智能电脑系统李枫,超级智能电脑系统

2024-06-30 19:16:47

1.动漫中的超级人工智能有哪些？

2.什么是纳米超级电脑？

3.计算机的发展阶段

智能电脑系统李枫,超级智能电脑系统

人类进入科学技术时代后，发明了一种叫做计算机的划时代的产物。目前，人类各行各业几乎都离不开计算机的应用。而且，人类科学技术能够发展得这么快，与电脑的帮助也有很大的关系。但是以现在的技术，计算机不可能拥有意识。

有人认为，将电脑与人脑进行比较，电脑的未来也会像人脑一样发展，有可能产生人类一样的意识。随着近年来人工智能的迅速发展，电脑产生与人类相同意识的话题不断引起人们的兴起，尤其是很多朋友看相关科幻**，相信未来的电脑也会产生与人类相同的意识，这不是事实吗？现在是不可能的。

科学界对人脑意识的研究很多，但现在还处于推测阶段，证明意识本质的依据还没有确立。 由于人脑的复杂性，特别是意识的复杂神秘性，科学家认为电脑可能没有人的意识，科学家试图制造超级电脑的大脑，结果显示它无法接近现实的人脑。计算机和人脑在数据和信息的处理上有很大的不同，人脑是一个非常复杂的整体系统，处理任何信息和内容，都不是单纯地在一个领域完成，而是很多领域合作发挥作用。计算机的处理数据和程序有特定的区域和地点，是比较单一的处理模式。例如，我们计算的只有1加1，2，用计算机处理，非常简单，很小的计算机模块。

也许有人说现在人类不能制造像人脑一样的超级计算机。那是因为人类的科学还没有那么发达。但是，随着人工智能的迅速发展，未来的科学家有可能制造出像大脑一样复杂的智能计算机，那时人工智能也有可能产生像人一样的意识。人工智能如何发展也不会产生自我意识，似乎没有完全肯定的回答。 科学家也无法完全否定未来人工智能产生自我意识的可能性，霍金先生预言了未来人类可能面临的三大灾难。其中之一是人工智能产生意识后对人类的威胁。

霍金认为未来人工智能产生自我意识的可能性很大，我们不能完全否定人工智能发展到终极阶段产生意识的可能性。 但是，即使人工智能在未来产生了自我意识，这种意识也和人类的意识完全不同。 不同之处在于，如前文科学所述，人的意识可以从多方面来考虑一件事情，但人工智能的意识是笔直的，不弯曲的。

因此，人工智能产生自我意识后，可以更快、更好地学习和理解人类当前的知识和技术。 但是人工智能的意识不能创造发明，人类创造什么样的技术，人工智能只能利用什么样的技术。 例如，人类不研究光速飞行技术，只研究亚光速飞行技术，其人工智能意识最多只能学到亚光速的阶段，不能再提高。

当然，未来人工智能的发展会怎样，现在是未知数。但是，人工智能在自我意识产生之前，肯定会给人类文明带来巨大的帮助。人类发展得更快，更快成为星际文明，可以帮助我们离开太阳系前往星际。对于人工智能向终极阶段发展产生自我意识的问题，未来的科学家可能有解决的办法。

动漫中的超级人工智能有哪些？

计算机和人工智能当然有可能犯错，而且一旦犯错，往往会导致巨大的危险。

假如一辆自动驾驶的汽车，把迎面而来的白色卡车认错成一朵白色的云，那么后果不堪设想。要避免这样的悲剧发生，人工智能领域的研究人员必须非常对于日常中最常见的意外有深度的认识，这样的话，机器才可以变得更加聪明。这也正是谷歌在做的事——同时研究人脑和神经网络。到现在为止，神经网络的意义在于人眼不会认错的地方，机器也不会认错。

自从20年前深蓝(Deep?Blue)在国际象棋中击败卡斯帕罗夫(Garry?Kasparov)，该事件就被人们誉为机器智能最权威的证明。谷歌的AlphaGo已经在围棋比赛中以四胜一负赢得了韩国棋手李世石，更表明了这些年来人工智能的迅猛进步。机器终会比人类更聪明的预言即将到来，但我们似乎并没有真正理解这个具有划时代意义的事件的影响。?事实上，我们执着于对人工智能的一些严重的、甚至是危险的误解。

很难知道该相信什么。但借助于计算科学家，神经科学家，和人工智能理论家的创举，我们可以逐渐了解关于人工智能更清晰的图景。下面是关于人工智能最常见的误解和虚传。

一、人工智能由于其极高智能，将不会犯任何错误。

Surfing?Samurai机器人人工智能研究者和开发者，Richard?Loosemore认为大多数假设的人工智能将毁灭世界的情景都非常不符合逻辑。大多数类似的假设总是认为人工智能将会说：“我知道毁灭人类文明是由于设计引起的故障，但无论如何我还是很想去做。”Loosemore指出如果人工智能在打算毁灭人类时，其思路是如此自相矛盾的话，它将在其一生中面临无数自相矛盾的逻辑推理，也因此会干扰了其认知从而变得非常愚蠢，而同时根本不足以对我们造成伤害。他同时也断言，那些认为“人工智能只会做程序设定的任务”的人，将会像在电脑刚刚发明时那些说电脑将永远不会具备应变能力的谬论的人一样。

二、我们永远不会创造出类似人类智慧的人工智能

我们已经在一些游戏领域，如象棋与围棋、股市交易和谈话等创造出可以与人类智慧匹敌、甚至超过人类的计算机。?而背后驱动的计算机和算法只会越来越好；因此，计算机赶超其他人类活动，将只是个时间问题。

当怀疑论者说这是一个无法解决的技术问题，或是生物大脑有一些内在的独特之处时，是不能令人信服的。我们的大脑是生物机器，但归根到底它们仍然是机器；他们在现实世界中存在，按照物理学的基本规律运行。没有什么是不可知的。

三、人工智能将有自觉意识

关于机器智能的一个共同的假设是，它是自觉的有意识的，也就是说，它会像人类一样思考。我们完全可以想象一个非常聪明的机器，缺乏一个或多个这种属性。最后，我们可以建立一个非常聪明的，但没有自我意识的，不能主观或有意识地体验世界的人工智能。

只是因为一台机器通过图灵测试从而证实计算机和人类在智能上无区别，并不意味着它是有意识的。对我们来说，先进的人工智能可能会导致机器看起来是意识的假象，但是在自我自觉方面，它并不比一块岩石或计算器更能感知自我意识。

四、我们不应该害怕人工智能。

一个高度智慧的系统也许能了解完成一个特定任务所需要的所有知识，例如解决一个让人头痛的财务问题，或者侵入一个敌人的系统。但除开这些它所专长的特定的领域外，它很可能非常无知和愚昧。

五、一个简单的修补程序将解决人工智能的控制问题。

假设我们创造出强于人类的人工智能，我们将要面对一个严重的“控制问题”。未来主义者和人工智能理论家完全不知如何限制和制约一个ASI（超强人工智能），一旦它被创造出来，也不知道如何保证它将对人类友好。最近，佐治亚理工的研究人员天真地认为人工智能可以通过阅读简单的故事和社会习俗来学习人类价值观。而问题很可能会远远比这复杂。

所以，理论上，如果不停挑战AI所不擅长的复杂选点棋局，是有可能发现AI的问题，引起过拟合现象的。就像前面提到的，李世石对战AI第四盘棋中的“神之一手”。不是因为这一手够正确，而是因为这一手够怪。

简单来说，你只要不停走AI没见过的棋局变化，是有可能引起AI出“bug”的。哪怕是在现在很成熟的AI系统上，过拟合的风险。以人脸识别为例，只需要你在脑门上张贴类似于人脸其他器官纹理的贴纸，就能轻易让AI错乱。

AI确实征服了很多难题，但现在的AI也绝非完美。需要我们去了解其原理，并将其优势为我所用。就像现在的围棋棋手们，未选择用“怪棋”挑战AI的极限，而选择了和AI共同进步学习那样。这才是我们和AI的相处之道。

什么是纳米超级电脑？

Magi，三贤人超级计算机系统，作品《新世纪福音战士》里的超级电脑。

希伯尔先知系统，对市民的“PSYCHO-PASS”数值测量，深层心理的愿望或职业适应性的诊断的全面性支援系统。出自《心理测量者（Psycho-Pass）》

Giftia，大企业“SAI”进行开发、实用化的高性能机器人。

计算机的发展阶段

纳米技术不但能使传统的微加工技术达到更高的程度，同时这项技术本身正试图以一种与以往不同的方法来制造电子元件。传统的制造方法都在努力把大的东西做小，而纳米技术却要从底部出发，即由极小的分子元件组装成大的器件。这种由小到大的方法被认为是未来的发展方向，下面就让我们看看纳米技术是如何打造超级电脑的。

分子计算机

现代的电子计算机是根据二进制的原理制造的，就是说计算机内所有的数据指令都是以二进制表达的。

什么是二进制呢？我们通常使用的计数方式是十进制，用的是0～9这10个数字来表示数的大小，而二进制只用0和1这两个数字来表示数。大家知道这个就可以了，以后有机会还可以学到更多关于二进制的问题。二进制数用在计算机中进行加减乘除的运算非常方便。一个晶体管可以用两种状态，即打开和关闭，用打开状态代表1，用关闭状态代表0。分子中的化学键也可以有链接和断开两种状态。可不可以利用分子中化学键的开和关制造分子大小的开关，进而制造计算机呢？

美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家就发明了一种新型分子开关，使分子计算机又向前迈进了一步。这一发明被选为“2000年世界十大科技进展”之一。

据报道，这种分子开关非常的细，以一种叫套环烃的物质为基础制成。它包括衔接在一起的两个小环，每个小环由原子连接而成。这两个小环以互锁的方式衔接，类似于一小段链条。每个小环上都有两个叫做“识别位置”的结构，它们能够相互发生电化学作用。

现有的计算机基于二进位制，以晶体管的开和关状态来表示二进制的0和1。分子开关则有特殊的开和关状态。当一个电脉冲通过套环烃分子时，其中一个环失去一个电子并绕另一个环转动，这时分子开关处于“开”状态。失去电于的环重新得到原来的电子，则使开关处于“关”状态。套环烃开关能够反复被打开和关闭，且能在常温和固态下工作。实现分子开关的“开”和“关”状态，相当于制造出了用于电子计算机的最简单的逻辑门。逻辑门是现有计算机中央处理器工作的基础。

接下来，科学家们还需要研制出合适的导线，以将分子开关连接起来，并通过整体设计将其开发成计算机元件。他们认为纳米碳管有可能是理想的导线材料。

领导该项研究的科学家詹姆斯·希斯认为，将来的分子芯片有可能可以做到只有尘埃或沙粒那么大。由这种芯片制成的计算机有可能被编织到衣服里。

2印1年7月，一群惠普公司和洛杉矶加州大学的研究人员在报告中说，他们已成功制造了厚度仅相当于一粒分子的初步电路逻辑闸。而目前，其他小组如耶鲁大学和里斯大学的研究者们也准备宣布他们已成功制造了这种分子电路的其他基本计算部件。据他们说：他们已迈出重要的一步，超过了惠普和洛杉矶加州大学的研究者们。

在7月份的示范中，那个分子闸可移人“开”或“关”的位置，但不能返回原位。但是耶鲁和里斯大学的研究小组说，他们能够控制分子闸的开关，这是表述0和1的必要步骤。惠普实验室的科学家说他们在制造宽度少于12个原子的传导电线组中迈出了重要的一步，这是把分子开关连结起来的决定性步骤，有朝一日，它可使电脑的运算速度比现在快许多倍。

据悉，某些在高度保密环境下工作的实验室，正在其他方面取得进展。其中一个实验室正在研制一种分子装置，它可储存随机存取数据。

如果成功制造出分子记忆装置，将来只需花费几美元费用，就可获得巨大的贮存容量。一项近期可实施的应用方式，可能是把整部具有数码影碟质量的**，储存在一个比普遍半导体芯片还小很多的空间里。在2～5年内，将会看到具有实用功效并投入运作的电路。

分子计算机运行所需的电力比现有计算机大大减少，这将使它的功效达到目前硅芯片计算机的百万倍。而且，分子计算机能够安全保存大量数据，使用它的用户可不必进行文件删除工作也可保持可用空间。此外，分子计算机还有希望免受计算机病毒、系统崩溃和碰撞等故障的影响。

光子计算机

1990年，美国的贝尔实验室推出了一台由激光器、透镜、反射镜等组成的电脑。这就是光子计算机的雏形。光子计算机又叫光脑。电脑是靠电荷在线路中的流动来处理信息的，而光脑则是靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列来对信息进行处理的。与电脑相似的是，光脑也靠产生一系列逻辑操作来处理和解决问题。

电脑的功率取决于其组成部件的运行速度和排列密度，光子在这两个方面都很理想。光子的速度即光速，为每秒30万千米，是宇宙中最快的速度，激光束对信息的处理速度可达现有半导体硅器件的1000倍。光子不像电子那样需要在导线中传播，即使在光线相交时，它们之间也不会相互影响，并且在不满足干涉的条件下也互不干涉。光束的这种互不干涉的特性，使得光脑能够在极小的空间内开辟很多平行的信息通道，密度大得惊人。一块截面为5分硬币大小的棱镜，其通过能力超过全球现有电话电缆的许多倍。贝尔实验室研制成功的光学转换器，在印刷字母O中可以装入2000个信息通道。因此，电子工程师们早就设想在电脑中使用光子了。

光脑的许多关键技术，如光存储技术、光互联技术、光电子集成电路等目前都已获得突破。光脑的应用将使信息技术发展产生飞跃。

生物计算机

电脑的性能是由元件与元件之间电流启闭的开关速度来决定的。科学家发现，蛋白质有开关特性，用蛋白质分子做元件制成的集成电路，称为生物芯片。使用生物芯片的计算机称为生物计算机。已经研制出利用蛋白质团来制造的开关装置有：合成蛋白质芯片、遗传生成芯片、红血素芯片等。

用蛋白质制造的电脑芯片，在1平方微米面积上可容纳数亿个电路。因为它的一个存储点只有一个分子大小，所以存储容量可达到普通电脑的10亿倍。蛋白质构成的集成电路大小只相当于硅片集成电路的10万分之一，而且运转速度更快，只有10～11秒，大大超过人脑的思维速度；生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍，传递信息速度也比人脑思维速度快。

生物芯片传递信息时阻抗小，耗能低，而且具有生物的特点，具有自我组织和自我修复的功能。它可以与人体及人脑结合起来，听从人脑指挥，从人体中吸收营养。把生物芯片植入人的脑内，可以使盲人复明，使人脑的记忆力成千上万倍地提高；若是植入血管中，则可以监视人体内的化学变化，可以预防各种疾病的发生。

美国已研究出可以用于生物电脑的分子电路，它由有机物质的分子组成，只有现代电脑电路的千分之一大小。

生物电子技术是巧妙地将生物技术与电子技术融合在一起而产生的一种新技术。它利用微电子技术及生物技术，使DNA分子之间可以在某种酶的作用下瞬间完成生物化学反应，从一种基因代码变成另一种基因代码。反应前的基因代码可作为输入数据，反应后的基因代码可以作为运算结果。如果控制得当，那么就可以利用这种过程制成一种新型电脑。DNA电脑运算速度快，它几天的运算量就相当于目前世界上所有计算机问世以来的总运算量。此外，它的存储容量非常大，超过目前所有计算机的存储容量。再有，DNA电脑所耗的能量极低，只有一台普通电脑的十亿分之一。

生物电脑是人们多年来的期望。有了它可以实现现有电脑无法实现的模糊推理功能和神经网络运算功能，是智能计算机的突破口之一。一些科学家认为，这种新型电脑将很快就能取得实质性进展。

量子计算机

2000年，IBM公司宣布研制出利用5个原子作为处理器和存储器的量子计算机，即量子电脑。

按摩尔定律，电脑处理器正在变得越来越小，其功能则正在变得越来越强。但是，目前的处理器制造方式预料会在今后10年左右达到极限。现在使用的平版印刷技术无法制造出分子大小的微器件，这促使研究人员尝试利用基因链或通过开发其他微型技术来制造电脑。

量子计算机是一种基于原子所具有的神秘量子物理特性的装置，这些特性使得原子能够通过相互作用起到电脑处理器和存储器的作用。量子计算机的基本元件就是原子和分子。IBM的这台量子计算机被认为是朝着具有超高速运算能力的新一代计算装置迈出的新的一步。它可以用于诸如数据库超高速搜索等方面，还可以用于密码技术上，即密码的编制和破译。IBM公司利用这台量子电脑样机解决了密码技术中的一个典型的数学问题，即求解函数的周期。它可以一次性地解决这一问题的任何例题，而常规电脑需要重复数次才能解决这样的问题。

微电子技术面临挑战，但传统的制造业在挑战面前并不气馁，仍在不断地探索解决问题的新途径。美国电话电报公司的贝尔研究室于1988年研制成功了隧道三极管。这种新型电子器件的基本原理是在两个半导体之间形成一层很薄的绝缘体，其厚度为1～10纳米之间，此时电子会有一定的概率穿越绝缘层。这就是量子隧道效应。一层超薄的绝缘层好像是大山底下的一条隧道，电子可以顺利地从山的这边穿到山的那边。由于巧妙地应用了量子隧道效应，所以器件的尺寸比目前的集成电路小100倍，而运算速度提高1000倍，功率损耗只有传统晶体管的千分之一。显然，体积小，速度快，功耗低的崭新器件，对超越集成电路的物理限制具有重大意义。随着研究工作的深入发展，近年科学家已研制成功单电子晶体管，只要控制单个电子就可以完成特定的功能。

在过去短短几十年中，硅芯片走过一条高速成长之路。30纳米晶体管技术将使硅芯片可以容纳4亿个晶体锋。但这种增长不可能永远持续下去。因为，硅芯片将很快走向终结。谁会成为传统的硅芯片电脑的终结者？目前科学家看好光电脑、生物电脑和量子电脑，其中又以量子电脑呼声最高。

光电脑利用光子取代电子进行运算和存储，它用不同波长的光代表不同数据，可快速完成复杂计算。然而要想制造光电脑，需要开发出可用一条光束控制另一条光束变化的光学晶体管。现有的光学晶体管庞大而笨拙，用其制造台式电脑，将有一辆汽车那么大，因此，光电脑短期内进入实用阶段很难。

DNA（脱氧核糖核酸）电脑是美国南加州大学阿德勒曼博士1994年提出的奇思妙想，他提出通过控制DNA分子间的生化反应来完成运算。

DNA是生物遗传的物质基础，它通过4种核苷酸的排列组合存储生物遗传信息。将运算信息排列于DNA上，并通过特定DNA片段之间的相互作用来得出运算结果，是DNA计算机工作的主要原理。

网德勒曼教授是DNA计算机研究领域的先驱。他于1994年在实验中演示，DNA计算机可以解决著名的“推销员问题”，首次论证了这种计算技术的可行性。“推销员问题”用数学语言来说，是求得在7个城市间寻找最短的路线，这一问题相对简单，心算就可以给出答案。

但这次阿德勒曼教授用DNA计算机演示的新问题难度就大多了，靠人脑的计算能力基本无法处理，这个问题可以形象化地表述如下：假设你走进一个有100万辆汽车的车行，想买一辆称心的车。你向销售员提出了一大堆条件，如“想买一辆4座和自动档的”，“敞篷和天蓝色的”，“宝马车”等等，加起来多达24项。在整个车行中，能满足你所有条件的车只有一辆。从理论上说，销售员必须一辆辆费劲地找。传统的电子计算机采用的就是这种串行计算的办法来求解。

阿德勒曼等设计的DNA计算机则对这一问题进行了并行处理。他们首先利用DNA片段编码了100万种可能的答案，然后将其逐一通过不同容器，每个容器都放入了代表24个限制条件之一的DNA。每通过一个容器，满足特定限制条件的DNA分子经反应后被留下，并进入下一个容器继续接受其他限制条件的检验，不满足的则被排除出去。

从解决这个问题的过程中可以看出，理论上，DNA计算机的运算策略和速度将优于传统的电子计算机。阿德勒曼教授说，虽然他们的新实验进一步提高了DNA计算机模型的运算能力，但总的来说，DNA计算机错误率还是太高；要真正超越电子计算机，还需要在DNA大分子操纵技术等方面有大的突破。而且目前流行的DNA计算技术都必须将DNA溶于试管液体中。这种电脑由一堆装着有机液体的试管组成，神奇归神奇，却也很笨拙。这一问题得不到解决，DNA电脑在可以预见的未来将难以取代硅芯片电脑。与前两者相比，量子电脑前景似乎更为光明。一些科学家预言，量子电脑将从新一代电脑研制热潮中脱颖而出。

中国科技大学量子电脑研究专家也提出了与此类似的观点，将量子形容为一种“玄而又玄”的东西，提出了一个比喻：如果一只老鼠准备绕过一只猫，根据经典物理理论，它要么从左边、要么从右边穿过。而根据量子理论，它可以同时从猫的左边和右边穿过。量子这种常人难以理解的特性使得具有5000个量子位的量子电脑，可在约30秒内解决传统超级电脑要100亿年才能解决的大数因子分解问题。由于意识到量子电脑问世后将对电脑及网络安全构成巨大冲击，美国科研机构正在密切关注量子电脑的进展。不少国家从国家利益出发，正在量子电脑研究领域展开激烈的角逐。

以日本为例，日本邮政省于2000年决定增加量子信息技术的研究投入，预计到2010年将达到400亿日元。按照日本邮政省的预计，量子信息技术将在2030午步人实用化阶段。2000年，量子电脑研究捷报频传。先是中国科学院知识创新工程开放实验室成功研制出4个量子位的演示用量子电脑。之后，美国IBM公司又推出5个量子位的演示用量子电脑。印度科学家也在紧锣密鼓地开展此项研究，印度国家研究所的科学家说，量子电脑将于2005年问世。在美国加州理工学院，科学家们甚至已经在从事量子因特网的研究。

量子电脑虽然威力无比，妙不可言，但要真正为人类造福还需耐心期待。由于量子电脑的原理与构造和传统计算机截然不同，科学家的研制工作几乎是从零开始，十分艰难。而量子电脑运行时所需的绝对低温、原子测控等苛刻条件更使这种“魔法”般玄妙的神物目前不可能像个人电脑机一样走人寻常百姓家。但人们也不必失望，几十年以后，当量子电脑走出实验室，真正可以实际应用时，普通人完全可以通过互联网访问远程的量子主机，指挥它于这于那，共享这项神奇的发明。

可以预料，虽然量子电脑距离实用化还有很长的一段路要走，但它取代硅芯片电脑可能只是时间问题。

计算机经历了四个发展阶段。

1、电子管数字机（1946—1958年）

硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，外存储器采用的是磁带。特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。

2、晶体管数字机（1958—19年）

应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高、性能比第1代计算机有很大的提高。

3、集成电路数字机（19—1970年）

硬件方面采用中、小规模集成电路。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快，而且可靠性有了显著提高，产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

4、大规模集成电路机（1970年至今）

硬件方面采用大规模和超大规模集成电路。软件方面出现了数据库管理系统等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

扩展资料：

发展趋势