随着计算机的飞速发展, 激起了人们对“机器能否像人一样思维”的进一步思考, 人工智能与计算机的融合成为人们关心的话题, 而人工智能计算机则成为目前计算机发展的一种趋势。
一、第五代计算机的构想
我们当前使用的计算机是第四代电子计算机, 它的功能强大, 广泛应用于各行各业, 然而与人的大脑思维相比它就显得被动、愚蠢。因此人们幻想着发明一种能模拟大脑思维的计算机——第五代计算机, 也称作人工智能计算机。智能计算机突破了传统的冯·诺依曼式机器的概念, 舍弃了二进制结构, 把许多处理机并联起来, 并行处理信息, 速度大大提高。它的智能化人机接口使人们不必编写程序, 只需要发出命令或提出要求, 计算机就会完成推理和判断, 并且给出解释。
二、人工智能推动下计算机的发展
(一) 人工智能推动下计算机的发展趋势
传统计算机今后的发展方向只是速度更快、容量更大、体积更小、软件更加丰富, 结构上不会有太大变化。而未来的计算机发展将向着超高速、超小型、平行处理和智能化方向发展。未来将出现量子计算机、光子计算机、分子计算机和纳米计算机, 这些类型的计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定自然语言能力, 使计算机进入人工智能时代。
1、量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。它的优点在于能够实行量子并行计算, 极大地提高量子计算机的效率, 使其可以完成经典计算机难于完成的工作;采用量子位存储, 大大提高了存储能力, 可以对任意物理系统进行高效率的模拟。随着毫微技术的进步和毫微米级加工技术的发展, 科学家预计世界上第一台量子计算机有望在10年后诞生。
2、光子计算机是充分利用经过人造有机分子折射出的光波进行信息处理的计算机。它的优点在于具有超高速的运算速度, 并行处理能力强, 集成密度高, 超大规模的信息存储容量, 能量消耗小, 散发热量低。目前, 世界上第一台光子计算机已由欧共体的70多名科学家研制成功, 其运算速度比电子计算机快1000倍。科学家们预计光子计算机的进一步研制会是21世纪科技领域的重大课题。
3、分子计算机是指用遗传工程的方法, 以超功能的生物化学反应模拟人体的机能, 完成大量复杂信息的存储和处理的计算机。它的优点在于以波的形式传播, 运算速度比现在最快的电脑快100万倍, 能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一, 高密度的集成化, 体积小, 记忆力强, 具有巨大的存储能力和自我修复的能力。目前以色列科学家已经研制出微型分子计算机, 预计20年后分子计算机将进入实用阶段。
4、纳米计算机是采用纳米技术研发的新型高性能计算机。它的优点在于不仅不需要耗费任何能源, 而且其性能要比今天的计算机强大许多倍;它体积小、造价低、存量大、性能好, 将逐渐取代芯片计算机, 推动计算机行业的快速发展。目前惠普实验室的科研人员正在应用纳米技术研制计算机内存芯片, 其体积不过数百个原子的大小, 相当于人的头发直径的千分之一。一旦他们的研究获得成功, 将为其它缩微计算机元件的研制和生产铺平道路, 也将为应用纳米技术研制新型计算机呈现出一丝曙光。
(二) 目前人工智能计算机发展的局限
图灵测试的公布使人们对人工智能计算机不久即将出现充满了信心。然而从上世纪80年代至今, 人们还未见到人工智能计算机的影子。人工智能计算机的研制行动可谓是自计算机发明以来最激动人心的大行动, 也是一个无奈的失败, 失败的原因何在?
第一代至第四代计算机都采用冯·诺依曼结构, 这种计算机是数字式计算机, 适用于数字计算, 而对图像、声音之类的模拟信号的处理却无能为力。人工智能计算机的设计突破了传统的冯·诺依曼结构, 在对模拟型号的处理上也能发挥得淋漓尽致。目前, 已有无数科学工作者在计算机处理模拟信号方面取得了一定的进展, 然而与大脑的思维相比仍然相差甚远。近些年来, 随着脑科学、神经心理学等研究的进展, 对人脑的结构和功能积累了一些初步认识, 但对整个神经系统的内部结构和作用机制, 特别是脑的功能原理还没有完全搞清楚, 有待进一步地探索。时至今日, 我们还不知道大脑是怎样处理信号的。正因如此, 我们不可能研制出一种能模拟人的思维的人工智能计算机。也就是说要想研制出理想中的第五代计算机, 必须首先研究清楚大脑是如何处理信号的, 这就是目前人工智能计算机发展的瓶颈。
三、结束语
相信随着信息、仿生、生物、纳米等相关技术的发展, 以及人工智能科学逐渐完善, 人工智能计算机发展中的瓶颈终将突破, 这类超高性能计算机呈现在我们面前已不再是遥不可及的构想。
摘要：在人工智能推动下, 计算机有了新的发展趋势, 不过目前人工智能计算机发展面临瓶颈问题仍待解决。
关键词：人工智能,人工智能计算机
参考文献
[1] 王永庆.《人工智能原理与方法》.西南交通大学出版社, 2006年12月第13次印刷.
[2] 刘科伟, 黄建国.量子计算与量子计算机[J].计算机工程应用, 2002, (38) .