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{{4}}【导读】在人工智能领域，智能一直是争议最大的概念之一。近日，中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心石勇刘锋团队最新研究探索性地提出了智能的三条定律，分别是智能的标准模型定律（M定律），智能的演化定律（Ω定律）和智能的0-无穷大二象性定律（A定律），并由此对智能，意识，生命、工程智能体等概念进行了新的分析和定义。
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在人工智能领域，智能一直是争议最大的概念之一，同时与智能相关的智慧、意识、生命概念也一直没有形成明确的、能达成共识的定义。

近日，中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心研究组最新研究，《Investigating Laws of Intelligence Based on AI IQ Research》探索性地提出了智能三条定律，分别是智能的标准模型定律（M定律），智能的演化定律（Ω定律）和智能的0-无穷大二象性定律（A定律），并由此对智能，意识，生命、工程智能体等概念进行分析和定义。

研究团队刘锋博士为第一作者和通讯作者，发展中国家科学院院士、中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心主任石勇教授为第二作者和通讯作者。汪培庄教授和刘大莲教授对论文的数学表达和内容规范提供了支持和帮助。

2012年，石勇刘锋研究团队为了研究互联网上AI系统与人类的智能水平差异，发现需要建立一个统一的智能模型描述AI和人类的共同特征。在冯诺依曼计算机架构启发下，增加了知识的创新能力，由此提出标准智能模型。也就是任何一个人类、AI系统，机器人或者其他智能体，都可以看做是一个可以对知识进行输入，输出，掌握和创新的系统。

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冯诺依曼架构

2014年、2016年研究团队基于「标准智能模型」建立的AI智商评测量表，对包括谷歌、百度、SIRI等人工智能系统，以及人类6岁、12岁和18岁人群进行了测试，结果表明得分最高的谷歌，百度等仍然低于人类6岁儿童的综合得分。

'''这项研究受到了美国CBNC，麻省理工科技评论，日本每日新闻等世界媒体的报道。'''

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智能三定律

2018年，研究团队发现「标准智能模型」存在两个极值，分别是知识处理能力无穷大（Ω点）和知识处理能力为0（α点）的状态。而要到达这两种特殊状态，理论上自然界应该存在两种新的引力，牵引智能体逼近这两种特殊状态，这两种力分别被命名为Ω引力和α引力。

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在上述研究的基础上。刘锋与石勇共同提出了智能的三条定律。

先明确几个符号规定，

U代表整个宇宙

a代表智能体，A代表宇宙中所有智能体的集合，a∈A

Ea代表对智能体a的生存有影响的环境，也就是可以与a进行知识交互的环境整体。

K(X）代表X能够处理或蕴含的知识集合。例如K(a）表示智能体a能够处理或蕴含的知识集合，K(U）表示宇宙能够处理或蕴含的全部知识集合，K(Ea）表示a的存在环境能够处理或蕴含的全部知识集合。

石勇刘锋特别在论文中说明，为了减少阐述的复杂性，论文中的知识是一般认知下知识、 信息、数据的统称。

智能的第一定律也称为智能的标准模型定律（M定律)，内容是任何一个智能体，包括人类、AI系统，机器人都可以看做是能够对知识进行输入、输出、掌握和创新的系统。数学描述为： 

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在这个数学描述中，a∈A是任意一个智能体；

K代表知识集合；

Ia代表智能体a从它的环境（Ea）获取知识的能力；

Oa代表智能体a进行知识输出的能力，结果是对它的环境（Ea）（包括其他智能体）产生的影响；

Sa代表智能体a将输入的知识和自己创新的知识转化为自己存储或掌握的知识的能力；

Ca代表智能体a从输入和掌握的知识中发现和创造新知识的能力。

智能体的这四种处理知识的能力分别处于0和无穷大之间，任何一个智能体能够处理知识的集合K（a）是其上述四种能力所能处理知识集合的并集。用数学表达如下：

0≤|K(Ia)|, |K(Oa)|, |K(Sa)|, |K(Ca)| ≤∞, K(a)=K(Ia)∪K(Oa)∪K(Sa)∪K(Ca)

智能的M定律的图示如图所示。        

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'''智能第二定律也称智能的演化定律（Ω定律），即任何一个智能体都会受Ω引力和α引力的作用，分别向知识处理能力无穷大的Ω点，即「全知全能智能体Ωpoint」进化和向知识处理能力为0的α点，即「绝对0智能体αpoint」收敛。'''

数学描述为：

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关于智能体Ωpoint和αpoint变化的情况如图所示。

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纵览生物进化的数亿年历史，可以注意到，虽然不同的生物呈现出生物多样性，但从不同生物种群处理知识的能力变化上（基于常识的观察）能够反映这条定律作用与生物种群的迹象，可以把鲨鱼、熊猫、恐龙和人类绘制在一张图上进行对比，如图所示。

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从图中也可以看出，不同的智能体或智能体集合在不同的FΩ（Ω 引力）和Fα（α引力）的作用下，呈现出不同的进化曲线。

在上述几个物种中，人类掌握知识的速度最快。沿着这个趋势可以推导出：「当时间逼近无穷时间点时，人类为代表的种群将会达到全知全能智能体（Ωpoint）的状态」

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智能第三定律也称智能的（0-无穷大）二象性定律（A定律），即当一个智能体围绕着绝对0智能体（αpoint）状态变化时，整个宇宙的知识量对于这个智能体也将在无穷大和0之间变化。数学描述为：

具体的描述如下：

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对于任何一个智能体，当收敛为αpoint时，整个宇宙知识量（包括但不限于信息、概念、数据、规律、时间、物质、空间等等）对于这个智能体将变为空集或「0」状态，或者说此时宇宙对于该智能体将不再存在；另一方面，当智能体从αpoint变化为常规智能体aC时，整个宇宙知识量对于这个智能体会变为无穷大，简言之此时宇宙对于该智能体才存在，并且在认知上将有无穷大的知识量需要掌握。 

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究竟何为意识和智能？

石勇刘锋研究团队在论文中绘制了三条定律的关系图，在这幅示意图中，人类、机器人、AI系统或其他生命可以被看做是从α点起飞，向Ω点飞行的「精灵鸟」。在Ω引力和α引力的作用下爬升或坠落。基于三条智能定律的提出，研究团队对智能，意识，生命，人工智能进行了分析和定义。

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'''什么是智能？'''

研究提出智能是智能体在Ω引力和α 引力的作用下，通过输入、输出、掌握和创新功能对知识进行运用的能力；或者智能是智能体在Ω引力和α 引力的共同作用下，知识在智能体内部和外部流动的现象。

'''什么是意识？'''

研究提出受FΩ（Ω引力）和Fα（α 引力）直接驱动的智能体，通过四种能力对知识进行运用时，感知到FΩ（Ω引力）和Fα（α 引力）作用，从而在掌握的知识中包含对FΩ（Ω引力）和Fα（α 引力）理解的一种能力或现象，称之为意识。

'''什么是生命智能体？'''

研究提出在宇宙中所有的智能体中，那些直接受FΩ（Ω引力）驱动的智能体可以称为生命智能体。

'''什么是工程智能体？'''

研究提出在宇宙中所有的智能体中，那些不直接受FΩ（Ω引力）驱动的智能体可以称为工程智能体。工程智能体运转的动力和规则来源于生命智能体或其他工程智能体的赋予。工程智能体同样可以继续创造出新工程智能体。从人类创造人工智能系统的目的看，机器人，AI程序还是为人类逼近Ω点提供支持。

'''宇宙也是个智能体'''

通过三条智能定律的数学推导，研究团队在论文中尝试证明宇宙本身也是一个智能体。

I.如果一个智能体a进化成为全知全能智能体，从定义上看此时这个智能体将扩大到整个宇宙，也就是此时宇宙可以看作是一个全知全能智能体；

II.如果宇宙中所有智能体均为绝对0智能体，此时宇宙可以看作是一个绝对0智能体；

III.如果宇宙中包含至少一个常规智能体，这时宇宙可以看做是一种特殊的常规智能体。

数学描述如下：

因为(i)∃a∈A，a=Ωpoint⇒U=Ωpoint；

(ii)∀a ∈A，a∈Apoint⇒U=αpoint；

(iii)∃a∈A，a∈AC⇒U=aC；

所以U∈A，记为aU

由此推导整个宇宙可以看作是一个在绝对0智能体、常规智能体、全知全能智能体等状态变化的智能体，在论文中命名为宇宙智能体。它受Ω引力和α引力的影响，状态不断变化，这种变化是智能、生命、意识产生的根源。

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石勇刘锋团队最后在论文中表示，为了进一步验证这三条定律的科学性，后续将主要沿着两条路线开展工作，第一个方向是在真实世界的环境中，利用生物化学、人工智能系统等领域的技术和目标对象开展实验，第二个方向是在虚拟的仿真程序中，利用博弈动力学、元胞自动机、AMB 仿真等技术开展实验。

'''刘锋'''

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刘锋，中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心研究组成员，南京财经大学教授(客座)。北京交通大学计算机博士。目前主要从事人工智能的智能发展水平研究，互联网、人工智能 与脑科学的关系研究等。刘锋博士发表论文30篇，学术专著2部。(Email:zkyliufeng@126.com)     

'''石勇'''

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石勇，中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心主任，教授。美国内布拉斯加州立大学杰出讲座教授。他的研究领域包括商业智能、数据挖掘和多目标决策，出版专著32部，在80多种国际著名杂志/会议发表学术论文350多篇。他是《国际信息技术和决策》杂志（SCI）和《数据科学年鉴》杂志的主编。2015年当选发展中国家科学院院士。2001年获得中国国家杰出青年基金奖，1997至2000年荣获美国电子电气工程师协会 (IEEE)卓越演讲者。（Email:yshi@ucas.ac.cn）

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