本書沿著時(shí)間的軌跡，講述了物理世界中宇宙和地球的誕生與演變，探討了生物世界中生命和人類的誕生與進(jìn)化，討論了數(shù)字世界中科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生與進(jìn)步。數(shù)據(jù)與物質(zhì)和能量并駕齊驅(qū)，構(gòu)成了人類宇宙的三個(gè)基本要素，并以此為基礎(chǔ)建立了物理、生物和數(shù)字三個(gè)各有千秋卻密切相連的世界。“三個(gè)世界”的概念和框架構(gòu)成了本書討論數(shù)據(jù)智能的基礎(chǔ)，為認(rèn)識(shí)、理解數(shù)據(jù)和智能的起源與發(fā)展提供了一個(gè)宏觀的問題視角和理論平臺(tái)。介紹和討論數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的概念定義、運(yùn)作法則與實(shí)際應(yīng)用，全面系統(tǒng)地描述和討論了從原始數(shù)據(jù)到主觀信息，最終到抽象知識(shí)的提煉與升華過程。對(duì)執(zhí)行和實(shí)現(xiàn)此過程的自然和人工智能系統(tǒng)的模型、算法和功能等的基本原理和**進(jìn)展進(jìn)行系統(tǒng)的介紹和研討。
本書可作為高校電子信息類、計(jì)算機(jī)類、自動(dòng)化類等相關(guān)專業(yè)大一新生的入門級(jí)通識(shí)課程教材，也可供從事信息科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用的工程技術(shù)人員參考。
前言
本書起源于作者自2014年起在山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院為本科一年級(jí)學(xué)生開設(shè)的入門級(jí)通識(shí)課程。初衷是希望通過一門必修課，使新入學(xué)的學(xué)生對(duì)信息科學(xué)、技術(shù)與應(yīng)用有一個(gè)較為全面和系統(tǒng)的了解，以避免和糾正“只見樹木，不見森林”的局限與偏見。同時(shí)，通過課堂內(nèi)外師生之間有組織的分組分享與交流，開拓知識(shí)視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)獨(dú)立思考。
作為通識(shí)課，首先要強(qiáng)調(diào)的是“基礎(chǔ)性”，即重點(diǎn)講述數(shù)據(jù)與智能的基本概念和原理； 其次是“啟發(fā)性”，提倡學(xué)生圍繞所講述和討論的問題進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)與獨(dú)立思考。當(dāng)代大學(xué)生都屬于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的“原住民”，在充分消費(fèi)享受數(shù)字資源和智能技術(shù)帶來的便利和快樂的同時(shí)，能否培養(yǎng)自己主動(dòng)學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力與習(xí)慣，將決定未來事業(yè)和人生的發(fā)展和前途。對(duì)于這些經(jīng)過長期應(yīng)試教育培訓(xùn)和激烈考試競爭脫穎而出的年輕人來說，通過一種全新的跨時(shí)空、多學(xué)科跨界融合的視角
，講述和討論關(guān)于數(shù)據(jù)智能的科學(xué)、技術(shù)與應(yīng)用，可以更好地幫助他們應(yīng)對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)以及未來的職業(yè)選擇和人生規(guī)劃
。
我們也在思考和探索關(guān)于大學(xué)教育的一些基本問題。在人類知識(shí)不斷數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化和人工智能迅速專業(yè)化、普及化的大趨勢(shì)下，大學(xué)本科生的教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)方式面臨“百年未有之大變局”，特別是大學(xué)工程教育和創(chuàng)新實(shí)踐方面的問題和危機(jī)更為突出和嚴(yán)峻。人類所創(chuàng)造和掌握的知識(shí)被數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化后大規(guī)模向機(jī)器遷移，而具有專業(yè)知識(shí)和學(xué)習(xí)能力的機(jī)器則開始具有更專業(yè)
甚至更高級(jí)的智能，能夠在許多專業(yè)細(xì)分領(lǐng)域代替甚至超過人類的水平。數(shù)據(jù)智能科學(xué)與技術(shù)將從根本上改變?nèi)祟惻c機(jī)器在知識(shí)與智能方面的分工與協(xié)作，同時(shí)也將給工業(yè)革命以來所建立的傳統(tǒng)大學(xué)教育內(nèi)容和培養(yǎng)方式帶來新的問題與挑戰(zhàn)。大學(xué)的專業(yè)劃分越來越細(xì)致，課程內(nèi)容越來越繁多，但學(xué)生對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的理解與掌握卻越來越膚淺，對(duì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)媒體的依賴和困惑越來越嚴(yán)重，對(duì)未來人生的選擇和價(jià)值取向越來越迷茫。從這個(gè)意義上講，本課程和本書是作者思考和推動(dòng)大學(xué)本科教育的一項(xiàng)創(chuàng)新性探索。我們認(rèn)為應(yīng)該在學(xué)生選擇專業(yè)領(lǐng)域和職業(yè)方向之前，為他們提供更寬泛、更基礎(chǔ)和更系統(tǒng)的通識(shí)入門教育，在此基礎(chǔ)上和過程中使得他們能夠以更高、更廣的視角認(rèn)識(shí)和理解相關(guān)學(xué)科的豐富內(nèi)涵、基本概念、基礎(chǔ)原理以及由此發(fā)展出來的技術(shù)和應(yīng)用。毋庸置疑，信息科學(xué)特別是數(shù)據(jù)智能科學(xué)正在與物理、化學(xué)、生命、社會(huì)等學(xué)科深度交叉融合并在許多專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了許多革命性技術(shù)和創(chuàng)新性應(yīng)用。因此，新一代從事信息科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用的專業(yè)人士和相關(guān)人員必須具備足夠的知識(shí)基礎(chǔ)和科學(xué)意識(shí)以迎接和擁抱正在發(fā)生的變革。
本書所涉及的大數(shù)據(jù)和人工智能等是目前科技界和社會(huì)上極流行和高熱度的話題。但對(duì)這些科學(xué)概念和技術(shù)原理的認(rèn)識(shí)和傳播卻往往過于片面、簡化，以致造成誤解甚至錯(cuò)誤。關(guān)于數(shù)據(jù)與智能的書籍大體可以分為兩類： 一類是面向大眾的通俗讀物，內(nèi)容往往比較寬泛淺顯，更傾向于描述事物是什么和能做什么，而對(duì)事物深層和背后的科學(xué)概念和技術(shù)原理缺乏嚴(yán)格、系統(tǒng)的描述和討論。這種快餐式和碎片化的學(xué)習(xí)和知識(shí)很難幫助讀者建立一個(gè)較為全面、系統(tǒng)的知識(shí)體系，更不可能激發(fā)有價(jià)值的獨(dú)立思考與創(chuàng)新，其娛樂和商業(yè)成分往往高于科學(xué)技術(shù)成分。另一類是專業(yè)的教科書和參考書，主要針對(duì)從事數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能技術(shù)的專業(yè)人士，內(nèi)容涉及某些專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的程序性專業(yè)知識(shí)，但往往缺乏內(nèi)容廣度和學(xué)科交叉融合的宏觀視角。對(duì)于數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧、智能以及相關(guān)的基本概念和基礎(chǔ)理論，在大眾常識(shí)和專業(yè)討論中經(jīng)常出現(xiàn)混淆、誤解和錯(cuò)誤等現(xiàn)象。而這些概念和模型不僅是專業(yè)人士從事更高級(jí)科技創(chuàng)新工作的理論基礎(chǔ)，也是非專業(yè)人士認(rèn)識(shí)和理解相關(guān)科學(xué)、技術(shù)與應(yīng)用的必要條件。從一個(gè)更加宏觀和長遠(yuǎn)的視角，對(duì)通識(shí)的理解掌握和融會(huì)貫通正是人類區(qū)別于機(jī)器的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。當(dāng)未來人類社會(huì)中眾多的科學(xué)技術(shù)專家的職能和工作被具有智能與知識(shí)的專門算法和機(jī)器所替代和承擔(dān)之后，人類的想象力和創(chuàng)造力將更加依賴和取決于對(duì)世界上實(shí)際問題的獨(dú)特視角和科學(xué)技術(shù)的融合知識(shí)。與今天“專家”所建立和統(tǒng)治的世界不同，未來的世界也許將由那些具有創(chuàng)新能力和融合知識(shí)的個(gè)人和組織來推動(dòng)和發(fā)展。基于這種認(rèn)識(shí)和動(dòng)機(jī)，我們希望通過一本通識(shí)但不失專業(yè)性的入門級(jí)教科書，對(duì)數(shù)據(jù)智能科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)概念和基本原理、歷史背景和目前現(xiàn)狀，以及存在的問題和未來預(yù)測等做一個(gè)比較全面、系統(tǒng)與科學(xué)的描述和解釋。數(shù)據(jù)智能科學(xué)、技術(shù)與應(yīng)用所涉及的知識(shí)范圍廣、內(nèi)容更新快，開設(shè)這樣一門課程，特別是撰寫這樣一本教科書無疑是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)和工作。為此，我們盡量選取最基本的概念、假設(shè)、模型、推論和證據(jù)等，同時(shí)指出和討論它們的局限性和近似性，鼓勵(lì)和激發(fā)學(xué)生與讀者批判性獨(dú)立思考和大膽創(chuàng)新是本課程和本書最核心的目標(biāo)。耶魯大學(xué)前校長理查德·萊文(Richard Levin，1947— )曾經(jīng)講過： “真正的教育不傳授任何知識(shí)和技能，卻能令人勝任任何學(xué)科和職業(yè)，這才是真正的教育。”這無疑是一種極高的境界，現(xiàn)實(shí)中可能很難達(dá)到。但他還說： “本科教育的核心是通識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生批判性獨(dú)立思考的能力，并為終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。”在山東大學(xué)的課堂上，我們希望能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)教育的核心目標(biāo)并正在為此做出努力。通過本書，我們希望能夠在更大的范圍內(nèi)取得同樣的效果。是否能夠達(dá)到這個(gè)目的，只能由學(xué)生和讀者來做最終的評(píng)判。
本書副標(biāo)題 “追尋數(shù)據(jù)的足跡，探索智能的奧秘”概括了本書所遵循的基本思路與邏輯。數(shù)據(jù)、物質(zhì)和能量并駕齊驅(qū)，構(gòu)成了人類宇宙的三種基本要素, 并以此為基礎(chǔ)建立了物理、生物和數(shù)字三個(gè)各有千秋、密切相連的世界。首先，我們沿著時(shí)間的軌跡，講述了物理世界中宇宙和地球的起源與演變，探討了生物世界中生命和人類的誕生與進(jìn)化，討論了數(shù)字世界中科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生與進(jìn)步。同時(shí)，為了講述的系統(tǒng)性和內(nèi)容的完整性，我們簡單明了地說明和解釋了與物質(zhì)、能量和數(shù)據(jù)相關(guān)的一些基本概念、理論模型與主要結(jié)論等。“三個(gè)世界”的概念和框架構(gòu)成了本書討論數(shù)據(jù)智能的基礎(chǔ)，為認(rèn)識(shí)和理解數(shù)據(jù)與智能的起源和發(fā)展提供了一個(gè)宏觀的問題視角和基本的理論框架。接下來我們通過三個(gè)獨(dú)立的篇章分別介紹與討論數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的概念定義、運(yùn)作法則和實(shí)際應(yīng)用，全面、系統(tǒng)地描述和討論從原始數(shù)據(jù)到主觀信息，
最終到抽象知識(shí)的提煉與升華過程。需要特別提及的是，數(shù)據(jù)(data)、信息(information)、知識(shí)(knowledge)和智慧(wisdom)這些人們習(xí)以為常的概念在學(xué)術(shù)界和社會(huì)上并沒有一個(gè)被普遍接受的定義與解釋。關(guān)于這些概念的討論不僅會(huì)得出不同甚至相互矛盾的結(jié)論，也會(huì)引起一些不必要的混淆、誤解和爭論。為此，我們對(duì)文獻(xiàn)中關(guān)于這些基本概念和模型的各種觀點(diǎn)和理論做了盡可能全面、系統(tǒng)的梳理、分析和總結(jié)，最終選擇和提出了一套我們認(rèn)為相對(duì)合理和自洽的體系。
在“數(shù)據(jù)法則”一篇中，我們給出了數(shù)據(jù)的嚴(yán)格定義、表現(xiàn)形式和度量方法，并且提出和討論了數(shù)據(jù)所遵循的三個(gè)基本法則及推論，描述了數(shù)據(jù)所具有的客觀性、物理性和生物性。“客觀性”是指可以觀測的客觀世界可以被數(shù)據(jù)化，同時(shí)指出數(shù)據(jù)化的過程需要某種自然或人造的數(shù)據(jù)系統(tǒng)才能完成。“物理性”是指數(shù)據(jù)的存在和運(yùn)動(dòng)離不開物理世界的物質(zhì)與能量并受到其物理規(guī)律的限制，同時(shí)也說明人類所發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的科學(xué)技術(shù)不斷減少處理和運(yùn)用數(shù)據(jù)比特所需要的物質(zhì)和消耗的能量。“生物性”是指數(shù)據(jù)是人類相互交流的媒介和認(rèn)識(shí)世界的工具。通過對(duì)世界數(shù)據(jù)化，人類建立了一個(gè)虛擬化的數(shù)字世界，它既是客觀物理和生物世界的反映，更是人類主觀世界的擴(kuò)展和升華。在“信息紐帶”一篇中，我們首先討論數(shù)據(jù)中結(jié)構(gòu)形式、內(nèi)容含義和預(yù)期效用的不確定性，進(jìn)而引入用來消除這些不確定性的信息。我們將信息定義為基于某種形式、含義和效用，通過編碼所得到的數(shù)據(jù)。信息源于數(shù)據(jù)，但不等于數(shù)據(jù)。在引入概率的基本概念之后，系統(tǒng)地介紹和解釋了香農(nóng)基于數(shù)據(jù)中符號(hào)分布的隨機(jī)性進(jìn)行編碼的基本理論，講述了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、糾錯(cuò)和加密的基本原理和典型例子。接下來
，通過一些生動(dòng)和有啟發(fā)性的事例對(duì)信息的含義和效用問題做了闡述，并指出了香農(nóng)信息論的局限性和擴(kuò)展信息論模型考慮含義與效用的核心問題和可能思路。在“知識(shí)升華”一篇中，我們首先指出信息是連接數(shù)據(jù)與知識(shí)的紐帶： 消除數(shù)據(jù)中的不確定性而產(chǎn)生信息必須以先驗(yàn)知識(shí)為重要依據(jù)，信息是知識(shí)的前提； 而知識(shí)本身又需要通過信息不斷充實(shí)和豐富，知識(shí)是信息的歸宿。從信息到知識(shí)的過程是一個(gè)不斷消除不確定性的迭代過程。其次，引入了知識(shí)的定義，指出了知識(shí)本身具有客觀與主觀的雙重特性，并進(jìn)一步提出和討論了知識(shí)的分類。我們總結(jié)和引入的關(guān)于知識(shí)的三個(gè)基本法則，分別對(duì)應(yīng)知識(shí)的來源、過程和作用。最后，指出并討論了科學(xué)技術(shù)進(jìn)步引發(fā)知識(shí)爆炸和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化，導(dǎo)致知識(shí)遷移，為人類帶來的挑戰(zhàn)性問題和可能影響，并且鼓勵(lì)
、啟發(fā)學(xué)生和讀者思考、探索應(yīng)對(duì)和解決的方法與途徑。
從數(shù)據(jù)到信息、知識(shí)最終到智慧的過程，從形式上講是一個(gè)從具體到抽象的數(shù)據(jù)壓縮過程，而實(shí)質(zhì)上卻是一個(gè)從客觀到主觀的數(shù)據(jù)加工處理過程。能夠駕馭這個(gè)過程的系統(tǒng)則是目前宇宙中“唯一”存在的人類智能系統(tǒng)，也包括人類所創(chuàng)造的人工智能系統(tǒng)。智能是目前科技等各個(gè)行業(yè)中曝光率很高的一個(gè)術(shù)語，卻又是被誤讀、曲解、濫用甚至錯(cuò)用最多的
概念之一。從本質(zhì)上講，知識(shí)和智慧均是數(shù)據(jù)，而智能卻是數(shù)據(jù)系統(tǒng)的功能，兩者不能混為一談。關(guān)于智能，我們將
通過
兩篇的內(nèi)容介紹和討論自然智能和人工智能的課題。所謂“自然智能”，主要是指人類的智力，它屬于心智能力的一部分，主要是指通過數(shù)據(jù)獲取知識(shí)、通過知識(shí)做出決定和基于決定改變行為的能力。智能可以通過生理、心理和行為等測試來衡量。智能的最終目的是能夠在所處環(huán)境和條件下實(shí)現(xiàn)有價(jià)值和意義的目標(biāo)。而“人工智能”則是一種數(shù)學(xué)模型、計(jì)算程序和執(zhí)行系統(tǒng)，包括軟件和硬件，能夠勝任和完成由人類或自然智能所具有的職能和任務(wù)。關(guān)于自然智能，我們介紹并討論了基于心理測試、認(rèn)知過程、生物機(jī)理以及認(rèn)知與環(huán)境相互作用所建立的理論模型。雖然這些模型在一定程度上解釋了自然智能的許多現(xiàn)象，但并沒有真正回答和解決人類智能與大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系等最根本的問題。在“人工智能”一篇中，我們重點(diǎn)介紹和討論了機(jī)器學(xué)習(xí)和推理的模型、算法和應(yīng)用。
人工智能模型雖然的確受到自然智能現(xiàn)象的啟發(fā)和影響，但本質(zhì)上講卻屬于一種基于數(shù)學(xué)算法和算力資源的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。人工智能是目前科技和工業(yè)界最活躍和動(dòng)態(tài)的前沿領(lǐng)域。除了盡可能跟蹤和介紹前沿科技和最新應(yīng)用外，我們特別提出了人工智能作為人類的工具會(huì)帶來哪些價(jià)值、會(huì)有哪些風(fēng)險(xiǎn)等問題。信息與生物科學(xué)的融合所帶來的人工與自然智能的融合若真正發(fā)生，將會(huì)從根本上改變?nèi)斯ぶ悄茏鳛楸粍?dòng)工具的原始屬性。經(jīng)過人工智能加強(qiáng)、升級(jí)和擴(kuò)展的未來人類最終會(huì)進(jìn)化成為什么樣的物種？這是一個(gè)看起來符合邏輯而又極其敏感的問題。對(duì)此，我們不應(yīng)該回避，而是應(yīng)該認(rèn)真嚴(yán)肅地提出、思考與討論。
本書涉及數(shù)學(xué)、物理、生物和信息等不同學(xué)科，知識(shí)跨度大、強(qiáng)度高，同時(shí)不同學(xué)科之間的交叉融合度高，為學(xué)習(xí)、認(rèn)識(shí)和研究數(shù)據(jù)智能科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用提供了一個(gè)全新的視角。書中所涉及的知識(shí)點(diǎn)數(shù)量多，需要學(xué)生和讀者潛心研讀、用心思考。對(duì)于大學(xué)一年級(jí)的學(xué)生，這是一門具有相當(dāng)寬度和一定深度的通識(shí)課，但具有中學(xué)數(shù)理化生基礎(chǔ)的讀者應(yīng)該能夠理解和接受。我們近年來的教學(xué)實(shí)踐在很大程度上可以證明這個(gè)判斷。對(duì)于希望了解和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)智能科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用的讀者，這也許是一本相對(duì)
嚴(yán)肅的教科書，知識(shí)性較強(qiáng)，娛樂性較差。如果將學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的過程比喻為通過飲食獲取營養(yǎng)的過程，內(nèi)容的娛樂性和通俗性就像食品的色彩和味道，色香味俱全的食品可以激發(fā)食欲，但不一定具有足夠的營養(yǎng)； 通俗有趣的內(nèi)容可以吸引眼球，但不一定具有所需要的知識(shí)。作為本書的作者和讀者，我們將一起追尋數(shù)據(jù)的足跡，領(lǐng)略廣闊宇宙物理世界的起源與演變，目睹地球奇妙生物世界的誕生與進(jìn)化，感受人類創(chuàng)造的數(shù)字世界的輝煌和偉大。生物世界孕育了人類的自然智能，而智能的人類又創(chuàng)造了機(jī)器智能。探索智能的奧秘，我們充滿好奇，不斷提問、思索、解答和迭代。大自然在物質(zhì)與能量之上進(jìn)化出了神奇強(qiáng)大的人類自然智能，人類的自然智能創(chuàng)造出美麗驚艷的數(shù)字虛擬世界。這是一個(gè)前所未有的世界，充滿了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。正如狄更斯
在《雙城記》中所說： “這是最好的時(shí)代，也是最壞的時(shí)代； 這是智慧的年代，也是愚蠢的年代； 這是信仰的時(shí)期，也是懷疑的時(shí)期； 這是光明的季節(jié)，也是黑暗的季節(jié)； 這是希望的春天，也是失望的冬天； 我們面前應(yīng)有盡有，我們面前一無所有； 我們正在直登天堂，我們正在直落地獄。”面對(duì)這個(gè)充滿變化和未知的世界，人類所擁有的不只是智能，更有駕馭這些智能的主觀意識(shí)與自由意志。智能的終結(jié)問題不在于智能本身，科技的終結(jié)問題也不在科技本身，而在于擁有智能和掌握科技的人類主觀意識(shí)和自由意志所做出的選擇與堅(jiān)持。人類只有做出和堅(jiān)持正確的選擇，才有可能避免“聰明反被聰明誤”的悲劇。
最后，本書的出版不僅是山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院的同事和作者在高等學(xué)校新工科教育改革與創(chuàng)新探索過程中的一項(xiàng)標(biāo)志性成果，也是作者學(xué)術(shù)和教育生涯中的第一部著作。我少年求學(xué)時(shí)期因當(dāng)時(shí)信息知識(shí)貧乏，加之社會(huì)動(dòng)蕩，未能得到足夠的書本知識(shí)和文化熏陶。1977年，我有幸考入山東大學(xué)電子系，開啟了對(duì)科學(xué)知識(shí)追求、探索和創(chuàng)新之旅。從1982—1989年在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和美國麻省理工學(xué)院的研究生學(xué)習(xí)，到1989—2013年在加拿大滑鐵盧大學(xué)和麥克馬斯特大學(xué)執(zhí)教的幾十年里，我所關(guān)注和聚焦的領(lǐng)域均屬于應(yīng)用物理與工程學(xué)科的光電子學(xué)，知識(shí)與技能的積累也集中在其相關(guān)領(lǐng)域。在山東大學(xué)任教的八年中，我開始對(duì)數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)和智能等科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用產(chǎn)生好奇與興趣，并在開設(shè)和建設(shè)信息學(xué)院本科生入門通識(shí)課的過程中
進(jìn)行學(xué)習(xí)、思考與探索，不僅使我對(duì)信息科學(xué)技術(shù)的前沿發(fā)展有了新的了解和認(rèn)識(shí)，也在一定程度上彌補(bǔ)了我
過去知識(shí)圖譜中的空白與不足。與大多數(shù)20世紀(jì)50年代末期出生的同齡人相似，我們生長在一個(gè)以“貧乏”與“饑餓”為標(biāo)志的年代，當(dāng)時(shí)的社會(huì)不僅存在物質(zhì)與能量貧乏而導(dǎo)致的饑寒，更有信息和知識(shí)的缺乏帶來的無知和愚昧。作為時(shí)代變遷中的“幸存者”和“幸運(yùn)兒”，我沒有經(jīng)歷過饑餓的痛苦，但親身感受到了無知的困惑，目睹了知識(shí)和科技對(duì)人生帶來的巨大影響。在那個(gè)“讀書無用”，甚至“知識(shí)越多越反動(dòng)”的年代，我感謝父母賦予我生命中好奇的基因，更加感恩在我困惑迷茫時(shí)幫我指點(diǎn)迷津、撥云散霧的家人、朋友和同學(xué)。也許正如經(jīng)受過物質(zhì)饑餓的人對(duì)食物會(huì)具有一種本能的珍惜與分享一樣，受過精神饑餓的人則對(duì)知識(shí)具有一種本能的好奇與分享的沖動(dòng)與渴望。斯里蘭卡傳教士奈爾斯(D.T.Niles，1908—1970)曾經(jīng)說過： 我們就像乞丐一樣，試圖告訴其他乞丐我們?cè)谀睦镎业搅嗣姘Ｋ傅氖莻鬟f上帝的福音，而我所講的是傳播科學(xué)的知識(shí)。對(duì)于作者來講，創(chuàng)作與教學(xué)的過程中最大的挑戰(zhàn)、最大的樂趣是對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)與理解以及對(duì)新問題的思考與探索。特別是在生物學(xué)基礎(chǔ)、信息學(xué)理論以及人工智能科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域，作者原有的知識(shí)基礎(chǔ)膚淺，對(duì)前沿成果的了解有限。借助開設(shè)課程和編寫本書的機(jī)會(huì)，我不得不閱讀相關(guān)基礎(chǔ)和專業(yè)書籍以及大量的原始論文。
本書的編寫得到了很多領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的指導(dǎo)與幫助。特別是周洪超教授在信息和人工智能理論方面，澄清和解答了我的許多疑問和不解。周斌教授在人工智能前沿研究和最新成果等方面提供了許多極具價(jià)值的材料，激發(fā)和鼓勵(lì)我不斷學(xué)習(xí)的熱情和動(dòng)力。在本書寫作和成書過程中，我得到了許多同事和朋友的指點(diǎn)、鼓勵(lì)和幫助。海信集團(tuán)的原副總裁、我的發(fā)小王志浩先生對(duì)我最初幾章的手稿做了詳細(xì)的審閱，提出了許多珍貴的意見和建議。山東大學(xué)信息學(xué)院的張東升書記、劉琚教授、孫寶清教授、吳強(qiáng)教授不僅幫助糾正了書中的一些錯(cuò)誤，也對(duì)本書提出了建設(shè)性的修改意見。在本書內(nèi)容準(zhǔn)備、講授和研討的過程中，山東大學(xué)信息學(xué)院的信息科學(xué)技術(shù)通識(shí)課的助教老師和本科生，不僅提出了許多極具啟發(fā)的洞見和評(píng)論，也為我堅(jiān)持最終完成此書提供了持續(xù)的激勵(lì)與鞭策。最后，感謝山東大學(xué)張涵女士在本書編輯過程中給予的幫助和支持，經(jīng)過她繪制和美化的插圖為本書增色添彩。清華大學(xué)出版社的文怡編輯在本書出版的整個(gè)過程中給予了專業(yè)指導(dǎo)和精心審閱，最終促成了本書的最終落地出版。在此一并表示感謝！
作者
2021年12月
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