美國斯坦福大學生殖中心貝爾教授
⑴ 人工智慧的發展,主要經歷哪幾個階段
1 孕育階段
這個階段主要是指1956年以前。自古以來,人們就一直試圖用各種機器來代替人的部分腦力勞動,以提高人們征服自然的能力,其中對人工智慧的產生、發展有重大影響的主要研究成果包括:
早在公元前384-公元前322年,偉大的哲學家亞里士多德(Aristotle)就在他的名著《工具論》中提出了形式邏輯的一些主要定律,他提出的三段論至今仍是演繹推理的基本依據。
英國哲學家培根(F. Bacon)曾系統地提出了歸納法,還提出了「知識就是力量」的警句。這對於研究人類的思維過程,以及自20世紀70年代人工智慧轉向以知識為中心的研究都產生了重要影響。
德國數學家和哲學家萊布尼茨(G. W. Leibniz)提出了萬能符號和推理計算的思想,他認為可以建立一種通用的符號語言以及在此符號語言上進行推理的演算。這一思想不僅為數理邏輯的產生和發展奠定了基礎,而且是現代機器思維設計思想的萌芽。
英國邏輯學家布爾(C. Boole)致力於使思維規律形式化和實現機械化,並創立了布爾代數。他在《思維法則》一書中首次用符號語言描述了思維活動的基本推理法則。
英國數學家圖靈(A. M. Turing)在1936年提出了一種理想計算機的數學模型,即圖靈機,為後來電子數字計算機的問世奠定了理論基礎。
美國神經生理學家麥克洛奇(W. McCulloch)與匹茲(W. Pitts)在1943年建成了第一個神經網路模型(M-P模型),開創了微觀人工智慧的研究領域,為後來人工神經網路的研究奠定了基礎。
美國愛荷華州立大學的阿塔納索夫(Atanasoff)教授和他的研究生貝瑞(Berry)在1937年至1941年間開發的世界上第一台電子計算機「阿塔納索夫-貝瑞計算機(Atanasoff-Berry Computer,ABC)」為人工智慧的研究奠定了物質基礎。需要說明的是:世界上第一台計算機不是許多書上所說的由美國的莫克利和埃柯特在1946年發明。這是美國歷史上一樁著名的公案。
由上面的發展過程可以看出,人工智慧的產生和發展絕不是偶然的,它是科學技術發展的必然產物。
2 形成階段
這個階段主要是指1956-1969年。1956年夏季,由當時達特茅斯大學的年輕數學助教、現任斯坦福大學教授麥卡錫(J. MeCarthy)聯合哈佛大學年輕數學和神經學家、麻省理工學院教授明斯基(M. L. Minsky),IBM公司信息研究中心負責人洛切斯特(N. Rochester),貝爾實驗室信息部數學研究員香農(C. E. Shannon)共同發起,邀請普林斯頓大學的莫爾(T.Moore)和IBM公司的塞繆爾(A. L. Samuel)、麻省理工學院的塞爾夫里奇(O. Selfridge)和索羅莫夫(R. Solomonff)以及蘭德(RAND)公司和卡內基梅隆大學的紐厄爾(A. Newell)、西蒙(H. A. Simon)等在美國達特茅斯大學召開了一次為時兩個月的學術研討會,討論關於機器智能的問題。會上經麥卡錫提議正式採用了「人工智慧」這一術語。麥卡錫因而被稱為人工智慧之父。這是一次具有歷史意義的重要會議,它標志著人工智慧作為一門新興學科正式誕生了。此後,美國形成了多個人工智慧研究組織,如紐厄爾和西蒙的Carnegie-RAND協作組,明斯基和麥卡錫的MIT研究組,塞繆爾的IBM工程研究組等。
自這次會議之後的10多年間,人工智慧的研究在機器學習、定理證明、模式識別、問題求解、專家系統及人工智慧語言等方面都取得了許多引人注目的成就,例如:
在機器學習方面,1957年Rosenblatt研製成功了感知機。這是一種將神經元用於識別的系統,它的學習功能引起了廣泛的興趣,推動了連接機制的研究,但人們很快發現了感知機的局限性。
在定理證明方面,美籍華人數理邏輯學家王浩於1958年在IBM-704機器上用3~5min證明了《數學原理》中有關命題演算的全部定理(220條),並且還證明了謂詞演算中150條定理的85%,1965年魯賓遜(J. A. Robinson)提出了歸結原理,為定理的機器證明作出了突破性的貢獻。
在模式識別方面,1959年塞爾夫里奇推出了一個模式識別程序,1965年羅伯特(Roberts)編制出了可分辨積木構造的程序。
在問題求解方面,1960年紐厄爾等人通過心理學試驗總結出了人們求解問題的思維規律,編制了通用問題求解程序(General Problem Solver,GPS),可以用來求解11種不同類型的問題。
在專家系統方面,美國斯坦福大學的費根鮑姆(E. A. Feigenbaum)領導的研究小組自1965年開始專家系統DENDRAL的研究,1968年完成並投入使用。該專家系統能根據質譜儀的實驗,通過分析推理決定化合物的分子結構,其分析能力已接近甚至超過有關化學專家的水平,在美、英等國得到了實際的應用。該專家系統的研製成功不僅為人們提供了一個實用的專家系統,而且對知識表示、存儲、獲取、推理及利用等技術是一次非常有益的探索,為以後專家系統的建造樹立了榜樣,對人工智慧的發展產生了深刻的影響,其意義遠遠超過了系統本身在實用上所創造的價值。
在人工智慧語言方面,1960年麥卡錫研製出了人工智慧語言(List Processing,LISP),成為建造專家系統的重要工具。
1969年成立的國際人工智慧聯合會議(International Joint Conferences On Artificial Intelligence,IJCAI)是人工智慧發展史上一個重要的里程碑,它標志著人工智慧這門新興學科已經得到了世界的肯定和認可。1970年創刊的國際性人工智慧雜志《Artificial Intelligence》對推動人工智慧的發展,促進研究者們的交流起到了重要的作用。
3 發展階段
這個階段主要是指1970年以後。進入20世紀70年代,許多國家都開展了人工智慧的研究,涌現了大量的研究成果。例如,1972年法國馬賽大學的科麥瑞爾(A. Comerauer)提出並實現了邏輯程序設計語言PROLOG;斯坦福大學的肖特利夫(E. H. Shorliffe)等人從1972年開始研製用於診斷和治療感染性疾病的專家系統MYCIN。
但是,和其他新興學科的發展一樣,人工智慧的發展道路也不是平坦的。例如,機器翻譯的研究沒有像人們最初想像的那麼容易。當時人們總以為只要一部雙向詞典及一些詞法知識就可以實現兩種語言文字間的互譯。後來發現機器翻譯遠非這么簡單。實際上,由機器翻譯出來的文字有時會出現十分荒謬的錯誤。例如,當把「眼不見,心不煩」的英語句子「Out of sight,out of mind」。翻譯成俄語變成「又瞎又瘋」;當把「心有餘而力不足」的英語句子「The spirit is willing but the flesh is weak」翻譯成俄語,然後再翻譯回來時竟變成了「The wine is good but the meat is spoiled」,即「酒是好的,但肉變質了」;當把「光陰似箭」的英語句子「Time flies like an arrow」翻譯成日語,然後再翻譯回來的時候,竟變成了「蒼蠅喜歡箭」。由於機器翻譯出現的這些問題,1960年美國政府顧問委員會的一份報告裁定:「還不存在通用的科學文本機器翻譯,也沒有很近的實現前景。」因此,英國、美國當時中斷了對大部分機器翻譯項目的資助。在其他方面,如問題求解、神經網路、機器學習等,也都遇到了困難,使人工智慧的研究一時陷入了困境。
人工智慧研究的先驅者們認真反思,總結前一段研究的經驗和教訓。1977年費根鮑姆在第五屆國際人工智慧聯合會議上提出了「知識工程」的概念,對以知識為基礎的智能系統的研究與建造起到了重要的作用。大多數人接受了費根鮑姆關於以知識為中心展開人工智慧研究的觀點。從此,人工智慧的研究又迎來了蓬勃發展的以知識為中心的新時期。
這個時期中,專家系統的研究在多種領域中取得了重大突破,各種不同功能、不同類型的專家系統如雨後春筍般地建立起來,產生了巨大的經濟效益及社會效益。例如,地礦勘探專家系統PROSPECTOR擁有15種礦藏知識,能根據岩石標本及地質勘探數據對礦藏資源進行估計和預測,能對礦床分布、儲藏量、品位及開采價值進行推斷,制定合理的開采方案。應用該系統成功地找到了超億美元的鉬礦。專家系統MYCIN能識別51種病菌,正確地處理23種抗菌素,可協助醫生診斷、治療細菌感染性血液病,為患者提供最佳處方。該系統成功地處理了數百個病例,並通過了嚴格的測試,顯示出了較高的醫療水平。美國DEC公司的專家系統XCON能根據用戶要求確定計算機的配置。由專家做這項工作一般需要3小時,而該系統只需要0.5分鍾,速度提高了360倍。DEC公司還建立了另外一些專家系統,由此產生的凈收益每年超過4000萬美元。信用卡認證輔助決策專家系統American Express能夠防止不應有的損失,據說每年可節省2700萬美元左右。
專家系統的成功,使人們越來越清楚地認識到知識是智能的基礎,對人工智慧的研究必須以知識為中心來進行。對知識的表示、利用及獲取等的研究取得了較大的進展,特別是對不確定性知識的表示與推理取得了突破,建立了主觀Bayes理論、確定性理論、證據理論等,對人工智慧中模式識別、自然語言理解等領域的發展提供了支持,解決了許多理論及技術上的問題。
人工智慧在博弈中的成功應用也舉世矚目。人們對博弈的研究一直抱有極大的興趣,早在1956年人工智慧剛剛作為一門學科問世時,塞繆爾就研製出了跳棋程序。這個程序能從棋譜中學習,也能從下棋實踐中提高棋藝。1959年它擊敗了塞繆爾本人,1962年又擊敗了一個州的冠軍。1991年8月在悉尼舉行的第12屆國際人工智慧聯合會議上,IBM公司研製的「深思」(Deep Thought)計算機系統就與澳大利亞象棋冠軍約翰森(D. Johansen)舉行了一場人機對抗賽,結果以1:1平局告終。1957年西蒙曾預測10年內計算機可以擊敗人類的世界冠軍。雖然在10年內沒有實現,但40年後深藍計算機擊敗國際象棋棋王卡斯帕羅夫(Kasparov),僅僅比預測遲了30年。
1996年2月10日至17日,為了紀念世界上第一台電子計算機誕生50周年,美國IBM公司出巨資邀請國際象棋棋王卡斯帕羅夫與IBM公司的深藍計算機系統進行了六局的「人機大戰」。這場比賽被人們稱為「人腦與電腦的世界決戰」。參賽的雙方分別代表了人腦和電腦的世界最高水平。當時的深藍是一台運算速度達每秒1億次的超級計算機。第一盤,深藍就給卡斯帕羅夫一個下馬威,贏了這位世界冠軍,給世界棋壇以極大的震動。但卡斯帕羅夫總結經驗,穩扎穩打,在剩下的五盤中贏三盤,平兩盤,最後以總比分4:2獲勝。一年後,即1997年5月3日至11日,深藍再次挑戰卡斯帕羅夫。這時,深藍是一台擁有32個處理器和強大並行計算能力的RS/6000SP/2的超級計算機,運算速度達每秒2億次。計算機里存儲了百餘年來世界頂尖棋手的棋局,5月3日棋王卡斯帕羅夫首戰擊敗深藍,5月4日深藍扳回一盤,之後雙方戰平三局。雙方的決勝局於5月11日拉開了帷幕,卡斯帕羅夫在這盤比賽中僅僅走了19步便放棄了抵抗,比賽用時只有1小時多一點。這樣,深藍最終以3.5:2.5的總比分贏得這場舉世矚目的「人機大戰」的勝利。深藍的勝利表明了人工智慧所達到的成就。盡管它的棋路還遠非真正地對人類思維方式的模擬,但它已經向世人說明,電腦能夠以人類遠遠不能企及的速度和准確性,實現屬於人類思維的大量任務。深藍精湛的殘局戰略使觀戰的國際象棋專家們大為驚訝。卡斯帕羅夫也表示:「這場比賽中有許多新的發現,其中之一就是計算機有時也可以走出人性化的棋步。在一定程度上,我不能不贊揚這台機器,因為它對盤勢因素有著深刻的理解,我認為這是一項傑出的科學成就。」因為這場勝利,IBM的股票升值為180億美元。
4 人工智慧的學派
根據前面的論述,我們知道要理解人工智慧就要研究如何在一般的意義上定義知識,可惜的是,准確定義知識也是個十分復雜的事情。嚴格來說,人們最早使用的知識定義是柏拉圖在《泰阿泰德篇》中給出的,即「被證實的、真的和被相信的陳述」(Justified true belief,簡稱JTB條件)。
然而,這個延續了兩千多年的定義在1963年被哲學家蓋梯爾否定了。蓋梯爾提出了一個著名的悖論(簡稱「蓋梯爾悖論」)。該悖論說明柏拉圖給出的知識定文存在嚴重缺陷。雖然後來人們給出了很多知識的替代定義,但直到現在仍然沒有定論。
但關於知識,至少有一點是明確的,那就是知識的基本單位是概念。精通掌握任何一門知識,必須從這門知識的基本概念開始學習。而知識自身也是一個概念。因此,如何定義一個概念,對於人工智慧具有非常重要的意義。給出一個定義看似簡單,實際上是非常難的,因為經常會涉及自指的性質(自指:詞性的轉化——由謂詞性轉化為體詞性,語義則保持不變)。一旦涉及自指,就會出現非常多的問題,很多的語義悖論都出於概念自指。
自指與轉指這一對概念最早出自朱德熙先生的《自指與轉指》(《方言》1983年第一期,《朱德熙文集》第三卷)。陸儉明先生在《八十年代中國語法研究》中(第98頁)說:「自指和轉指的區別在於,自指單純是詞性的轉化-由謂詞性轉化為體詞性,語義則保持不變;轉指則不僅詞性轉化,語義也發生變化,尤指行為動作或性質本身轉化為指與行為動作或性質相關的事物。」
舉例:
①教書的來了(「教書的」是轉指,轉指教書的「人」);教書的時候要認真(「教書的」語義沒變,是自指)。
②Unplug一詞的原意為「不使用(電源)插座」,是自指;常用來轉指為不使用電子樂器的唱歌。
③colored在表示having colour(著色)時是自指。colored在表示有色人種時,就是轉指。
④rich,富有的,是自指。the rich,富人,是轉指。
知識本身也是一個概念。據此,人工智慧的問題就變成了如下三個問題:一、如何定義(或者表示)一個概念、如何學習一個概念、如何應用一個概念。因此對概念進行深人研究就非常必要了。
那麼,如何定義一個概念呢?簡單起見,這里先討論最為簡單的經典概念。經典概念的定義由三部分組成:第一部分是概念的符號表示,即概念的名稱,說明這個概念叫什麼,簡稱概念名;第二部分是概念的內涵表示,由命題來表示,命題就是能判斷真假的陳述句。第三部分是概念的外延表示,由經典集合來表示,用來說明與概念對應的實際對象是哪些。
舉一個常見經典概念的例子——素數(prime number),其內涵表示是一個命題,即只能夠被1和自身整除的自然數。
概念有什麼作用呢?或者說概念定義的各個組成部分有什麼作用呢?經典概念定義的三部分各有作用,且彼此不能互相代替。具體來說,概念有三個作用或功能,要掌握一個概念,必須清楚其三個功能。
第一個功能是概念的指物功能,即指向客觀世界的對象,表示客觀世界的對象的可觀測性。對象的可觀測性是指對象對於人或者儀器的知覺感知特性,不依賴於人的主觀感受。舉一個《阿Q正傳》里的例子:那趙家的狗,何以看我兩眼呢?句子中「趙家的狗」應該是指現實世界當中的一條真正的狗。但概念的指物功能有時不一定能夠實現,有些概念其設想存在的對象在現實世界並不存在,例如「鬼」。
第二個功能是指心功能,即指向人心智世界裡的對象,代表心智世界裡的對象表示。魯迅有一篇著名的文章《論喪家的資本家的乏走狗》,顯然,這個「狗」不是現實世界的狗,只是他心智世界中的狗,即心裡的狗(在客觀世界,梁實秋先生顯然無論如何不是狗)。概念的指心功能一定存在。如果對於某一個人,一個概念的指心功能沒有實現,則該詞對於該人不可見,簡單地說,該人不理解該概念。
最後一個功能是指名功能,即指向認知世界或者符號世界表示對象的符號名稱,這些符號名稱組成各種語言。最著名的例子是喬姆斯基的「colorless green ideas sleep furiously」,這句話翻譯過來是「無色的綠色思想在狂怒地休息」。這句話沒有什麼意思,但是完全符合語法,純粹是在語義符號世界裡,即僅僅指向符號世界而已。當然也有另外,「鴛鴦兩字怎生書」指的就是「鴛鴦」這兩個字組成的名字。一般情形下,概念的指名功能依賴於不同的語言系統或者符號系統,由人類所創造,屬於認知世界。同一個概念在不同的符號系統里,概念名不一定相同,如漢語稱「雨」,英語稱「rain」。
根據波普爾的三個世界理論,認知世界、物理世界與心理世界雖然相關,但各不相同。因此,一個概念的三個功能雖然彼此相關,也各不相同。更重要的是,人類文明發展至今,這三個功能不斷發展,彼此都越來越復雜,但概念的三個功能並沒有改變。
在現實生活中,如果你要了解一個概念,就需要知道這個概念的三個功能:要知道概念的名字,也要知道概念所指的對象(可能是物理世界)。更要在自己的心智世界裡具有該概念的形象(或者圖像)。如果只有一個,那是不行的。
知道了概念的三個功能之後,就可以理解人工智慧的三個學派以及各學派之間的關系。
人工智慧也是一個概念,而要使一個概念成為現實,自然要實現概念的三個功能。人工智慧的三個學派關注於如何才能讓機器具有人工智慧,並根據概念的不同功能給出了不同的研究路線。專注於實現AI指名功能的人工智慧學派成為符號主義,專注於實現AI指心功能的人工智慧學派稱為連接主義,專注於實現AI指物功能的人工智慧學派成為行為主義。
1. 符號主義
符號主義的代表人物是Simon與Newell,他們提出了物理符號系統假設,即只要在符號計算上實現了相應的功能,那麼在現實世界就實現了對應的功能,這是智能的充分必要條件。因此,符號主義認為,只要在機器上是正確的,現實世界就是正確的。說得更通俗一點,指名對了,指物自然正確。
在哲學上,關於物理符號系統假設也有一個著名的思想實驗——本章1.1.3節中提到的圖靈測試。圖靈測試要解決的問題就是如何判斷一台機器是否具有智能。
圖靈測試將智能的表現完全限定在指名功能里。但馬少平教授的故事已經說明,只在指名功能里實現了概念的功能,並不能說明一定實現了概念的指物功能。實際上,根據指名與指物的不同,哲學家約翰·塞爾勒專門設計了一個思想實驗用來批判圖靈測試,這就是著名的中文屋實驗。
中文屋實驗明確說明,即使符號主義成功了,這全是符號的計算跟現實世界也不一定搭界,即完全實現指名功能也不見得具有智能。這是哲學上對符號主義的一個正式批評,明確指出了按照符號主義實現的人工智慧不等同於人的智能。
雖然如此,符號主義在人工智慧研究中依然扮演了重要角色,其早期工作的主要成就體現在機器證明和知識表示上。在機器證明方面,早期Simon與Newell做出了重要的貢獻,王浩、吳文俊等華人也得出了很重要的結果。機器證明以後,符號主義最重要的成就是專家系統和知識工程,最著名的學者就是Feigenbaum。如果認為沿著這條路就可以實現全部智能,顯然存在問題。日本第五代智能機就是沿著知識工程這條路走的,其後來的失敗在現在看來是完全合乎邏輯的。
實現符號主義面臨的觀實挑成主要有三個。第一個是概念的組合爆炸問題。每個人掌握的基本概念大約有5萬個,其形成的組合概念卻是無窮的。因為常識難以窮盡,推理步驟可以無窮。第二個是命題的組合悖論問題。兩個都是合理的命題,合起來就變成了沒法判斷真假的句子了,比如著名的柯里悖論(Curry』s Paradox)(1942)。第三個也是最難的問題,即經典概念在實際生活當中是很難得到的,知識也難以提取。上述三個問題成了符號主義發展的瓶頸。
2. 連接主義
連接主義認為大腦是一切智能的基礎,主要關注於大腦神經元及其連接機制,試圖發現大腦的結構及其處理信息的機制、揭示人類智能的本質機理,進而在機器上實現相應的模擬。前面已經指出知識是智能的基礎,而概念是知識的基本單元,因此連接主義實際上主要關注於概念的心智表示以及如何在計算機上實現其心智表示,這對應著概念的指心功能。2016年發表在Nature上的一篇學術論文揭示了大腦語義地圖的存在性,文章指出概念都可以在每個腦區找到對應的表示區,確確實實概念的心智表示是存在的。因此,連接主義也有其堅實的物理基礎。
連接主義學派的早期代表人物有麥克洛克、皮茨、霍普菲爾德等。按照這條路,連接主義認為可以實現完全的人工智慧。對此,哲學家普特南設計了著名的「缸中之腦實驗」,可以看作是對連接主義的一個哲學批判。
缸中之腦實驗描述如下:一個人(可以假設是你自己)被邪惡科學家進行了手術,腦被切下來並放在存有營養液的缸中。腦的神經末梢被連接在計算機上,同時計算機按照程序向腦傳遞信息。對於這個人來說,人、物體、天空都存在,神經感覺等都可以輸入,這個大腦還可以被輸入、截取記憶,比如截取掉大腦手術的記憶,然後輸入他可能經歷的各種環境、日常生活,甚至可以被輸入代碼,「感覺」到自己正在閱讀這一段有趣而荒唐的文字。
缸中之腦實驗說明即使連接主義實現了,指心沒有問題,但指物依然存在嚴重問題。因此,連接主義實現的人工智慧也不等同於人的智能。
盡管如此,連接主義仍是目前最為大眾所知的一條AI實現路線。在圍棋上,採用了深度學習技術的AlphaGo戰勝了李世石,之後又戰勝了柯潔。在機器翻譯上,深度學習技術已經超過了人的翻譯水平。在語音識別和圖像識別上,深度學習也已經達到了實用水準。客觀地說,深度學習的研究成就已經取得了工業級的進展。
但是,這並不意味著連接主義就可以實現人的智能。更重要的是,即使要實現完全的連接主義,也面臨極大的挑戰。到現在為止,人們並不清楚人腦表示概念的機制,也不清楚人腦中概念的具體表示形式表示方式和組合方式等。現在的神經網路與深度學習實際上與人腦的真正機制距離尚遠。
3. 行為主義
行為主義假設智能取決於感知和行動,不需要知識、表示和推理,只需要將智能行為表現出來就好,即只要能實現指物功能就可以認為具有智能了。這一學派的早期代表作是Brooks的六足爬行機器人。
對此,哲學家普特南也設計了一個思想實驗,可以看作是對行為主義的哲學批判,這就是「完美偽裝者和斯巴達人」。完美偽裝者可以根據外在的需求進行完美的表演,需要哭的時候可以哭得讓人撕心裂肺,需要笑的時候可以笑得讓人興高采烈,但是其內心可能始終冷靜如常。斯巴達人則相反,無論其內心是激動萬分還是心冷似鐵,其外在總是一副泰山崩於前而色不變的表情。完美偽裝者和斯巴達人的外在表現都與內心沒有聯系,這樣的智能如何從外在行為進行測試?因此,行為主義路線實現的人工智慧也不等同於人的智能。
對於行為主義路線,其面臨的最大實現困難可以用莫拉維克悖論來說明。所謂莫拉維克悖論,是指對計算機來說困難的問題是簡單的、簡單的問題是困難的,最難以復制的反而是人類技能中那些無意識的技能。目前,模擬人類的行動技能面臨很大挑戰。比如,在網上看到波士頓動力公司人形機器人可以做高難度的後空翻動作,大狗機器人可以在任何地形負重前行,其行動能力似乎非常強。但是這些機器人都有一個大的缺點一能耗過高、噪音過大。大狗機器人原是美國軍方訂購的產品,但因為大狗機器人開動時的聲音在十里之外都能聽到,大大提高了其成為一個活靶子的可能性,使其在戰場上幾乎沒有實用價值,美國軍方最終放棄了采購。
⑵ WilliamB.Shockley是哪裡人
WilliamB.Shockley
williamb.shockley(威廉·布拉德福德·肖克利,1910年2月13日-1989年8月12日),是一位出生於英國倫敦的美國物理學家和發明家。他和約翰·巴丁、沃爾特·豪澤·布喇頓共同發明了晶體管,他也因此獲得1956年的諾貝爾物理獎。他一生共獲得90多項專利。williamb.shockley在推動晶體管商業化的同時,造就了加利福尼亞州21世紀電子工業密布的矽谷地區。
中文名:威廉·肖克利
外文名:WilliamB.Shockley
國籍:美國
出生地:英國倫敦
出生日期:1910年2月13日
逝世日期:1989年8月12日(享年79)
職業:物理學家、教授
畢業院校:麻省理工學院博士學位加州理工學院碩士學位
主要成就:諾貝爾物理學獎(1956)
康斯托克物理學獎(1953)
奧利弗·e·巴克利凝聚態獎(1953)
WilhelnExner勛章(1963)
IEEE榮譽勛章(1980)
代表作品:點接觸型晶體管、肖克利二極體方程
williamb.shockley簡介
英文名:williambradfordshockley(williamshockley)中文名:威廉·肖克利出生年月:1910年2月13日國籍:美國出生地:英國倫敦教育背景:1936年,麻省理工(mit)獲固體物理學博士學位1932年,在加州理工學院獲學士學位職業背景:1963年開始,擔任斯坦福大學教授1955-1963年,在矽谷創辦肖克利半導體實驗室1936-1955年,貝爾實驗室晶體管物理部主任主要成就:發明晶體管,獲得了90多項發明專利
williamb.shockley生平
肖克利在英國倫敦出生,父母是美國人。他在加利福尼亞州長大並於1932年本科畢業於加州理工學院。1936年他獲得了麻省理工學院博士學位,其博士論文題目為計算氯化鈉晶體內的電子密度函數。1936-1955年期間他在貝爾實驗室工作,曾任晶體管物理部主任。1938年獲第一個專利「電子倍增放電器」。1947年與他人合作發明了晶體管。1951年他成為美國國家科學院院士。1955年,他在加州芒廷維尤創立了「肖克利實驗室股份有限公司」,聘用了很多年輕優秀的人才。但很快肖克利個人的管理方法因其公司內部不合,八名主要員工(八叛逆)於1957年集體跳槽成立了仙童半導體公司,後來開發了第一塊集成電路。而肖克利實驗室則每況愈下,兩次被轉賣後於1968年永久關閉。肖克利於1963年開始任斯坦福大學教授。他在晚年認為各種族的遺傳水準有高有低,並支持鼓動智力低下者自願絕育,因而在科學界和媒體界引起了爭議。他於1989年因前列腺癌去世。
williamb.shockley工作經歷
1963年開始,擔任斯坦福大學教授1955-1963年,在矽谷創辦肖克利半導體實驗室1936-1955年,貝爾實驗室晶體管物理部主任。30年代的hp是矽谷的源頭。但真正使這塊土地燃起電子之火,還要等另一位大人物駕到,這就是物理學家威廉·肖克利博士。是博士非凡的商業眼光,創造了矽谷;也是博士拙劣的企業才能,成就了矽谷。他是矽谷的第一公民,也是矽谷的第一棄兒。肖克利,1910年生於倫敦。3歲隨父母舉家遷往加州。從事礦業的雙親從小灌輸科學,加上中學教師斯拉特的熏陶,他考入了加州理工學院,後進入麻省理工(mit),修成博士後留校任教。不久,貝爾實驗室來"挖角",其中就有他。1947年,肖克利與另兩位物理學家共同發明了晶體管。這個用來代替真空管的電子信號放大元件,成為電子工業的強大引擎,被媒體和科學界稱為"20世紀最重要的發明"。肖克利很想成為百萬富翁。1955年,他回到老家聖克拉拉谷。這里,無論是氣候還是環境,看上去都是開辦晶體管工廠的風水寶地。肖克利在矽谷瞭望山安營紮寨,建立了肖克利實驗室股份有限公司。他殺回人氣旺盛的美國東岸,發布招聘信息。美國電子研究領域好手們的應聘信紛紛涌來。他聘用了八位賢才。這是從未有過的偉大天才的集合,所有的人都在30歲以下,正處於才能噴涌的頂峰。大夥都是慕大名而來,摩拳擦掌要干一番大事業。但他們初到實驗室,都大吃一驚:所謂的實驗室是光禿禿的白牆、水泥地和裸露在外的屋櫞。1956年1月,肖克利被授予諾貝爾物理獎。那天早晨7點鍾,他接到了電話,將手下的年輕科學家帶到該市豪華的"黛娜木屋"餐館,舉行香檳早餐會。大夥異常興奮,覺得自己多麼不同凡響。因為有哪家公司是由諾貝爾獎得主領導的呢?他們覺得自己已到了改變整個世界的邊緣。可惜歡樂是如此短促。肖克利,這位20世紀最具才華的人物,也是最讓人難以捉摸的人物。對管理技巧一竅不通,甚至跟人打交道的能力都沒有,卻偏偏十分自以為是。一位矽谷經理人員說他是"一位天才,又是一位十足的廢物"。肖克利曾說,在10個人中就有一個是精神病人。所以,有兩個精神病患者在為他工作。為這個原因,他要求所有雇員去接受心理測驗。他不相信任何人。"如果我們在實驗室搞出什麼名堂,他需要打電話給貝爾實驗室的老朋友,問這是不是真的,這對提高士氣沒有任何積極影響"。肖克利跟人說話,總象對待小孩子一樣,態度日趨傲慢。他的門徒們提議研究集成電路,但肖克利拒絕了他們的建議。到1957年,8人中有7人產生跳槽的想法。肖克利立志超過象hp的休利特和帕卡德這樣的企業貴族。但他的千里馬們很快密謀策反。肖克利大發雷霆,把他們稱作叛徒,時稱"叛逆八人幫",成了矽谷最著名的典故之一。他們創辦了具有傳奇色彩的仙童公司。肖克利的夢想破滅了。1960年,肖克利實驗室賣給了克萊維特實驗室,1965年又轉賣給了at&t。1968年,它永遠地關閉了。但他的"叛逆八人幫"成了矽谷最重要的火種。幾年後,他們發明了集成電路,改變了整個世界。肖克利以自己慘痛的失敗成全了矽谷的繁榮。但也有人說,肖克利對矽谷來說是一種報應。因為在肖克利之後,原先由hp創立的標准從此走向消亡,肖克利留下的東西彌漫在矽谷上空:貪婪、天才、忠誠瓦解、野心、悲劇和突然的毀滅,正是這些構成了未來矽谷周期性的特徵。8個人如此決斷地離去,是肖克利一生中最大的打擊,他永遠不會原諒他們。但是三年後,在一次商業宴會上,他偶遇諾宜斯,肖克利還是率先打招呼:"你好,羅伯特",然後便走開了。從那以後,他們有近20年時間沒再說過話。這位老科學家發財夢徹底破滅,被迫棄商就教,於1963年到斯坦福大學做教授。70年代,肖克利公開宣稱:並不是所有的人在遺傳上都是在同等水平的,也不是在同等的基礎上進化的。他承認自己為"諾貝爾精液庫"作了貢獻。這些極具爭議的活動,經過宣傳媒體的廣泛報道,不幸地掩去了肖克利的科學成就和他對矽谷所做的貢獻。
williamb.shockley主要成就
二戰結束後,貝爾實驗室開始研製新一代的電子管,具體由肖克利負責。1947年聖誕節前兩天的一個中午,肖克利的兩位同事沃爾特·布萊登(walterbrattain)和約翰·巴丁(johnbardeen),用幾條金箔片,一片半導體材料和一個彎紙架製成一個小模型,可以傳導、放大和開關電流。他們把這一發明稱為「點接晶體管放大器」(point-contacttransistoramplifier)。不過,肖克利雖然是巴丁和布萊登兩個人的上司,但是他卻並不能夠自動的列名為點接觸晶體管的發明人。點接觸晶體管的專利和發表的論文都只有巴丁和布萊登兩個人的名字。對此,肖克利大為失望,也激發了他發明的潛力。1948年1月23日,也就是點接觸晶體管發明整整一個月的時候,肖克利想到了結型晶體管的方法。結型晶體管所有的作用都是在半導體內部完成的,這就可靠的多了。結型晶體管為固態電子指出了道路,也成了真正有用的晶體管。1950年11月,肖克利出版了「半導體中的電子和電洞」一書,這是基於他在貝爾實驗室所給的一系列演講寫成的,成為這個專業的經典著作。1951年,他領導研究小組研製出第一個可靠的結型晶體管,這項發明證實了肖克利作為研究室主任的天賦。他知道如何找到問題的根本。以他精練的風格,不論是以文字還是口頭表述,他都能把實驗導向一個新的、通常是正確的方向。於是,世界上有了晶體管。由於它的放大原理,它可以完成快速計算機操作的本質。晶體管具有很大的潛力,它與電子管不同,不需要預熱時間,不會產生熱量,不會燒壞,它也不會漏氣和爆烈。電子管需要1瓦特的功率,與之相比,晶體管只要百萬分之一瓦特。晶體管比電子管更快、更小,為小型計算機奠定了基礎。60年代初,肖克利寫道:「能用晶體管實現的功能用電子管同樣可以做到,但它卻沒有同樣的容量、能量和可靠性——雖然花了很長時間研製的晶體管才達到這種可靠性。」晶體管將引發電話工業、通訊和計算機等各個方面的革命。有一個工程師評論道,「要求我們預言晶體管將能做什麼,就象問誰首先能把車輪放在一頭公牛上一樣預見汽車,手錶,或高速發電機。」利用電子的流動性,像真空試管一樣,結合硅的特殊特徵,晶體管放大並交換信號。設備體積變小了,而可靠性增加了。助聽器、收音機、唱機、計算機、交換設備、衛星和月球火箭都因為晶體管的應用而有了新的突破。晶體管意為傳輸電阻器,是發明人人臨時取的名字,卻一直延用到21世紀。這些半導體如三極體,控制把電壓用於第3終端在2個終端之間流動的電流。過去常用於交換呼叫的笨重繼電器,被晶體管代替。像第一部電話一樣,第一支晶體管看起來很粗糙。
⑶ 數學大師:從芝諾到龐加萊作者簡介
埃里克·坦普爾·貝爾,1883年出生於蘇格蘭的阿伯丁,早年在英格蘭接受教育。1902年,他前往美國斯坦福大學深造,於1904年獲得文學士學位。隨後,貝爾在華盛頓大學攻讀研究生,同時擔任教學工作,於1909年獲得文學碩士學位。1911年,他轉至哥倫比亞大學,1912年獲得哲學博士學位。畢業後,貝爾回到華盛頓大學擔任數學講師,1921年晉升為教授。在1924年至1928年間,他分別在芝加哥大學和哈佛大學任教,隨後成為加州理工學院的數學教授。
貝爾是一位傑出的數學家,被選為美國國家科學院院士,並擔任過美國數學協會主席、美國數學學會和美國科學促進會的副主席。他也是《美國數學學會會報》、《美國數學學報》和《科學哲學》的編委,並榮獲美國數學學會的博歇獎。他的著作豐富,不僅有本書,還包括《紫色的藍寶石》、《代數的算術》、《揭穿科學之謎》、《科學的皇後》、《命理學》和《探索真理》等。
貝爾在其生涯中留下了深刻的印記,特別是在數學領域。他的最後一部著作《最後的問題》於1960年12月出版後,他於同年逝世。他的貢獻和成就對數學界產生了深遠的影響,為後人留下了寶貴的知識財富。
⑷ 美國斯坦福大學怎麼樣
美國斯坦福大學歷史悠久,實力雄厚,是世界著名大學。
斯坦福大學(Stanford University),全名小利蘭·斯坦福大學,或譯作史丹佛大學,通常直接稱作斯坦福大學,坐落於美國加利福尼亞州斯坦福市,是一所享譽世界頂尖的私立研究型大學。
該校校區位於加利福尼亞州的帕羅奧圖(Palo Alto),與舊金山相鄰,佔地35平方公里,是美國面積第二大的大學,與哈佛大學並列為美國東西兩岸的學術重鎮。
斯坦福大學也獲得多個雜志調查評為最著名的學府之一。泰晤士《世界聲譽排名》(2013-14年)將其評為第三。《普林斯頓評論》於2010及2013年所做的調查顯示,斯坦福是最多美國家長及學生的"夢想學府"。一份於2003年發表的蓋洛普投票顯示,它也是美國普羅大眾眼中第二最久負盛名的學府。美國商業雜志《福布斯》亦於2012年,贊賞斯坦福大學"因成就了矽谷及領導著世界經濟與科技產品的發展,而為首屈一指的名校"。《紐約時報》及《石板雜志》甚至提到斯坦福作為"象徵著美國大學"的地位及名譽。
⑸ 數學大師作者簡介
數學大師埃里克·坦普爾·貝爾於1883年誕生於蘇格蘭阿伯丁的繁榮之地。他年輕時在英格蘭求學,於1902年遠赴美國,進入斯坦福大學深造,於1904年獲得了文學士學位。在學術道路上,貝爾的腳步並未停留,1908年他進入華盛頓大學,作為研究生的同時還擔任教學工作,於1909年順利取得了該校的文學碩士學位。接著,他在1911年踏入哥倫比亞大學,於1912年獲取了哲學博士學位,此後回到華盛頓大學,逐步晉升為數學講師,直至1921年成為教授。
貝爾的學術生涯豐富多彩,他不僅在華盛頓大學和芝加哥大學擔任教職,還在1926年上半年在哈佛大學授課。他的成就得到了業界的高度認可,他成為了美國國家科學院的院士,並在數學界擔任重要職務,曾任美國數學協會主席,美國數學學會和美國科學促進會的副主席。他也是多個知名數學期刊的編委,如《美國數學學會會報》、《美國數學學報》和《科學哲學》。
貝爾在學術成果方面同樣豐碩,除了本書,他的著作還包括《紫色的藍寶石》(1924)、《代數的算術》(1927)、《揭穿科學之謎》和《科學的皇後》(1931)等,以及《命理學》(1933)和《探索真理》(1934),這些作品都展現了他深厚的專業素養和卓越的科研能力。
遺憾的是,埃里克·坦普爾·貝爾在完成其最後一部作品《最後的問題》之前,於1960年12月與世長辭。他的學術貢獻和精神將永遠銘記在數學研究的歷史中。
(5)美國斯坦福大學生殖中心貝爾教授擴展閱讀
本書是介紹數學史和數學藝術的經典著作,它深入淺出地介紹了數學發展的歷程,從古希臘的幾何學,歷經牛頓的微積分學,再到概率論、符號邏輯等等,都有詳略合宜的敘述。它也是一部思想史,追述了從古代到20世紀數學思想的偉大發展。