質(zhì)上是在管理信息系統(tǒng)和運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。管理信息系統(tǒng)重點(diǎn)在對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理。運(yùn)籌學(xué)在運(yùn)用模型輔助決策體現(xiàn)在單模型輔助決策上。隨著新技術(shù)的發(fā)展，所需要不得不解決的問(wèn)題會(huì)愈來(lái)愈復(fù)雜，所涉及的模型會(huì)愈來(lái)愈多，模型類型也由數(shù)學(xué)模型擴(kuò)充數(shù)據(jù)處理模型。模型數(shù)量也愈來(lái)愈多。這樣，對(duì)多模型輔助決策問(wèn)題，在決策支持系統(tǒng)出現(xiàn)之前是靠人來(lái)實(shí)現(xiàn)模型間的聯(lián)合和協(xié)調(diào)。決策支持系統(tǒng)的出現(xiàn)就是要解決由計(jì)算機(jī)自動(dòng)組織和協(xié)調(diào)多模型運(yùn)行，對(duì)大量數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的存取和處理，達(dá)到更高層次的輔助決策能力。決策支持系統(tǒng)的新特點(diǎn)就是增加了模型庫(kù)和模型庫(kù)管理系統(tǒng)，它把眾多的模型(數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)處理模型以及更廣泛的模型)有效地組織和存儲(chǔ)起來(lái)，并且建立了模型庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)的有機(jī)結(jié)合。這種有機(jī)結(jié)合適應(yīng)人機(jī)交互功能，自然促使新型系統(tǒng)的出現(xiàn)，即DDS的出現(xiàn)。它不同于MIS數(shù)據(jù)處理，也不同于模型的數(shù)值計(jì)算，而是它們的有機(jī)集成。它既有數(shù)據(jù)處理功能又具有數(shù)值計(jì)算功能。
決策支持系統(tǒng)概念及結(jié)構(gòu)。決策支持系統(tǒng)是綜合利用大量數(shù)據(jù)，有機(jī)組合眾多模型(數(shù)學(xué)模型與數(shù)據(jù)處理模型等)，通過(guò)人機(jī)交互，輔助各級(jí)決策者實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策的系統(tǒng)。
DSS使人機(jī)交互系統(tǒng)、模型庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)。它大大擴(kuò)充了數(shù)據(jù)庫(kù)功能和模型庫(kù)功能，即DSS的發(fā)展使管理信息系統(tǒng)上升到?jīng)Q策支持系統(tǒng)的新臺(tái)階上。DSS使那些原來(lái)不能用計(jì)算機(jī)解決的問(wèn)題逐步變成能用計(jì)算機(jī)解決。
2.人工智能概念和研究范圍
(1)人工智能定義。由計(jì)算機(jī)來(lái)表示和執(zhí)行人類的智能活動(dòng)(如判斷、識(shí)別、理解、學(xué)習(xí)、規(guī)劃和問(wèn)題求解等)就是人工智能。人工智能的研究在逐步擴(kuò)大機(jī)器智能，使計(jì)算機(jī)逐步向人的智能靠近。
(2)人工智能的研究范圍。人工智能研究的基本范圍有：?jiǎn)栴}求解、邏輯推理和定理證明、自然語(yǔ)言處理、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器視覺(jué)、智能檢索系統(tǒng)、組合高度問(wèn)題、系統(tǒng)與表達(dá)語(yǔ)言等；其主要研究領(lǐng)域有：自然語(yǔ)言處理、機(jī)器人學(xué)、知識(shí)工程。
自然語(yǔ)言處理：語(yǔ)音的識(shí)別與合成，自然語(yǔ)言的理解和生成，機(jī)器翻譯等。
機(jī)器人學(xué)：從操縱型、自動(dòng)型轉(zhuǎn)向智能型。在重、難、險(xiǎn)、害等工作領(lǐng)域中推廣使用機(jī)器人。
知識(shí)工程：研究和開(kāi)發(fā)專家系統(tǒng)。目前人工智能的研究中，最接近實(shí)用的成果是專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)在符號(hào)推理、醫(yī)療診斷、礦床勘探、化學(xué)分析、工程設(shè)計(jì)、軍事決策、案情分析等方面都取得明顯的效果。
3.決策支持新技術(shù)
(1)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的興起和概念。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)(Data Warehouse―DW)的概念是Prism Solutions公司副總裁W.H.Inmon在1992年出版的書(shū)《建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)》(Building the Data Warehouse)中提出的。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的提出是以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，并行處理和分布式技術(shù)的飛速發(fā)展為基礎(chǔ)，它是解決信息技術(shù)在發(fā)展中一方面擁有大量數(shù)據(jù)，另一方面有用信息卻很貧乏(Data rich―Information poor)這種不正常現(xiàn)象的綜合解決方案。
W.H.Inmon在《建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)》一書(shū)中，對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)定義為：數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是面向主題的、集成的、穩(wěn)定的、不同時(shí)間的數(shù)據(jù)集合，用于支持經(jīng)營(yíng)管理中決策制定過(guò)程。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)用于事務(wù)處理，也叫操作型處理，是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)機(jī)進(jìn)行日常操作，即對(duì)一或一組記錄的查詢和修改，主要為企業(yè)特定的應(yīng)用服務(wù)的。用戶關(guān)心的是響應(yīng)時(shí)間，數(shù)據(jù)的安全性和完整性。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)用于決策支持，也稱分析型處理，用于決策分析，它是建成立決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
(2)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是面向主題的：主題是數(shù)據(jù)歸類的標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)主題基本對(duì)應(yīng)一個(gè)宏觀的分析領(lǐng)域。
數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是集成的：數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)之前，必須經(jīng)過(guò)加工與集成。對(duì)不同的數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼。統(tǒng)一原始數(shù)據(jù)中的所有矛盾之處，如字段的同名異義，異名同義，單位不統(tǒng)一，字長(zhǎng)不一致等。總之將原始數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作一個(gè)從面向應(yīng)用到面向主題的大轉(zhuǎn)變。
數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是穩(wěn)定的：數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中包括了大量的歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)集成進(jìn)入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)后是極少或根本不更新的。
數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是隨時(shí)間變化的：數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)時(shí)限在5-10年，故數(shù)據(jù)的鍵碼包含時(shí)間項(xiàng)，標(biāo)明數(shù)據(jù)的歷史時(shí)期，這適合DSS進(jìn)行時(shí)間趨勢(shì)分析。
數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中數(shù)據(jù)很大：通常的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)量為10GB級(jí)，大型的是一個(gè)TB級(jí)數(shù)據(jù)量。數(shù)據(jù)中索引和綜合數(shù)據(jù)占2/3，原始數(shù)據(jù)占1/3。
數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)軟、硬件要求：需要一個(gè)巨大的硬件平臺(tái)和一個(gè)并行的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
(3)數(shù)據(jù)開(kāi)采的概念及方法。1995年在加拿大召開(kāi)了第一屆知識(shí)發(fā)現(xiàn)(Knowledge Discovery in Database―KDD)和數(shù)據(jù)開(kāi)采(Data Mining―DM)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議以后，“數(shù)據(jù)開(kāi)采”開(kāi)始流行，它是“知識(shí)發(fā)現(xiàn)”概念的深化，知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)開(kāi)采是人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。KDD一詞是在1989年8月于美國(guó)底特律市召開(kāi)的第一屆KDD國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上正式形成的。
知識(shí)發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有用知識(shí)的整個(gè)過(guò)程。數(shù)據(jù)開(kāi)采被認(rèn)為是KDD過(guò)程中的一個(gè)特定步驟，它用專門(mén)算法從數(shù)據(jù)中抽取模式。
數(shù)據(jù)開(kāi)采的主要方法和技術(shù)有：信息論方法、集合論方法、仿生物技術(shù)、公式發(fā)現(xiàn)、統(tǒng)計(jì)分析方法及其它方法。
二、智能決策技術(shù)原理
要能做出智能決策需要在智能決策支持系統(tǒng)的輔助下才能實(shí)現(xiàn)。因而要知道智能決策技術(shù)的原理就須要知道智能決策支持系統(tǒng)的原理及構(gòu)造。
智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)是在決策支持系統(tǒng)(DSS)的基礎(chǔ)上集成人工智能專家系統(tǒng)(ES)而形成的。決策支持系統(tǒng)主要是由問(wèn)題處理與人機(jī)交互系統(tǒng)(由語(yǔ)言系統(tǒng)和問(wèn)題處理系統(tǒng)組成)、模型庫(kù)系統(tǒng)(由模型庫(kù)管理系統(tǒng)和模型庫(kù)組成)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)組成)等組成。專家系統(tǒng)主要由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)和知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)三者組成。決策支持系統(tǒng)和專家系統(tǒng)集成為智能決策支持系統(tǒng)。
IDSS中DSS和ES的結(jié)合主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：
(1)DSS和ES的總體結(jié)合。由集成系統(tǒng)把DSS和ES有機(jī)結(jié)合起來(lái)(將兩者一體化)。
KB和MB的結(jié)合。模型庫(kù)中的數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)處理模型作為知識(shí)的一種形式，即過(guò)程性知識(shí)，加入到知識(shí)推理過(guò)程中去，或者將知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成知識(shí)推理模型加入到模型庫(kù)中去。
(2)DB和動(dòng)態(tài)DB的結(jié)合。DSS中的DB可以看成是相對(duì)靜態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)，它為ES中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)提供初始數(shù)據(jù)，ES推理結(jié)束后，動(dòng)態(tài)DB中的結(jié)果再送回到DSS中的DB去。由DSS和ES這三種結(jié)合形式，也說(shuō)形成了三種IDSS集成形式。
智能決策支持系統(tǒng)是以大量的信息收集和大量的知識(shí)為基礎(chǔ)，將它們存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)中，為問(wèn)題處理系統(tǒng)服務(wù)。將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能進(jìn)行求解的過(guò)程，就是通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分解和分析，建立問(wèn)題求解的總框架模型，根據(jù)這個(gè)總框架模型的各組成部分的目標(biāo)、功能、數(shù)據(jù)和求解的要求來(lái)決定各組成部分是建立新模型，還是選擇已有的成熟模型；多模型如何組合；需要利用哪些數(shù)據(jù)；是采用數(shù)值計(jì)算模型還是采用知識(shí)推理模型進(jìn)行各種處理方法選擇，然后對(duì)其進(jìn)行求解。將求解的結(jié)果或得到的支持決策的信息反回給決策用戶。
三、智能決策技術(shù)的應(yīng)用
決策支持系統(tǒng)自70年代初產(chǎn)生以來(lái)，在這20年間逐步應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域和部門(mén)，在發(fā)展中不斷融入人工智能的技術(shù)使之成為智能決策支持系統(tǒng)，并得到更加廣泛的應(yīng)用。主要有以下部門(mén)：
1.企業(yè)(包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等)
(1)生產(chǎn)部門(mén)；(2)財(cái)務(wù)部門(mén)；(3)銷售部門(mén)；
(4)運(yùn)輸、后勤部門(mén)；(5)勞動(dòng)人事部門(mén)；(6)外貿(mào)部門(mén)，等等。
2.事業(yè)單位
(1)城市管理部門(mén)；(2)衛(wèi)生保健部門(mén)；
(3)資源管理部門(mén)；(4)教育文化部門(mén)，等等。
3.國(guó)防軍事領(lǐng)域
4.研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域
在我國(guó)，目前已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的有：全國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展決策支持系統(tǒng)，省區(qū)整體發(fā)展決策支持系統(tǒng)，縣區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略研究決策支持系統(tǒng)，各行業(yè)的發(fā)展決策支持系統(tǒng)，公司一級(jí)的、廠一級(jí)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策支持系統(tǒng)，流域管理決策支持系統(tǒng)，運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)管理決策支持系統(tǒng)，人口發(fā)展與控制決策支持系統(tǒng)，作戰(zhàn)指揮決策支持系統(tǒng)，后勤保障決策支持系統(tǒng)等等。
可見(jiàn)決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)深入到生活的各個(gè)方面。由于人們?cè)谌粘Ｉ钪校S時(shí)都要作出選擇和決定，這種選擇和決定就是決策。現(xiàn)代化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活規(guī)模宏大，變化和進(jìn)展迅速，各種關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，不論是對(duì)個(gè)人、集體、地區(qū)、國(guó)家，決策的正確與否，影響是巨大的；一念之差，影響到事業(yè)的成敗，組織的興亡盛衰。而正確有效的決策在于充分掌握信息和根據(jù)信息作出正確判斷，因此采集、整理和分析信息是決策聽(tīng)首要任務(wù)。決策支持系統(tǒng)正是基于計(jì)算機(jī)上的交互式信息系統(tǒng)，主要目的是為決策者提供有價(jià)值的信息，能幫助決策者解決半結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)決策問(wèn)題。隨著決策支持系統(tǒng)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，由決策支持系統(tǒng)和人工智能技術(shù)融合的智能決策支持系統(tǒng)將不斷完善，應(yīng)用的范圍將加廣泛和深入人們的生活。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳文偉.決策支持系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā).電子工業(yè)出版社，1998.
人工智能和生物技術(shù)范文5
在奇點(diǎn)大學(xué)，你可以親眼目睹很多有趣的事情。比如，這里有讓你絕對(duì)想不到的課堂。教室里會(huì)有隨意走動(dòng)著的粉紅色機(jī)器大象，滿臉胡茬的教授會(huì)宣稱自己完全沒(méi)有備課，學(xué)生坐著飛艇在美國(guó)舊金山灣區(qū)域觀察云的形成，還會(huì)現(xiàn)場(chǎng)參觀小型航天企業(yè)的物流是如何運(yùn)作的……學(xué)生學(xué)習(xí)沒(méi)有壓力，因?yàn)檫@里沒(méi)有考試、不寫(xiě)論文，也不用提供任何認(rèn)證。
奇點(diǎn)大學(xué)擁有一個(gè)頗具傳奇色彩的校長(zhǎng)――庫(kù)茲韋爾。他是一名天才，不僅是最激進(jìn)的預(yù)言家、最有活力的創(chuàng)業(yè)家，還是過(guò)去半個(gè)世紀(jì)中最多產(chǎn)的發(fā)明者之一。他曾作出了108項(xiàng)預(yù)測(cè)，其中89項(xiàng)被言中。他曾首創(chuàng)CCD平臺(tái)式掃描儀，發(fā)明了第一套可以將文本轉(zhuǎn)化成聲音的光學(xué)字符識(shí)別軟件，發(fā)明了可以精確模仿鋼琴聲音的電子音樂(lè)鍵盤(pán)等。
而奇點(diǎn)大學(xué)的得名就和他的一個(gè)預(yù)言有關(guān)。他曾預(yù)言，根據(jù)摩爾定律，人工智能的智力水平終有一天將會(huì)超過(guò)人類，他將那個(gè)時(shí)刻稱之為“奇點(diǎn)”，之后機(jī)器將代替人類主宰世界。當(dāng)人們還享受著科技帶來(lái)的便利時(shí)，他卻看到了技術(shù)可能給人類帶來(lái)的威脅。現(xiàn)在世界上還存在諸多問(wèn)題，比如經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡、氣候變化、貧窮等，為了應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，必須聚集世界上最聰明的大腦，讓他們學(xué)習(xí)最前沿的未來(lái)科學(xué)，去解決世界上最宏大的問(wèn)題。
怎樣才算是解決世界性的難題呢？奇點(diǎn)大學(xué)給出的標(biāo)準(zhǔn)是至少能夠影響1億人，期限是5年。傳統(tǒng)大學(xué)關(guān)注的是歷史，而奇點(diǎn)大學(xué)關(guān)注的是未來(lái)。奇點(diǎn)大學(xué)從不教學(xué)生如何掌握這些技術(shù)，他們只是將世界上最先進(jìn)、最科幻的技術(shù)和最普遍、最要緊的問(wèn)題擺在學(xué)生面前，學(xué)生要做的就是發(fā)揮自己的想象和創(chuàng)意，成為用技術(shù)解決問(wèn)題的橋梁。
正是基于這個(gè)辦學(xué)理念，他們的課程設(shè)置也與眾不同。學(xué)校采用9周教學(xué)制，設(shè)立未來(lái)學(xué)、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)、生物技術(shù)和生物信息學(xué)、納米技術(shù)、醫(yī)學(xué)和神經(jīng)科學(xué)、人工智能、能源、航天和自然科學(xué)、法律和倫理、金融共l0個(gè)領(lǐng)域的課程。學(xué)生在入學(xué)后的前3周學(xué)習(xí)上述10類課程，在接下來(lái)的3周，每人將選擇其中一門(mén)課程進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，最后3周將完成某一個(gè)具體的項(xiàng)目。
奇點(diǎn)大學(xué)一出世就成了業(yè)界內(nèi)外的焦點(diǎn)。當(dāng)谷歌和美國(guó)宇航局宣布將聯(lián)合建立奇點(diǎn)大學(xué)時(shí)，這一消息瞬間被兩百多家網(wǎng)站轉(zhuǎn)載。隨后，“科技?xì)缛祟悺背闪溯浾摻蚪驑?lè)道的話題。與輿論的熱臉相比，業(yè)內(nèi)人士卻持著冷視的態(tài)度。一位權(quán)威人士懷疑奇點(diǎn)大學(xué)的創(chuàng)始人是否真的相信能夠通過(guò)這些技術(shù)來(lái)解決貧窮、饑餓和疾病等問(wèn)題。他說(shuō)：“讓這些學(xué)生學(xué)習(xí)哲學(xué)、神學(xué)、政治學(xué)、社會(huì)學(xué)、歷史等領(lǐng)域的學(xué)科，對(duì)于解決社會(huì)問(wèn)題將更加有效。”
人工智能和生物技術(shù)范文6
摘要：當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段，即知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，高科技產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的第一支柱產(chǎn)業(yè)。當(dāng)代國(guó)際社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)，是綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，是科學(xué)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。而高科技產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和大國(guó)競(jìng)相爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
目前世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)人了一個(gè)新的歷史階段，即知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，高科技產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的第一支柱產(chǎn)業(yè)。當(dāng)代國(guó)際社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)，是綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，是科學(xué)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，而高科技產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和大國(guó)競(jìng)相爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。冷戰(zhàn)結(jié)束前后，許多國(guó)家特別是以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家，就開(kāi)始強(qiáng)化研究開(kāi)發(fā)投資、推動(dòng)高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，奪取下個(gè)世紀(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)制高點(diǎn)，并將其作為各自國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的核心和國(guó)家戰(zhàn)略的重點(diǎn)。
隨著亞洲金融危機(jī)的爆發(fā)，世界各國(guó)普遍意識(shí)到，除了外部因素外，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理也是導(dǎo)致本次危機(jī)的一個(gè)重要因素。作為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前沿，高科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)將更加白熱化。可以預(yù)見(jiàn)，誰(shuí)搶先把握高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，誰(shuí)就將在這一輪大調(diào)整中搶占優(yōu)勢(shì)地位，在這次危機(jī)過(guò)后取得經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)權(quán)。世紀(jì)之交高科技發(fā)展的趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(一)信息技術(shù)將充分發(fā)揮前導(dǎo)作用
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，它將更好地起到前導(dǎo)和統(tǒng)領(lǐng)作用，滲透到各個(gè)領(lǐng)域。信息技術(shù)將促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化、金融自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、服務(wù)自協(xié)化，使整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)方式、生活方式等發(fā)生深刻變化，不但大大提高社會(huì)的運(yùn)行速度和效益，同時(shí)也會(huì)改變?nèi)藗兊臅r(shí)空觀念。
在巨大的全球性信息網(wǎng)絡(luò)上，日本商人正躍躍欲試，積極研究對(duì)因特網(wǎng)商業(yè)價(jià)值的開(kāi)發(fā)與利用。當(dāng)前，日本企業(yè)開(kāi)設(shè)的主頁(yè)(Ho~一page)已經(jīng)涵蓋了有商業(yè)價(jià)值的電子讀物、廣告、招聘信息、重大商業(yè)活動(dòng)信息、金融服務(wù)、住處檢索服務(wù)、通訊販賣等方面。關(guān)聯(lián)企業(yè)之間利用因特網(wǎng)進(jìn)行即時(shí)信息交換和推銷訂貨業(yè)務(wù)，使效率大為提高。由于因特網(wǎng)是直接連通個(gè)人用戶的，所以，因特網(wǎng)上的商務(wù)活動(dòng)將首先在與個(gè)人相關(guān)的經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域中活躍起來(lái)，地域性的網(wǎng)上商務(wù)活動(dòng)將先于跨國(guó)商務(wù)活動(dòng)而得到發(fā)展。從技術(shù)上講，信息通訊革命是計(jì)算機(jī)與通訊的結(jié)合，不過(guò)，數(shù)字化與光纖通訊網(wǎng)的完善，以及衛(wèi)星的利用，才使大量信息即時(shí)、雙向傳遞成為可能。隨著軟件開(kāi)發(fā)的擴(kuò)展，多媒體產(chǎn)業(yè)正在形成巨大的新消費(fèi)市場(chǎng)。日本當(dāng)前正在加緊開(kāi)發(fā)多媒體技術(shù)，其應(yīng)用范圍將涵蓋汽車制造業(yè)(在汽車中安裝電視接收及衛(wèi)星導(dǎo)航裝置等)、流通業(yè)、教育和宗教界、廣告與出版和印刷業(yè)等。可以預(yù)料，通過(guò)將計(jì)算機(jī)、電子游戲、MTV}VCD與通訊、電視結(jié)合起來(lái)，將極大地改變以往的住處傳播方式。
隨著微電子、光電子技術(shù)及納米技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)生通信、遙感和全球定位系統(tǒng)、寬頻帶高速數(shù)字綜合網(wǎng)絡(luò)、信息壓縮與高速傳輸、人工智能、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等前沿技術(shù)將取得進(jìn)展，人類將逐漸地全面進(jìn)人信息時(shí)代。為此，各國(guó)對(duì)信息技術(shù)的開(kāi)發(fā)十分重視，如美國(guó)就確定了2010年前重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的10項(xiàng)電子信息技術(shù)，它們是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、高清晰度電視和顯示器、光子學(xué)與光電子學(xué)、定點(diǎn)通信、X射線光刻技術(shù)、多芯片模塊、超導(dǎo)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、語(yǔ)言和圖形識(shí)別、人工智能。美國(guó)為繼續(xù)它在信息技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，已加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)力度。美國(guó)前總統(tǒng)克林頓于1998年2月在其1999財(cái)政年度政府預(yù)算方案中提出，聯(lián)邦政府將投資1.1億美元以加快“新一代因特網(wǎng)”計(jì)劃的全面實(shí)施。“新一代因特網(wǎng)”計(jì)劃于1996年10月提出，其主要目的是開(kāi)展先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域。該計(jì)劃的實(shí)施時(shí)間為5年。計(jì)劃完全實(shí)施后，將徹底更新遍布美國(guó)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使其以比目前因特網(wǎng)快100(〕倍的速度傳信息，從而實(shí)現(xiàn)聲音、圖像信號(hào)的實(shí)時(shí)傳遞。
(二)生物技術(shù)將加速商品化
生物技術(shù)是21世紀(jì)技術(shù)的核心，生物技術(shù)正在影響社會(huì)，深人人們的生活。1996年度諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)化學(xué)家羅伯特·柯?tīng)栒f(shuō)：“本世紀(jì)是物理學(xué)和化學(xué)的世紀(jì)，下個(gè)世紀(jì)顯然是生物學(xué)的世紀(jì)。”
目前，生物技術(shù)已成為高新技術(shù)領(lǐng)域的重要部分，世界各國(guó)有100(〕多家公司、研究所或大學(xué)從事生物技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，美國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)走在前列。基因的分離、拄增、重組以及體細(xì)胞的克隆技術(shù)都已實(shí)現(xiàn)，某些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)探明。快速繁殖脫毒、組織培養(yǎng)、胚胎移植、胚胎切割和單克隆抗體等技術(shù)已進(jìn)人實(shí)用階段。
科學(xué)家已從單個(gè)基因的測(cè)序轉(zhuǎn)到有計(jì)劃、大規(guī)模地測(cè)繪人類、水稻等重要生物體的基因圖譜。水稻等重要農(nóng)作物基因組計(jì)劃的成功實(shí)施及基因工程技術(shù)的深人研究，將發(fā)生新的農(nóng)業(yè)革命。全世界已有6000多項(xiàng)農(nóng)作物方面的生物技術(shù)研究成果進(jìn)人田間試驗(yàn)，抗蟲(chóng)害的轉(zhuǎn)基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美國(guó)和加拿大的數(shù)百萬(wàn)公頃土地上試種。菲律賓國(guó)際水稻研究所育成的“超級(jí)稻”，在3年內(nèi)可推廣種植，它可以使水稻單產(chǎn)提高20%-25%。美國(guó)提出了“向生物技術(shù)要產(chǎn)量”的口號(hào)，美國(guó)南伊利諾伊大學(xué)的科學(xué)家正在進(jìn)行抗病育種的研究工作，1997年時(shí)已育成6個(gè)能自體抗病的農(nóng)作物新品種，該校目前正集中力量培育能自體抗病的黃豆新品種。
正在實(shí)施中的人類基因組項(xiàng)目將在本世紀(jì)初完成，這將極大地推動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究活動(dòng)，有利于人們的健康。許多危害人類的疾病，如心血管病、癌癥、艾滋病、糖尿病等，將得到有效的預(yù)防、治療和控制。美國(guó)有數(shù)十家公司已用“合理藥物設(shè)計(jì)”法設(shè)計(jì)超級(jí)藥物，這種方法能把生物技術(shù)和化學(xué)緊密地結(jié)合起來(lái)，研制的超級(jí)藥物能醫(yī)治目前藥物不能醫(yī)治的癌癥、艾滋病和多發(fā)性硬化病等多種致命疾病，有的已經(jīng)進(jìn)人人體試驗(yàn)階段。專家們預(yù)計(jì)，這方面的研究將對(duì)遺傳機(jī)制、發(fā)育機(jī)制和免疫機(jī)制有更多的了解，而且對(duì)了解生物進(jìn)化過(guò)程也有重大的意義。
克隆技術(shù)是一個(gè)具有劃時(shí)代意義的重大科技突破，1997年英國(guó)克隆的“多莉”羊的出生，引起世界范圍的高度重視，科學(xué)家認(rèn)為它預(yù)示著“21世紀(jì)人類將全面進(jìn)人克隆時(shí)代”。克隆的本意是指無(wú)性繁殖，即復(fù)制、拷貝生物，而不用依靠父母來(lái)繁殖。采用克隆技術(shù)，可以加快良種家畜物業(yè)的繁殖，從而有可能使畜牧業(yè)發(fā)生一場(chǎng)革命；克隆技術(shù)可以培養(yǎng)出一批批優(yōu)質(zhì)的牛羊品種，以滿足人們的需要；可以拯救瀕危野生動(dòng)物，保持生態(tài)平衡；可在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大量生產(chǎn)人們所急需的許多名貴藥品。此外，采用克隆技術(shù)，可以對(duì)植物的細(xì)胞、組織或器官等進(jìn)行克隆，改變“靠天吃飯”的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。克隆技術(shù)的發(fā)展將會(huì)改變?nèi)祟惖纳姝h(huán)境，大大造福于人類。
生物技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，也逐漸成為生物技術(shù)領(lǐng)域的新趨勢(shì)。生物芯片計(jì)算機(jī)正在研制之中，美國(guó)艾菲梅特里克斯公司宣布用DNA成功地制成生物芯片，可用于讀取活組織基因進(jìn)化而來(lái)的涌動(dòng)信息流。這是生物技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融合的結(jié)晶。
(三)新材料得到廣泛采用
科學(xué)家和工程學(xué)家預(yù)測(cè)，21世紀(jì)的新材料將向著不同材料復(fù)合方面發(fā)展，研制的一種性能優(yōu)于母體單體材料的“先進(jìn)復(fù)合材料”將是解決適應(yīng)各高技術(shù)的特殊需要的全新概念的新材料技術(shù)。本世紀(jì)材料科技的發(fā)展具有功能化、復(fù)合化、智能化特征，最活躍的將是信息功能材料、納米材料、高等陶瓷、生物材料、復(fù)合材料等。具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫高壓、耐磨耐蝕等極端條件的結(jié)構(gòu)材料、智能材料等也將進(jìn)一步受到重視而獲得新的發(fā)展。
新材料發(fā)展的經(jīng)歷和趨勢(shì)表明，新材料技術(shù)對(duì)包括信息技術(shù)、生物技術(shù)在內(nèi)的其他高技術(shù)的突破和發(fā)展起著基礎(chǔ)作用，專家們預(yù)測(cè)新材料產(chǎn)業(yè)正在有力地推動(dòng)世界新的產(chǎn)業(yè)革命。德國(guó)分析了世界各國(guó)高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，總結(jié)出21世紀(jì)九大重點(diǎn)領(lǐng)域，首選是先進(jìn)材料，其次是納米技術(shù)、微電子學(xué)、光子學(xué)、微系統(tǒng)工程、軟件與計(jì)算機(jī)模擬、分子電子學(xué)、細(xì)胞生物技術(shù)、生產(chǎn)與管理工程。在這9個(gè)領(lǐng)域中列出多個(gè)課題，其中屬于先進(jìn)材料的有’項(xiàng)，在其他領(lǐng)域中與材料直接相關(guān)的課題有27項(xiàng)，如納米技術(shù)的納米材料、微電子學(xué)中的信息存儲(chǔ)微電子材料、高溫超導(dǎo)材料等。在未來(lái)高技術(shù)課題中，有關(guān)先進(jìn)材料的課題占60%以上。
隨著科技的發(fā)展特別是信息技術(shù)的發(fā)展，人們將越來(lái)越多地利用計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)新材料，目前材料設(shè)計(jì)已日益發(fā)展成為現(xiàn)代材料科技中一個(gè)重要的基礎(chǔ)領(lǐng)域。材料設(shè)計(jì)大體上可分成以下幾大類：在數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行性能預(yù)報(bào)；利用計(jì)算機(jī)模擬提示材料微觀結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系；在突破已知理論或總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出新概念并采用新技術(shù)來(lái)研制新材料；深人研究各種條件下材料的生長(zhǎng)過(guò)程，探索和開(kāi)創(chuàng)合成材料的新途徑；選定重點(diǎn)目標(biāo)，組織多學(xué)科力量聯(lián)合設(shè)計(jì)某種新材料。
(四)環(huán)保技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)
在21世紀(jì)，人類將更加普遍、理性、科學(xué)地節(jié)制生育和消費(fèi)，更加重視人類的生存環(huán)境和質(zhì)量，注重保護(hù)自然界動(dòng)植物的多樣性和自然生態(tài)，重視地球上有限資源的合理利用和可再生循環(huán)。
隨著環(huán)保觀念和持續(xù)發(fā)展觀念的日益深人人心，各國(guó)環(huán)保投資不斷增長(zhǎng)，越來(lái)越多的國(guó)家力求在環(huán)保產(chǎn)業(yè)和環(huán)保市場(chǎng)獲得優(yōu)勢(shì)，環(huán)保技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的又一個(gè)熱點(diǎn)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)水土保持型生態(tài)農(nóng)業(yè)已成為根治環(huán)境惡化、發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要手段。這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，是以水土保持為主要手段，以恢復(fù)良性生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為中心，形成高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。目前世界許多地方荒漠化嚴(yán)重蔓延，在這個(gè)地區(qū)建立水土保持型生態(tài)農(nóng)業(yè)，能根治環(huán)境惡化，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力，這是今后的發(fā)展方向。
各發(fā)達(dá)國(guó)家空前重視開(kāi)發(fā)環(huán)保技術(shù)，目前，一場(chǎng)爭(zhēng)奪環(huán)保技術(shù)制高點(diǎn)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。在無(wú)氟制冷技術(shù)上，美國(guó)和西歐之間展開(kāi)爭(zhēng)奪；在資源回收方面，日本和西歐互相競(jìng)賽。為了在競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)，美國(guó)微軟公司、日本、西歐在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中大量應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和新材料，開(kāi)發(fā)科技含量高的環(huán)保產(chǎn)品。
科學(xué)家們還在環(huán)保領(lǐng)域大量采用生物技術(shù)，以遏制環(huán)境繼續(xù)惡化的趨勢(shì)。目前開(kāi)發(fā)的主要技術(shù)有：用生物方法處理污水；用微生物脫硫防治大氣污染；用細(xì)菌降解清除污染物；用無(wú)污染生物農(nóng)藥防治農(nóng)作物蟲(chóng)害；培育抗病蟲(chóng)害農(nóng)作物；開(kāi)發(fā)實(shí)用的生物降解塑料。
(五)宇宙開(kāi)發(fā)將空前活躍
航開(kāi)技術(shù)在經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展后，將加快實(shí)用化和商品化的步伐，發(fā)展各種更先進(jìn)的實(shí)用人造衛(wèi)星。迄今為止，僅美國(guó)和前蘇聯(lián)就發(fā)射了近500顆人造衛(wèi)星。本世紀(jì)初，各國(guó)計(jì)劃發(fā)射的衛(wèi)星將超過(guò)100()顆，其中通信衛(wèi)星、全球定位衛(wèi)星和地球資源衛(wèi)星被認(rèn)為最有商業(yè)發(fā)展前途。此外，開(kāi)發(fā)月球資源和擴(kuò)大太空生產(chǎn)能力將成為現(xiàn)實(shí)，星際遠(yuǎn)航也將踏上新的征途。如果進(jìn)展順利，人類有可能在21世紀(jì)20年代實(shí)現(xiàn)月球采礦的計(jì)劃。
