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人工智能的重要性
 
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==教学目标==
 
==教学目标==
  
*重温古诗词的特点,引导学生理解人类诗人与机器诗人在诗词创作方面的优势与劣势
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*理解人工智能的重要性
*讲授机器做诗的基础方法,引导学生思考这些方法的基本原理以及各自的优缺点
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*理解什么是人工智能
*引导学生讨论人工智能在美学理解、艺术创作方面的可行性
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==教学内容==
 
==教学内容==
  
===诗词是中华民族的文化瑰宝===
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===智能机器的梦想===
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*人类很早就有一个智能梦想,希望能制造出像人一样聪明的机器。历史上,不论是东方还是西方,都有不少智能机器的传说。在中国,有鲁班造飞鸟的故事,有诸葛武候发明木牛流马运粮的故事,有偃师造人的故事。在西方,传说扎加利可以造出合奏的乐团。这些传说背后都有这样一个梦想,有一天,机器能和人一样,有头脑,有智慧,成为我们的伙伴和朋友。
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===生活中的人工智能===
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*事实上,人工智能已经悄悄来到我们身边。打开手机,有语音助手帮我们拨打电话,查询天气;家里的智能音箱可以听懂我们的话,帮我们点歌;通过人脸识别,可以完成刷脸支付; 抖音和今日头条会把我们感兴趣的视频和信息送到我们眼前;搜索引擎可以帮我们在互联网的海洋里冲浪,精确定位到大洋彼岸的新闻和视频。我们已经生活在一个人工智能包围的世界中。
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===你可能不知道的人工智能===
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*除了这些生活中可以体会到的智能,人工智能已经达到了让普通人瞠目结舌的高度。例如,人工智能可以自动谱曲、写小说,可以帮我们设计癌症疫苗,可以帮数学家证明定理,甚至可以给数学家出题。人工智能 帮我们飞向月球、火星,潜入深海,发现数十亿光年外的新星爆发;人工智能帮我们在废墟中发现生命,在火场中救人,预测疫情蔓延危险,检查桥梁、铁轨、大坝...
  
诗歌承载着一个民族的文化底蕴和历史传承。优秀的诗歌流传千载,成为一个民族的文化瑰宝。
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===人工智能的重要性===
早期诗歌起源于劳动人民在生产生活休闲创作的劳动号子,入乐为歌,不入乐为诗。慢慢演变成格式固定,音律协调的文学形式。
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诗歌早期格律要求较低,称为古体诗,包括《诗经》《楚辞》及乐府诗等。唐代以后格律日渐严格,形成近体诗,到宋代衍生出词,元代则形成格式更灵活的曲。
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===机器作诗的意义===
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*人类社会从狩猎时代开始,历经农耕时代、蒸汽时代、电气时代、信息时代,走入智能时代是历史的必然。
不论是哪种类型,诗歌都具有极强的艺术性和感染力,是人类情感的集中体现。诗歌创作十分困难,只有才情俱佳的大诗人才能写出好的作品。
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历史上的诗人,无不是惊才绝艳之辈。如果机器学会做诗,而且能打动人的话,
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那可能意味着机器具有模仿人类感情的可能。同时,诗歌具有极强的创新性,如果机器能够做诗,说明机器学会了创新。因此,机器做诗本身,不仅是个技术
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性的工作,更重要的意义是探索机器与人在基础感情、基础创新能力等非传统智能活动方面的共通性。
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===古诗的特点===
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*今天,几乎没有哪一个领域不在进行着智能化革命。人工智能已经渗透到人类生产生活的方方面面,对这一技术的无知就如同耕地的农民不知道有电,银行职员不会用电脑一样,注定无法理解时代的发展,难以在未来社会生存。
  
本讲的主要内容关注格律诗的创作。这种诗在格式上具有严格要求,诗人需要在约定的字数内写出合韵、合律的句子,且要求句子通顺、
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===什么是人工智能===
意境优美。具体如下:
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*字数合理:诗词都有约定的字数,不能更改。如绝句,只能是四句,每句5个或7个字。
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*人工智能有很多定义,这些定义关注不同侧面,都具有一定道理。如果从人工智能的目标来看,可以认为人工智能就是为了制造拥有人类智能,甚至超过人类智能的机器。如果从学科本身来看,是用“计算”来模拟“人类思维”的科学。
*韵脚一致:特定句子最后一个字韵母相同,称为押韵
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*平仄合规:特定的位置满足平仄要求,以求朗朗上口。对格律诗,格律的基础要求可以总结为“一三五不论,二四六齐全”
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*语句通顺:要求用词合理,表达完整连贯的意义
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*意境优美:要有意境上的美感,激发读者的内心共鸣
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在如此复杂的要求下写出一首诗来,无异于戴着脚铐跳舞,非常困难。
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*人工智能中,“计算”和“思维”两点特别关键。前者强调学科的手段是计算,因此人工智能和数学、计算机有密不可分的关系。后者强调的是思维,而不是形态、肢体等,因此跑的再快的汽车也不能叫智能的,只有聪明起来的汽车才是智能的。
  
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*人工智能中的“智能”具有相对性,因为人们能感受到的智能往往随着时代的发展是变化的。古代人看到洗衣机可以洗衣服,飞机可以上天,都会觉得是智能的,但在现代人看来就习以为常了。Siri刚出来时,大家认为它可以帮人播号就是智能的,习以为常以后,就不再认为是智能的了。自动驾驶汽车,最初出现的时候会引起很多关于智能的赞美,但路上自动驾驶的多了,就不再给人这种感觉了。
  
===机器作诗的优势和困难===
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*对人工智能的研究者来说,很少纠结哪些是智能哪些不是智能。就如同电视机的设计者知道它的原理,就会觉得出图像很自然。同样,人工智能学者们理解智能机器背后的原理,就不会被“智能”的表像所吸引。我们学习人工智能,其中的目的之一也是理解人工智能背后的秘密,从而破除神秘感,更好地为智能社会的到来做出贡献。
  
机器作诗并不困难。以七言绝句为例,只要选出7×4=28个字来,保证这些字满足绝句的韵律要求,就可以做出一首诗。问题是,写出的诗是否具有较高的质量,能不能引起人的感情
 
共鸣。
 
  
*机器作诗的优势:机器可以快速搜索所有汉字,保证写出的诗押韵与平仄合规,而人类诗人要做到这些需要反复尝试选择。例如,可以查《诗学含英》《笠翁对韵》等关于用词及格律方面的书,保证选的字合韵合律
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===人工智能的误解===
*机器作诗的困难:机器对人类的语言并不理解,因此难以生成语法和语义通顺的句子,难以营造出吸引人的意境。
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===机器作诗的基本方法===
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人工智能不应被狭隘地理解成编程或机器人。人工智能本身要比编程和机器人要宽广的多,编程和机器人只是在某些地方和人工智能具有某些联系。
  
*拼凑法: 将诗句的词打乱,再按诗的格律要求拼起来,即可得到新诗。这样生成的诗往往合韵合律,但常常语意不通
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*编程是实现人工智能落地的具体手段。事实上,人工智能发展的一个方向就是使得编程所花的精力越来越少,让机器自主去学习。未来,人工智能也许并不需要人们花多少时间编程,只需要一些示例和设定就可以了。从这一角度看,编程和人工智能的目的甚至是相反的:前者是通过计算机语言告诉机器该怎么做,后者是自己学习该怎么做。当然,在目前这一阶段,编程还是学习、研究人工智能必不可少的基本功。但是,不能把写字等价于语文,也不能把计算等价于数学。
*统计模型法:人类语言有很强的规律性,一些字和词总是同时出现在一首诗中,如“春”和“花”,“山”和“水”。利用这一特点,可以在作诗时优先考虑那些总是在一起出现的字,特别是前后经常搭配在一起的字。微软亚洲研究院提出一种基于统计模型的作诗方法,它认为诗的前一句和后一句有很强的相关性,因此可以由前一句生成下一句。这样一句句往后生成,就可以得到一首合理的诗。
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*神经网络法:统计模型法不能理解每个字、每个词的意义。神经网络方法可以模拟人的大脑,将不同意义的字置于语义空间中的不同位置,意义相近的字互相靠近,意义不同的字互相远离。这样就可以形成对汉字语义的某种“理解”。基于这一理解,生成的句子会更加合理。同时,神经网络还可以描述字与字,词与词之间的前后搭配关系,特别是较长句子的前后关系,从而使得生成更加流畅。
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===作诗的题材选择===
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*人工智能本质上是“智慧”,是头脑而不是肢体。因此,人工智能不能理解成机器人。大多数人工智能不需要物理形态,更不需要人形的物理形态。目前,大部分具有人形的“机器人”智能是不高的,甚至不具有人工智能元素。
  
一般来说,机器作诗时需要用户给一个关键字或一句话作为输入,机器以此为题材可以写出应景的诗来。也有研究者利用其它方式,比如给一幅画,或一首音乐,一篇文章,都可以写出一首诗来。
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*人工智能是一门科学,和语文教我们语言交流,数学教我们数量思维一样,人工智能也是这样一门基础学科,教我们如何用计算实现人的思维过程。受数学基础的限制,在初级阶段我们还无法学习太多深入的知识,但理解基础原理,特别是机器自主学习的基础原理,还是具有可行性的,也是必要的。让学生具有这一基础思维,可以让他们对所生存的世界有更清晰的认知,破除神秘感,增广视野,也为选择未来职业选择提供基础理解。

2022年7月26日 (二) 13:43的最后版本

教学目标

  • 理解人工智能的重要性
  • 理解什么是人工智能


教学内容

智能机器的梦想

  • 人类很早就有一个智能梦想,希望能制造出像人一样聪明的机器。历史上,不论是东方还是西方,都有不少智能机器的传说。在中国,有鲁班造飞鸟的故事,有诸葛武候发明木牛流马运粮的故事,有偃师造人的故事。在西方,传说扎加利可以造出合奏的乐团。这些传说背后都有这样一个梦想,有一天,机器能和人一样,有头脑,有智慧,成为我们的伙伴和朋友。


生活中的人工智能

  • 事实上,人工智能已经悄悄来到我们身边。打开手机,有语音助手帮我们拨打电话,查询天气;家里的智能音箱可以听懂我们的话,帮我们点歌;通过人脸识别,可以完成刷脸支付; 抖音和今日头条会把我们感兴趣的视频和信息送到我们眼前;搜索引擎可以帮我们在互联网的海洋里冲浪,精确定位到大洋彼岸的新闻和视频。我们已经生活在一个人工智能包围的世界中。

你可能不知道的人工智能

  • 除了这些生活中可以体会到的智能,人工智能已经达到了让普通人瞠目结舌的高度。例如,人工智能可以自动谱曲、写小说,可以帮我们设计癌症疫苗,可以帮数学家证明定理,甚至可以给数学家出题。人工智能 帮我们飞向月球、火星,潜入深海,发现数十亿光年外的新星爆发;人工智能帮我们在废墟中发现生命,在火场中救人,预测疫情蔓延危险,检查桥梁、铁轨、大坝...

人工智能的重要性

  • 人类社会从狩猎时代开始,历经农耕时代、蒸汽时代、电气时代、信息时代,走入智能时代是历史的必然。
  • 今天,几乎没有哪一个领域不在进行着智能化革命。人工智能已经渗透到人类生产生活的方方面面,对这一技术的无知就如同耕地的农民不知道有电,银行职员不会用电脑一样,注定无法理解时代的发展,难以在未来社会生存。

什么是人工智能

  • 人工智能有很多定义,这些定义关注不同侧面,都具有一定道理。如果从人工智能的目标来看,可以认为人工智能就是为了制造拥有人类智能,甚至超过人类智能的机器。如果从学科本身来看,是用“计算”来模拟“人类思维”的科学。
  • 人工智能中,“计算”和“思维”两点特别关键。前者强调学科的手段是计算,因此人工智能和数学、计算机有密不可分的关系。后者强调的是思维,而不是形态、肢体等,因此跑的再快的汽车也不能叫智能的,只有聪明起来的汽车才是智能的。
  • 人工智能中的“智能”具有相对性,因为人们能感受到的智能往往随着时代的发展是变化的。古代人看到洗衣机可以洗衣服,飞机可以上天,都会觉得是智能的,但在现代人看来就习以为常了。Siri刚出来时,大家认为它可以帮人播号就是智能的,习以为常以后,就不再认为是智能的了。自动驾驶汽车,最初出现的时候会引起很多关于智能的赞美,但路上自动驾驶的多了,就不再给人这种感觉了。
  • 对人工智能的研究者来说,很少纠结哪些是智能哪些不是智能。就如同电视机的设计者知道它的原理,就会觉得出图像很自然。同样,人工智能学者们理解智能机器背后的原理,就不会被“智能”的表像所吸引。我们学习人工智能,其中的目的之一也是理解人工智能背后的秘密,从而破除神秘感,更好地为智能社会的到来做出贡献。


人工智能的误解

人工智能不应被狭隘地理解成编程或机器人。人工智能本身要比编程和机器人要宽广的多,编程和机器人只是在某些地方和人工智能具有某些联系。

  • 编程是实现人工智能落地的具体手段。事实上,人工智能发展的一个方向就是使得编程所花的精力越来越少,让机器自主去学习。未来,人工智能也许并不需要人们花多少时间编程,只需要一些示例和设定就可以了。从这一角度看,编程和人工智能的目的甚至是相反的:前者是通过计算机语言告诉机器该怎么做,后者是自己学习该怎么做。当然,在目前这一阶段,编程还是学习、研究人工智能必不可少的基本功。但是,不能把写字等价于语文,也不能把计算等价于数学。
  • 人工智能本质上是“智慧”,是头脑而不是肢体。因此,人工智能不能理解成机器人。大多数人工智能不需要物理形态,更不需要人形的物理形态。目前,大部分具有人形的“机器人”智能是不高的,甚至不具有人工智能元素。
  • 人工智能是一门科学,和语文教我们语言交流,数学教我们数量思维一样,人工智能也是这样一门基础学科,教我们如何用计算实现人的思维过程。受数学基础的限制,在初级阶段我们还无法学习太多深入的知识,但理解基础原理,特别是机器自主学习的基础原理,还是具有可行性的,也是必要的。让学生具有这一基础思维,可以让他们对所生存的世界有更清晰的认知,破除神秘感,增广视野,也为选择未来职业选择提供基础理解。