← 返回课程 🛰️ E04 · 第5课 1980 年 · 人工智能简史 📋 符号派 AI · 规则与知识符号派 AI(规则派)人工智能最早的主流路线——把专家知识写成一条条「如果…就…」的规则,让机器照着规则推理。后来的机器学习走的是相反的路:不写规则,从数据里自己学。本站在这一门里的位置:1970 年代 MYCIN 把医生的诊断规则写进电脑,是符号派最风光的年代;它卡在「规则永远写不完」。

🏥 专家系统:装进电脑的专家经验

🎯 认识 1980 年代的专家系统:把专家的经验变成「如果…就…」的规则,让电脑当专家顾问
1980 🏥 第 5 站 / 16 · 1980 年

专家系统:装进电脑的专家经验

AI 当起了「专家顾问」
🎯 本课目标:认识 1980 年代的专家系统:把专家的经验变成「如果…就…」的规则,让电脑当专家顾问

🕰️ 故事时间 · 那时候发生了什么?

1980 年 · 🏥
爱德华·费根鲍姆
爱德华·费根鲍姆Edward A. Feigenbaum
1936 —
美国计算机科学家 · 「专家系统之父」
  • 1936 年出生在美国
  • 主持 MYCIN 医学诊断、DENDRAL 化学分析等专家系统
  • 提出「把知识装进电脑」,被称为「专家系统之父」
  • 他常说:知识里藏着力量

🖼️ 图片来源:公有领域 · Wikimedia Commons

1936 — 1960 年代 · 背景
斯坦福大学的主庭院:黄砂岩拱廊、红瓦屋顶的连廊围着大草坪,远处是胡佛塔
斯坦福大学(图里是主庭院和远处的胡佛塔)——费根鲍姆在这里建起了「知识系统实验室」。背景 · 斯坦福

这一站的主人公,是科学家爱德华·费根鲍姆,大家后来称他为「专家系统之父」。那时候的 AI 想做一台「万能」的机器——什么都会一点,可什么都不精。

费根鲍姆有了一个新想法:真正厉害的人——老医生、老化学家——靠的不是万能,而是一大堆宝贵的经验知识。能不能把这些知识一条一条装进电脑里呢?他后来在斯坦福大学建起了「知识系统实验室」,专门研究这件事。

1965 · 提出
示意图:把老专家的经验一条条写成「如果……就……」的规则,装进电脑,问它它就照着规则一步步答
办法很朴素:把专家的经验改写成「如果……就……」的规则,再装进电脑。提出 · 1965 年 · 本课自绘

1965 年,费根鲍姆和遗传学家、化学家们一起动手:把化学家判断分子结构的经验,一条条写成「如果……就……」的规则,再统统装进电脑。这个程序叫 DENDRAL——它是历史上第一个「专家系统」

办法听起来很朴素,可它做成了一件全新的事:电脑第一次有了「专业知识」。它不再只会算数,而是能像一个懂行的人那样,一条条推理出结论。

1970 年代 · 实现
1970 年代的电脑:一台 Commodore PET,显示器、键盘和磁带机连成一体
1970 年代的电脑长这样:屏幕、键盘、磁带机连在一台机器上(图里是 1977 年的 Commodore PET)。实现 · 1970 年代 · 维基共享资源

真正让全世界记住「专家系统」的,是医学。费根鲍姆团队里的博士生肖特利夫,做出了一个叫 MYCIN 的程序:他把医生判断血液感染的约 600 条经验写成规则。你告诉它病人的情况,它就一步步推理,给出该用哪种抗生素的建议。

最厉害的是它还会「解释自己」——它会说清「我为什么这么判断」。在测试里,它给出的建议常常不输给人类医生。消息一传开,「专家系统」就成了当时 AI 最火的成果。

😮 插曲 · 名字的来历
示意图:那时候的抗生素药名大多以 mycin 结尾(链霉素 streptomycin、红霉素 erythromycin),这个帮医生挑抗生素的程序就叫 MYCIN
这个名字是从药名里「借」来的:链霉素、红霉素……都以 mycin 结尾。插曲 · 本课自绘

有个好玩的小细节:MYCIN 这个名字,是从药名里「借」来的。那时候常用的抗生素,名字大多以 -mycin 结尾——链霉素 streptomycin、红霉素 erythromycin……所以这个专门帮医生挑抗生素的程序,就干脆叫 MYCIN 了。

不过它也有点「宅」:当年算一次很慢,还要在专门的大机器上跑,所以它一直待在实验室里做研究,从来没有真正进过病房。真正的「上岗」,要再等十年。

1980 年代 · 上岗
1980 年代的电脑:一台 IBM PC,主机上放着显示器,前面接一块键盘
1980 年代的电脑开始走进办公室、医院和银行,专家系统就装在这样的机器里当「顾问」。上岗 · 1980 年代 · 维基共享资源

到了 1980 年代,专家系统真的开始「上班」了:工厂用它配置机器、银行用它审批贷款、医院用它帮忙判断病情,公司抢着买。电脑也第一次大批走进办公室和医院——就是图里这种样子的机器。

不过它有个小毛病:只会在自己熟悉的领域里照章办事,规则里没写的情况,它就一问三不知。而且把专家脑子里的经验「挖」出来、写成规则,实在太费劲了——这后来成了它的一个大麻烦。

🔁 后世影响
2011 年美国电视问答节目《危险边缘》的比赛舞台:三个答题台并排,中间那个标着 WATSON、显示 77,147 美元,左右两个是人类冠军的分数 24,000 和 21,600 美元
2011 年美国电视问答节目《危险边缘》的舞台:中间是 Watson(77,147 美元),左右两位是人类冠军(24,000 和 21,600 美元)。影响 · IBM Watson · CC BY-SA 2.0 · 维基共享资源

专家系统可不只是实验室里的新鲜玩意。1980 年,美国 DEC 公司用一套叫 XCON 的专家系统来配置电脑,一年省下几千万美元——专家系统从此变成了一个真正的产业,各行各业都造起了自己的「专家系统」。

这条路一直走到今天:2011 年,IBM 的 Watson 在美国电视问答节目《危险边缘》里和两位人类冠军同台比赛,最后以 77,147 美元赢下比赛;2022 年,ChatGPT 出现,成为今天最被大家熟知的 AI。它已经不用人手写规则了——知识全靠自己从海量文字里学,但费根鲍姆那句话一直没变:知识里藏着力量。(ChatGPT 的故事,第 13 课会细讲。)

🖼️ 图片:斯坦福主庭院(CC BY-SA 3.0)· Commodore PET 2001(CC BY-SA 2.0)· IBM PC 5150(CC BY-SA 2.0 fr)· 2011 年《危险边缘》舞台上的 Watson(CC BY-SA 2.0),均来自维基共享资源;「把专家经验装进电脑」「它为什么叫 MYCIN」两张示意图为本课自绘

📖 知识小课堂 · 记住这个魔法!

点击卡片翻开,看看背后的知识~

装经验的电脑👆 点我翻开
把专家的经验变成「如果…就…」的规则,让电脑当专家顾问
🧑专家系统之父👆 点我翻开
1936 年出生的爱德华·费根鲍姆,在斯坦福建起了「知识系统实验室」
🥇第一个专家系统👆 点我翻开
1965 年的 DENDRAL:把化学家判断分子结构的经验写成规则
🩺MYCIN 是谁做的👆 点我翻开
费根鲍姆的博士生肖特利夫,用约 600 条医学规则帮医生挑抗生素
⌨️名字借自药名👆 点我翻开
借自抗生素的药名后缀 -mycin:链霉素、红霉素都这么收尾
💡上岗领域👆 点我翻开
工厂配置机器、银行审批贷款、医院判断病情,80 年代公司抢着买
🔑它的局限👆 点我翻开
只会照规则走、不懂变通,一遇到规则外的情况就卡壳
后来的它👆 点我翻开
从 1980 年 DEC 的 XCON,到 2011 年 IBM 的 Watson,再到今天的 ChatGPT

🖐️ 动手小任务 · 亲自试一试

把「小医生」装进电脑,就是一台专家系统。这台可视化演示里你既是病人也是调试员:选症状 → 看推理机怎么点亮规则、得出诊断 → 最后再试一个规则外的“怪病”,看它怎么办~

🩺 小医生 · 专家系统可视化演示 知识库:5 条规则

专家系统 = 知识库(“如果…就…”的规则)+ 推理机(把规则和事实一条条比对)。先给“病人”挑症状,再按 ▶ 开始,看推理过程~

1️⃣ 病人的症状
2️⃣ 知识库 · 医生写好的规则
3️⃣ 推理机 · 一步步匹配规则
4️⃣ 诊断结论
💭 想一想:专家系统只在“写好的规则”里找答案——规则里有,它答得飞快;规则外,它一问三不知。所以它适合当“顾问”(诊断、查故障、定路线),却不会像人类那样自己“想出新办法”。这就是 1980 年代 AI 停步的原因之一。
🏗️ 进阶 · 一台「完整」的专家系统长什么样? 7 个模块 · 3 种推理方式

上面那台「小医生」只露出了两个零件——知识库推理机。真实的专家系统(比如 1970 年代的 MYCIN)还要配上工作内存、解释机制、知识获取、人机界面,才能真的用起来。先点下面的方框看每个零件的职责,再往下试用三种更复杂的推理方式

❓ 小测验 · 你学会了吗?

点选答案,答对会变绿、答错会变红(可重试)~

Q1. 专家系统的「经验」是以什么形式装进电脑的?

Q2. 下面哪一项是专家系统的本事?

Q3. 专家系统最大的局限是什么?

Q4. 专家系统由哪两部分组成?

Q5. 「推理机」做的事是什么?

Q6. 在「小医生」演示里,给病人选「打喷嚏 + 眼睛痒红」,会诊断出什么?

Q7. 在「小医生」演示里点「规则外的怪病」,专家系统会怎么样?

Q8. 专家系统做事的方式,最像下面哪一种?

🏁 回顾与完课 · 为自己盖章

我从故事里记住了一个新知识我能把这个故事讲给家人听我完成了一次小任务挑战我想把这一站和下一站连起来想一想

💭 思考一下:照着一本「规则手册」做事,和真正灵活地动脑筋,差别在哪里?

🏅

人工智能简史 · 完课证明

小小学员 完成了 本站专家系统:装进电脑的专家经验

学会:AI 当起了「专家顾问」

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已完课