⑴ 21世紀有什麼新的發現與發明
網上只能找到這些的,比較權威吧,時間實在是找不到,見諒。其他也有很多什麼其他500大重大發明之類的,但是感覺有點扯淡,還是這個網上認可的比較多。但是我覺得21世紀最重要的還是互聯網吧,互聯網已經融入了人們的生活,但這些發明之類的可能還是停留在實驗室吧。
21世紀影響人類生活的五大發明:
1、修復手套 2、仿生心臟 3、神經轉化 4、神經轉化 5、耳朵看世界
21世紀,許多令人驚訝的技術創新將對人類的日常生活產生重大影響。憑借「修復手套」獲得2004年度「尤利卡令人鼓舞科學獎」的科學家宣稱,科幻小說的預言距離變成現實已經不遠了。
●修復手套
「修復手套」是一種植入了能模仿人手生物力學的特殊致動器和感測器的裝置。機械手研究實驗室設計「修復手套」的目的是為了製造一種具有人工肌肉的「外衣」。這種「外衣」能夠幫助人體重新運動。全世界的科學家、程序設計員、發明者都在開發復制、替代人體結構或者幫助人體的創新技術。
●仿生心臟
同位移植人工心臟 CATO 是一種能全面模仿人類心臟的裝置,由血液室 心室 、閥 瓣膜 以及能把血液吸入肺動脈和主動脈的特殊致動裝置組成。
科學家面臨的最大挑戰是要把包括電源在內的人工心臟裝置移植到心臟通常所處位置的有限空間內。科學家曾經拿母牛做實驗,並獲得巨大成功,這也為他成功給同位移植人工心臟申請專利創造了有利條件。
●神經轉化
一位澳大利亞程序設計員開發出一套系統。根據這套系統,遭受肌萎縮性側索硬化疾病折磨的人今後可以不再受到自身殘疾的限制,只要通過神經信號的提示便能與別人溝通。另一位科學家開發出一種新型的人機聯結界面:一個人可以利用皮膚表面電極接收神經信號,然後在經過人工智慧分析後,便能夠達到交流的目的。兩位科學家合作後,這套系統被稱為神經轉化技術。
●耳朵看世界
萊斯利·凱博士設計出一種聲納裝置,這種裝置能釋放出超聲波,還能發現其他物體和障礙物發出的反射。數據接著被轉化成一連串能夠聽到的聲音,這些聲音在頻率上與遠處物體發出的聲音相對應。經過少許的培訓,人類大腦似乎能下意識地將這些聲音轉化為空間想像。
這項技術贏得了1998年度世界通信創新獎,如今全世界的盲人將利用這項技術自信地行走在他們不熟悉的區域。
●人造肌肉
研究人造肌肉的工作始於上個世紀40年代,但只是在最近的10年裡才取得了較大發展,因為世界范圍內的研究中心研製出了特種聚合體和智能材料。未來人類很有可能看到世界上最強壯的人和最強大的仿生胳膊進行較量。
謝謝!!
⑵ 圖靈焊接工業機器人未按急停卻顯示急停是什麼原因
應該是急停迴路控制線出現問題,處於似斷非斷的狀態,要更換控制線,按鈕一般不動,出故障的幾率低。
⑶ 機器人發展史
美國是機器人的誕生地,早在1962年就研製出世界上第一台工業機器人,比起號稱"機器人王國"的日本起步至少要早五六年。經過30多年的發展,美國現已成為世界上的機器人強國之一,基礎雄厚,技術先進。綜觀它的發展史,道路是曲折的,不平坦的。
由於美國政府從60年代到70年代中的十幾年期間,並沒有把工業機器人列入重點發展項目,只是在幾所大學和少數公司開展了一些研究工作。對於企業來說,在只看到眼前利益,政府又無財政支持的情況下,寧願錯過良機,固守在使用剛性自動化裝置上,也不願冒著風險,去應用或製造機器人。加上,當時美國失業率高達6.65%,政府擔心發展機器人會造成更多人失業,因此不予投資,也不組織研製機器人,這不能不說是美國政府的戰略決策錯誤。70年代後期,美國政府和企業界雖有所重視,但在技術路線上仍把重點放在研究機器人軟體及軍事、宇宙、海洋、核工程等特殊領域的高級機器人的開發上,致使日本的工業機器人後來居上,並在工業生產的應用上及機器人製造業上很快超過了美國,產品在國際市場上形成了較強的競爭力。
進入80年代之後,美國才感到形勢緊迫,政府和企業界才對機器人真正重視起來,政策上也有所體現,一方面鼓勵工業界發展和應用機器人,另一方面制訂計劃、提高投資,增加機器人的研究經費,把機器人看成美國再次工業化的特徵,使美國的機器人迅速發展。
80年代中後期,隨著各大廠家應用機器人的技術日臻成熟,第一代機器人的技術性能越來越滿足不了實際需要,美國開始生產帶有視覺、力覺的第二代機器人,並很快佔領了美國60%的機器人市場。
盡管美國在機器人發展史上走過一條重視理論研究,忽視應用開發研究的曲折道路,但是美國的機器人技術在國際上仍一直處於領先地位。其技術全面、先進,適應性也很強。具體表現在:
(1)性能可靠,功能全面,精確度高;
(2)機器人語言研究發展較快,語言類型多、應用廣,水平高居世界之首;
(3)智能技術發展快,其視覺、觸覺等人工智慧技術已在航天、汽車工業中廣泛應用;
(4)高智能、高難度的軍用機器人、太空機器人等發展迅速,主要用於掃雷、佈雷、偵察、站崗及太空探測方面。
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早在1966年,美國Unimation公司的尤尼曼特機器人和AMF公司的沃莎特蘭機器人就已經率先進入英國市場。1967年英國的兩家大機械公司還特地為美國這兩家機器人公司在英國推銷機器人。接著,英國 Hall Automation公司研製出自己的機器人RAMP。70年代初期,由於英國政府科學研究委員會頒布了否定人工智慧和機器人的Lighthall報告,對工業機器人實行了限制發展的嚴厲措施,因而機器人工業一蹶不振,在西歐差不多居於末位。
但是,國際上機器人蓬勃發展的形勢很快使英政府意識到:機器人技術的落後,導致其商品在國際市場上的競爭力大為下降。於是,從70年代末開始,英國政府轉而採取支持態度,推行並實施了一系列支持機器人發展的政策和措施,如廣泛宣傳使用機器人的重要性、在財政上給購買機器人企業以補貼、積極促進機器人研究單位與企業聯合等,使英國機器人開始了在生產領域廣泛應用及大力研製的興盛時期。
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法國不僅在機器人擁有量上居於世界前列,而且在機器人應用水平和應用范圍上處於世界先進水平。這主要歸功於法國政府一開始就比較重視機器人技術,特別是把重點放在開展機器人的應用研究上。
法國機器人的發展比較順利,主要原因是通過政府大力支持的研究計劃,建立起一個完整的科學技術體系。即由政府組織一些機器人基礎技術方面的研究項目,而由工業界支持開展應用和開發方面的工作,兩者相輔相成,使機器人在法國企業界很快發展和普及.
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德國工業機器人的總數佔世界第三位,僅次於日本和美國。這里所說的德國,主要指的是原聯邦德國。它比英國和瑞典引進機器人大約晚了五六年。其所以如此,是因為德國的機器人工業一起步,就遇到了國內經濟不景氣。但是德國的社會環境卻是有利於機器人工業發展的。因為戰爭,導致勞動力短缺,以及國民技術水平高,都是實現使用機器人的有利條件。到了70年代中後期,政府採用行政手段為機器人的推廣開辟道路;在"改善勞動條件計劃"中規定,對於一些有危險、有毒、有害的工作崗位,必須以機器人來代替普通人的勞動。這個計劃為機器人的應用開拓了廣泛的市場,並推動了工業機器人技術的發展。日爾曼民族是一個重實際的民族,他們始終堅持技術應用和社會需求相結合的原則。除了像大多數國家一樣,將機器人主要應用在汽車工業之外,突出的一點是德國在紡織工業中用現代化生產技術改造原有企業,報廢了舊機器,購買了現代化自動設備、電子計算機和機器人,使紡織工業成本下降、質量提高,產品的花色品種更加適銷對路。到1984年終於使這一被喻為"快完蛋的行業"重新振興起來。與此同時,德國看到了機器人等先進自動化技術對工業生產的作用,提出了1985年以後要向高級的、帶感覺的智能型機器人轉移的目標。經過近十年的努力,其智能機器人的研究和應用方面在世界上處於公認的領先地位。
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在前蘇聯(主要是在俄羅斯),從理論和實踐上探討機器人技術是從50年代後半期開始的。到了50年代後期開始了機器人樣機的研究工作。1968年成功地試制出一台深水作業機器人。1971年研製出工廠用的萬能機器人。早在前蘇聯第九個五年計劃(1970年一1975年)開始時,就把發展機器人列入國家科學技術發展綱領之中。到1975年,已研製出30個型號的120台機器人,經過20年的努力,前蘇聯的機器人在數量、質量水乎上均處於世界前列地位。國家有目的地把提高科學技術進步當作推動社會生產發展的手段,來安排機器人的研究製造;有關機器人的研究生產、應用、推廣和提高工作,都由政府安排,有計劃、按步驟地進行。
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有人認為,應用機器人只是為了節省勞動力,而我國勞動力資源豐富,發展機器人不一定符合我國國情。這是一種誤解。在我國,社會主義制度的優越性決定了機器人能夠充分發揮其長處。它不僅能為我國的經濟建設帶來高度的生產力和巨大的經濟效益,而且將為我國的宇宙開發、海洋開發、核能利用等新興領域的發展做出卓越的貢獻。
我國已在「七五」計劃中把機器人列人國家重點科研規劃內容,撥巨款在沈陽建立了全國第一個機器人研究示範工程,全面展開了機器人基礎理論與基礎元器件研究。十幾年來,相繼研製出示教再現型的搬運、點焊、弧焊、噴漆、裝配等門類齊全的工業機器人及水下作業、軍用和特種機器人。目前,示教再現型機器人技術已基本成熟,並在工廠中推廣應用。我國自行生產的機器人噴漆流水線在長春第一汽車廠及東風汽車廠投入運行。1986年3月開始的國家863高科技發展規劃已列入研究、開發智能機器人的內容。就目前來看,我們應從生產和應用的角度出發,結合我國國情,加快生產結構簡單、成本低廉的實用型機器人和某些特種機器人。
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日本在60年代末正處於經濟高度發展時期,年增長率達11%。第二次世界大戰後,日本的勞動力本來就緊張,而高速度的經濟發展更加劇了勞動力嚴重不足的困難。為此,日本在1967年由川崎重工業公司從美國Unimation公司引進機器人及其技術,建立起生產車間,並於1968年試制出第一台川崎的「尤尼曼特」機器人。
正是由於日本當時勞動力顯著不足,機器人在企業里受到了「救世主」般的歡迎。日本政府一方面在經濟上採取了積極的扶植政策,鼓勵發展和推廣應用機器人,從而更進一步激發了企業家從事機器人產業的積極性。尤其是政府對中、小企業的一系列經濟優惠政策,如由政府銀行提供優惠的低息資金,鼓勵集資成立「機器人長期租賃公司」,公司出資購入機器人後長期租給用戶,使用者每月只需付較低廉的租金,大大減輕了企業購入機器人所需的資金負擔;政府把由計算機控制的示教再現型機器人作為特別折扣優待產品,企業除享受新設備通常的40%折扣優待外,還可再享受 13%的價格補貼。另一方面,國家出資對小企業進行應用機器人的專門知識和技術指導等等。
這一系列扶植政策,使日本機器人產業迅速發展起來,經過短短的十幾年,到80年代中期,已一躍而為「機器人王國」,其機器人的產量和安裝的台數在國際上躍居首位。按照日本產業機器人工業會常務理事米本完二的說法:「日本機器人的發展經過了60年代的搖籃期,70年代的實用期,到80年代進人普及提高期。」並正式把1980年定為「產業機器人的普及元年」,開始在各個領域內廣泛推廣使用機器人。
日本政府和企業充分信任機器人,大膽使用機器人。機器人也沒有辜負人們的期望,它在解決勞動力不足、提高生產率、改進產品質量和降低生產成本方面,發揮著越來越顯著的作用,成為日本保持經濟增長速度和產品競爭能力的一支不可缺少的隊伍。
日本在汽車、電子行業大量使用機器人生產,使日本汽車及電子產品產量猛增,質量日益提高,而製造成本則大為降低。從而使日本生產的汽車能夠以價廉的絕對優勢進軍號稱「汽車王國」的美國市場,並且向機器人誕生國出口日本產的實用型機器人。此時,日本價廉物美的家用電器產品也充斥了美國市場……這使「山姆大叔」後悔不已。日本由於製造、使用機器人,增大了國力,獲得了巨大的好處,迫使美、英、法等許多國家不得不採取措施,奮起直追。
⑷ 人工智慧在生活中的應用都有哪些
人工智慧一共分為天然語言處理、計算機視覺、語音識別、專家系統以及交叉領域等五個領域。今天我就經過人工智慧的六個方向講一講人工智慧在生活中的有趣應用,來幫助你們更好地理解人工智慧,盡享科技帶給咱們的便捷生活。資料庫
二、萌寵機器人
孩子一直是家長的心肝肉,而如何讓孩子贏在起跑線也是各路家長無比關心的問題,這時候早教就顯得尤其重要了。早教其實就是讓孩子有效的玩耍,讓孩子在玩耍的過程當中學到不少知識,開發孩子的腦力,動手能力,反應能力,審美能力,培養興趣及習慣。
市面上的早教機構價格昂貴,師資力量不足,同時還可能存在必定的安全隱患,這時候萌寵機器人的存在就很大的緩解了這一問題。語音功能讓它就像孩子的小夥伴同樣和孩子交流,記憶功能還能夠記住寶寶的使用習慣,很快找到寶寶想聽的內容。同時提供快樂兒歌、國學經典、啟蒙英語等早期教育內容,且雲端內容能夠持續更新。
⑸ 上海機器人防護服哪個品牌好
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⑹ 請大家告訴我我十位中外數學家及其生平資料(100至150字)
想要補充幾個一定要提的數學家,介紹長度過長是一定的了,因為覺得不那樣根本介紹不了他們。至於怎麼截取到100-150字,就要樓主自己看看怎麼能縮了。
卡爾•弗里德里希•高斯(Johann Carl Friedrich Gauss)
數學王子
1777年4月30日生於不倫瑞克,1855年2月23日卒於哥廷根,德國著名數學家、物理學家、天文學家、大地測量學家。高斯被認為是最重要的數學家,並有「數學王子」的美譽。
1792年,15歲德高斯進入Braunschweig學院。在那裡,高斯開始對高等數學作研究。獨立發現了二項式定理的一般形式、數論上的「二次互反律」(Law of Quadratic Reciprocity)、質數分布定理(prime numer theorem)、及算術幾何平均(arithmetic-geometric mean)。
1795年高斯進入哥廷根大學。1796年,17歲的高斯得到了一個數學史上極重要的結果,就是《正十七邊形尺規作圖之理論與方法》。
高斯是一對普通夫婦的兒子。他的母親是一個貧窮石匠的女兒,雖然十分聰明,但卻沒有接受過教育,近似於文盲。在她成為高斯父親的第二個妻子之前,她從事女傭工作。他的父親曾做過園丁,工頭,商人的助手和一個小保險公司的評估師。當高斯三歲時便能夠糾正他父親的借債帳目的事情,已經成為一個軼事流傳至今。他曾說,他在麥仙翁堆上學會計算。能夠在頭腦中進行復雜的計算,是上帝賜予他一生的天賦。
高斯用很短的時間計算出了小學老師布置的任務:對自然數從1到100的求和。他所使用的方法是:對50對構造成和101的數列求和(1+100,2+99,3+98……),同時得到結果:5050。這一年,高斯9歲。
哥廷根大學當高斯12歲時,已經開始懷疑元素幾何學中的基礎證明。當他16歲時,預測在歐氏幾何之外必然會產生一門完全不同的幾何學,即非歐幾里德幾何學。他導出了二項式定理的一般形式,將其成功的運用在無窮級數,並發展了數學分析的理論。
高斯的老師Bruettner與他助手 Martin Bartels 很早就認識到了高斯在數學上異乎尋常的天賦,同時Herzog Carl Wilhelm Ferdinand von Braunschweig也對這個天才兒童留下了深刻印象。於是他們從高斯14歲其便資助其學習與生活。這也使高斯能夠在公元1792-1795年在Carolinum學院(今天Braunschweig學院的前身)學習。18歲時,高斯轉入哥廷根大學學習。在他19歲時,第一個成功的用尺規構造出了規則的17角形。
高斯於公元1805年10月5日與來自Braunschweig的Johanna Elisabeth Rosina Osthoff小姐(1780-1809)結婚。在公元1806年8月21日迎來了他生命中的第一個孩子Joseph。此後,他又有兩個孩子。Wilhelmine(1809-1840)和Louis(1809-1810)。1807年高斯成為哥廷根大學的教授和當地天文台的台長。
雖然高斯作為一個數學家而聞名於世,但這並不意味著他熱愛教書。盡管如此,他越來越多的學生成為有影響的數學家,如後來聞名於世的戴德金和黎曼。
高斯非常信教且保守。他的父親死於1808年4月14日,晚些時候的1809年10月11日,他的第一位妻子Johanna也離開人世。次年8月4日高斯迎娶第二位妻子Friederica Wilhelmine (1788-1831)。他們又有三個孩子:Eugen (1811-1896)、Wilhelm (1813-1883) 和 Therese (1816-1864)。 1831年9月12日她的第二位妻子也死去,1837年高斯開始學習俄語。1839年4月18日,他的母親在哥廷根逝世,享年95歲。高斯於1855年2月23日凌晨1點在哥廷根去世。他的很多散布在給朋友的書信或筆記中的發現於1898年被發現。
高斯的貢獻
18歲的高斯發現了質數分布定理和最小二乘法。通過對足夠多的測量數據的處理後,可以得到一個新的、概率性質的測量結果。在這些基礎之上,高斯隨後專注於曲面與曲線的計算,並成功得到高斯鍾形曲線(正態分布曲線)。其函數被命名為標准正態分布(或高斯分布),並在概率計算中大量使用。
在高斯19歲時,僅用尺規便構造出了17邊形。並為流傳了2000年的歐氏幾何提供了自古希臘時代以來的第一次重要補充。
高斯總結了復數的應用,並且嚴格證明了每一個n階的代數方程必有n個實數或者復數解。在他的第一本著名的著作《算術研究》中,作出了二次互反律的證明,成為數論繼續發展的重要基礎。在這部著作的第一章,導出了三角形全等定理的概念。
高斯在他的建立在最小二乘法基礎上的測量平差理論的幫助下,結算出天體的運行軌跡。並用這種方法,發現了穀神星的運行軌跡。穀神星於1801年由義大利天文學家皮亞齊發現,但他因病耽誤了觀測,失去了這顆小行星的軌跡。皮亞齊以希臘神話中「豐收女神」(Ceres)來命名它,即穀神星(Planetoiden Ceres),並將以前觀測的位置發表出來,希望全球的天文學家一起尋找。高斯通過以前的三次觀測數據,計算出了穀神星的運行軌跡。奧地利天文學家 Heinrich Olbers在高斯的計算出的軌道上成功發現了這顆小行星。從此高斯名揚天下。高斯將這種方法著述在著作《天體運動論》(Theoria Motus Corporum Coelestium in sectionibus conicis solem ambientium )中。
為了獲知任意一年中復活節的日期,高斯推導了復活節日期的計算公式。
在1818年至1826年之間高斯主導了漢諾威公國的大地測量工作。通過他發明的以最小二乘法為基礎的測量平差的方法和求解線性方程組的方法,顯著的提高了測量的精度。出於對實際應用的興趣,他發明了日光反射儀,可以將光束反射至大約450公里外的地方。高斯後來不止一次地為原先的設計作出改進,試製成功被廣泛應用於大地測量的鏡式六分儀。
高斯親自參加野外測量工作。他白天觀測,夜晚計算。五六年間,經他親自計算過的大地測量數據,超過100萬次。當高斯領導的三角測量外場觀測已走上正軌後,高斯就把主要精力轉移到處理觀測成果的計算上來,並寫出了近20篇對現代大地測量學具有重大意義的論文。在這些論文中,推導了由橢圓面向圓球面投影時的公式,並作出了詳細證明,這套理論在今天仍有應用價值。漢諾威公國的大地測量工作直到1848年才結束,這項大地測量史上的巨大工程,如果沒有高斯在理論上的仔細推敲,在觀測上力圖合理精確,在數據處理上盡量周密細致的出色表現,就不能完成。在當時條件下布設這樣大規模的大地控制網,精確地確定2578個三角點的大地坐標,可以說是一項了不起的成就。
日光反射儀由於要解決如何用橢圓在球面上的正形投影理論解決大地測量問題,高斯亦在這段時間從事曲面和投影的理論,這成了微分幾何的重要基礎。他獨自提出不能證明歐氏幾何的平行公設具有『物理的』必然性,至少不能用人類理智,也不能給予人類理智以這種證明。但他的非歐幾何的理論並沒有發表,也許是因為對處於同時代的人不能理解對該理論的擔憂。後來相對論證明了宇宙空間實際上是非歐幾何的空間,高斯的思想被近100年後的物理學接受了。當時高斯試圖在漢諾威公國的大地測量中通過測量Harz的Brocken--Thuringer Wald的Inselsberg--哥廷根的Hohen Hagen三個山頭所構成的三角形的內角和,以驗證非歐幾何的正確性,但未成功。高斯的朋友鮑耶的兒子雅諾斯在1823年證明了非歐幾何的存在,高斯對他勇於探索的精神表示了贊揚。1840年,羅巴切夫斯基又用德文寫了《平行線理論的幾何研究》一文。這篇論文發表後,引起了高斯的注意,他非常重視這一論證,積極建議哥廷根大學聘請羅巴切夫斯基為通信院士。為了能直接閱讀他的著作,從這一年開始,63歲的高斯開始學習俄語,並最終掌握了這門外語。最終高斯成為和微分幾何的始祖(高斯,雅諾斯、羅巴切夫斯基)中最重要的一人。
高斯和韋伯19世紀的30年代,高斯發明了磁強計,辭去了天文台的工作,而轉向物理研究。他與韋伯(1804-1891)在電磁學的領域共同工作。他比韋伯年長27歲,以亦師亦友的身份進行合作。1833年,通過受電磁影響的羅盤指針,他向韋伯發送了電報。這不僅僅是從韋伯的實驗室與天文台之間的第一個電話電報系統,也是世界首創。盡管線路才8千米長。1840年他和韋伯畫出了世界第一張地球磁場圖,而且定出了地球磁南極和磁北極的位置,並於次年得到美國科學家的證實。
高斯和韋伯共同設計的電報高斯研究數個領域,但只將他思想中成熟的理論發表。他經常提醒他的同事,該同事的結論已經被自己很早的證明,只是因為基礎理論的不完備性而沒有發表。批評者說他這樣是因為極愛出風頭。實際上高斯已將他的結果都記錄起來。在他死後,有20部這樣的筆記被發現,才證明高斯的宣稱是事實。一般認為,即使這20部筆記,也不是高斯全部的筆記。下薩克森州和哥廷根大學圖書館已經將高斯的全部著作數字化並置於互聯網上。
高斯的肖像已經被印在從1989年至2001年流通的10德國馬克的紙幣上。
萊昂哈德•歐拉(Leonhard Euler)
支配者
1707年4月15日-1783年9月18日,瑞士數學家和物理學家。他被稱為歷史上最偉大的兩位數學家之一(另一位是卡爾•弗里德里克•高斯)。歐拉是第一個使用「函數」一詞來描述包含各種參數的表達式的人,例如:y = f(x)(函數的定義由萊布尼茲在1694年給出)。他是把微積分應用於物理學的先驅者之一。
歐拉出生於瑞士,在那裡受教育。歐拉是一位數學神童。他作為數學教授,先後任教於聖彼得堡和柏林,爾後再返聖彼得堡。歐拉是史上發表論文數第二多的數學家,全集共計75卷;他的紀錄一直到了20世紀才被保羅•艾狄胥打破。他發表的論文達856篇(另一說865篇),著作有32部(另一說31部)。產量之多,無人能及。歐拉實際上支配了18世紀至現在的數學;對於當時新發明的微積分,他推導出了很多結果。在1735年至1771年,歐拉的雙眼先後失明(據說是因雙眼直接觀察太陽)。盡管人生最後七年,歐拉的雙目完全失明,他還是以驚人的速度產出了生平一半的著作。
很多數學的分技,也是由歐拉所創或因而有大大的進展。
歐拉年輕時曾研讀神學,他一生虔誠、篤信上帝並不能容許任何詆毀上帝的言論在他面前發表。有一個廣泛流傳的傳說說到,歐拉在葉卡捷琳娜二世的宮廷里,挑戰當時造訪宮廷的無神論者德尼•狄德羅:「先生,,所以上帝存在。這是回答!」不懂數學的德尼完全不知怎麼應對,只好投降。
1783年9月18日,晚餐後,歐拉一邊喝著茶,一邊和小孫女玩耍,突然之間,煙斗從他手中掉了下來。他說了一句:「我死了」,隨即「歐拉停止了生命和計算」。後面這句經常被數學史家引用的話,出自法國哲學家兼數學家孔多塞之口:"...il cessa de calculer et de vivre," (he ceased to calculate and to live)小行星歐拉2002是為了紀念歐拉而命名的。
格奧爾格•弗雷德里希•波恩哈德•黎曼 (Georg Friedrich Bernhard Riemann)
猜想者?
1826年9月17日-1866年7月20日,德國數學家,對數學分析和微分幾何做出了重要貢獻,其中一些為廣義相對論的發展鋪平了道路。他的名字出現在黎曼ζ函數,黎曼積分,黎曼引理,黎曼流形,黎曼映照定理,黎曼-希爾伯特問題,黎曼思路回環矩陣和黎曼曲面中。
他出生於漢諾威王國(今德國下薩克森州)的小鎮布列斯倫茨(Breselenz)。他的父親弗雷德里希•波恩哈德•黎曼是當地的路德會牧師。他在六個孩子中排行第二。
1840年,黎曼搬到漢諾威和祖母生活並進入中學學習。1842年祖母去世後,他搬到呂內堡(Lüneburg)的約翰紐姆(Johanneum)。1846年,按照父親的意願,黎曼進入哥廷根大學學習哲學和神學。在此期間他去聽了一些數學講座,包括高斯關於最小二乘法的講座。在得到父親的允許後,他改學數學。
1847年春,黎曼轉到柏林大學,投入雅戈比、狄利克雷和Steiner門下。兩年後他回到哥廷根。
1854年他初次登台作了題為「論作為幾何基礎的假設」的演講,開創了黎曼幾何,並為愛因斯坦的廣義相對論提供了數學基礎。他在1857年升為哥廷根大學的編外教授,並在1859年狄利克雷去世後成為正教授.1862年,他與愛麗絲•科赫(Elise Koch)結婚。
1866年,他在第三次去義大利的的途中因肺結核在塞拉斯卡(Selasca)去世。
關於黎曼的常用定理有:
Riemann hypothesis
Riemann zeta function
Riemann integral
Riemann sum
Riemann lemma
Riemannian manifold
Riemann mapping theorem
Riemann-Hilbert problem
Riemann-Hurwitz formula
Riemann-von Mangoldt formula
Riemann surface
Riemann-Roch theorem
Riemann theta function
Riemann-Siegel theta function
Riemann's differential equation
Riemann matrix
Riemann sphere
Riemannian metric tensor
Riemann curvature tensor
Cauchy-Riemann equations
Hirzebruch-Riemann-Roch theorem
Riemann-Lebesgue lemma
Riemann-Stieltjes integral
Riemann-Liouville differintegral
Riemann series theorem
Riemann's 1859 paper introcing the complex zeta function
Prime Obsession
奧古斯丁•路易•柯西(Augustin Louis Cauchy)
定理量產者
1789年8月21日生於巴黎;1857年5月23日卒於塞納省索鎮。1805年柯西進入高等工業學校學習,安培是他的一位老師。他原來打算成為土木工程師,但是他的身體很差,他的朋友拉格朗日和拉普拉斯勸他轉向搞不要求身體特別好的純粹數學。
他的數學的一個重要方面是緊密結合物理學。他第一個企圖給以太的性質奠定數學基礎。以太是一種既容許光波又容許行星穿過自身的一種獼散狀固體,他的工作使得科學家有可能接受以太而不失體面。但是這個理論並不完全令人滿意。
後來有許多人(像麥克斯韋)力圖改進它都沒有得到完全的成功。事實上,沒有任何以太理論成功過,柯西死後二十多年,邁克耳孫和莫利的實驗使這個問題更加難辦。一個世紀以來,物理學家處在這樣一種無情的矛盾之中:一方面顯然需要以太來解釋光的性質,另一方面顯然不可能有這么樣的以太具有如此矛盾的性質。最終需要愛因斯坦的理論把他們解放出來。 柯西的晚年由於政治上的爭論而受到圍攻,因為他在政治方面和在宗教方面都是極端地的保守。他是波旁王朝的熱情追隨者。當波旁家系的最後一個法國國王查理十世(他封柯西為男爵)1830年亡命國外時,柯西也亡命到義大利,以避免宣誓效忠於新王路易?菲力普。
1838年柯西回到法國。1848年,拿破崙一世的侄子路易?拿破崙掌了權當上第二共和國的總統,後來又帝為拿破崙三世,柯西都沒有宣誓效忠,如阿拉戈一樣,但確實接到了法蘭西學院的教授的任命。
柯西是個超級量產型人物,相關定理有:
Cauchy integral theorem
Cauchy's integral formula
Cauchy-Schwarz inequality
Cauchy's theorem (group theory)
Cauchy's theorem (geometry)
Cauchy distribution
Cauchy determinant
Cauchy formula for repeated integration
Cauchy sequence
Cauchy-Riemann equations
Cauchy-Frobenius lemma
Cauchy proct
Cauchy principal value
Cauchy-Binet formula
Cauchy-Euler equation
Cauchy's equation
Cauchy problem
Cauchy horizon
Cauchy boundary condition
Cauchy surface
Cauchy-Kovalevskaya theorem
Maclaurin-Cauchy test
Cauchy's radical test
Cauchy (crater)
Cauchy functional equation
Cauchy-Peano theorem
Cauchy argument principle
Nyquist stability criterion
艾薩克•牛頓爵士(Sir Isaac Newton)
家傳戶曉!
1643年1月4日—1727年3月31日,英國數學家、科學家和哲學家,同時是當時煉金術熱衷者。他在1687年7月5日發表的《自然哲學的數學原理》里提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經典力學的基石。牛頓還和萊布尼茨各自獨立地發明了微積分。他總共留下了50多萬字的煉金術手稿和100多萬字的神學手稿。
牛頓被譽為人類歷史上最偉大的科學家之一。他的萬有引力定律在人類歷史上第一次把天上的運動和地上的運動統一起來,為日心說提供了有力的理論支持,使得自然科學的研究最終掙脫了宗教的枷鎖。
牛頓還發現了太陽光的顏色構成,還製作了世界上第一架反射望遠鏡。
牛頓出生於英格蘭林肯郡的小鎮烏爾斯普。在牛頓出生之前三個月,他的父親就去世了,兩年之後他的母親改嫁他人,把牛頓留給了他的祖母。牛頓的天才很早就展現出來。
牛頓最開始在鄉村學校讀書,12歲時候離家到格蘭瑟文法學校就讀。在格蘭瑟他寄宿在當地的一個葯劑師家中並最終和這名葯劑師的繼女訂了婚。1661年,也就是19歲的時候,牛頓進入劍橋大學三一學院學習。在那裡,牛頓沉浸在學習之中而疏忽了未婚妻,他的未婚妻就嫁給了別人。牛頓終身未婚。
在那個時代,大學里僅僅教授亞里士多德的理論,但是牛頓對於當代哲學家的思想更感興趣,比如,笛卡爾、伽利略、哥白尼、開普勒等等。在1665年他發現了二項式定理,同一年他獲得了文學學士學位。不久就爆發了瘟疫,學校被迫關閉,牛頓回到家鄉繼續他的研究。在接下來的兩年之內,牛頓在微積分、光學和重力問題上做出了卓越的工作。
1667年牛頓重返劍橋大學。1669年10月27日牛頓被選為盧卡斯數學教授。1672年起他被接納為英國皇家學會會員,1703年被選為皇家學會主席直到逝世。
1696年牛頓任造幣廠監督,1699年升任廠長,1705年因改革幣制有功受封為爵士。
1727年3月31日,牛頓因患腎結石症醫治無效,在倫敦郊區肯辛頓寓中逝世,葬於倫敦威斯敏斯特教堂。
牛津對於數學最大的貢獻莫過於微積分的創立和推動應用數學的發展,雖然微積分的符號使用的是戈特弗里德•威廉•萊布尼茨所創。
亞里士多德(希臘語:Αριστοτέλης,英語:Aristotle)
先知?先驅!
前384年—前322年3月7日,是著名的古希臘哲學家,他是柏拉圖的學生、也是亞歷山大帝的老師。一個並非數學家的全能數學家,從邏輯引發出真正的數學。他在許多領域都留下廣泛著作,包括了物理學、形而上學、詩歌(包括戲劇)、生物學、動物學、邏輯學、政治、政府、以及倫理學。
蘇格拉底、柏拉圖、以及亞里士多德三人被廣泛認為是西方哲學的奠基者。一些人認為亞里士多德發展出的學派是柏拉圖哲學思想的延伸,一些人則認為柏拉圖和亞里士多德兩人所代表的是古代哲學里最主要的兩大學派。
亞里士多德在前384年生於色雷斯的斯塔基拉(Stagira),父親是馬其頓王的御醫。從小亞里士多德在貴族家庭環境里長大。在18歲的時候,亞里士多德被送到雅典的柏拉圖學園學習,此後20年間亞里士多德一直住在學園,直至老師柏拉圖在前347年去世。柏拉圖去世後,由於學園的新首腦比較同情柏拉圖哲學中的數學傾向,令亞里士多德無法忍受,便離開雅典。但是從亞里士多德的著作中可以看到,雖然亞里士多德不同意波西普斯等學園新首腦的觀點,但依然與他們保持良好的關系。
離開學園後,亞里士多德先是接受了先前的學友赫米阿斯的邀請訪問小亞細亞。赫米阿斯當時是小亞細亞沿岸的密細亞的統治者。亞里士多德在那裡還娶了赫米阿斯的侄女為妻。但是在公元前344年,赫米阿斯在一次暴動中被謀殺,亞里士多德不得不離開小亞細亞,和家人一起到了米提利尼。3年後,亞里士多德又被馬其頓的國王腓力浦二世召喚會故鄉,成為當時年僅13歲的亞歷山大大帝的老師。根據古希臘著名傳記作家普魯塔克的記載,亞里士多德對這位未來的世界領袖灌輸了道德、政治以及哲學的教育。亞里士多德也運用了自己的影響力,對亞歷山大大帝的思想形成起了重要的作用。正是亞里士多德的在影響下,亞歷山大大帝始終對科學事業十分關心,對知識十分尊重。但是,亞里士多德和亞歷山大大帝的政治觀點或許並不是完全相同的。前者的政治觀是建築在即將衰亡的希臘城邦的基礎上的,而亞歷山大大帝後來建立的中央集權帝國對希臘人來說無異是野蠻人的發明。
公元前335年腓力浦去世,亞里士多德又回到雅典,並在那裡建立了自己的學校。學園的名字(Lyceum)以阿波羅神殿附近的殺狼者(呂刻俄斯)來命名。在此期間,亞里士多德邊講課,邊撰寫了多部哲學著作。亞里士多德講課時有一個習慣,即邊講課,邊漫步於走廊和花園,正是因為如此,學園的哲學被稱為「逍遙的哲學」或者「漫步的哲學」。亞里士多德的著作在這一期間也有很多,主要是關於自然和物理方面的自然科學和哲學,而使用的語言也要比柏拉圖的《對話錄》晦澀許多。他的作品很多都是以講課的筆記為基礎,有些甚至是他學生的課堂筆記。因此有人將亞里士多德看作是西方第一個教科書的作者。雖然亞里士多德寫下了許多對話錄,但這些對話錄都只有少數殘缺的片段流傳下來。被保留最多的作品主要都是論文形式,而亞里士多德最初也沒有想過要發表這些論文。一般認為這些論文是亞里士多德講課時給學生的筆記或課本。
亞里士多德不只研究了當時幾乎所有的學科,他也對這些學科做出極大的貢獻。在科學上,亞里士多德研究了解剖學、天文學、經濟學、胚胎學、地理學、地質學、氣象學、物理學、和動物學。在哲學上亞里士多德則研究了美學、倫理學、政治、政府、形而上學、心理學、以及神學。亞里士多德也研究教育、文學、以及詩歌。亞里士多德的生平著作加起來幾乎就成了一部希臘人知識的網路全書。一些人還認為亞里士多德可能是在那個時代里最後一個精通所有學科和既有智慧的人了。
亞歷山大死後,雅典人開始奮起反對馬其頓的統治。由於和亞歷山大的關系,亞里士多德不得不因為被指控不敬神而逃亡加而西斯(Chalcis)避難,他的學園則交給了狄奧弗拉斯圖掌管。亞里士多德說他會逃離是因為:「我不想讓雅典人再犯下第二次毀滅哲學的罪孽。」(隱喻之前蘇格拉底之死)不過在一年之後的公元前322年,亞里士多德因為多年積累的一種疾病而去世。亞里士多德還留下一個遺囑,要求將他埋葬在妻子墳邊。
⑺ 70歲的圖靈測試已經是老古董了如今計算機發展到什麼程度了
圖靈測試剛開始被發明的時候是用來測試機器的,就是一個人和一個機器,放在不同的房間,通過一些外設(鍵盤之類的)向機器提問。機器讓平均每個參與者做出超過30%的誤判,那麼機器就通過了測試,其實這就是最早的人工智慧,所以說圖靈測試一直被認為是人工智慧學術界的“北極星”。但是由於現在計算機技術的飛速發展,圖靈測試以及跟不上時代的步伐,我們需要重新確立一個新的人工智慧測試標准。下面我們來看一看目前計算機技術發展到了什麼地步。
每個國家都在研究和研製這種計算機,這個東西代表著一個國家的科研力量,很多多家都將他運用在軍事以及國家高科技領域。她的發展和出現對國家的經濟和社會的發展以及在國際上的地位有著很重要的意義。
⑻ 機器人的主要功能是什麼
實際上,機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。機器人可接受人類指揮,也可以執行預先編排的程序,也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領行動。機器人執行的是取代或是協助人類工作的工作,例如製造業、建築業,或是危險的工作。
機器人可以是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產物。目前在工業、醫學甚至軍事等領域中均有重要用途。
歐美國家認為:機器人應該是由計算機控制的通過編排程序具有可以變更的多功能的自動機械,但是日本不同意這種說法。日本人認為「機器人就是任何高級的自動機械」,這就把那種尚需一個人操縱的機械手包括進去了。因此,很多日本人概念中的機器人,並不是歐美人所定義的。
現在,國際上對機器人的概念已經逐漸趨近一致。一般說來,人們都可以接受這種說法,即機器人是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。聯合國標准化組織採納了美國機器人協會給機器人下的定義:「一種可編程和多功能的,用來搬運材料、零件、工具的操作機;或是為了執行不同的任務而具有可改變和可編程動作的專門系統。」
機器人能力的評價標准包括:智能,指感覺和感知,包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學習和邏輯推理等;機能,指變通性、通用性或空間佔有性等;物理能,指力、速度、連續運行能力、可靠性、聯用性、壽命等。因此,可以說機器人是具有生物功能的空間三維坐標機器。
機器人發展史
1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅薩姆的機器人萬能公司》中,根據Robota(捷克文,原意為「勞役、苦工」)和Robotnik(波蘭文,原意為「工人」),創造出「機器人」這個詞。
1939年 美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司製造的家用機器人Elektro。它由電纜控制,可以行走,會說77個字,甚至可以抽煙,不過離真正幹家務活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。
1942年 美國科幻巨匠阿西莫夫提出「機器人三定律」。雖然這只是科幻小說里的創造,但後來成為學術界默認的研發原則。
1948年 諾伯特·維納出版《控制論》,闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經、感覺機能的共同規律,率先提出以計算機為核心的自動化工廠。
1954年 美國人喬治·德沃爾製造出世界上第一台可編程的機器人,並注冊了專利。這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作,因此具有通用性和靈活性。
1956年 在達特茅斯會議上,馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法:智能機器「能夠創建周圍環境的抽象模型,如果遇到問題,能夠從抽象模型中尋找解決方法」。這個定義影響到以後30年智能機器人的研究方向。
1959年 德沃爾與美國發明家約瑟夫·英格伯格聯手製造出第一台工業機器人。隨後,成立了世界上第一家機器人製造工廠——Unimation公司。由於英格伯格對工業機器人的研發和宣傳,他也被稱為「工業機器人之父」。
1962年 美國AMF公司生產出「VERSTRAN」(意思是萬能搬運),與Unimation公司生產的Unimate一樣成為真正商業化的工業機器人,並出口到世界各國,掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。
1962年-1963年感測器的應用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的感測器,包括1961年恩斯特採用的觸覺感測器,托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的「靈巧手」上用到了壓力感測器,而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺感測系統,並在1965年,幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺感測器,能識別並定位積木的機器人系統。
1965年約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研製出Beast機器人。Beast已經能通過聲納系統、光電管等裝置,根據環境校正自己的位置。20世紀60年代中期開始,美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶感測器、「有感覺」的機器人,並向人工智慧進發。
1968年 美國斯坦福研究所公布他們研發成功的機器人Shakey。它帶有視覺感測器,能根據人的指令發現並抓取積木,不過控制它的計算機有一個房間那麼大。Shakey可以算是世界第一台智能機器人,拉開了第三代機器人研發的序幕。
1969年 日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發出第一台以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力於研究仿人機器人,被譽為「仿人機器人之父」。日本專家一向以研發仿人機器人和娛樂機器人的技術見長,後來更進一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。
1973年 世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作,就誕生了美國Cincinnati Milacron公司的機器人T3。
1978年 美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA,這標志著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。
1984年 英格伯格再推機器人Helpmate,這種機器人能在醫院里為病人送飯、送葯、送郵件。同年,他還預言:「我要讓機器人擦地板,做飯,出去幫我洗車,檢查安全」。
1998年 丹麥樂高公司推出機器人(Mind-storms)套件,讓機器人製造變得跟搭積木一樣,相對簡單又能任意拼裝,使機器人開始走入個人世界。
1999年 日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO),當即銷售一空,從此娛樂機器人成為目前機器人邁進普通家庭的途徑之一。
2002年 丹麥iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba,它能避開障礙,自動設計行進路線,還能在電量不足時,自動駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業化的家用機器人。
2006年 6月,微軟公司推出Microsoft Robotics Studio,機器人模塊化、平台統一化的趨勢越來越明顯,比爾·蓋茨預言,家用機器人很快將席捲全球。
機器人分類篇
誕生於科幻小說之中一樣,人們對機器人充滿了幻想。也許正是由於機器人定義的模糊,才給了人們充分的想像和創造空間。
操作型機器人:能自動控制,可重復編程,多功能,有幾個自由度,可固定或運動,用於相關自動化系統中。
程式控制型機器人:按預先要求的順序及條件,依次控制機器人的機械動作。
示教再現型機器人:通過引導或其它方式,先教會機器人動作,輸入工作程序,機器人則自動重復進行作業。
數控型機器人:不必使機器人動作,通過數值、語言等對機器人進行示教,機器人根據示教後的信息進行作業。
感覺控制型機器人:利用感測器獲取的信息控制機器人的動作。
適應控制型機器人:機器人能適應環境的變化,控制其自身的行動。
學習控制型機器人:機器人能「體會」工作的經驗,具有一定的學習功能,並將所「學」的經驗用於工作中。
智能機器人:以人工智慧決定其行動的人。
我國的機器人專家從應用環境出發,將機器人分為兩大類,即工業機器人和特種機器人。所謂工業機器人就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業機器人之外的、用於非製造業並服務於人類的各種先進機器人,包括:服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人、機器人化機器等。在特種機器人中,有些分支發展很快,有獨立成體系的趨勢,如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。目前,國際上的機器人學者,從應用環境出發將機器人也分為兩類:製造環境下的工業機器人和非製造環境下的服務與仿人型機器人,這和我國的分類是一致的。
空中機器人又叫無人機,近年來在軍用機器人家族中,無人機是科研活動最活躍、技術進步最大、研究及采購經費投入最多、實戰經驗最豐富的領域。80多年來,世界無人機的發展基本上是以美國為主線向前推進的,無論從技術水平還是無人機的種類和數量來看,美國均居世界之首位。
機器人品種篇
「別動隊」無人機
縱觀無人機發展的歷史,可以說現代戰爭是推動無人機發展的動力。而無人機對現代戰爭的影響也越來越大。一次和二次世界大戰期間,盡管出現並使用了無人機,但由於技術水平低下,無人機並未發揮重大作用。朝鮮戰爭中美國使用了無人偵察機和攻擊機,不過數量有限。在隨後的越南戰爭、中東戰爭中無人機已成為必不可少的武器系統。而在海灣戰爭、波黑戰爭及科索沃戰爭中無人機更成了主要的偵察機種。
法國「紅隼」無人機
越南戰爭期間美國空軍損失慘重,被擊落飛機2500架,飛行員死亡5000多名,美國國內輿論嘩然。為此美國空軍較多地使用了無人機。如「水牛獵手」無人機在北越上空執行任務2500多次,超低空拍攝照片,損傷率僅4%。AQM-34Q型147火蜂無人機飛行500多次,進行電子竊聽、電台干擾、拋撒金屬箔條及為有人飛機開辟通道等。
高空無人偵察機
在1982年的貝卡谷地之戰中,以色列軍隊通過空中偵察發現。敘利亞在貝卡谷地集中了大量部隊。6月9日,以軍出動美製E-2C「鷹眼」預警飛機對敘軍進行監視,同時每天出動「偵察兵」及「猛犬」等無人機70多架次,對敘軍的防空陣地、機場進行反復偵察,並將拍攝的圖像傳送給預警飛機和地面指揮部。這樣,以軍准確地查明了敘軍雷達的位置,接著發射「狼」式反雷達導彈,摧毀了敘軍不少的雷達、導彈及自行高炮,迫使敘軍的雷達不敢開機,為以軍有人飛機攻擊目標創造了條件。
鬼怪式無人機
1991年爆發了海灣戰爭,美軍首先面對的一個問題就是要在茫茫的沙海中找到伊拉克隱藏的飛毛腿導彈發射器。如果用有人偵察機,就必須在大漠上空往返飛行,長時間暴露於伊拉克軍隊的高射火力之下,極其危險。為此,無人機成了美軍空中偵察的主力。在整個海灣戰爭期間,「先鋒」無人機是美軍使用最多的無人機種,美軍在海灣地區共部署了6個先鋒無人機連,總共出動了522架次,飛行時間達1640小時。那時,不論白天還是黑夜,每天總有一架先鋒無人機在海灣上空飛行。
為了摧毀伊軍在沿海修築的堅固的防禦工事,2月4日密蘇里號戰艦乘夜駛至近海區,先鋒號無人機由它的甲板上起飛,用紅外偵察儀拍攝了地面目標的圖像並傳送給指揮中心。幾分鍾後,戰艦上的406毫米的艦炮開始轟擊目標,同時無人機不斷地為艦炮進行校射。之後威斯康星號戰艦接替了密蘇里號,如此連續炮轟了三天,使伊軍的炮兵陣地、雷達網、指揮通信樞紐遭到徹底破壞。在海灣戰爭期間,僅從兩艘戰列艦上起飛的先鋒無人機就有151架次,飛行了530多個小時,完成了目標搜索、戰場警戒、海上攔截及海軍炮火支援等任務。
發射Brevel無人機
在海灣戰爭中,先鋒無人機成了美國陸軍部隊的開路先鋒。它為陸軍第7軍進行空中偵察,拍攝了大量的伊軍坦克、指揮中心、及導彈發射陣地的圖像,並傳送給直升機部隊,接著美軍就出動「阿帕奇」攻擊型直升機對目標進行攻擊,必要時還可呼喚炮兵部隊進行火力支援。先鋒機的生存能力很強,在319架次的飛行中,僅有一架被擊中,有4~5架由於電磁干擾而失事。
除美軍外,英、法、加拿大也都出動了無人機。如法國的「幼鹿」師裝備有一個「馬爾特」無人機排。當法軍深入伊境內作戰時,首先派無人機偵察敵情,根據偵察到的情況,法軍躲過了伊軍的坦克及炮兵陣地。
1995年波黑戰爭中,因部隊急需,「捕食者」無人機很快就被運往前線。在北約空襲塞族部隊的補給線、彈葯庫、指揮中心時,「捕食者」發揮了重要的作用。它首先進行偵察,發現目標後引導有人飛機進行攻擊,然後再進行戰果評估。它還為聯合國維和部隊提供波黑境內主要公路上軍車移動的情況,以判斷各方是否遵守了和平協議。美軍因而把「捕食者」稱作「戰場上的低空衛星」。其實衛星只能提供戰場上的瞬間圖像,而無人機可以在戰場上空長時間盤旋逗留,因而能夠提供戰場的連續實時圖像,無人機還比使用衛星便宜得多。
1999年3月24日,以美國為首的北約打著「維護人權」的幌子對南聯盟開始了狂轟濫炸,爆發了震驚世界的「科索沃戰爭」。在持續78天的轟炸過程中,北約共出動飛機3.2萬架次,投入艦艇40多艘,扔下炸彈1.3萬噸,造成了二戰以來歐洲空前的浩劫。
南聯盟多山、多森林的地形以及多陰雨天的氣候條件,大大影響了北約偵察衛星及高空偵察機的偵察效果,塞軍的防空火力又很猛,有人偵察機不敢低飛,致使北約空軍無法識別及攻擊雲層下面的目標。為了減少人員的傷亡,北約大量使用了無人機。科索沃戰爭是世界局部戰爭中使用無人機數量最多、無人機發揮作用最大的戰爭。無人機盡管飛得較慢,飛行高度較低,但它體積小,雷達及紅外特徵較小,隱蔽性好,不易被擊中,適於進行中低空偵察,可以看清衛星及有人偵察機看不清的目標。
在科索沃戰爭中,美國、德國、法國及英國總共出動了6種不同類型的無人機約200多架,它們有:美國空軍的「捕食者」(Predator)、陸軍的「獵人」(Hunter)及海軍的「先鋒」(Pioneer);德國的CL-289;法國的「紅隼」(Crecerelles)、 「獵人」,以及英國的「不死鳥」(Phoenix)等無人機。
無人機在科索沃戰爭中主要完成了以下一些任務:中低空偵察及戰場監視,電子干擾,戰果評估,目標定位,氣象資料搜集,散發傳單以及營救飛行員等。
科索沃戰爭不僅大大提高了無人機在戰爭中的地位,而且引起了各國政府對無人機的重視。美國參議院武裝部隊委員會要求,10年內軍方應准備足夠數量的無人系統,使低空攻擊機中有三分之一是無人機;15年內,地面戰車中應有三分之一是無人系統。這並不是要用無人系統代替飛行員及有人飛機,而是用它們補充有人飛機的能力,以便在高風險的任務中盡量少用飛行員。無人機的發展必將推動現代戰爭理論和無人戰爭體系的發展。
機器警察
所謂地面軍用機器人是指在地面上使用的機器人系統,它們不僅在和平時期可以幫助民警排除炸彈、完成要地保安任務,在戰時還可以代替士兵執行掃雷、偵察和攻擊等各種任務,今天美、英、德、法、日等國均已研製出多種型號的地面軍用機器人。
英國的「手推車」機器人
在西方國家中,恐怖活動始終是個令當局頭疼的問題。英國由於民族矛盾,飽受爆炸物的威脅,因而早在60年代就研製成功排爆機器人。英國研製的履帶式「手推車」及「超級手推車」排爆機器人,已向50多個國家的軍警機構售出了800台以上。最近英國又將手推車機器人加以優化,研製出土撥鼠及野牛兩種遙控電動排爆機器人,英國皇家工程兵在波黑及科索沃都用它們探測及處理爆炸物。土撥鼠重35公斤,在桅桿上裝有兩台攝像機。野牛重210公斤,可攜帶100公斤負載。兩者均採用無線電控制系統,遙控距離約1公里。
「土撥鼠」和「野牛」排爆機器人
除了恐怖分子安放的炸彈外,在世界上許多戰亂國家中,到處都散布著未爆炸的各種彈葯。例如,海灣戰爭後的科威特,就像一座隨時可能爆炸的彈葯庫。在伊科邊境一萬多平方公里的地區內,有16個國家製造的25萬顆地雷,85萬發炮彈,以及多國部隊投下的布雷彈及子母彈的2500萬顆子彈,其中至少有20%沒有爆炸。而且直到現在,在許多國家中甚至還殘留有一次大戰和二次大戰中未爆炸的炸彈和地雷。因此,爆炸物處理機器人的需求量是很大的。
排除爆炸物機器人有輪式的及履帶式的,它們一般體積不大,轉向靈活,便於在狹窄的地方工作,操作人員可以在幾百米到幾公里以外通過無線電或光纜控制其活動。機器人車上一般裝有多台彩色CCD攝像機用來對爆炸物進行觀察;一個多自由度機械手,用它的手爪或夾鉗可將爆炸物的引信或雷管擰下來,並把爆炸物運走;車上還裝有獵槍,利用激光指示器瞄準後,它可把爆炸物的定時裝置及引爆裝置擊毀;有的機器人還裝有高壓水槍,可以切割爆炸物。
德國的排爆機器人
在法國,空軍、陸軍和警察署都購買了Cybernetics公司研製的TRS200中型排爆機器人。DM公司研製的RM35機器人也被巴黎機場管理局選中。德國駐波黑的維和部隊則裝備了Telerob公司的MV4系列機器人。我國沈陽自動化所研製的PXJ-2機器人也加入了公安部隊的行列。
美國Remotec公司的Andros系列機器人受到各國軍警部門的歡迎,白宮及國會大廈的警察局都購買了這種機器人。在南非總統選舉之前,警方購買了四台AndrosVIA型機器人,它們在選舉過程中總共執行了100多次任務。 Andros機器人可用於小型隨機爆炸物的處理,它是美國空軍客機及客車上使用的唯一的機器人。海灣戰爭後,美國海軍也曾用這種機器人在沙烏地阿拉伯和科威特的空軍基地清理地雷及未爆炸的彈葯。美國空軍還派出5台Andros機器人前往科索沃,用於爆炸物及子炮彈的清理。空軍每個現役排爆小隊及航空救援中心都裝備有一台Andros VI。
我國研製的排爆機器人
排爆機器人不僅可以排除炸彈,利用它的偵察感測器還可監視犯罪分子的活動。監視人員可以在遠處對犯罪分子晝夜進行觀察,監聽他們的談話,不必暴露自己就可對情況了如指掌。
1993年初,在美國發生了韋科庄園教案,為了弄清教徒們的活動,聯邦調查局使用了兩種機器人。一種是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型機器人,另一種是RST公司研製的STV機器人。STV是一輛6輪遙控車,採用無線電及光纜通信。車上有一個可升高到4.5米的支架 ,上面裝有彩色立體攝像機、晝用瞄準具、微光夜視瞄具、雙耳音頻探測器、化學探測器、衛星定位系統、目標跟蹤用的前視紅外感測器等。該車僅需一名操作人員,遙控距離達10公里。在這次行動中共出動了3台STV,操作人員遙控機器人行駛到距庄園548米的地方停下來,升起車上的支架,利用攝像機和紅外探測器向窗內窺探,聯邦調查局的官員們圍著熒光屏觀察感測器發回的圖像,可以把屋裡的活動看得一清二楚。
機器人指揮
其實並不是人們不想給機器人一個完整的定義,自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什麼是機器人。但隨著機器人技術的飛速發展和信息時代的到來,機器人所涵蓋的內容越來越豐富,機器人的定義也不斷充實和創新。
1886年法國作家利爾亞當在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機器起名為「安德羅丁」(android),它由4部分組成:
1,生命系統(平衡、步行、發聲、身體擺動、感覺、表情、調節運動等);
2,造型解質(關節能自由運動的金屬覆蓋體,一種盔甲);
3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態);
4,人造皮膚(含有膚色、機理、輪廓、頭發、視覺、牙齒、手爪等)。
1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》。在劇本中,卡佩克把捷克語「Robota」寫成了「Robot」,「Robota」是奴隸的意思。該劇預告了機器人的發展對人類社會的悲劇性影響,引起了大家的廣泛關注,被當成了機器人一詞的起源。在該劇中,機器人按照其主人的命令默默地工作,沒有感覺和感情,以呆板的方式從事繁重的勞動。後來,羅薩姆公司取得了成功,使機器人具有了感情,導致機器人的應用部門迅速增加。在工廠和家務勞動中,機器人成了必不可少的成員。機器人發覺人類十分自私和不公正,終於造反了,機器人的體能和智能都非常優異,因此消滅了人類。
但是機器人不知道如何製造它們自己,認為它們自己很快就會滅絕,所以它們開始尋找人類的倖存者,但沒有結果。最後,一對感知能力優於其它機器人的男女機器人相愛了。這時機器人進化為人類,世界又起死回生了。
卡佩克提出的是機器人的安全、感知和自我繁殖問題。科學技術的進步很可能引發人類不希望出現的問題。雖然科幻世界只是一種想像,但人類社會將可能面臨這種現實。
為了防止機器人傷害人類,科幻作家阿西莫夫於1940年提出了「機器人三原則」:
1,機器人不應傷害人類;
2,機器人應遵守人類的命令,與第一條違背的命令除外;
3,機器人應能保護自己,與第一條相抵觸者除外。
這是給機器人賦予的倫理性綱領。機器人學術界一直將這三原則作為機器人開發的准則。
在1967年日本召開的第一屆機器人學術會議上,就提出了兩個有代表性的定義。一是森政弘與合田周平提出的:「機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等7個特徵的柔性機器」。從這一定義出發,森政弘又提出了用自動性、智能性、個體性、半機械半人性、作業性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動性等10個特性來表示機器人的形象。另一個是加藤一郎提出的具有如下3個條件的機器稱為機器人:
1,具有腦、手、腳等三要素的個體;
2,具有非接觸感測器(用眼、耳接受遠方信息)和接觸感測器;
3,具有平衡覺和固有覺的感測器
⑼ 數學家的故事~~~急急急~~~
高斯
1785年,8歲的高斯在德國農村的一所小學里念一年級。
學校的老師是城裡來的。他有一個偏見,覺得農村的孩子不如城市的孩子聰明伶俐。不過,他對孩子們的學習,還是嚴格要求。他討厭在課堂上不專心聽講、愛做小動作的學生,常常用鞭子敲打他們。孩子們到愛聽他的課,因為他經常講一些非常有趣的東西。
有一天,他出了一道算術題:「你們算一算,1加2加3......加100等於多少?誰算不出來,就不準回家吃飯。」 說完,他就坐在椅子上,用目光巡視著趴在桌上演算的學生。
不到一分鍾,小高斯站了起來,手裡舉著小石板,說:「老師,我算出來了......」
沒等小高斯說完,老師就不耐煩的說:「不對!重新再算!」
小高斯檢查了一遍,說:「老師,沒錯!」說著走下座位,把小石板伸到老師面前。
老師低頭一看,只見上面寫著「5050」,不禁大吃一驚。他簡直不敢相信,這樣復雜的數學題,一個8歲的孩子,用不到一分鍾的時間就算出了正確的得數。要知道,他自己算了一個多小時,算了三遍才把這道題算對的。他懷疑以前別人讓小高斯算過這道題。就問小高斯:「你是怎麼算的?」小高斯回答說:「我不是按照1、2、3的次序一個一個往上加的。是一頭一尾的兩個數相加:1+100=101,2+99=101,3+98也是101......一前一後的數相加,一共有50個101,101乘50,得到5050。」
小高斯的回答使老師感到吃驚。因為他還是第一次知道這種演算法。他驚喜的看著小高斯,好像剛認識這個穿破爛的衣服的,砌轉工人的兒子。
不久,老師專門買了一本數學書送給小高斯,鼓勵他繼續努力,還把小高斯推薦給教育局,使他得到免費教育的待遇。後來,小高斯成了世界著名的數學家。 人們為了紀念他,把他的這種計算方法稱為「高斯定理」。
阿基米德
阿基米德公元前287年出生在義大利半島南端西西里島的敘拉古。父親是位數學家兼天文學家。阿基米德從小有良好的家庭教養,11歲就被送到當時希臘文化中心的亞歷山大城去學習。在這座號稱"智慧之都"的名城裡,阿基米德博閱群書,汲取了許多的知識,並且做了歐幾里得學生埃拉托塞和卡農的門生,鑽研《幾何原本》。
後來阿基米德成為兼數學家與力學家的偉大學者,並且享有"力學之父"的美稱。其原因在於他通過大量實驗發現了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴格的證明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在數學上也有著極為光輝燦爛的成就。盡管阿基米德流傳至今的著作共只有十來部,但多數是幾何著作,這對於推動數學的發展,起著決定性的作用。
《砂粒計算》,是專講計算方法和計算理論的一本著作。阿基米德要計算充滿宇宙大球體內的砂粒數量,他運用了很奇特的想像,建立了新的量級計數法,確定了新單位,提出了表示任何大數量的模式,這與對數運算是密切相關的。
《圓的度量》,利用圓的外切與內接96邊形,求得圓周率π為:22/7 <π<223/71 ,這是數學史上最早的,明確指出誤差限度的π值。他還證明了圓面積等於以圓周長為底、半徑為高的正三角形的面積;使用的是窮舉法。
《球與圓柱》,熟練地運用窮竭法證明了球的表面積等於球大圓面積的四倍;球的體積是一個圓錐體積的四倍,這個圓錐的底等於球的大圓,高等於球的半徑。阿基米德還指出,如果等邊圓柱中有一個內切球,則圓柱的全面積和它的體積,分別為球表面積和體積的 。在這部著作中,他還提出了著名的"阿基米德公理"。
《拋物線求積法》,研究了曲線圖形求積的問題,並用窮竭法建立了這樣的結論:"任何由直線和直角圓錐體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四。"他還用力學權重方法再次驗證這個結論,使數學與力學成功地結合起來。
《論螺線》,是阿基米德對數學的出色貢獻。他明確了螺線的定義,以及對螺線的面積的計算方法。在同一著作中,阿基米德還導出幾何級數和算術級數求和的幾何方法。
《平面的平衡》,是關於力學的最早的科學論著,講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問題。
《浮體》,是流體靜力學的第一部專著,阿基米德把數學推理成功地運用於分析浮體的平衡上,並用數學公式表示浮體平衡的規律。
《論錐型體與球型體》,講的是確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉而成的錐型體體積,以及橢圓繞其長軸和短軸旋轉而成的球型體體積。
丹麥數學史家海伯格,於1906年發現了阿基米德給厄拉托塞的信及阿基米德其它一些著作的傳抄本。通過研究發現,這些信件和傳抄本中,蘊含著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨於成熟的無窮小分析領域里去,預告了微積分的誕生。
正因為他的傑出貢獻,美國的E.T.貝爾在《數學人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩們通常是牛頓和高斯。不過以他們的宏偉業績和所處的時代背景來比較,或拿他們影響當代和後世的深邃久遠來比較,還應首推阿基米德。
劉徽
劉徽(生於公元250年左右),是中國數學史上一個非常偉大的數學家,在世界數學史上,也佔有傑出的地位.他的傑作《九章算術注》和《海島算經》,是我國最寶貴的數學遺產.
《九章算術》約成書於東漢之初,共有246個問題的解法.在許多方面:如解聯立方程,分數四則運算,正負數運算,幾何圖形的體積面積計算等,都屬於世界先進之列,但因解法比較原始,缺乏必要的證明,而劉徽則對此均作了補充證明.在這些證明中,顯示了他在多方面的創造性的貢獻.他是世界上最早提出十進小數概念的人,並用十進小數來表示無理數的立方根.在代數方面,他正確地提出了正負數的概念及其加減運算的法則;改進了線性方程組的解法.在幾何方面,提出了"割圓術",即將圓周用內接或外切正多邊形窮竭的一種求圓面積和圓周長的方法.他利用割圓術科學地求出了圓周率π=3.14的結果.劉徽在割圓術中提出的"割之彌細,所失彌少,割之又割以至於不可割,則與圓合體而無所失矣",這可視為中國古代極限觀念的佳作.
《海島算經》一書中, 劉徽精心選編了九個測量問題,這些題目的創造性、復雜性和富有代表性,都在當時為西方所矚目.
劉徽思想敏捷,方法靈活,既提倡推理又主張直觀.他是我國最早明確主張用邏輯推理的方式來論證數學命題的人.
劉徽的一生是為數學刻苦探求的一生.他雖然地位低下,但人格高尚.他不是沽名釣譽的庸人,而是學而不厭的偉人,他給我們中華民族留下了寶貴的財富.
歐拉
歐拉(L.Euler,1707.4.15-1783.9.18)是瑞士數學家。生於瑞士的巴塞爾,卒於彼得堡(Petepbypt)。父親保羅·歐拉是位牧師,喜歡數學,所以歐拉從小就受到這方面的熏陶。但父親卻執意讓他攻讀神學,以便將來接他的班。幸運的是,歐拉並沒有走父親為他安排的路。父親曾在巴塞爾大學上過學,與當時著名數學家約翰·伯努利(Johann Bernoulli,1667.8.6-1748.1.1)及雅各布·伯努利(Jacob Bernoulli,1654.12.27-1705.8.16)有幾分情誼。由於這種關系,歐拉結識了約翰的兩個兒子:擅長數學的尼古拉(Nicolaus Bernoulli,1695-1726)及丹尼爾(Daniel Bernoulli,1700.2.9-1782.3.17)兄弟二人,(這二人後來都成為數學家)。他倆經常給小歐拉講生動的數學故事和有趣的數學知識。這些都使歐拉受益匪淺。1720年,由約翰保舉,才13歲的歐拉成了巴塞爾大學的學生,而且約翰精心培育著聰明伶俐的歐拉。當約翰發現課堂上的知識已滿足不了歐拉的求知慾望時,就決定每周六下午單獨給他輔導、答題和授課。約翰的心血沒有白費,在他的嚴格訓練下,歐拉終於成長起來。他17歲的時候,成為巴塞爾有史以來的第一個年輕的碩士,並成為約翰的助手。在約翰的指導下,歐拉從一開始就選擇通過解決實際問題進行數學研究的道路。1726年,19歲的歐拉由於撰寫了《論桅桿配置的船舶問題》而榮獲巴黎科學院的資金。這標志著歐拉的羽毛已豐滿,從此可以展翅飛翔。
歐拉的成長與他這段歷史是分不開的。當然,歐拉的成才還有另一個重要的因素,就是他那驚人的記憶力!,他能背誦前一百個質數的前十次冪,能背誦羅馬詩人維吉爾(Virgil)的史詩Aeneil,能背誦全部的數學公式。直至晚年,他還能復述年輕時的筆記的全部內容。高等數學的計算他可以用心算來完成。
盡管他的天賦很高,但如果沒有約翰的教育,結果也很難想像。由於約翰·伯努利以其豐富的閱歷和對數學發展狀況的深刻的了解,能給歐拉以重要的指點,使歐拉一開始就學習那些雖然難學卻十分必要的書,少走了不少彎路。這段歷史對歐拉的影響極大,以至於歐拉成為大科學家之後仍不忘記育新人,這主要體現在編寫教科書和直接培養有才化的數學工作者,其中包括後來成為大數學家的拉格朗日(J.L.Lagrange,1736.1.25-1813.4.10)。
歐拉本人雖不是教師,但他對教學的影響超過任何人。他身為世界上第一流的學者、教授,肩負著解決高深課題的重擔,但卻能無視"名流"的非議,熱心於數學的普及工作。他編寫的《無窮小分析引論》、《微分法》和《積分法》產生了深遠的影響。有的學者認為,自從1784年以後,初等微積分和高等微積分教科書基本上都抄襲歐拉的書,或者抄襲那些抄襲歐拉的書。歐拉在這方面與其它數學家如高斯(C.F.Gauss,1777.4.30-1855.2.23)、牛頓(I.Newton,1643.1.4-1727.3.31)等都不同,他們所寫的書一是數量少,二是艱澀難明,別人很難讀懂。而歐拉的文字既輕松易懂,堪稱這方面的典範。他從來不壓縮字句,總是津津有味地把他那豐富的思想和廣泛的興趣寫得有聲有色。他用德、俄、英文發表過大量的通俗文章,還編寫過大量中小學教科書。他編寫的初等代數和算術的教科書考慮細致,敘述有條有理。他用許多新的思想的敘述方法,使得這些書既嚴密又易於理解。歐拉最先把對數定義為乘方的逆運算,並且最先發現了對數是無窮多值的。他證明了任一非零實數R有無窮多個對數。歐拉使三角學成為一門系統的科學,他首先用比值來給出三角函數的定義,而在他以前是一直以線段的長作為定義的。歐拉的定義使三角學跳出只研究三角表這個圈子。歐拉對整個三角學作了分析性的研究。在這以前,每個公式僅從圖中推出,大部分以敘述表達。歐拉卻從最初幾個公式解析地推導出了全部三角公式,還獲得了許多新的公式。歐拉用a 、b 、c 表示三角形的三條邊,用A、B、C表示第個邊所對的角,從而使敘述大大地簡化。歐拉得到的著名的公式:
又把三角函數與指數函聯結起來。
在普及教育和科研中,歐拉意識到符號的簡化和規則化既有有助於學生的學習,又有助於數學的發展,所以歐拉創立了許多新的符號。如用sin 、cos 等表示三角函數,用 e 表示自然對數的底,用f(x) 表示函數,用 ∑表示求和,用 i表示虛數等。圓周率π雖然不是歐拉首創,但卻是經過歐拉的倡導才得以廣泛流行。而且,歐拉還把e 、π 、i 統一在一個令人叫絕的關系式 中。 歐拉在研究級數時引入歐拉常數C, 這是繼π 、e 之後的又一個重要的數。
希爾伯特
希爾伯特,D.(Hilbert,David,1862~1943)德國數學家,生於東普魯士哥尼斯堡(前蘇聯加里寧格勒)附近的韋勞。中學時代,希爾伯特就是一名勤奮好學的學生,對於科學特別是數學表現出濃厚的興趣,善於靈活和深刻地掌握以至應用老師講課的內容。1880年,他不顧父親讓他學法律的意願,進入哥尼斯堡大學攻讀數學。1884年獲得博士學位,後來又在這所大學里取得講師資格和升任副教授。1893年被任命為正教授,1895年,轉入格廷根大學任教授,此後一直在格廷根生活和工作,於是930年退休。在此期間,他成為柏林科學院通訊院士,並曾獲得施泰訥獎、羅巴切夫斯基獎和波約伊獎。1930年獲得瑞典科學院的米塔格-萊福勒獎,1942年成為柏林科學院榮譽院士。希爾伯特是一位正直的科學家,第一次世界大戰前夕,他拒絕在德國政府為進行欺騙宣傳而發表的《告文明世界書》上簽字。戰爭期間,他敢幹公開發表文章悼念"敵人的數學家"達布。希特勒上台後,他抵制並上書反對納粹政府排斥和迫害猶太科學家的政策。由於納粹政府的反動政策日益加劇,許多科學家被迫移居外國,曾經盛極一時的格廷根學派衰落了,希爾伯特也於1943年在孤獨中逝世。
馮·諾依曼
20世紀即將過去,21世紀就要到來.我們站在世紀之交的大門檻,回顧20世紀科學技術的輝煌發展時,不能不提及20世紀最傑出的數學家之一的馮·諾依曼.眾所周知,1946年發明的電子計算機,大大促進了科學技術的進步,大大促進了社會生活的進步.鑒於馮·諾依曼在發明電子計算機中所起到關鍵性作用,他被西方人譽為"計算機之父".
約翰·馮·諾依曼 ( John Von Nouma,1903-1957),美藉匈牙利人,1903年12月28日生於匈牙利的布達佩斯,父親是一個銀行家,家境富裕,十分注意對 孩子的教育.馮·諾依曼從小聰穎過人,興趣廣泛,讀書過目不忘.據說他6歲時就能用古 希臘語同父親閑談,一生掌握了七種語言.最擅德語,可在他用德語思考種種設想時,又能以閱讀的速度譯成英語.他對讀過的書籍和論文.能很快一句不差地將內容復述出來,而且若干年之後,仍可如此.1911年一1921年,馮·諾依曼在布達佩斯的盧瑟倫中學讀書期間,就嶄露頭角而深受老師的器重.在費克特老師的個別指導下並合作發表了第一篇數學論文,此時馮·諾依曼還不到18歲.1921年一1923年在蘇黎世大學學習.很快又在1926年以優異的成績獲得了布達佩斯大學數學博士學位,此時馮·諾依曼年僅22歲.1927年一1929年馮·諾依曼相繼在柏林大學和漢堡大學擔任數學講師。1930年接受了普林斯頓大學客座教授的職位,西渡美國.1931年成為該校終身教授.1933年轉到該校的高級研究所,成為最初六位教授之一,並在那裡工作了一生. 馮·諾依曼是普林斯頓大學、賓夕法尼亞大學、哈佛大學、伊斯坦堡大學、馬里蘭大 學、哥倫比亞大學和慕尼黑高等技術學院等校的榮譽博士.他是美國國家科學院、秘魯國立自然科學院和義大利國立林且學院等院的院土. 1954年他任美國原子能委員會委員;1951年至1953年任美國數學會主席.
1954年夏,馮·諾依曼被使現患有癌症,1957年2月8日,在華盛頓去世,終年54歲.
馮·諾依曼在數學的諸多領域都進行了開創性工作,並作出了重大貢獻.在第二次世界大戰前,他主要從事運算元理論、鼻子理論、集合論等方面的研究.1923年關於集合論中超限序數的論文,顯示了馮·諾依曼處理集合論問題所特有的方式和風格.他把集會論加以公理化,他的公理化體系奠定了公理集合論的基礎.他從公理出發,用代數方法導出了集合論中許多重要概念、基本運算、重要定理等.特別在 1925年的一篇論文中,馮·諾依曼就指出了任何一種公理化系統中都存在著無法判定的命題.
1933年,馮·諾依曼解決了希爾伯特第5問題,即證明了局部歐幾里得緊群是李群.1934年他又把緊群理論與波爾的殆周期函數理論統一起來.他還對一般拓撲群的結構有深刻的認識,弄清了它的代數結構和拓撲結構與實數是一致的. 他對其子代數進行了開創性工作,並莫定了它的理論基礎,從而建立了運算元代數這門新的數學分支.這個分支在當代的有關數學文獻中均稱為馮·諾依曼代數.這是有限維空間中矩陣代數的自然推廣. 馮·諾依曼還創立了博奕論這一現代數學的又一重要分支. 1944年發表了奠基性的重要論文《博奕論與經濟行為》.論文中包含博奕論的純粹數學形式的闡述以及對於實際博奕應用的詳細說明.文中還包含了諸如統計理論等教學思想.馮·諾依曼在格論、連續幾何、理論物理、動力學、連續介質力學、氣象計算、原子能和經濟學等領域都作過重要的工作.
馮·諾依曼對人類的最大貢獻是對計算機科學、計算機技術和數值分析的開拓性工作.
現在一般認為ENIAC機是世界第一台電子計算機,它是由美國科學家研製的,於1946年2月14日在費城開始運行.其實由湯米、費勞爾斯等英國科學家研製的"科洛薩斯"計算機比ENIAC機問世早兩年多,於1944年1月10日在布萊奇利園區開始運行.ENIAC機證明電子真空技術可以大大地提高計算技術,不過,ENIAC機本身存在兩大缺點:(1)沒有存儲器;(2)它用布線接板進行控制,甚至要搭接見天,計算速度也就被這一工作抵消了.ENIAC機研製組的莫克利和埃克特顯然是感到了這一點,他們也想盡快著手研製另一台計算機,以便改進.
馮·諾依曼由ENIAC機研製組的戈爾德斯廷中尉介紹參加ENIAC機研製小組後,便帶領這批富有創新精神的年輕科技人員,向著更高的目標進軍.1945年,他們在共同討論的基礎上,發表了一個全新的"存儲程序通用電子計算機方案"--EDVAC(Electronic Discrete Variable AutomaticCompUter的縮寫).在這過程中,馮·諾依曼顯示出他雄厚的數理基礎知識,充分發揮了他的顧問作用及探索問題和綜合分析的能力.
EDVAC方案明確奠定了新機器由五個部分組成,包括:運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設備,並描述了這五部分的職能和相互關系.EDVAC機還有兩個非常重大的改進,即:(1)採用了二進制,不但數據採用二進制,指令也採用二進制;(2建立了存儲程序,指令和數據便可一起放在存儲器里,並作同樣處理.簡化了計算機的結構,大大提高了計算機的速度.
1946年7,8月間,馮·諾依曼和戈爾德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基礎上,為普林斯頓大學高級研究所研製IAS計算機時,又提出了一個更加完善的設計報告《電子計算機邏輯設計初探》.以上兩份既有理論又有具體設計的文件,首次在全世界掀起了一股"計算機熱",它們的綜合設計思想,便是著名的"馮·諾依曼機",其中心就是有存儲程序原則--指令和數據一起存儲.這個概念被譽為'計算機發展史上的一個里程碑".它標志著電子計算機時代的真正開始,指導著以後的計算機設計.自然一切事物總是在發展著的,隨著科學技術的進步,今天人們又認識到"馮·諾依曼機"的不足,它妨礙著計算機速度的進一步提高,而提出了"非馮·諾依曼機"的設想.
馮·諾依曼還積極參與了推廣應用計算機的工作,對如何編製程序及搞數值計算都作出了傑出的貢獻. 馮·諾依曼於1937年獲美國數學會的波策獎;1947年獲美國總統的功勛獎章、美國海軍優秀公民服務獎;1956年獲美國總統的自由獎章和愛因斯坦紀念獎以及費米獎.
馮·諾依曼逝世後,未完成的手稿於1958年以《計算機與人腦》為名出版.他的主要著作收集在六卷《馮·諾依曼全集》中,1961年出版.
泰勒斯
泰勒斯(Thales,前624-前547),古希臘學者,出生在小亞細亞的米利都城的一個奴隸主貴族家庭。家庭政治地位的顯貴、經濟生活的富足,泰勒斯均不屑一顧,而是傾注全部精力從事哲學與科學的鑽研。在年輕時,他四處游學,到過金字塔之國,在那裡學會了天文觀測、幾何測量;也到過兩河流域的巴比倫,飽學了東方璀燦的文化。回到家鄉米利都後,創立了愛奧學派,後成為古希臘著名的七大學派之首。泰勒斯素有「科學之父」的美稱。
泰勒斯有名名言:「水是萬物之本源,萬物終歸於水。」他否定了神創造一切的觀點,開創了從世界本身來認識世界的正確道路。在科學上,他倡導理性,不滿足於直觀的感性的特殊的認識,崇尚抽象的理性的一般的知識。譬如,等腰三角形的兩底角相等,並不是指我們所能畫出的、個別的等腰三角形,而應該是指「所有的」等腰三角形。這就需要論證、推理,才能確保數學命題的正確性,才能使數學具有理論上的嚴密性和應用上的廣泛性。泰勒斯的積極倡導,為畢達哥拉斯創立理性的數學奠定了基礎。
泰勒斯在數學方面曾發現了不少平面幾何學的定理,諸如:「直徑平分圓周」、「三角形兩等邊對等角」、「兩條直線相交、對頂角相等」、「三角形兩角及其夾邊已知,此三角形完全確定」、「半圓所對的圓周角是直角」等,這些定理雖然簡單,而且古埃及、巴比倫人也許早已知道,但是,泰勒斯把它們整理成一般性的命題,論證了它們的嚴格性,並在實踐中廣泛應用。據說他可以利用一根標桿,測量、推算出金字塔的高度。
泰勒斯在天文學方面也曾有不同凡響的工作,據說他曾測知公元前585年5月28日的一次日全食。當時正值戰爭之際,泰勒斯向世人宣告,若不停戰,到時天神震怒!到了那天下午,兩派將士仍激戰不已,霎時間,太陽在天空中消失,星辰閃爍,大地一片漆黑。雙方將士見此景象,砍太陽神真的發怒了,要降罪於人類,於是立即罷兵休戰,從此鑄劍為犁,和睦相處。
另據傳說,泰勒斯醉心於鑽研哲學與科學,且可謂清貧守道,而遭市井嘲笑。他不以為然地說,君子愛財取之有道。他在對氣候預測的基礎上,估計來年油料作物會大豐收,於是壟斷了米利都和開奧斯兩地的所有油坊,到季節以高價出租。有了錢,科學研究可以做得更好。
這兩則傳說,如果是真實的話,那麼泰勒斯確實不愧於其墓碑上所鐫刻的頌辭:「他是一位聖賢,又是一位天文學家,在日月星辰的王國里,他頂天立地、萬古流芳。」不過,這也是一則傳說,因為泰勒斯生活的年代離我們太久遠了,沒有確切可靠的資料。
祖沖之
祖沖之(公元429~500年)祖籍是現今河北省淶源縣,他是南北朝時代的一位傑出科學家。他不僅是一位數學家,同時還通曉天文歷法、機械製造、音樂等領域,並且是一位天文學家。
祖沖之在數學方面的主要成就是關於圓周率的計算,他算出的圓周率為3.1415926<π<3.1415927,這一結果的重要意義在於指出誤差的范圍,是當時世界最傑出的成就。祖沖之確定了兩個形式的π值,約率355/173(≈3.1415926)密率22/7(≈3.14),這兩個數都是π的漸近分數。
歐幾里得
歐幾里得,(約公元前330-275年),古希臘數學家。其著作《幾何原本》聞名於世。歐幾里得將公元前七世紀以來希臘幾何積累起來的既豐富又紛紜的龐雜結果整理在一個嚴密統一的體系中,從原始定義開始,列出5條公設,通過邏輯推理,演繹出一系列定理和推論,從而建立了被稱為歐幾里得幾何學的第一個公理化數學體系。
據資料記載,有統治者問他學幾何有無簡捷的方法,他回答:「在幾何里,沒有來為國王鋪設的大道」。這句話後來成了傳誦於古的學習箴言。他的著作除《幾何原本》外,還有不少,可惜大都失傳,《已知數》、《圓形的分割》是保存下來的著作。
⑽ 未來的機器人會做什麼
本人覺得前景非常的光明.首先,智能的家電首先已經出現在國內國外各大商場了,所以這是作為一個碩士生來說還是比較不錯的話題的.
另外,如果你是寫論文的話還是寫寫比較超前的話題,例如,將來的智能機器人(製造業中應用於電子業,如電子板,電容,各種晶元等等)如果是想將來有這樣的發展的話,還是學一學關於電子類的智能體,單片機就不錯.
智能機器人資料
機器人現在已被廣泛地用於生產和生活的許多領域,按其擁有智能的水平可以分為三個層次.
一是工業機器人,它只能死板地按照人給它規定的程序工作,不管外界條件有何變化,自己都不能對程序也就是對所做的工作作相應的調整.如果要改變機器人所做的工作,必須由人對程序作相應的改變,因此它是毫無智能的.
二是初級智能機器人.它和工業機器人不一樣,具有象人那樣的感受,識別,推理和判斷能力.可以根據外界條件的變化,在一定范圍內自行修改程序,也就是它能適應外界條件變化對自己怎樣作相應調整.不過,修改程序的原則由人預先給以規定.這種初級智能機器人已擁有一定的智能,雖然還沒有自動規劃能力,但這種初級智能機器人也開始走向成熟,達到實用水平.
三是高級智能機器人.它和初級智能機器人一樣,具有感覺,識別,推理和判斷能力,同樣可以根據外界條件的變化,在一定范圍內自行修改程序.所不同的是,修改程序的原則不是由人規定的,面是機器人自己通過學習,總結經驗來獲得修改程序的原則.所以它的智能高出初能智能機器人.這種機器人已擁有一定的自動規劃能力,能夠自己安排自己的工作.這種機器人可以不要人的照料,完全獨立的工作,故稱為高級自律機器人.這種機器人也開始走向實用.
智能機器人
我們從廣泛意義上理解所謂的智能機器人,它給人的最深刻的印象是一個獨特的進行自我控制的「活物」。其實,這個自控「活物」的主要器官並沒有像真正的人那樣微妙而復雜。
智能機器人具備形形色色的內部信息感測器和外部信息感測器,如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺。除具有感受器外,它還有效應器,作為作用於周圍環境的手段。這就是筋肉,或稱自整步電動機,它們使手、腳、長鼻子、觸角等動起來。
智能機器人之所以叫智能機器人,這是因為它有相當發達的「大腦」。在腦中起作用的是中央計算機,這種計算機跟操作它的人有直接的聯系。最主要的是,這樣的計算機可以進行按目的安排的動作。正因為這樣,我們才說這種機器人才是真正的機器人,盡管它們的外表可能有所不同。
我們稱這種機器人為自控機器人,以便使它同前面談到的機器人區分開來。它是控制論產生的結果,控制論主張這樣的事實:生命和非生命有目的的行為在很多方面是一致的。正像一個智能機器人製造者所說的,機器人是一種系統的功能描述,這種系統過去只能從生命細胞生長的結果中得到,現在它們已經成了我們自己能夠製造的東西了。
智能機器人能夠理解人類語言,用人類語言同操作者對話,在它自身的「意識」中單獨形成了一種使它得以「生存」的外界環境——實際情況的詳盡模式。它能分析出現的情況,能調整自己的動作以達到操作者所提出的全部要求,能擬定所希望的動作,並在信息不充分的情況下和環境迅速變化的條件下完成這些動作。當然,要它和我們人類思維一模一樣,這是不可能辦到的。不過,仍然有人試圖建立計算機能夠理解的某種「微觀世界」。比如維諾格勒在麻省理工學院人工智慧實驗室里製作的機器人。這個機器試圖完全學會玩積木:積木的排列、移動和幾何圖案結構,達到一個小孩子的程度。這個機器人能獨自行走和拿起一定的物品,能「看到」東西並分析看到的東西,能服從指令並用人類語言回答問題。更重要的是它具有「理解」能力。為此,有人曾經在一次人工智慧學術會議上說過,不到十年,我們把電子計算機的智力提高了10倍;如維諾格勒所指出的,計算機具有明顯的人工智慧成分。
不過,盡管機器人人工智慧取得了顯著的成績,控制論專家們認為它可以具備的智能水平的極限並未達到。問題不光在於計算機的運算速度不夠和感覺感測器種類少,而且在於其他方面,如缺乏編制機器人理智行為程序的設計思想。你想,現在甚至連人在解決最普通的問題時的思維過程都沒有破譯,人類的智能會如何呢——這種認識過程進展十分緩慢,又怎能掌握規律讓計算機「思維」速度快點呢?因此,沒有認識人類自己這個問題成了機器人發展道路上的絆腳石。製造「生活」在具有不固定性環境中的智能機器人這一課題,近年來使人們對發生在生物系統、動物和人類大腦中的認識和自我認識過程進行了深刻研究。結果就出現了等級自適應系統說,這種學說正在有效地發展著。作為組織智能機器人進行符合目的的行為的理論基礎,我們的大腦是怎樣控制我們的身體呢?純粹從機械學觀點來粗略估算,我們的身體也具有兩百多個自由度。當我們在進行寫字、走路、跑步、游泳、彈鋼琴這些復雜動作的時候,大腦究竟是怎樣對每一塊肌肉發號施令的呢?大腦怎麼能在最短的時間內處理完這么多的信息呢?我們的大腦根本沒有參與這些活動。大腦——我們的中心信息處理機「不屑於」去管這個。它根本不去監督我們身體的各個運動部位,動作的詳細設計是在比大腦皮層低得多的水平上進行的。這很像用高級語言進行程序設計一樣,只要指出「間隔為一的從1~20的一組數字」,機器人自己會將這組指令輸入詳細規定的操作系統。最明顯的就是,「一接觸到熱的物體就把手縮回來」這類最明顯的指令甚至在大腦還沒有意識到的時候就已經發出了。
把一個大任務在幾個皮層之間進行分配,這比控制器官給構成系統的每個要素規定必要動作的嚴格集中的分配合算、經濟、有效。在解決重大問題的時候,這樣集中化的大腦就會顯得過於復雜,不僅腦顱,甚至連人的整個身體都容納不下。在完成這樣或那樣的一些復雜動作時,我們通常將其分解成一系列的普遍的小動作 (如起來、坐下、邁右腳、邁左腳)。教給小孩各種各樣的動作可歸結為在小孩的「存儲器」中形成並鞏固相應的小動作。同樣的道理,知覺過程也是如此組織起來的。感性形象——這是聽覺、視覺或觸覺脈沖的固定序列或組合 (馬、人),或者是序列和組合二者兼而有之。
學習能力是復雜生物系統中組織控制的另一個普遍原則,是對先前並不知道、在相當廣泛范圍內發生變化的生活環境的適應能力。這種適應能力不僅是整個機體所固有的,而且是機體的單個器官、甚至功能所固有的,這種能力在同一個問題應該解決多次的情況下是不可替代的。可見,適應能力這種現象,在整個生物界的合乎目的的行為中起著極其重要的作用。本世紀初,動物學家桑戴克進行了下面的動物試驗。先設計一個帶有三個小平台的T形迷宮,試驗動物位於字母T底點上的小平台上,誘餌位於字母T橫梁兩頭的小平台上。這個動物只可能做出以下兩種選擇,即跑到岔口後,它可以轉向左邊或右邊的小平台。但是,在通向誘餌的路上埋伏著使它不愉快的東西:走廊兩側裝著電極,電壓以某種固定頻率輸進這些電極之中,於是跑著經過這些電極的動物便受到疼痛的刺激——外界發出懲罰信號。而另一邊平台上等著動物的誘餌則是外界獎勵的信號。實驗中,如果一邊走廊的刺激概率大大超過另一走廊中的刺激概率,那麼,動物自然會適應外界情況:反復跑幾次以後,動物朝刺激概率低、痛苦少的那邊走廊跑去。桑戴克作試驗最多的是老鼠。如老鼠就更快地選擇比較安全的路線,並且在懲罰相差不大的情況下自信地選擇一條比較安全的路線,其它作試驗的動物是帶著不同程度的自適應性來體現這一點的,不過,這種能力是參加試驗的各種動物都具有的。
控制機器人的問題在於模擬動物運動和人的適應能力。建立機器人控制的等級——首先是在機器人的各個等級水平上和子系統之間實行知覺功能、信息處理功能和控制功能的分配。第三代機器人具有大規模處理能力,在這種情況下信息的處理和控制的完全統一演算法,實際上是低效的,甚至是不中用的。所以,等級自適應結構的出現首先是為了提高機器人控制的質量,也就是降低不定性水平,增加動作的快速性。為了發揮各個等級和子系統的作用,必須使信息量大大減少。因此演算法的各司其職使人們可以在不定性大大減少的情況下來完成任務。
總之,智能的發達是第三代機器人的一個重要特徵。人們根據機器人的智力水平決定其所屬的機器人代別。有的人甚至依此將機器人分為以下幾類:受控機器人——「零代」機器人,不具備任何智力性能,是由人來掌握操縱的機械手;可以訓練的機器人——第一代機器人,擁有存儲器,由人操作,動作的計劃和程序由人指定,它只是記住 (接受訓練的能力)和再現出來;感覺機器人——機器人記住人安排的計劃後,再依據外界這樣或那樣的數據 (反饋)算出動作的具體程序;智能機器人——人指定目標後,機器人獨自編制操作計劃,依據實際情況確定動作程序,然後把動作變為操作機構的運動。因此,它有廣泛的感覺系統、智能、模擬裝置(周圍情況及自身——機器人的意識和自我意識)。
怎樣變聰明的
人工智慧專家指出:計算機不僅應該去做人類指定它做的事,還應該獨自以最佳方式去解決許多事情。比如說,核算電費或從事銀行業務的普通計算機的全部程序就是准確無誤地完成指令表,而某些科研中心的計算機卻會「思考」問題。前者運轉迅速,但絕無智能;後者儲存了比較復雜的程序,計算機里塞滿了信息,能模仿人類的許多能力 (在某些情況下甚至超過我們人的能力)。
為了研究這個問題,許多科學家都曾耗盡了自己一生的心血。如第二次世界大戰期間,英國數學家圖靈發明了一種機器,這種機器成了現代機器人的鼻祖。這是一種破譯敵方通訊的系統。後來,圖靈用整個一生去幻想製造出一種會學習、有智能的機器。而在1945年10月的普林斯頓,另一位著名的數字家馮·奈曼卻設計了一個被稱為「人工大腦」的東西。他和自己的學生都是心理學和神經學的狂熱迷戀者,為了製造人類行為的數學模擬機,他們遭受了多次失敗,最後失去了製造「人工智慧」可能性的信心。早期的計算裝置過於笨重,部件尺寸太大,使得馮·奈曼無法解決如何用這些部件來代替極小極小的神經細胞這樣一個難題,因為當時人類的大腦被看作是某種相互聯系的神經元編織成的東西,所以就可以把它想像成某種計算裝置,其中循環的不是能量,而是信息。科學家們想到,如果接受這樣的對比的話,為什麼不能發明出一種使信息通過以後產生智能的系統呢?
於是他們提出了人工思維的各種理論。比如,物理學家馬克便提出了企圖使機器人用二進位或二進位邏輯元件進行思維的方法。這個方法被大家認為是非常簡便的方法。1956年科學家們召開了第一屆大型研討會,許多專家學者主張採用「人工智慧」這個術語作為研究對象的名稱。兩位不出名的研究者——內維爾和西蒙提出了不同凡響的設想。他們研究了兩個人藉助於信號裝置和按鈕系統進行交際的方式。這個系統要把這兩個人的行為分解為一系列簡單動作和邏輯動作。因為在這兩個研究者的工作地點裝有兩台大型計算機,所以他們倆常把自己的試驗從腳到頭倒著進行消遣取樂:把簡單的邏輯規則輸入計算機,使它養成進行復雜推理的能力。這真是一個天才的想法;計算機程序不僅進行工作,而且靠它幫助,發現了一個新定理,這個定理證明完全出乎意料之外,而且比以前所有的證明還要優美得多。內維爾和西蒙發現了一個奠定性的原則,即賦予機器人智能用不著非得弄懂人類大腦不可。需要研究的不是我們的大腦是怎樣工作,而是它做些什麼;需要分析人的行為,研究人的行為獲得知識的過程,而不需要探究神經元網路的理論。簡單地講,應著重的是心理學,而不是生理學。
從此,研究者便開始沿著上述方向前進了。不過,他們還一直在爭論這樣的問題:用什麼方式使計算機「思維」。
有一派研究者以邏輯學為研究點,試圖把推理過程分為一系列的邏輯判斷。計算機從一個判斷進到另一個判斷,得出合乎邏輯的結論。象眾所周知的三段論一樣:「所有的動物都會死掉;小刺唱是動物,因此,小刺猖也會死掉。」計算機能否獲得幼童一樣的智力水平呢?關於這個問題,科學家們有兩種相反的見解。伯克利的哲學教師德賴弗斯帶頭激烈反對「人工智慧派」。他說人工智慧派的理論是煉金術。他認為,任何時候也無法將人的思維進行程序設計,因為有一個最簡單不過的道理:人是連同自己的肉體一起來認識世界的,人不僅僅由智能構成。