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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇人工智能论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
交流传动瞬态转矩具备较高的使用性能,它有着较强的控制性,仅次于直流电机。目前,直接转矩控制(DTC)和矢量控制(VC)是比较常见的高性能交流传动控制方法。当前,不少厂商都顺应市场形势,相继推出了矢量控制交流传动产品,而且无速度传感器的矢量控制产品也大量上市。在性能较高的驱动产品中广泛使用AI技术,将会进一步提高产品的使用性能,截至目前,仅有两个厂家在其生产的产品中运用人工智能(AI)控制器。而在十五年前,日本和德国的研究人员提出了直接转矩控制这一概念,经过了十年的发展演变过程,ABB公司面向市场,将直接转矩控制的传动产品引入市场,让人们能够直接感受直接转矩控制的优势,从而开展相关的研究。可以预见,人工智能技术将会运用到直接转矩控制中,常规的电机数学模型将会被替代,从而退出市场。
人工智能控制器主要分三种类型,即:增强学习型、非监督型和监督型。当前,常规的监督学习型神经网络控制器的学习算法和拓扑结构已基本成型,这在一定程度上限制了此种结构控制器的生产和使用,导致计算机计算时间增长,而且常规非人工智能学习算法在具体应用上效果不明显。而要克服这些困难,最好的办法就是采用试探法和适应神经网络。常规模糊控制器的模糊规则表和规则初值是“a-priori”型,这加剧了调整难度。假若该系统无有效的“a-priori”信息作为支撑,那么将导致系统陷入瘫痪。而要有效克服此类缺陷和困难,就可以运用自适应模糊神经控制器,保证系统的正常运转。
二、电力系统中的智能控制
2园林设计中人工智能应用现状
2.1系统操作方面
由于园林设计既涉及艺术方法也涉及到技术手段,因此,对操作人员的综合能力要求就比较高,也就是说,操作人员应当对建筑理论、园林绿植知识和计算机基础三方面综合掌握,而事实上,很多参与园林设计的人员并没有很强的工程操作能力,要求太高,难以实现。
2.2园林可重复使用性方面
目前来说,园林的重复使用性还是太低,因为每个地方的气候条件和地理环境都不相同,所以,针对一个地方所制作的园林设计并不能简单地复制到另一个地方,如苏州园林的设计不能直接用在辽宁的园林设计,原因在于北方相对南方来说,园林供水相对困难,山石种类不同,绿植花卉种类也不如南方园林的丰富,而且南北审美观不同,北方园林设计多采用浑厚石材,绿植多为松、柏、杨、柳、榆、槐,加上三季更迭的花灌木,呈现刚健雄浑的特点,而南方则因为花木种类丰富,布局特别,注重山石与水的搭配,独具精致淡雅的特点,由此可见,园林的可重复使用性不高。
2.3计算机辅助设计方面
计算机辅助设计即常说的CAD。目前来说,CAD并不能完全对口符合园林设计的需求,因为CAD只能呈现出单一的图形画面,既不利于设计者进行设计,也不利于客户对设计者的设计的理解,导致客户与设计者之间难免信息不对称,造成一定的信息偏差,影响之后园林设计出来的成果。
3加强人工智能在园林设计中应用的办法
3.1园林子系统的设计
作为整个园林系统的组成部分,园林子系统的设定概要应通过计算机实施建模,来对项目实施进行基本设定,在获得项目系统的自动生成规则之后,在对所收集到的园林基本数进行存档,来作为全局的运行参数,在一定程度上影响了计算机的运行结果。一般来说,存档信息有园林的设计规模、投资情况、发展需求以及相关的环境因素等,存档后,可能会对建筑的规模大小、选址、风格特点以及植物的搭配等造成影响。
3.2地形子系统的设计
地形子系统的设计应当是通过计算机对采集到的地质数据进行推理而后才进行的。一般来说,会采用规则引擎最为计算机的推理机,是基于专家系统的模式下进行推理的,工作原理是由机器来仿造人类在对事件进行考虑的思维和方法,通过进行试探性的方法来进行推理,并不断地对推理所得出来的结果进行解释和验证。对地质情况进行实时实地勘查是保证园林设计图纸正常输出的要求,这是不能单纯地依靠计算机来实现的,因为地质勘查涉及到很多复杂地形的勘查,只能依靠人工的方式。地质勘查可以分为前期阶段和后期阶段。前期阶段主要是设定园林工程的初稿,因此,只要对地质情况进行系统的粗略勘察即可。后期阶段主要是完成图纸设计要求,因此,对数据准确性要求更高,并勘查人员对此进行较为细致的处理。这以后才是通过对计算机智能系统软件的使用来将前期阶段和后期阶段所获得的数据进行智能化处理,完成相关数据的细化以及修正,然后通过系统推理得到一个初步的园林模型。
3.3主干道路子系统的设计
对地形子系统进行地形数据的输出即可得到主干道路设计,因为我们首先完成了地形的设计,因此,在接下来对道路进行设计的过程中就可以有效地避免其他的建筑和设施的干扰,这之后的设计才能按部就班地开展。推理的总体规则为:首先,由园林的建设规模、投资情况等来对道路的类型和所需费用等进行计算,得到相关数据;然后,结合之前的输出地形图来生成推荐道路图,并检查道路的密度是否符合园林的设计规范,接着根据道路建设定额表来对工程造价进行计算,看是否符合预期投资情况;最后,对道路图进行人工的调整,并反复验算。
2.电子机械工程中对人工智能的应用
社会的发展需要物质和信息的推动,在人类社会文明的最初阶段,受生产力水平限制,社会的关注点都在物质上,信息的传递方式过于单一。随着人类文明的逐渐发展,人们发现了信息船体的重要性,而近年来人们进入到了电子信息社会。电子信息社会需要人工智能技术的支撑,不论是建立模型和使对模型进行控制,对故障进行诊断,在机械电子工程中,人工智能对信息处理都有着重要作用。机械电子系统本身的稳定性较差,因此对电子信心系统的输出与输入的描述就变的额外困难,传统的描述方法主要有以下三种:(1)数学方程推导。(2)拼成知识。(3)建设规则库。传统的数学解析精确、严密,但只能在简单的系统中应用,例如,线性定常系统,如果系统过于复杂,则无法给出对应的数学解析式,因此在实际工作中只能通过操作实现。现代的社会越来越发展,设备经常需要对不同类型的信息进行处理,例如传感器需要传递的专家语言和数字信息。因为人工智能在信息出来上具有复杂性、不确定性、因此在机械电子工程中利用人工智能信息处理代替解析数学。通过人工智能而建立的系统通常分为以下两类:(1)神经网络系统,人工智能是计算机的一个分支,在研究过程中利用计算机对人行为和思维过程进行模拟,可以实现对计算的高层次应用。神经网络主要是利用神经元的兴奋将信息分布在网络上,同时可以实时的进行动态相互作用。人工神经网络主要具有分布式存储信息和协同处理信息特点,虽然其功能有限、结构简单,但通过神经元而构建的神经网络可以实现许多行为,满足人们在生产过程中的需求。此外,通过神经网络能够实现对大脑结构进行模拟,对数字信号进行分析,并提供参考值,同时可以利用相关的网络形式实现连续函数。神经网路系统在映射上采用的点对点的方式,进行数据输入时,每个神经元之间都会存在固定的联系,输出输入都具有较高的精准度,且计算量大。(2)模糊推理系统,模糊集合论是模糊推理系统的基础,模糊理论是设计的主要工具,能够对模糊信息进行处理,是一种功能强大的系统。随着科技的高速发展,模糊推理系统已经在数据处理、自动化控制方面得到了广泛应用,并取得了不错的成效。机械电子系统中,模糊推理系统主要通过对人大脑功能进行模拟,实现对语言信号的分析,同时通过网络结构无限接近连续函数,这与神经网络系统十分相近。模糊推理系的物理意义十分明确,在信息的存储上通过域到域的映射方式完成,但此系统的计算量较小,不存在固定连接,因此同神经网络系统相比输出和输入的精准度更低。
一、人工智能的定义
“人工智能”(ArtificialIntelligence)一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。人工智能是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机,人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。
人工智能理论进入21世纪,正酝酿着新的突破,人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”,并使之在越来越多的领域超越人类智能,人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。
二、人工智能的应用领域
1.在管理系统中的应用
(1)人工智能应用于企业管理的意义主要不在于提高效率,而是用计算机实现人们非常需要做,但工业工程信息技术是靠人工却做不了或是很难做到的事情。在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中刘玉然指出把人工智能应用于企业管理中,以数据管理和处理为中心,围绕企业的核心业务和主导流程建立若干个主题数据库,而所有的应用系统应该围绕主题数据库来建立和运行。换句话说,就是将企业各部门的数据进行统一集成管理,搭建人工智能的应用平台,使之成为企业管理与决策中的关键因子。
(2)智能教学系统(ITS)是人工智能与教育结合的主要形式,也是今后教学系统的发展方向。信息技术的飞速发展以及新的教学系统开发模式的提出和不断完善,推动人们综合运用超媒体技术、网络基础和人工智能技术区开发新的教学系统,计算机智能教学系统就是其中的典型代表。计算机智能教学系统包含学生模块、教师模块,体现了教学系统开发的全部内容,拥有着不可比拟的优势和极大的吸引力。
2.在工程领域的应用
(1)医学专家系统是人工智能和专家系统理论和技术在医学领域的重要应用,具有极大的科研和应用价值,它可以帮助医生解决复杂的医学问题,作为医生诊断、治疗的辅助工具。事实上,早在1982年,美国匹兹堡大学的Miller就发表了著名的作为内科医生咨询的Internist2Ⅰ内科计算机辅助诊断系统的研究成果,由此,掀起了医学智能系统开发与应用的。目前,医学智能系统已通过其在医学影像方面的重要作用,从而应用于内科、骨科等多个医学领域中,并在不断发展完善中。
(2)地质勘探、石油化工等领域是人工智能的主要作用发挥领地。1978年美国斯坦福国际研究所就研发制成矿藏勘探和评价专家系统“PROSPECTOR”,该系统用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等,是工业领域的首个人工智能专家系统,其发现了一个钼矿沉积,价值超过1亿美元。
3.在技术研究中的应用
(1)在超声无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域中,目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质、形状和大小进行判断和归类;专家运用超声无损检测仪器,以其高精度的运算、控制和逻辑判断力代替大量人的体力与脑力劳动,减少了任务因素造成的无擦,提高了检测的可靠性,实现了超声检测和评价的自动化、智能化。
(2)人工智能在电子技术领域的应用可谓由来已久。随着网络的迅速发展,网络技术的安全是我们关心的重点,因此我们必须在传统技术的基础上进行网络安全技术的改进和变更,大力发展数据挖掘技术、人工免疫技术等高效的AI技术,开发更高级AI通用和专用语言,和应用环境以及开发专用机器,而与人工智能技术则为我们提供了可能性。
三、人工智能的发展方向
1.专家系统是目前人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域,它是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统。近年来,在“专家系统”或“知识工程”的研究中已出现了成功和有效应用人工智能技术的趋势。人类专家由于具有丰富的知识,所以才能达到优异的解决问题的能力。那么计算机程序如果能体现和应用这些知识,也应该能解决人类专家所解决的问题,而且能帮助人类专家发现推理过程中出现的差错,现在这一点已被证实。
2.智能信息检索技术的飞速发展。人工智能在网络信息检索中的应用,主要表现在:(1)如何利用计算机软硬件系统模仿、延伸与扩展人类智能的理论、方法和技术。(2)由于网络知识信息既包括规律性的知识,如一般原理概念,也包括大量的经验知识这些知识不可避免地带有模糊性、随机性、不可靠性等不确定性因素对其进行推理,需要利用人工智能的研究成果。
3.SOAr是一种通用智能体系结构,其始终处在人工智能研究的前沿,已显示出强大的问题求解能力,它认为机器人的开发是人工智能应用的重要领域。在它的研究中突出4个概念:(1)所处的境遇机器人不涉及抽象的描述,而是处在直接影响系统的行为的境地。(2)具体化机器人有躯干,有直接来自周围世界的经验,他们的感官起作用后会有反馈。(3)智能的来源不仅仅是限于计算装置,也是由于与周围进行交互的动态决定。(4)浮现从系统与周围世界的交互以及有时候系统的部件间的交互浮现出智能。目前,国内外不少学者都对机器人足球系统颇感兴趣,足球机器人涉及机器人学、人工智能以及人工生命、智能控制等多个领域。足球机器人系统本身既是一个典型的多智能体系统,是一个多机器人协作自治系统,同时又为它们的理论研究和模型测试提供一个标准的实验平台。
参考文献:
[1]元慧.议当代人工智能的应用领域和发展状况[J].福建电脑,2008.
[2]刘玉然.谈谈人工智能在企业管理中的应用[J].价值工程,2003.
[3]焦加麟,徐良贤,戴克昌.人工智能在智能教学系统中的应用[J].计算机仿真,2003,(8).
[4]周明正.人工智能在医学专家系统中的应用[J].科技信息,2007.
[5]张海燕,刘镇清.人工智能及其在超声无损检测中的应用[J].无损检测,2001,(8).
【正文】
一、人工智能法律系统的历史
计算机先驱思想家莱布尼兹曾这样不无浪漫地谈到推理与计算的关系:“我们要造成这样一个结果,使所有推理的错误都只成为计算的错误,这样,当争论发生的时候,两个哲学家同两个计算家一样,用不着辩论,只要把笔拿在手里,并且在算盘面前坐下,两个人面对面地说:让我们来计算一下吧!”(注:转引自肖尔兹著:《简明逻辑史》,张家龙译,商务印书馆1977年版,第54页。)
如果连抽象的哲学推理都能转变为计算问题来解决,法律推理的定量化也许还要相对简单一些。尽管理论上的可能性与技术可行性之间依然存在着巨大的鸿沟,但是,人工智能技术的发展速度确实令人惊叹。从诞生至今的短短45年内,人工智能从一般问题的研究向特殊领域不断深入。1956年纽厄尔和西蒙教授的“逻辑理论家”程序,证明了罗素《数学原理》第二章52个定理中的38个定理。塞缪尔的课题组利用对策论和启发式探索技术开发的具有自学习能力的跳棋程序,在1959年击败了其设计者,1962年击败了州跳棋冠军,1997年超级计算机“深蓝”使世界头号国际象棋大师卡斯帕罗夫俯首称臣。
20世纪60年代,人工智能研究的主要课题是博弈、难题求解和智能机器人;70年代开始研究自然语言理解和专家系统。1971年费根鲍姆教授等人研制出“化学家系统”之后,“计算机数学家”、“计算机医生”等系统相继诞生。在其他领域专家系统研究取得突出成就的鼓舞下,一些律师提出了研制“法律诊断”系统和律师系统的可能性。(注:SimonChalton,LegalDiagnostics,ComputersandLaw,No.25,August1980.pp.13-15.BryanNiblett,ExpertSystemsforLawyers,ComputersandLaw,No.29,August1981.p.2.)
1970年Buchanan&Headrick发表了《关于人工智能和法律推理若干问题的考察》,一文,拉开了对法律推理进行人工智能研究的序幕。文章认为,理解、模拟法律论证或法律推理,需要在许多知识领域进行艰难的研究。首先要了解如何描述案件、规则和论证等几种知识类型,即如何描述法律知识,其中处理开放结构的法律概念是主要难题。其次,要了解如何运用各种知识进行推理,包括分别运用规则、判例和假设的推理,以及混合运用规则和判例的推理。再次,要了解审判实践中法律推理运用的实际过程,如审判程序的运行,规则的适用,事实的辩论等等。最后,如何将它们最终运用于编制能执行法律推理和辩论任务的计算机程序,区别和分析不同的案件,预测并规避对手的辩护策略,建立巧妙的假设等等。(注:Buchanan&Headrick,SomeSpeculationAboutArtificialIntelligenceandLegalReasoning,23StanfordLawReview(1970).pp.40-62.)法律推理的人工智能研究在这一时期主要沿着两条途径前进:一是基于规则模拟归纳推理,70年代初由WalterG.Popp和BernhardSchlink开发了JUDITH律师推理系统。二是模拟法律分析,寻求在模型与以前贮存的基础数据之间建立实际联系,并仅依这种关联的相似性而得出结论。JeffreyMeld-man1977年开发了计算机辅助法律分析系统,它以律师推理为模拟对象,试图识别与案件事实模型相似的其他案件。考虑到律师分析案件既用归纳推理又用演绎推理,程序对两者都给予了必要的关注,并且包括了各种水平的分析推理方法。
专家系统在法律中的第一次实际应用,是D.沃特曼和M.皮特森1981年开发的法律判决辅助系统(LDS)。研究者探索将其当作法律适用的实践工具,对美国民法制度的某个方面进行检测,运用严格责任、相对疏忽和损害赔偿等模型,计算出责任案件的赔偿价值,并论证了如何模拟法律专家意见的方法论问题。(注:''''ModelsofLegalDecisionmakingReport'''',R-2717-ICJ(1981).)
我国法律专家系统的研制于20世纪80年代中期起步。(注:钱学森教授:《论法治系统工程的任务与方法》(《科技管理研究》1981年第4期)、《社会主义和法治学与现代科学技术》(《法制建设》1984年第3期)、《现代科学技术与法和法制建设》(《政法论坛》)1985年第3期)等文章,为我国法律专家系统的研发起了思想解放和理论奠基作用。)1986年由朱华荣、肖开权主持的《量刑综合平衡与电脑辅助量刑专家系统研究》被确定为国家社科“七五”研究课题,它在建立盗窃罪量刑数学模型方面取得了成果。在法律数据库开发方面,1993年中山大学学生胡钊、周宗毅、汪宏杰等人合作研制了《LOA律师办公自动化系统》。(注:杨建广、骆梅芬编著:《法治系统工程》,中山大学出版社1996年版,第344-349页。)1993年武汉大学法学院赵廷光教授主持开发了《实用刑法专家系统》。(注:赵廷光等著:《实用刑法专家系统用户手册》,北京新概念软件研究所1993年版。)它由咨询检索系统、辅助定性系统和辅助量刑系统组成,具有检索刑法知识和对刑事个案进行推理判断的功能。
专家系统与以往的“通用难题求解”相比具有以下特点:(1)它要解决复杂的实际问题,而不是规则简单的游戏或数学定理证明问题;(2)它面向更加专门的应用领域,而不是单纯的原理性探索;(3)它主要根据具体的问题域,选择合理的方法来表达和运用特殊的知识,而不强调与问题的特殊性无关的普适性推理和搜索策略。
法律专家系统在法规和判例的辅助检索方面确实发挥了重要作用,解放了律师一部分脑力劳动。但绝大多数专家系统目前只能做法律数据的检索工作,缺乏应有的推理功能。20世纪90年代以后,人工智能法律系统进入了以知识工程为主要技术手段的开发时期。知识工程是指以知识为处理对象,以能在计算机上表达和运用知识的技术为主要手段,研究知识型系统的设计、构造和维护的一门更加高级的人工智能技术。(注:《中国大百科全书·自动控制与系统工程》,中国大百科全书出版社1991年版,第579页。)知识工程概念的提出,改变了以往人们认为几个推理定律再加上强大的计算机就会产生专家功能的信念。以知识工程为技术手段的法律系统研制,如果能在法律知识的获得、表达和应用等方面获得突破,将会使人工智能法律系统的研制产生一个质的飞跃。
人工智能法律系统的发展源于两种动力。其一是法律实践自身的要求。随着社会生活和法律关系的复杂化,法律实践需要新的思维工具,否则,法律家(律师、检察官和法官)将无法承受法律文献日积月累和法律案件不断增多的重负。其二是人工智能发展的需要。人工智能以模拟人的全部思维活动为目标,但又必须以具体思维活动一城一池的攻克为过程。它需要通过对不同思维领域的征服,来证明知识的每个领域都可以精确描述并制造出类似人类智能的机器。此外,人工智能选择法律领域寻求突破,还有下述原因:(1)尽管法律推理十分复杂,但它有相对稳定的对象(案件)、相对明确的前提(法律规则、法律事实)及严格的程序规则,且须得出确定的判决结论。这为人工智能模拟提供了极为有利的条件。(2)法律推理特别是抗辩制审判中的司法推理,以明确的规则、理性的标准、充分的辩论,为观察思维活动的轨迹提供了可以记录和回放的样本。(3)法律知识长期的积累、完备的档案,为模拟法律知识的获得、表达和应用提供了丰富、准确的资料。(4)法律活动所特有的自我意识、自我批评精神,对法律程序和假设进行检验的传统,为模拟法律推理提供了良好的反思条件。
二、人工智能法律系统的价值
人工智能法律系统的研制对法学理论和法律实践的价值和意义,可以概括为以下几点:
一是方法论启示。P.Wahlgren说:“人工智能方法的研究可以支持和深化在创造性方法上的法理学反思。这个信仰反映了法理学可以被视为旨在于开发法律分析和法律推理之方法的活动。从法理学的观点看,这种研究的最终目标是揭示方法论的潜在作用,从而有助于开展从法理学观点所提出的解决方法的讨论,而不仅仅是探讨与计算机科学和人工智能有关的非常细致的技术方面。”(注:P.Wahlgren,AutomationofLegalReasoning:AStudyonArtificialIntelligenceandLaw,ComputerLawSeries11.KluwerLawandTaxationPublishers.DeventerBoston1992.Chapter7.)在模拟法律推理的过程中,法学家通过与工人智能专家的密切合作,可以从其对法律推理的独特理解中获得有关方法论方面的启示。例如,由于很少有两个案件完全相似,在判例法实践中,总有某些不相似的方面需要法律家运用假设来分析已有判例与现实案件的相关性程度。但法学家们在假设的性质问题上常常莫衷一是。然而HYPO的设计者,在无真实判例或真实判例不能充分解释现实案件的情况下,以假设的反例来反驳对方的观点,用补充、删减和改变事实的机械论方法来生成假设。这种用人工智能方法来处理假设的办法,就使复杂问题变得十分简单:假设实际上是一个新的论证产生于一个经过修正的老的论证的过程。总之,人工智能方法可以帮助法学家跳出法理学方法的思维定势,用其他学科的方法来重新审视法学问题,从而为法律问题的解决提供了新的途径。
二是提供了思想实验手段。西蒙认为,尽管我们还不知道思维在头脑中是怎样由生理作用完成的,“但我们知道这些处理在数字电子计算机中是由电子作用完成的。给计算机编程序使之思维,已经证明有可能为思维提供机械论解释”。(注:转引自童天湘:《人工智能与第N代计算机》,载《哲学研究》1985年第5期。)童天湘先生认为:“通过编制有关思维活动的程序,就会加深对思维活动具体细节的了解,并将这种程序送进计算机运行,检验其正确性。这是一种思想实验,有助于我们研究人脑思维的机理。”(注:转引自童天湘:《人工智能与第N代计算机》,载《哲学研究》1985年第5期。)人工智能法律系统研究的直接目标是使计算机能够获取、表达和应用法律知识,软件工程师为模拟法律推理而编制程序,必须先对人的推理过程作出基于人工智能理论和方法的独特解释。人工智能以功能模拟开路,在未搞清法律家的推理结构之前,首先从功能上对法律证成、法律检索、法律解释、法律适用等法律推理的要素和活动进行数理分析,将法理学、诉讼法学关于法律推理的研究成果模型化,以实现法律推理知识的机器表达或再现,从而为认识法律推理的过程和规律提供了一种实验手段。法学家则可以将人工智能法律系统的推理过程、方法和结论与人类法律推理活动相对照,为法律推理的法理学研究所借鉴。因此,用人工智能方法模拟法律推理,深化了人们对法律推理性质、要素和过程的认识,使法学家得以借助人工智能科学的敏锐透镜去考察法律推理的微观机制。正是在这个意义上,BryanNiblett教授说:“一个成功的专家系统很可能比其他的途径对法理学作出更多的(理论)贡献。”(注:BryanNiblett,ExpertSystemsforLawyers,ComputersandLaw,No.29,August1981.note14,p.3.)
三是辅助司法审判。按照格雷的观点,法律专家系统首先在英美判例法国家出现的直接原因在于,浩如烟海的判例案卷如果没有计算机编纂、分类、查询,这种法律制度简直就无法运转了。(注:PamelaN.GrayBrookfield,ArtificialLegalIntelligence,VT:DartmouthPublishingCo.,1997.p.402.)其实不仅是判例法,制定法制度下的律师和法官往往也要为检索有关的法律、法规和司法解释耗费大量的精力和时间,而且由于人脑的知识和记忆能力有限,还存在着检索不全面、记忆不准确的问题。人工智能法律系统强大的记忆和检索功能,可以弥补人类智能的某些局限性,帮助律师和法官从事相对简单的法律检索工作,从而极大地解放律师和法官的脑力劳动,使其能够集中精力从事更加复杂的法律推理活动。
四是促进司法公正。司法推理虽有统一的法律标准,但法官是具有主观能动性的差异个体,所以在执行统一标准时会产生一些差异的结果。司法解释所具有的建构性、辩证性和创造性的特点,进一步加剧了这种差异。如果换了钢铁之躯的机器,这种由主观原因所造成的差异性就有可能加以避免。这当然不是说让计算机完全取代法官,而是说,由于人工智能法律系统为司法审判提供了相对统一的推理标准和评价标准,从而可以辅助法官取得具有一贯性的判决。无论如何,我们必须承认,钢铁之躯的机器没有物质欲望和感情生活,可以比人更少地受到外界因素的干扰。正像计算机录取增强了高考招生的公正性、电子监视器提高了纠正行车违章的公正性一样,智能法律系统在庭审中的运用有可能减少某些现象。
五是辅助法律教育和培训。人工智能法律系统凝聚了法律家的专门知识和法官群体的审判经验,如果通过软件系统或计算机网络实现专家经验和知识的共享,便可在法律教育和培训中发挥多方面的作用。例如,(1)在法学院教学中发挥模拟法庭的作用,可以帮助法律专业学生巩固自己所学知识,并将法律知识应用于模拟的审判实践,从而较快地提高解决法律实践问题的能力。(2)帮助新律师和新法官全面掌握法律知识,迅速获得判案经验,在审判过程的跟踪检测和判决结论的动态校正中增长知识和才干,较快地接近或达到专家水平。(3)可使不同地区、不同层次的律师和法官及时获得有关法律问题的咨询建议,弥补因知识结构差异和判案经验多寡而可能出现的失误。(4)可以为大众提供及时的法律咨询,提高广大人民群众的法律素质,增强法律意识。
六是辅助立法活动。人工智能法律系统不仅对辅助司法审判有重要的意义,而且对完善立法也具有实用价值。(注:EdwinaL.Rissland,ArtificialIntelligenceandLaw:SteppingStonestoaModelofLegalReasoning,TheYaleLawJournal.(Vol.99:1957-1981).)例如,伦敦大学Imperial学院的逻辑程序组将1981年英国国籍法的内容形式化,帮助立法者发现了该法在预见性上存在的一些缺陷和法律漏洞。(注:EdwinaL.Rissland,ArtificialIntelligenceandLaw:SteppingStonestoaModelofLegalReasoning,TheYaleLawJournal.(Vol.99:1957-1981).)立法辅助系统如能应用于法律起草和法律草案的审议过程,有可能事先发现一些立法漏洞,避免一个法律内部各种规则之间以及新法律与现有法律制度之间的相互冲突。
三、法理学在人工智能法律系统研究中的作用
1.人工智能法律系统的法理学思想来源
关于人工智能法律系统之法理学思想来源的追踪,不是对法理学与人工智能的联系作面面俱到的考察,而旨在揭示法理学对人工智能法律系统的发展所产生的一些直接影响。
第一,法律形式主义为人工智能法律系统的产生奠定了理论基础。18-19世纪的法律形式主义强调法律推理的形式方面,认为将法律化成简单的几何公式是完全可能的。这种以J·奥斯汀为代表的英国分析法学的传统,主张“法律推理应该依据客观事实、明确的规则以及逻辑去解决一切为法律所要求的具体行为。假如法律能如此运作,那么无论谁作裁决,法律推理都会导向同样的裁决。”(注:(美)史蒂文·J·伯顿著:《法律和法律推理导论》,张志铭、解兴权译,中国政法大学出版社1998年9月版,第3页。)换言之,机器只要遵守法律推理的逻辑,也可以得出和法官一样的判决结果。在分析法学家看来,“所谓‘法治’就是要求结论必须是大前提与小前提逻辑必然结果。”(注:朱景文主编:《对西方法律传统的挑战》,中国检察出版社1996年2月版,第292页。)如果法官违反三段论推理的逻辑,就会破坏法治。这种机械论的法律推理观,反映了分析法学要求法官不以个人价值观干扰法律推理活动的主张。但是,它同时具有忽视法官主观能动性和法律推理灵活性的僵化的缺陷。所以,自由法学家比埃利希将法律形式主义的逻辑推理说称为“自动售货机”理论。然而,从人工智能就是为思维提供机械论解释的意义上说,法律形式主义对法律推理所作的机械论解释,恰恰为人工智能法律系统的开发提供了可能的前提。从人工智能法律系统研制的实际过程来看,在其起步阶段,人工智能专家正是根据法律形式主义所提供的理论前提,首先选择三段论演绎推理进行模拟,由WalterG.Popp和BernhardSchlink在20世纪70年代初开发了JUDITH律师推理系统。在这个系统中,作为推理大小前提的法律和事实之间的逻辑关系,被计算机以“如果A和B,那么C”的方式加以描述,使机器法律推理第一次从理论变为现实。
第二,法律现实主义推动智能模拟深入到主体的思维结构领域。法律形式主义忽视了推理主体的社会性。法官是生活在现实社会中的人,其所从事的法律活动不可能不受到其社会体验和思维结构的影响。法官在实际的审判实践中,并不是机械地遵循规则,特别是在遇到复杂案件时,往往需要作出某种价值选择。而一旦面对价值问题,法律形式主义的逻辑决定论便立刻陷入困境,显出其僵化性的致命弱点。法律现实主义对其僵化性进行了深刻的批判。霍姆斯法官明确提出“法律的生命并不在于逻辑而在于经验”(注:(美)博登海默著:《法理学——法哲学及其方法》,邓正来、姬敬武译,华夏出版社1987年12月版,第478页。)的格言。这里所谓逻辑,就是指法律形式主义的三段论演绎逻辑;所谓经验,则包括一定的道德和政治理论、公共政策及直觉知识,甚至法官的偏见。法律现实主义对法官主观能动性和法律推理灵活性的强调,促使人工智能研究从模拟法律推理的外在逻辑形式进一步转向探求法官的内在思维结构。人们开始考虑,如果思维结构对法官的推理活动具有定向作用,那么,人工智能法律系统若要达到法官水平,就应该通过建立思维结构模型来设计机器的运行结构。TAXMAN的设计就借鉴了这一思想,法律知识被计算机结构语言以语义网络的方式组成不同的规则系统,解释程序、协调程序、说明程序分别对网络结构中的输入和输出信息进行动态结构调整,从而适应了知识整合的需要。大规模知识系统的KBS(KnowledgeBasedSystem)开发也注意了思维结构的整合作用,许多具有内在联系的小规模KBS子系统,在分别模拟法律推理要素功能(证成、法律查询、法律解释、法律适用、法律评价、理由阐述)的基础上,又通过联想程序被有机联系起来,构成了具有法律推理整体功能的概念模型。(注:P.Wahlgren,AutomationofLegalReasoning:AStudyonArtificialIntelligenceandLaw,ComputerLawSeries11.KluwerLawandTaxationPublishers.DeventerBoston1992.Chapter7.)
第三,“开放结构”的法律概念打开了疑难案件法律推理模拟的思路。法律形式主义忽视了疑难案件的存在。疑难案件的特征表现为法律规则和案件之间不存在单一的逻辑对应关系。有时候从一个法律规则可以推出几种不同的结论,它们往往没有明显的对错之分;有时一个案件面对着几个相似的法律规则。在这些情况下,形式主义推理说都一筹莫展。但是,法律现实主义在批判法律形式主义时又走向另一个极端,它否认具有普遍性的一般法律规则的存在,试图用“行动中的法律”完全代替分析法学“本本中的法律”。这种矫枉过正的做法虽然是使法律推理摆脱机械论束缚所走出的必要一步,然而,法律如果真像现实主义法学所说的那样仅仅存在于具体判决之中,法律推理如果可以不遵循任何标准或因人而异,那么,受到挑战的就不仅是法律形式主义,而且还会殃及法治要求实现规则统治之根本原则,并动摇人工智能法律系统存在的基础。哈特在法律形式主义和法律现实主义的争论中采取了一种折中立场,他既承认逻辑的局限性又强调其重要性;既拒斥法官完全按自己的预感来随意判案的见解,又承认直觉的存在。这种折中立场在哈特“开放结构”的法律概念中得到了充分体现。法律概念既有“意义核心”又有“开放结构”,逻辑推理可以帮助法官发现问题的阳面,而根据社会政策、价值和后果对规则进行解释则有助于发现问题的阴面。开放结构的法律概念,使基于规则的法律推理模拟在受到概念封闭性的限制而对疑难案件无能为力时,找到了新的立足点。在此基础上,运用开放结构概念的疑难案件法律推理模型,通过逻辑程序工具和联想技术而建立起来。Gardner博士就疑难案件提出两种解决策略:一是将简易问题从疑难问题中筛选出来,运用基于规则的技术来解决;二是将疑难问题同“开放结构”的法律概念联系在一起,先用非范例知识如规则、控辩双方的陈述、常识来获得初步答案,再运用范例来澄清案件、检查答案的正确性。
第四,目的法学促进了价值推理的人工智能研究。目的法学是指一种所谓直接实现目的之“后法治”理想。美国法学家诺内特和塞尔兹尼克把法律分为三种类型。他们认为,以法治为标志的自治型法,过分强调手段或程序的正当性,有把手段当作目的的倾向。这说明法治社会并没有反映人类关于美好社会的最高理想,因为实质正义不是经过人们直接追求而实现的,而是通过追求形式正义而间接获得的。因此他们提出以回应型法取代自治型法的主张。在回应型法中,“目的为评判既定的做法设立了标准,从而也就开辟了变化的途径。同时,如果认真地对待目的,它们就能控制行政自由裁量权,从而减轻制度屈从的危险。反之,缺少目的既是僵硬的根源,又是机会主义的根源。”(注:(美)诺内特、塞尔兹尼克著:《转变中的法律与社会》,张志铭译,中国政法大学出版社1994年版,第60页。)美国批判法学家昂格尔对形式主义法律推理和目的型法律推理的特点进行了比较,他认为,前者要求使用内容明确、固定的规则,无视社会现实生活中不同价值观念的冲突,不能适应复杂情况和变化,追求形式正义;后者则要求放松对法律推理标准的严格限制,允许使用无固定内容的抽象标准,迫使人们在不同的价值观念之间做出选择,追求实质正义。与此相应,佩雷尔曼提出了新修辞学(NewRhetoric)的法律理论。他认为,形式逻辑只是根据演绎法或归纳法对问题加以说明或论证的技术,属于手段的逻辑;新修辞学要填补形式逻辑的不足,是关于目的的辩证逻辑,可以帮助法官论证其决定和选择,因而是进行价值判断的逻辑。他认为,在司法三段论思想支配下,法学的任务是将全部法律系统化并作为阐释法律的大前提,“明确性、一致性和完备性”就成为对法律的三个要求。而新修辞学的基本思想是价值判断的多元论,法官必须在某种价值判断的指示下履行义务,必须考虑哪些价值是“合理的、可接受的、社会上有效的公平的”。这些价值构成了判决的正当理由。(注:沈宗灵著:《现代西方法理学》,北京大学出版社1992年版,第443-446页。)制造人工智能法律系统最终需要解决价值推理的模拟问题,否则,就难以实现为判决提供正当理由的要求。为此,P.Wahlgren提出的与人工智能相关的5种知识表达途径中,明确地包括了以道义为基础的法律推理模型。(注:P.Wahlgren,AutomationofLegalReasoning:AStudyonArtificialIntelligenceandLaw,ComputerLawSeries11.KluwerLawandTaxationPublishers.DeventerBoston1992.Chapter7.)引入道义逻辑,或者说在机器中采用基于某种道义逻辑的推理程序,强调目的价值,也许是制造智能法律系统的关键。不过,即使把道义逻辑硬塞给计算机,钢铁之躯的机器没有生理需要,也很难产生价值观念和主观体验,没办法解决主观选择的问题。在这个问题上,波斯纳曾以法律家有七情六欲为由对法律家对法律的机械忠诚表示了强烈怀疑,并辩证地将其视为法律发展的动力之一。只有人才能够平衡相互冲突的利益,能够发现对人类生存和发展至关重要的价值。因此,关于价值推理的人工智能模拟究竟能取得什么成果,恐怕还是个未知数。
2.法理学对人工智能法律系统研制的理论指导作用
GoldandSusskind指出:“不争的事实是,所有的专家系统必须适应一些法理学理论,因为一切法律专家系统都需要提出关于法律和法律推理性质的假设。从更严格的意义上说,一切专家系统都必须体现一种结构理论和法律的个性,一种法律规范理论,一种描述法律科学的理论,一种法律推理理论”。(注:GoldandSusskind,ExpertSystemsinLaw:AJurisprudentialandFormalSpecificationApproach,pp.307-309.)人工智能法律系统的研究,不仅需要以法理学关于法律的一般理论为知识基础,还需要从法理学获得关于法律推理的完整理论,如法律推理实践和理论的发展历史,法律推理的标准、主体、过程、方法等等。人工智能对法律推理的模拟,主要是对法理学关于法律推理的知识进行人工智能方法的描述,建立数学模型并编制计算机应用程序,从而在智能机器上再现人类法律推理功能的过程。在这个过程中,人工智能专家的主要任务是研究如何吸收法理学关于法律推理的研究成果,包括法理学关于人工智能法律系统的研究成果。
随着人工智能法律系统研究从低级向高级目标的推进,人们越来越意识到,对法律推理的微观机制认识不足已成为人工智能模拟的严重障碍。P.Wahlgren指出,“许多人工智能技术在法律领域的开发项目之所以失败,就是因为许多潜在的法理学原则没有在系统开发的开始阶段被遵守或给予有效的注意。”“法理学对法律推理和方法论问题的关注已经有几百年,而人工智能的诞生只是本世纪50年代中期的事情,这个事实是人工智能通过考察法理学知识来丰富自己的一个有效动机。”(注:P.Wahlgren,AutomationofLegalReasoning:AStudyonArtificialIntelligenceandLaw,ComputerLawSeries11.KluwerLawandTaxationPublishers.DeventerBoston1992.Chapter7.)因此,研究法律推理自动化的目标,“一方面是用人工智能(通过把计算机的应用与分析模型相结合)来支撑法律推理的可能性;另一方面是应用法理学理论来解决作为法律推理支撑系统的以及一般的人工智能问题。”(注:P.Wahlgren,AutomationofLegalReasoning:AStudyonArtificialIntelligenceandLaw,ComputerLawSeries11.KluwerLawandTaxationPublishers.DeventerBoston1992.Chapter7.)在前一方面,是人工智能法律系统充当法律推理研究的思想实验手段以及辅助司法审判的问题。后一方面,则是法律推理的法律学研究成果直接为人工智能法律系统的研制所应用的问题。例如,20世纪70年代法理学在真实和假设案例的推理和分析方面所取得的成果,已为几种人工智能法律装置借鉴而成为其设计工作的理论基础。在运用模糊或开放结构概念的法律推理研究方面,以及在法庭辩论和法律解释的形式化等问题上,法理学的研究成果也已为人工智能法律系统的研究所借鉴。
四、人工智能法律系统研究的难点
人工智能法律系统的研究尽管在很短的时间内取得了许多令人振奋的成果,但它的发展也面临着许多困难。这些困难构成了研究工作需要进一步努力奋斗的目标。
第一,关于法律解释的模拟。在法理学的诸多研究成果中,法律解释的研究对人工智能法律系统的研制起着关键作用。法律知识表达的核心问题是法律解释。法律规范在一个法律论点上的效力,是由法律家按忠实原意和适合当时案件的原则通过法律解释予以确认的,其中包含着人类特有的价值和目的考虑,反映了法律家的知识表达具有主观能动性。所以,德沃金将解释过程看作是一种结合了法律知识、时代信息和思维方法而形成的,能够应变的思维策略。(注:Dworkin,TakingRightsSeriously,HarvardUniversityPressCambridge,Massachusetts1977.p.75.)目前的法律专家系统并未以知识表达为目的来解释法律,而是将法律整齐地“码放”在计算机记忆系统中仅供一般检索之用。然而,在法律知识工程系统中,法律知识必须被解释,以满足自动推理对法律知识进行重新建构的需要。麦卡锡说:“在开发智能信息系统的过程中,最关键的任务既不是文件的重建也不是专家意见的重建,而是建立有关法律领域的概念模型。”(注:McCarty,Intelligentlegalinformationsystems:problemsandprospects,op.cit.supra,note25,p.126.)建立法律概念模型必须以法律家对某一法律概念的共识为基础,但不同的法律家对同一法律概念往往有不同的解释策略。凯尔森甚至说:即使在国内法领域也难以形成一个“能够用来叙述一定法律共同体的实在法的基本概念”。(注:(奥)凯尔森著:《法与国家的一般理论》,沈宗灵译,中国大百科全书出版社1996年版,第1页。)尽管如此,法理学还是为法律概念模型的重建提供了一些方法。例如,德沃金认为,法官在“解释”阶段,要通过推理论证,为自己在“前解释”阶段所确定的大多数法官对模糊法律规范的“一致看法”提供“一些总的理由”。获取这些总的理由的过程分为两个步骤:首先,从现存的明确法律制度中抽象出一般的法律原则,用自我建立的一般法律理论来证明这种法律原则是其中的一部分,证明现存的明确法律制度是正当的。其次,再以法律原则为依据反向推出具体的法律结论,即用一般法律理论来证明某一法律原则存在的合理性,再用该法律原则来解释某一法律概念。TAXMAN等系统装置已吸收了这种方法,法律知识被计算机结构语言以语义网络的方式组成不同的规则系统,解释程序使计算机根据案件事实来执行某条法律规则,并在新案件事实输入时对法律规则作出新的解释后才加以调用。不过,法律知识表达的进展还依赖于法律解释研究取得更多的突破。
第二,关于启发式程序。目前的法律专家系统如果不能与启发式程序接口,不能运用判断性知识进行推理,只通过规则反馈来提供简单解释,就谈不上真正的智能性。启发式程序要解决智能机器如何模拟法律家推理的直觉性、经验性以及推理结果的不确定性等问题,即人可以有效地处理错误的或不完全的数据,在必要时作出猜测和假设,从而使问题的解决具有灵活性。在这方面,Gardner的混合推理模型,EdwinaL.Rissland运用联想程序对规则和判例推理的结果作集合处理的思路,以及Massachusetts大学研制的CABARET(基于判例的推理工具),在将启发式程序应用于系统开发方面都进行了有益的尝试。但是,法律问题往往没有唯一正确的答案,这是人工智能模拟法律推理的一个难题。选择哪一个答案,往往取决于法律推理的目的标准和推理主体的立场和价值观念。但智能机器没有自己的目的、利益和立场。这似乎从某种程度上划定了机器法律推理所能解决问题的范围。
第三,关于法律自然语言理解。在设计基于规则的程序时,设计者必须假定整套规则没有意义不明和冲突,程序必须消灭这些问题而使规则呈现出更多的一致性。就是说,尽管人们对法律概念的含义可以争论不休,但输入机器的法律语言却不能互相矛盾。机器语言具有很大的局限性,例如,LDS基于规则来模拟严格责任并计算实际损害时,表现出的最大弱点就是不能使用不精确的自然语言进行推理。然而,在实际的法律推理过程中,法律家对某个问题的任何一种回答都可根据上下文关系作多种解释,而且辩论双方总是寻求得出不同的结论。因此,智能法律专家系统的成功在很大程度上还依赖于自然语言理解研究工作的突破。牛津大学的一个程序组正在研究法律自然语言的理解问题,但是遇到了重重困难。原因是连法学家们自己目前也还没有建立起一套大家一致同意的专业术语规范。所以EdwinaL.Rissland认为,常识知识、意图和信仰类知识的模拟化,以及自然语言理解的模拟问题,迄今为止可能是人工智能面临的最困难的任务。对于语言模拟来说,像交际短语和短语概括的有限能力可能会在较窄的语境条件下取得成果,完全的功能模拟、一般“解决问题”能力的模拟则距离非常遥远,而像书面上诉意见的理解则是永远的终极幻想。(注:EdwinaL.Rissland,ArtificialIntelligenceandLaw:SteppingStonestoaModelofLegalReasoning,TheYaleLawJournal.(Vol.99:1957-1981).)
五、人工智能法律系统的开发策略和应用前景
我们能够制造出一台什么样的机器,可以证明它是人工智能法律系统?从检验标准上看,这主要是法律知识在机器中再现的判定问题。根据“图灵试验”原理,我们可将该检验标准概括如下:设两间隔开的屋子,一间坐着一位法律家,另一间“坐着”一台智能机器。一个人(也是法律家)向法律家和机器提出同样的法律问题,如果提问者不能从二者的回答中区分出谁是法律家、谁是机器,就不能怀疑机器具有法律知识表达的能力。
依“图灵试验”制定的智能法律系统检验标准,所看重的是功能。只要机器和法律家解决同样法律问题时所表现出来的功能相同,就不再苛求哪个是钢铁结构、哪个是血肉之躯。人工智能立足的基础,就是相同的功能可以通过不同的结构来实现之功能模拟理论。
从功能模拟的观点来确定人工智能法律系统的研究与开发策略,可作以下考虑:
第一,扩大人工智能法律系统的研发主体。现有人工法律系统的幼稚,暴露了仅仅依靠计算机和知识工程专家从事系统研发工作的局限性。因此,应该确立以法律家、逻辑学家和计算机专家三结合的研发群体。在系统研发初期,可组成由法学家、逻辑与认知专家、计算机和知识工程专家为主体的课题组,制定系统研发的整体战略和分阶段实施的研发规划。在系统研发中期,应通过网络等手段充分吸收初级产品用户(律师、检察官、法官)的意见,使研发工作在理论研究与实际应用之间形成反馈,将开发精英与广大用户的智慧结合起来,互相启发、群策群力,推动系统迅速升级。
第二,确定研究与应用相结合、以应用为主导的研发策略。目前国外人工智能法律系统的研究大多停留在实验室领域,还没有在司法实践中加以应用。但是,任何智能系统包括相对简单的软件系统,如果不经过用户的长期使用和反馈,是永远也不可能走向成熟的。从我国的实际情况看,如果不能将初期研究成果尽快地转化为产品,我们也难以为后续研究工作提供雄厚的资金支持。因此,人工智能法律系统的研究必须走产研结合的道路,坚持以应用开路,使智能法律系统尽快走出实验室,同时以研究为先导,促进不断更新升级。
第三,系统研发目标与初级产品功能定位。人工智能法律系统的研发目标是制造出能够满足多用户(律师、检察官、法官、立法者、法学家)多种需要的机型。初级产品的定位应考虑到,人的推理功能特别是价值推理的功能远远超过机器,但人的记忆功能、检索速度和准确性又远不如机器。同时还应该考虑到,我国目前有12万律师,23万检察官和21万法官,每年1.2万法学院本科毕业生,他们对法律知识的获取、表达和应用能力参差不齐。因此,初级产品的标准可适当降低,先研制推理功能薄弱、检索功能强大的法律专家系统。可与计算机厂商合作生产具有强大数据库功能的硬件,并确保最新法律、法规、司法解释和判例的网上及时更新;同时编制以案件为引导的高速检索软件。系统开发的先期目标应确定为:(1)替律师起草仅供参考的书和辩护词;(2)替法官起草仅供参考的判决书;(3)为法学院学生提供模拟法庭审判的通用系统软件,以辅助学生在、辩护和审判等诉讼的不同阶段巩固所学知识、获得审判经验。上述软件旨在提供一个初级平台,先解决有无和急需,再不断收集用户反馈意见,逐步改进完善。
第四,实验室研发应确定较高的起点或跟踪战略。国外以知识工程为主要技术手段的人工智能法律系统开发已经历了如下发展阶段:(1)主要适用于简单案件的规则推理;(2)运用开放结构概念的推理;(3)运用判例和假设的推理;(4)运用规则和判例的混合推理。我们如确定以简单案件的规则推理为初级市场产品,那么,实验室中第二代产品开发就应瞄准运用开放结构概念的推理。同时,跟踪运用假设的推理及混合推理,吸收国外先进的KBS和HYPO的设计思想,将功能子系统开发与联想式控制系统结合。HYPO判例法推理智能装置具有如下功能:(1)评价相关判例;(2)判定何方使用判例更加贴切;(3)分析并区分判例;(4)建立假设并用假设来推理;(5)为一种主张引用各种类型的反例;(6)建立判例的引证概要。HYPO以商业秘密法的判例推理为模拟对象,假设了完全自动化的法律推理过程中全部要素被建立起来的途径。值得注意的是,HYPO忽略了许多要素的存在,如商业秘密法背后的政策考虑,法律概念应用于实际情况时固有的模糊性,信息是否已被公开,被告是否使用了对方设计的产品,是否签署了让与协议,等等。一个系统设计的要素列表无论多长,好律师也总能再多想出一些。同样,律师对案件的分析,不可能仅限于商业秘密法判例,还可能援引侵权法或专利法的判例,这决定了缘由的多种可能性。Ashley还讨论了判例法推理模拟的其他困难:判例并不是概念的肯定的或否定的样本,因此,要通过要素等简单的法律术语使模糊的法律规则得到澄清十分困难,法律原则和类推推理之间的关系还不能以令人满意的方式加以描述。(注:EdwinaL.Rissland,ArtificialIntelligenceandLaw:SteppingStonestoaModelofLegalReasoning,TheYaleLawJournal.(Vol.99:1957-1981).)这说明,即使具有较高起点的实验室基础研究,也不宜确定过高的目标。因为,智能法律系统的研究不能脱离人工智能的整体发展水平。
第五,人-机系统解决方案。人和机器在解决法律问题时各有所长。人的优点是能作价值推理,使法律问题的解决适应社会的变化发展,从而具有灵活性。机器的长处是记忆和检索功能强,可以使法律问题的解决具有一贯性。人-机系统解决方案立足于人与机器的功能互补,目的是解放人的脑力劳动,服务于国家的法治建设。该方案的实施可以分为两个阶段:第一阶段以人为主,机器为人收集信息并作初步分析,提供决策参考。律师受理案件后,可以先用机器处理大批数据,并参考机器的和辩护方案,再做更加高级的推理论证工作。法官接触一个新案件,或新法官刚接触审判工作,也可以先看看“机器法官”的判决建议或者审判思路,作为参考。法院的监督部门可参照机器法官的判决,对法官的审判活动进行某种监督,如二者的判决结果差别太大,可以审查一下法官的判决理由。这也许可以在一定程度上制约司法腐败。在人-机系统开发的第二阶段,会有越来越多的简单案件的判决与电脑推理结果完全相同,因此,某些简单案件可以机器为主进行审判,例如,美国小额法庭的一些案件,我国法庭可用简易程序来审理的一些案件。法官可以作为“产品检验员”监督和修订机器的判决结果。这样,法官的判案效率将大大提高,法官队伍也可借此“消肿”,有可能大幅度提高法官薪水,吸引高素质法律人才进入法官队伍。
1.2基于人工智能知识体系的教学案例库建设根据所确定的教学内容、知识重点和知识难点,从国内外经典教材、科研项目、研发设计、生产建设以及国内外人工智能网站等多种途径,收集案例素材,加以整理,撰写各知识要点的教学案例及其内容。表1给出基于人工智能知识体系的教学案例示例。
2人工智能课程教学案例的详细设计
在教学案例具体设计时应包括章节、知识重点、知识难点、案例名称、案例内容、案例分析过程、案例教学手段、思考/讨论内容等案例规范,分别从以下单一案例、一题多解案例和综合应用案例3种情况进行讨论。
2.1单一案例设计以人工智能课程中神经网络课堂教学内容为例,介绍基于知识点的单一案例的设计。神经网络在模式识别、图像处理、组合优化、自动控制、信息处理和机器人学等领域具有广泛的应用,是人工智能课程的主要内容之一。教学内容主要包括介绍人工神经网络的由来、特性、结构、模型和算法,以及神经网络的表示和推理。这些内容是神经网络的基础知识。其重点在于人工神经网络的结构、模型和算法。难点是人工神经网络的结构和算法。从教学要求上,通过对该章节内容的学习,使学生掌握人工神经网络的结构、模型和算法,了解人工神经网络的由来和特性,一般性地了解神经网络的表示和推理方法。采用课件PPT和演示手段,由简单到复杂,在学生掌握人工神经网络的基本原理和方法之后,再讲解反向传播BP算法,然后运用“手写体如何识别”案例,引导学生学习理解人工神经网络的核心思想及其应用方法。从国外教材中整理和设计该案例,同时应包括以下规范内容。章节:神经网络。知识重点:神经网络。知识难点:人工神经网络的结构、表示、学习算法和推理。案例名称:手写体如何识别。案例内容:用训练样本集训练一个神经网络使其推广到先前训练所得结果,正确分类先前未见过的数据。案例分析过程:①训练数字识别神经网络的样本位图;②反向传播BP算法;③神经网络的表示;④使用误差反向传播算法训练的神经网络的泛化能力;⑤一个神经网络训练完毕后,将网络中的权值保存起来供实际应用。案例教学手段:手写体识别的神经网络演示。思考/讨论内容:①训练改进与权值调整改进;②过学习/过拟合现象,即在一个数据集上训练时间过长,导致网络过拟合于训练数据,对未出现过的新数据没有推广性。
2.2一题多解案例设计一题多解案例有助于学生把相关知识点联系起来,形成相互关联的知识网络。以人工智能课程中知识及其表示教学内容为例,介绍一题多解案例的设计。知识及其表示是人工智能课程三大内容(知识表示、知识推理、知识应用)之一。教学内容主要包括知识表示的各种方法。其重点在于状态空间、问题归约、谓词逻辑、语义网络等知识表示方法。难点是知识表示方法的区别及其应用。从教学要求上,通过对该章节内容的学习,使学生掌握利用状态空间法、问题归约法、谓词演算法、语义网络法来描述和解决应用问题,重点掌握几种主要知识表示方法之间的差别,并对如何选择知识表示方法有一般性的了解。通过讲解和讨论“猴子和香蕉问题”案例,来表示抽象概念。该案例从国内外教材中进行整理和设计,同时包括以下规范内容。章节:知识及其表示。知识重点:状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法、语义网络法等。知识难点:知识表示方法的区别及其应用。案例名称:分别用状态空间表示法与谓词逻辑法表示猴子和香蕉问题。案例内容:房间内有一只机器猴、一个箱子和一束香蕉。香蕉挂在天花板下方,但猴子的高度不足以碰到它。猴子如何摘到香蕉?如何采用多种知识表示方法表示和求解该问题?案例分析过程:①状态空间法的解题过程。用n元表列表示该问题的状态;定义问题的操作算符;定义初始状态变换为目标状态的操作序列;画出该问题的状态空间图。②谓词逻辑法的解题过程。定义问题的常量;定义问题的谓词;根据问题描述用谓词公式表示问题的初始状态、中间状态和目标状态。案例教学手段:猴子和香蕉问题的演示。思考/讨论内容:①选择知识表示方法时,应考虑哪些主要因素?②如何综合运用多种知识表示方法获得最有效的问题解决方案?
2.3综合应用案例设计与单一案例、一题多解案例相比,综合应用案例能更加有效地启发学生全方位地思考和探索问题的解决方法。以机器人行动规划模拟为例,介绍人工智能综合应用案例的设计,该案例包括以下规范内容。章节:人工智能综合应用。知识重点:人工智能的研究方向和应用领域。知识难点:人工智能的技术集成。案例名称:机器人行动规划模拟。案例内容:综合应用行为规划、知识表示方法、机器人学、神经网络、人工智能语言等多种人工智能技术与方法,对机器人行动规划问题进行描述和可视化。案例分析过程:①机器人行为规划问题求解。采用状态归约法与分层规划技术,将机器人须完成的总任务分解为若干依序排列的子任务;依据任务进程,确定若干关键性的中间状态,将状态对应为进程子规划的目标;确定规划的执行与操作控制,以及机器人过程控制与环境约束。②基于谓词逻辑表示的机器人行为规划设计。定义表达状态的谓词逻辑;用谓词逻辑描述问题的初始状态、问题的目标状态以及机器人行动规划过程的中间状态;定义操作的约束条件和行为动作。③机器人控制系统。定义机器人平台的控制体系结构,包括反应式控制、包容结构以及其他控制系统等。④基于神经网络的模式识别。采用神经网络方法以及BP算法对桌面茶壶、杯子等物体进行识别,提取物体图形特征。⑤机器人程序设计语言。运用人工智能语言实现机器人行动规划行为的可视化。案例教学手段:机器人行动规划的模拟演示。思考/讨论内容:人工智能将会怎样发展?应该在哪些方面进一步开展研究?
3案例教学环节和过程的具体实施细节
人工智能案例教学的实施面向笔者所在学院软件工程专业三年级本科生展开。具体实施细节如下。(1)教学内容的先进性、实用性和前沿性。引进和整合国外著名人工智能教材内容,保证课程内容具有先进性。同时将前沿人工智能的研究成果与技术有机地融入课程案例教学之中。(2)案例教学的创新教学模式。在教师的引导下,将案例中涉及的人工智能内容推广到对人工智能的一般性认识。案例的教学过程,成为认识人工智能、初步运用人工智能的理论与方法分析和解决实际应用问题的过程,使学生具备运用人工智能知识解决实际问题的意识和初步能力。在课程教学中,打破国内常规教学方式,建立和实施开放式案例教学模式。采用动画课件、录像教学、实物演示、网络教学等多种多媒体教学手段,以及集中讲授与专题讨论相结合的教学方式将理论、方法、技术、算法以及实现有机结合,感性认识与理性认识相结合,理论与实际相结合,极大地激发学生自主和创新性学习的热情。(3)“课堂教学—实践活动—现实应用”的有机融合。在案例教学过程中,从传统教学观以学会为中心转化为创新应用型教学观以创新为中心,以及从传统教学的以课堂教学为中心转化为以课堂教学与实践活动并重为中心,构造具体问题场景以及设计教学案例在情境中的现实应用,加深学生对教学内容的理解,同时提高学生的思考能力和实际综合应用能力。
也正因为如此,人工智能发展进程中所面临的挑战才不仅仅局限于技术或产业领域,而更多体现在经济、社会、政治领域的公共政策选择上。首先,普遍建立在科层制基础上的公共事务治理结构,是否能够适应技术发展和应用过程中所大规模激发的不确定性和不可预知性?再者,长久以来围绕人类行为的规制制度,是否同样能够适应以数据、算法为主体的应用环境?最后,如何构建新的治理体系和治理工具来应对伴随人工智能发展而兴起的新的经济、社会、政治问题?
应对上述挑战并不完全取决于技术发展或商业创新本身,而更多依赖于我们的公共政策选择。本文试图在分析人工智能发展逻辑及其所引发的风险挑战的基础上,对人工智能时代的公共政策选择做出分析,并讨论未来改革的可能路径,这也就构成了人工智能治理的三个基本问题。具体而言,人工智能本身成为治理对象,其发展与应用构成了治理挑战,而在此基础上如何做出公共政策选择便是未来治理变革的方向。
全文共分为四个部分:第一部分将探讨人工智能的概念及特征,并进而对其发展逻辑进行阐述。作为一项颠覆性技术创新,其本身的技术门槛对决策者而言构成了挑战,梳理并捋清人工智能的本质内涵因而成为制定相关公共政策的前提;第二部分将着重分析人工智能时代崛起所带来的治理挑战,主要包括三个方面,即传统科层治理结构应对人工智能新的生产模式的滞后性、建基于行为因果关系之上的传统治理逻辑应对人工智能新主体的不适用性,以及人工智能发展所引发的新议题的治理空白;面对上述挑战,各国都出台了相关政策,本文第三部分对此进行了综述性对比分析,并指出了其进步意义所在。需要指出的是,尽管各国的政策目标都试图追求人工智能发展与监管的二维平衡,但由于缺乏对人工智能内涵及其发展逻辑的完整认识,当前的公共政策选择有失综合性;本文第四部分将提出新的治理思路以及公共政策选择的其他可能路径,以推动围绕人工智能治理的相关公共政策议题的深入讨论。
一、人工智能的概念及技术发展逻辑:算法与数据
伴随着人工智能技术的快速发展,尤其是其近年来在棋类对弈、自动驾驶、人脸识别等领域的广泛应用,围绕人工智能所可能引发的社会变革产生了激烈争论。在一方面,以霍金[2]、马斯克[3]、比尔-盖茨[4]、赫拉利[5]为代表的诸多人士呼吁加强监管,警惕“人工智能成为人类文明史的终结”;在另一方面,包括奥巴马[6]在内的政治家、学者又认为应该放松监管,充分释放人工智能的技术潜力以造福社会。未来发展的不确定性固然是引发当前争论的重要原因之一,但围绕“人工智能”概念内涵理解的不同,以及对其发展逻辑认识的不清晰,可能也同样严重地加剧了人们的分歧。正因为此,廓清人工智能的概念内涵和发展逻辑不仅是回应争论的需要,也是进一步提出公共政策建议的前提。
就相关研究领域而言,人们对于“人工智能”这一概念的定义并未形成普遍共识。计算机领域的先驱阿兰-图灵曾在《计算机器与智能》一文中提出,重要的不是机器模仿人类思维过程的能力,而是机器重复人类思维外在表现行为的能力。[7]正是由此理解出发,著名的“图灵测试”方案被提出。但如同斯坦福大学计算机系教授约翰·麦卡锡所指出的,“图灵测试”仅仅只是“人工智能”概念的一部分,不模仿人类但同时也能完成相关行为的机器同样应被视为“智能”的。[8]事实上,约翰·麦卡锡正是现代人工智能概念的提出者。在他看来,“智能”关乎完成某种目标的行为“机制”,而机器既可以通过模仿人来实现行为机制,也可以自由地使用任何办法来创造行为机制。[9]由此,我们便得到了人工智能领域另一个非常重要的概念——“机器学习”。
人工智能研究的目标是使机器达到人类级别的智能能力,而其中最重要的便是学习能力。[10]因此,尽管“机器学习”是“人工智能”的子域,但很多时候我们都将这两个概念等同起来。[11]就实现过程而言,机器学习是指利用某些算法指导计算机利用已知数据得出适当模型,并利用此模型对新的情境给出判断,从而完成行为机制的过程。此处需要强调一下机器学习算法与传统算法的差异。算法本质上就是一系列指令,告诉计算机该做什么。对于传统算法而言,其往往事无巨细地规定好了机器在既定条件下的既定动作;机器学习算法却是通过对已有数据的“学习”,使机器能够在与历史数据不同的新情境下做出判断。以机器人行走的实现为例,传统算法下,程序员要仔细规定好机器人在既定环境下每一个动作的实现流程;而机器学习算法下,程序员要做的则是使计算机分析并模拟人类的行走动作,以使其即使在完全陌生的环境中也能实现行走。
由此,我们可以对“人工智能”设定一个“工作定义”以方便进一步的讨论:人工智能是建立在现代算法基础上,以历史数据为支撑,而形成的具有感知、推理、学习、决策等思维活动并能够按照一定目标完成相应行为的计算系统。这一概念尽管可能仍不完善,但它突出了人工智能技术发展和应用的两大基石——算法与数据,有助于讨论人工智能的治理问题。
首先,算法即是规则,它不仅确立了机器所试图实现的目标,同时也指出了实现目标的路径与方法。就人工智能当前的技术发展史而言,算法主要可被划分为五个类别:符号学派、联接学派、进化学派、类推学派和贝叶斯学派。[12]每个学派都遵循不同的逻辑、以不同的理念实现了人工智能(也即“机器学习”)的过程。举例而言,“符号学派”将所有的信息处理简化为对符号的操纵,由此学习过程被简化(抽象)为基于数据和假设的规则归纳过程。在数据(即历史事实)和已有知识(即预先设定的条件)的基础上,符号学派通过“提出假设-数据验证-进一步提出新假设-归纳新规则”的过程来训练机器的学习能力,并由此实现在新环境下的决策判断。
从对“符号学派”的描述中可以发现,机器学习模型成功的关键不仅是算法,还有数据。数据的缺失和预设条件的不合理将直接影响机器学习的输出(就符号学派而言,即决策规则的归纳)。最明显体现这一问题的例子便是罗素的“归纳主义者火鸡”问题:火鸡在观察10天(数据集不完整)之后得出结论(代表预设条件不合理,超过10个确认数据即接受规则),主人会在每天早上9点给它喂食;但接下来是平安夜的早餐,主人没有喂它而是宰了它。
所有算法类型尽管理念不同,但模型成功的关键都聚焦于“算法”和“数据”。事实上,如果跳出具体学派的思维束缚,每种机器学习算法都可被概括为“表示方法、评估、优化”这三个部分。[13]尽管机器可以不断的自我优化以提升学习能力,且原则上可以学习任何东西,但评估的方法和原则(算法)以及用以评估的数据(数据)都是人为决定的——而这也正是人工智能治理的关键所在。算法与数据不仅是人工智能发展逻辑的基石,其同样是治理的对象和关键。
总而言之,围绕“人工智能是否会取代人类”的争论事实上并无太大意义,更重要的反而是在廓清人工智能的内涵并理解其发展逻辑之后,回答“治理什么”和“如何治理”的问题。就此而言,明确治理对象为算法和数据无疑是重要的一步。但接下来的重要问题仍然在于,人工智能时代的崛起所带来的治理挑战究竟是什么?当前的制度设计是否能够对其做出有效应对?如果答案是否定的,我们又该如何重构治理体系以迎接人工智能时代的崛起?本文余下部分将对此做进一步的阐述。
二、人工智能时代崛起的治理挑战
不同于其他颠覆性技术,人工智能的发展并不局限于某一特定产业,而是能够支撑所有产业变革的通用型技术。也正因为此,其具有广泛的社会溢出效应,在政治、经济、社会等各个领域都会带来深刻变革,并将同时引发治理方面的挑战。具体而言,挑战主要体现在以下三个方面。
首先,治理结构的僵化性,即传统的科层制治理结构可能难以应对人工智能快速发展而形成的开放性和不确定性。之所以需要对人工智能加以监管,原因在于其可能成为公共危险的源头,例如当自动驾驶技术普及之后,一旦出现问题,便可能导致大规模的连续性伤害。但不同机、大型水坝、原子核科技等二十世纪的公共危险源,人工智能的发展具有极强的开放性,任何一个程序员或公司都可以毫无门槛的进行人工智能程序的开发与应用。这一方面是由于互联网时代的到来,使得基于代码的生产门槛被大大降低[14];另一方面,这也是人工智能本身发展规律的需要。正如前文所提到,唯有大规模的数据输入才可能得到较好的机器学习结果,因此将人工智能的平台(也即算法)以开源形式公开出来,以使更多的人在不同场景之下加以利用并由此吸收更多、更完备的数据以完善算法本身,就成为了大多数人工智能公司的必然选择。与此同时,人工智能生产模式的开放性也必然带来发展的不确定性,在缺乏有效约束或引导的情况下,人工智能的发展很可能走向歧途。面对这一新形势,传统的、基于科层制的治理结构显然难以做出有效应对。一方面,政府试图全范围覆盖的事前监管已经成为不可能,开放的人工智能生产网络使得监管机构几乎找不到监管对象;另一方面,由上至下的权威结构既不能传递给生产者,信息不对称问题的加剧还可能导致监管行为走向反面。调整治理结构与治理逻辑,并形成适应具有开放性、不确定性特征的人工智能生产模式,是当前面临的治理挑战之一。
再者,治理方法的滞后性,即长久以来建立在人类行为因果关系基础上的法律规制体系,可能难以适用于以算法、数据为主体的应用环境。人工智能的价值并不在于模仿人类行为,而是其具备自主的学习和决策能力;正因为如此,人工智能技术才不能简单地理解为其创造者(即人)意志的表达。程序员给出的只是学习规则,但真正做出决策的是基于大规模数据训练后的算法本身,而这一结果与程序员的意志并无直接因果关联。事实上也正由于这个特点,AlphaGo才可能连续击败围棋冠军,而其设计者却并非围棋顶尖大师。也正是在这个意义上,我们才回到了福柯所言的“技术的主体性”概念。在他看来,“技术并不仅仅是工具,或者不仅仅是达到目的的手段;相反,其是政治行动者,手段与目的密不可分”。[15]就此而言,长久以来通过探究行为与后果之因果关系来规范人的行为的法律规制体系,便可能遭遇窘境:如果将人工智能所造成的侵权行为归咎于其设计者,无疑不具有说服力;但如果要归咎于人工智能本身,我们又该如何问责一个机器呢?由此,如何应对以算法、数据为核心的技术主体所带来的公共责任分配问题,是当前面临的第二个治理挑战。
最后,治理范围的狭隘性,即对于受人工智能发展冲击而引发的新的社会议题,需要构建新的治理体系和发展新的治理工具。人工智能发展所引发的治理挑战不仅仅体现在现有体系的不适应上,同时还有新议题所面临的治理空白问题。具体而言,这又主要包括以下议题:算法是否能够享有言论自由的宪法保护,数据的权属关系究竟如何界定,如何缓解人工智能所可能加剧的不平等现象,以及如何平衡人工智能的发展与失业问题。在人工智能时代之前,上述问题并不存在,或者说并不突出;但伴随着人工智能的快速发展和应用普及,它们的重要性便日渐显著。以最为人所关注的失业问题为例,就技术可能性来说,人工智能和机器人的广泛应用代替人工劳动,已是一个不可否定的事实了。无论是新闻记者,还是股市分析员,甚至是法律工作者,其都有可能为机器所取代。在一个“充分自动化(Full Automation)”的世界中,如何重新认识劳动与福利保障的关系、重构劳动和福利保障制度,便成为最迫切需要解决的治理挑战之一。[16]
上述三方面共同构成了人工智能时代崛起所带来的治理挑战。面对这些挑战,各国也做出了相应的公共政策选择。本文第三部分将对各国人工智能的治理政策进行对比性分析。在此基础上,第四部分将提出本文的政策建议。
三、各国人工智能治理政策及监管路径综述
人工智能时代的崛起作为一种普遍现象,其所引发的治理挑战是各国面临的共同问题,各国也陆续出台了相关公共政策以试图推动并规范人工智能的快速发展。
美国于2016年同时颁布了《国家人工智能研究与发展战略规划》和《为人工智能的未来做好准备》两个国家级政策框架,前者侧重从技术角度指出美国人工智能战略的目的、愿景和重点方向,而后者则更多从治理角度探讨政府在促进创新、保障公共安全方面所应扮演的角色和作用。就具体的监管政策而言,《为人工智能的未来做好准备》提出了一般性的应对方法,强调基于风险评估和成本-收益考量的原则以决定是否对人工智能技术的研发与应用施以监管负担。[17]日本同样于2016年出台了《第五期(2016~2020年度)科学技术基本计划》,提出了“超智能社会5.0”的概念,强调通过推动数据标准化、建设社会服务平台、协调发展多领域智能系统等各方面工作促进人工智能的发展和应用。[18]
尽管美国和日本的政策着力点不同,但其共有的特点是对人工智能的发展及其所引发的挑战持普遍的包容与开放态度。就当前的政策框架而言,美日两国的政策目标更倾斜于推动技术创新、保持其国家竞争力的优势地位;当涉及对人工智能所可能引发的公共问题施以监管时,其政策选择也更倾向于遵循“无需批准式(permissionless)”的监管逻辑,即强调除非有充分案例证明其危害性,新技术和新商业模式默认为都是被允许的。[19]至于人工智能的发展对个人数据隐私、社会公共安全的潜在威胁,尽管两国的政策框架都有所涉及,却并非其政策重心——相比之下,英国、法国则采取了不同的政策路径。
英国政府2016年了《人工智能:未来决策制定的机遇与影响》,对人工智能的变革性影响以及如何利用人工智能做出了阐述与规划,尤其关注到了人工智能发展所带来的法律和伦理风险。在该报告中,英国政府强调了机器学习与个人数据相结合而对个人自由及隐私等基本权利所带来的影响,明确了对使用人工智能所制定出的决策采用问责的概念和机制,并同时在算法透明度、算法一致性、风险分配等具体政策方面做出了规定。[20]与英国类似,法国在2017年的《人工智能战略》中延续了其在2006年通过的《信息社会法案》的立法精神,同样强调加强对新技术的“共同调控”,以在享有技术发展所带来的福利改进的同时,充分保护个人权利和公共利益。[21]与美日相比,英法的公共政策更偏向于“审慎监管(precautionary)”的政策逻辑,即强调新技术或新的商业模式只有在开发者证明其无害的前提下才被允许使用。[22]
在本文看来,无论是“无需批准式监管”还是“审慎监管”,在应对人工智能时代崛起所带来的治理挑战方面都有其可取之处:前者侧重于推动创新,而后者则因重视安全而更显稳健。但需要指出的是,这两种监管路径的不足却也十分明显。正如前文第二部分所指出,一方面,快速迭代的技术发展与商业模式创新必将引发新的社会议题,无论是算法是否受到言论自由的权利保护还是普遍失业对社会形成的挑战,它们都在客观上要求公共政策做出应对,而非片面的“无需批准式监管”能够处理。更重要的是,“无需批准式监管”的潜在假设是事后监管的有效性;然而,在事实上,正如2010年5月6日美国道琼斯工业指数“瞬间崩盘”事件所揭示的,即使单个电子交易程序合规运行,当各个系统行为聚合在一起时反而却造成了更大的危机。[23]在此种情形下,依赖于合规性判断的“事后监管”基本上难以有效实施。另一方面,人工智能本身的自主性和主体性使得建立在人类行为因果关系基础上的“审慎监管”逻辑存在天然缺陷:既然人类无法预知人工智能系统可能的行为或决策,开发者又如何证明人工智能系统的无害性?
正如本文所反复强调的,人工智能与其他革命性技术的不同之处,正是在于其所带来的社会冲击的综合性和基础性。人工智能并非单个领域、单个产业的技术突破,而是对于社会运行状态的根本性变革;人工智能时代的崛起也并非一夜之功,而是建立在计算机革命、互联网革命直至数字革命基础上的“奇点”变革。因此,面对人工智能时代崛起所带来的治理挑战,我们同样应该制定综合性的公共政策框架,而非仅仅沿袭传统治理逻辑,例如只是针对具体议题在“创新”与“安全”这个二元维度下进行艰难选择。本文在第四部分从承认技术的主体性、重构社会治理制度、推进人工智能全球治理这三方面提出了政策建议,并希望以此推动更深入地围绕人工智能时代公共政策选择的研究与讨论。
四、人工智能时代的公共政策选择
《新一代人工智能发展规划》明确提出了到2030年我国人工智能发展的“三步走”目标,而在每一个阶段,人工智能法律法规、伦理规范和政策体系的逐步建立与完善都是必不可少的重要内容。面对人工智能时代崛起的治理挑战,究竟应该如何重构治理体系、创新治理机制、发展治理工具,是摆在决策者面前的重要难题。本文基于对人工智能基本概念和发展逻辑的梳理分析,结合各国已有政策的对比分析,提出以下三方面的改革思路,以为人工智能时代的公共选择提供参考。
第一,人工智能发展的基石是算法与数据,建立并完善围绕算法和数据的治理体系与治理机制,是人工智能时代公共政策选择的首要命题,也是应对治理挑战、赋予算法和数据以主体性的必然要求。(1)就算法治理而言,涉及的核心议题是算法的制定权及相应的监督程序问题。算法作为人工智能时代的主要规则,究竟谁有权并通过何种程序来加以制定,谁来对其进行监督且又如何监督?长久以来公众针对社交媒体脸书(Facebook)的质疑正体现了这一问题的重要性:公众如何相信脸书向用户自动推荐的新闻内容不会掺杂特殊利益的取向?[24]当越来越多的人依赖定制化的新闻推送时,人工智能甚至会影响到总统选举。也正因为此,包括透明要求、开源要求在内的诸多治理原则,应当被纳入到算法治理相关议题的考虑之中。(2)就数据治理而言,伴随着人工智能越来越多地依赖于大规模数据的收集与利用,个人隐私的保护、数据价值的分配、数据安全等相关议题也必将成为公共政策的焦点。如何平衡不同价值需求、规范数据的分享与应用,也同样成为人工智能时代公共政策选择的另一重要抓手。
第二,创新社会治理制度,进一步完善社会保障体系,在最大程度上缓解人工智能发展所可能带来的不确定性冲击。与历史上的技术革命类似,人工智能的发展同样会导致利益的分化与重构,而如何保证技术革命成本的承受者得到最大限度的弥补并使所有人都享有技术发展的“获得感”,不仅是社会发展公平、正义的必然要求,也是促进技术革命更快完成的催化剂。就此而言,在人工智能相关公共政策的考量中,我们不仅应该关注产业和经济政策,同时也应该关注社会政策,因为只有后者的完善才能够控制工人或企业家所承担的风险,并帮助他们判断是否支持或抵制变革的发生。就具体的政策设计来说,为缓解人工智能所可能带来的失业潮,基本收入制度的普遍建立可能应该被提上讨论议程了。“基本收入”是指政治共同体(如国家)向所有成员不加任何限制条件地支付一定数额的收入,以满足其基本生活的需求。尽管存在“养懒汉”的质疑,但有研究者已指出,自18世纪就开始构想的基本收入制度很有可能反过来促进就业。[25]芬兰政府已经于2017年初开始了相关实验,美国的一些州、瑞士也做出了一定探索。在人工智能时代尚未完全展现其“狰容”之前,创新社会治理机制、完善社会保障体系,可能是平衡技术创新与社会风险的最佳路径。
第三,构建人工智能全球治理机制,以多种形式促进人工智能重大国际共性问题的解决,共同应对开放性人工智能生产模式的全球性挑战。人工智能的发展具有开放性和不确定性的特征,生产门槛的降低使得人工智能技术研发的跨国流动性很强,相关标准的制定、开放平台的搭建、共享合作框架的形成,无不要求构建相应的全球治理机制。另一方面,跨境数据流动在广度和深度上的快速发展成为了人工智能技术进步的直接推动力,但各国数据规制制度的巨大差异在制约跨境数据流动进一步发展的同时,也将影响人工智能时代的全面到来。[26]故此,创新全球治理机制,在承认各国制度差异的前提下寻找合作共享的可能性,便成为人工智能时代公共政策选择的重要考量之一。就具体的机制设计而言,可以在人工智能全球治理机制的构建中引入多利益相关模式;另一方面,为防止巨头垄断的形成,充分发挥主权国家作用的多边主义模式同样不可忽视。作为影响深远的基础性技术变革,互联网全球治理机制的经验和教训值得人工智能发展所借鉴。
上述三方面从整体上对人工智能时代的公共政策框架做出了阐述。与传统政策局限于“创新”与“安全”之间做出二维选择不同,本文以更综合的视角提出了未来公共政策选择的可能路径。就其内在联系来讲,建立并完善围绕算法和数据的治理体系是起点,其将重构人工智能时代的规则与制度;创新社会治理机制并完善社会保障体系是底线,其将缓解人工智能所带来的影响与波动;构建全球治理机制则成为了制度性的基础设施,推动各国在此之上共同走向人工智能时代的“人类命运共同体”。
五、结语
在经历了60余年的发展之后,人工智能终于在互联网、大数据、机器学习等诸多技术取得突破的基础上实现了腾飞。在未来的人类生活中,人工智能也必将扮演越来越重要的角色。对于这样的图景,我们自不必惊慌,但却也不可掉以轻心。对于人工智能的治理,找到正确的方向并采取合理的措施,正是当下所应该重视的政策议题。而本文的主旨也正在于此:打破长久以来人们对于人工智能的“笼统”式担忧,指出人工智能技术发展的技术逻辑及其所引发的治理挑战,并在此基础上提出相应的政策选择。人工智能治理的这三个基本问题,是重构治理体系、创新治理机制、发展治理工具所必须思考的前提。伴随着我国国家层面战略规划的出台,我国人工智能的发展也必将跃上新台阶。在此背景下,深入探讨人工智能治理的相关公共政策议题,对于助推一个人工智能时代的崛起而言,既有其必要性,也有其迫切性。(来源:中国行政管理 文/贾开 蒋余浩 编选:中国电子商务研究中心)
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现代逻辑创始于19世纪末叶和20世纪早期,其发展动力主要来自于数学中的公理化运动。当时的数学家们试图即从少数公理根据明确给出的演绎规则推导出其他的数学定理,从而把整个数学构造成为一个严格的演绎大厦,然后用某种程序和方法一劳永逸地证明数学体系的可靠性。为此需要发明和锻造严格、精确、适用的逻辑工具。这是现代逻辑诞生的主要动力。由此造成的后果就是20世纪逻辑研究的严重数学化,其表现在于:一是逻辑专注于在数学的形式化过程中提出的问题;二是逻辑采纳了数学的方法论,从事逻辑研究就意味着象数学那样用严格的形式证明去解决问题。由此发展出来的逻辑被恰当地称为“数理逻辑”,它增强了逻辑研究的深度,使逻辑学的发展继古希腊逻辑、欧洲中世纪逻辑之后进入第三个高峰期,并且对整个现代科学特别是数学、哲学、语言学和计算机科学产生了非常重要的影响。
本文所要探讨的问题是:21世纪逻辑发展的主要动力将来自何处?大致说来将如何发展?我个人的看法是:计算机科学和人工智能将至少是21世纪早期逻辑学发展的主要动力源泉,并将由此决定21世纪逻辑学的另一幅面貌。由于人工智能要模拟人的智能,它的难点不在于人脑所进行的各种必然性推理(这一点在20世纪基本上已经做到了,如用计算机去进行高难度和高强度的数学证明,“深蓝”通过高速、大量的计算去与世界冠军下棋),而是最能体现人的智能特征的能动性、创造性思维,这种思维活动中包括学习、抉择、尝试、修正、推理诸因素,例如选择性地搜集相关的经验证据,在不充分信息的基础上作出尝试性的判断或抉择,不断根据环境反馈调整、修正自己的行为,……由此达到实践的成功。于是,逻辑学将不得不比较全面地研究人的思维活动,并着重研究人的思维中最能体现其能动性特征的各种不确定性推理,由此发展出的逻辑理论也将具有更强的可应用性。
实际上,在20世纪中后期,就已经开始了现代逻辑与人工智能(记为AI)之间的相互融合和渗透。例如,哲学逻辑所研究的许多课题在理论计算机和人工智能中具有重要的应用价值。AI从认知心理学、社会科学以及决策科学中获得了许多资源,但逻辑(包括哲学逻辑)在AI中发挥了特别突出的作用。某些原因促使哲学逻辑家去发展关于非数学推理的理论;基于几乎同样的理由,AI研究者也在进行类似的探索,这两方面的研究正在相互接近、相互借鉴,甚至在逐渐融合在一起。例如,AI特别关心下述课题:
·效率和资源有限的推理;
·感知;
·做计划和计划再认;
·关于他人的知识和信念的推理;
·各认知主体之间相互的知识;
·自然语言理解;
·知识表示;
·常识的精确处理;
·对不确定性的处理,容错推理;
·关于时间和因果性的推理;
·解释或说明;
·对归纳概括以及概念的学习。[①]
21世纪的逻辑学也应该关注这些问题,并对之进行研究。为了做到这一点,逻辑学家们有必要熟悉AI的要求及其相关进展,使其研究成果在AI中具有可应用性。
我认为,至少是21世纪早期,逻辑学将会重点关注下述几个领域,并且有可能在这些领域出现具有重大意义的成果:(1)如何在逻辑中处理常识推理中的弗协调、非单调和容错性因素?(2)如何使机器人具有人的创造性智能,如从经验证据中建立用于指导以后行动的归纳判断?(3)如何进行知识表示和知识推理,特别是基于已有的知识库以及各认知主体相互之间的知识而进行的推理?(4)如何结合各种语境因素进行自然语言理解和推理,使智能机器人能够用人的自然语言与人进行成功的交际?等等。
1.常识推理中的某些弗协调、非单调和容错性因素
AI研究的一个目标就是用机器智能模拟人的智能,它选择各种能反映人的智能特征的问题进行实践,希望能做出各种具有智能特征的软件系统。AI研究基于计算途径,因此要建立具有可操作性的符号模型。一般而言,AI关于智能系统的符号模型可描述为:由一个知识载体(称为知识库KB)和一组加载在KB上的足以产生智能行为的过程(称为问题求解器PS)构成。经过20世纪70年代包括专家系统的发展,AI研究者逐步取得共识,认识到知识在智能系统中力量,即一般的智能系统事实上是一种基于知识的系统,而知识包括专门性知识和常识性知识,前者亦可看做是某一领域内专家的常识。于是,常识问题就成为AI研究的一个核心问题,它包括两个方面:常识表示和常识推理,即如何在人工智能中清晰地表示人类的常识,并运用这些常识去进行符合人类行为的推理。显然,如此建立的常识知识库可能包含矛盾,是不协调的,但这种矛盾或不协调应不至于影响到进行合理的推理行为;常识推理还是一种非单调推理,即人们基于不完全的信息推出某些结论,当人们得到更完全的信息后,可以改变甚至收回原来的结论;常识推理也是一种可能出错的不精确的推理模式,是在容许有错误知识的情况下进行的推理,简称容错推理。而经典逻辑拒斥任何矛盾,容许从矛盾推出一切命题;并且它是单调的,即承认如下的推理模式:如果p?r,则pùq?r;或者说,任一理论的定理属于该理论之任一扩张的定理集。因此,在处理常识表示和常识推理时,经典逻辑应该受到限制和修正,并发展出某些非经典的逻辑,如次协调逻辑、非单调逻辑、容错推理等。有人指出,常识推理的逻辑是次协调逻辑和非单调逻辑的某种结合物,而后者又可看做是对容错推理的简单且基本的情形的一种形式化。[②]
“次协调逻辑”(ParaconsistentLogic)是由普里斯特、达·科斯塔等人在对悖论的研究中发展出来的,其基本想法是:当在一个理论中发现难以克服的矛盾或悖论时,与其徒劳地想尽各种办法去排除或防范它们,不如干脆让它们留在理论体系内,但把它们“圈禁”起来,不让它们任意扩散,以免使我们所创立或研究的理论成为“不足道”的。于是,在次协调逻辑中,能够容纳有意义、有价值的“真矛盾”,但这些矛盾并不能使系统推出一切,导致自毁。因此,这一新逻辑具有一种次于经典逻辑但又远远高于完全不协调系统的协调性。次协调逻辑家们认为,如果在一理论T中,一语句A及其否定?A都是定理,则T是不协调的;否则,称T是协调的。如果T所使用的逻辑含有从互相否定的两公式可推出一切公式的规则或推理,则不协调的T也是不足道的(trivial)。因此,通常以经典逻辑为基础的理论,如果它是不协调的,那它一定也是不足道的。这一现象表明,经典逻辑虽可用于研究协调的理论,但不适用于研究不协调但又足道的理论。达·科斯塔在20世纪60年代构造了一系列次协调逻辑系统Cn(1≤n≤w),以用作不协调而又足道的理论的逻辑工具。对次协调逻辑系统Cn的特征性描述包括下述命题:(i)矛盾律?(Aù?A)不普遍有效;(ii)从两个相互否定的公式A和?A推不出任意公式;即是说,矛盾不会在系统中任意扩散,矛盾不等于灾难。(iii)应当容纳与(i)和(ii)相容的大多数经典逻辑的推理模式和规则。这里,(i)和(ii)表明了对矛盾的一种相对宽容的态度,(iii)则表明次协调逻辑对于经典逻辑仍有一定的继承性。
在任一次协调逻辑系统Cn(1≤n≤w)中,下述经典逻辑的定理或推理模式都不成立:
?(Aù?A)
Aù?AB
A(?AB)
(A??A)B
(A??A)?B
A??A
(?Aù(AúB))B
(AB)(?B?A)
若以C0为经典逻辑,则系列C0,C1,C2,…Cn,…Cw使得对任正整数i有Ci弱于Ci-1,Cw是这系列中最弱的演算。已经为Cn设计出了合适的语义学,并已经证明Cn相对于此种语义是可靠的和完全的,并且次协调命题逻辑系统Cn还是可判定的。现在,已经有人把次协调逻辑扩展到模态逻辑、时态逻辑、道义逻辑、多值逻辑、集合论等领域的研究中,发展了这些领域内的次协调理论。显然,次协调逻辑将会得到更进一步的发展。[③]
非单调逻辑是关于非单调推理的逻辑,它的研究开始于20世纪80年代。1980年,D·麦克多莫特和J·多伊尔初步尝试着系统发展一种关于非单调推理的逻辑。他们在经典谓词演算中引入一个算子M,表示某种“一致性”断言,并将其看做是模态概念,通过一定程序把模态逻辑系统T、S4和S5翻译成非单调逻辑。B·摩尔的论文《非单调逻辑的语义思考》(1983)据认为在非单调逻辑方面作出了令人注目的贡献。他在“缺省推理”和“自动认知推理”之间做了区分,并把前者看作是在没有任何相反信息和缺少证据的条件下进行推理的过程,这种推理的特征是试探性的:根据新信息,它们很可能会被撤消。自动认知推理则不是这种类型,它是与人们自身的信念或知识相关的推理,可用它模拟一个理想的具有信念的有理性的人的推理。对于在计算机和人工智能中获得成功的应用而言,非单调逻辑尚需进一步发展。
2.归纳以及其他不确定性推理
人类智能的本质特征和最高表现是创造。在人类创造的过程中,具有必然性的演绎推理固然起重要作用,但更为重要的是具有某种不确定性的归纳、类比推理以及模糊推理等。因此,计算机要成功地模拟人的智能,真正体现出人的智能品质,就必须对各种具有不确定性的推理模式进行研究。
首先是对归纳推理和归纳逻辑的研究。这里所说的“归纳推理”是广义的,指一切扩展性推理,它们的结论所断定的超出了其前提所断定的范围,因而前提的真无法保证结论的真,整个推理因此缺乏必然性。具体说来,这种意义的“归纳”包括下述内容:简单枚举法;排除归纳法,指这样一些操作:预先通过观察或实验列出被研究现象的可能的原因,然后有选择地安排某些事例或实验,根据某些标准排除不相干假设,最后得到比较可靠的结论;统计概括:从关于有穷数目样本的构成的知识到关于未知总体分布构成的结论的推理;类比论证和假说演绎法,等等。尽管休谟提出著名的“归纳问题”,对归纳推理的合理性和归纳逻辑的可能性提出了深刻的质疑,但我认为,(1)归纳是在茫茫宇宙中生存的人类必须采取也只能采取的认知策略,对于人类来说具有实践的必然性。(2)人类有理由从经验的重复中建立某种确实性和规律性,其依据就是确信宇宙中存在某种类似于自然齐一律和客观因果律之类的东西。这一确信是合理的,而用纯逻辑的理由去怀疑一个关于世界的事实性断言则是不合理的,除非这个断言是逻辑矛盾。(3)人类有可能建立起局部合理的归纳逻辑和归纳方法论。并且,归纳逻辑的这种可能性正在计算机科学和人工智能的研究推动下慢慢地演变成现实。恩格斯早就指出,“社会一旦有技术上的需要,则这种需要比十所大学更能把科学推向前进。”[④]有人通过指责现有的归纳逻辑不成熟,得出“归纳逻辑不可能”的结论,他们的推理本身与归纳推理一样,不具有演绎的必然性。(4)人类实践的成功在一定程度上证明了相应的经验知识的真理性,也就在一定程度上证明了归纳逻辑和归纳方法论的力量。毋庸否认,归纳逻辑目前还很不成熟。有的学者指出,为了在机器的智能模拟中克服对归纳模拟的困难而有所突破,应该将归纳逻辑等有关的基础理论研究与机器学习、不确定推理和神经网络学习模型与归纳学习中已有的成果结合起来。只有这样,才能在已有的归纳学习成果上,在机器归纳和机器发现上取得新的突破和进展。[⑤]这是一个极有价值且极富挑战性的课题,无疑在21世纪将得到重视并取得进展。
再谈模糊逻辑。现实世界中充满了模糊现象,这些现象反映到人的思维中形成了模糊概念和模糊命题,如“矮个子”、“美人”、“甲地在乙地附近”、“他很年轻”等。研究模糊概念、模糊命题和模糊推理的逻辑理论叫做“模糊逻辑”。对它的研究始于20世纪20年代,其代表性人物是L·A·查德和P·N·马林诺斯。模糊逻辑为精确逻辑(二值逻辑)解决不了的问题提供了解决的可能,它目前在医疗诊断、故障检测、气象预报、自动控制以及人工智能研究中获得重要应用。显然,它在21世纪将继续得到更大的发展。
3.广义内涵逻辑
经典逻辑只是对命题联结词、个体词、谓词、量词和等词进行了研究,但在自然语言中,除了这些语言成分之外,显然还存在许多其他的语言成分,如各种各样的副词,包括模态词“必然”、“可能”和“不可能”、时态词“过去”、“现在”和“未来”、道义词“应该”、“允许”、“禁止”等等,以及各种认知动词,如“思考”、“希望”、“相信”、“判断”、“猜测”、“考虑”、“怀疑”,这些认知动词在逻辑和哲学文献中被叫做“命题态度词”。对这些副词以及命题态度词的逻辑研究可以归类为“广义内涵逻辑”。
大多数副词以及几乎所有命题态度词都是内涵性的,造成内涵语境,后者与外延语境构成对照。外延语境又叫透明语境,是经典逻辑的组合性原则、等值置换规则、同一性替换规则在其中适用的语境;内涵语境又称晦暗语境,是上述规则在其中不适用的语境。相应于外延语境和内涵语境的区别,一切语言表达式(包括自然语言的名词、动词、形容词直至语句)都可以区分为外延性的和内涵性的,前者是提供外延语境的表达式,后者是提供内涵性语境的表达式。例如,杀死、见到、拥抱、吻、砍、踢、打、与…下棋等都是外延性表达式,而知道、相信、认识、必然、可能、允许、禁止、过去、现在、未来等都是内涵性表达式。在内涵语境中会出现一些复杂的情况。首先,对于个体词项来说,关键性的东西是我们不仅必须考虑它们在现实世界中的外延,而且要考虑它们在其他可能世界中的外延。例如,由于“必然”是内涵性表达式,它提供内涵语境,因而下述推理是非有效的:
晨星必然是晨星,
晨星就是暮星,
所以,晨星必然是暮星。
这是因为:这个推理只考虑到“晨星”和“暮星”在现实世界中的外延,并没有考虑到它们在每一个可能世界中的外延,我们完全可以设想一个可能世界,在其中“晨星”的外延不同于“暮星”的外延。因此,我们就不能利用同一性替换规则,由该推理的前提得出它的结论:“晨星必然是暮星”。其次,在内涵语境中,语言表达式不再以通常是它们的外延的东西作为外延,而以通常是它们的内涵的东西作为外延。以“达尔文相信人是从猿猴进化而来的”这个语句为例。这里,达尔文所相信的是“人是从猿猴进化而来的”所表达的思想,而不是它所指称的真值,于是在这种情况下,“人是从猿猴进化而来的”所表达的思想(命题)就构成它的外延。再次,在内涵语境中,虽然适用于外延的函项性原则不再成立,但并不是非要抛弃不可,可以把它改述为新的形式:一复合表达式的外延是它出现于外延语境中的部分表达式的外延加上出现于内涵语境中的部分表达式的内涵的函项。这个新的组合性或函项性原则在内涵逻辑中成立。
一般而言,一个好的内涵逻辑至少应满足两个条件:(i)它必须能够处理外延逻辑所能处理的问题;(ii)它还必须能够处理外延逻辑所不能处理的难题。这就是说,它既不能与外延逻辑相矛盾,又要克服外延逻辑的局限。这样的内涵逻辑目前正在发展中,并且已有初步轮廓。从术语上说,内涵逻辑除需要真、假、语句真值的同一和不同、集合或类、谓词的同范围或不同范围等外延逻辑的术语之外,还需要同义、内涵的同一和差异、命题、属性或概念这样一些术语。广而言之,可以把内涵逻辑看作是关于象“必然”、“可能”、“知道”、“相信”,“允许”、“禁止”等提供内涵语境的语句算子的一般逻辑。在这种广义之下,模态逻辑、时态逻辑、道义逻辑、认知逻辑、问题逻辑等都是内涵逻辑。不过,还有一种狭义的内涵逻辑,它可以粗略定义如下:一个内涵逻辑是一个形式语言,其中包括(1)谓词逻辑的算子、量词和变元,这里的谓词逻辑不必局限于一阶谓词逻辑,也可以是高阶谓词逻辑;(2)合式的λ—表达式,例如(λx)A,这里A是任一类型的表达式,x是任一类型的变元,(λx)A本身是一函项,它把变元x在其中取值的那种类型的对象映射到A所属的那种类型上;(3)其他需要的模态的或内涵的算子,例如€,ù、ú。而一个内涵逻辑的解释,则由下列要素组成:(1)一个可能世界的非空集W;(2)一个可能个体的非空集D;(3)一个赋值,它给系统内的表达式指派它们在每w∈W中的外延。对于任一的解释Q和任一的世界w∈W,判定内涵逻辑系统中的任一表达式X相对于解释Q在w∈W中的外延总是可能的。这样的内涵逻辑系统有丘奇的LSD系统,R·蒙塔古的IL系统,以及E·N·扎尔塔的FIL系统等。[⑥]
在各种内涵逻辑中,认识论逻辑(epistemiclogic)具有重要意义。它有广义和狭义之分。广义的认识论逻辑研究与感知(perception)、知道、相信、断定、理解、怀疑、问题和回答等相关的逻辑问题,包括问题逻辑、知道逻辑、相信逻辑、断定逻辑等;狭义的认识论逻辑仅指知道和相信的逻辑,简称“认知逻辑”。冯·赖特在1951年提出了对“认知模态”的逻辑分析,这对建立认知逻辑具有极大的启发作用。J·麦金西首先给出了一个关于“知道”的模态逻辑。A·帕普于1957年建立了一个基于6条规则的相信逻辑系统。J·亨迪卡于60年代出版的《知识和信念》一书是认知逻辑史上的重要著作,其中提出了一些认知逻辑的系统,并为其建立了基于“模型集”的语义学,后者是可能世界语义学的先导之一。当今的认知逻辑纷繁复杂,既不成熟也面临许多难题。由于认知逻辑涉及认识论、心理学、语言学、计算机科学和人工智能等诸多领域,并且认知逻辑的应用技术,又称关于知识的推理技术,正在成为计算机科学和人工智能的重要分支之一,因此认知逻辑在20世纪中后期成为国际逻辑学界的一个热门研究方向。这一状况在21世纪将得到继续并进一步强化,在这方面有可能出现突破性的重要结果。
4.对自然语言的逻辑研究
对自然语言的逻辑研究有来自几个不同领域的推动力。首先是计算机和人工智能的研究,人机对话和通讯、计算机的自然语言理解、知识表示和知识推理等课题,都需要对自然语言进行精细的逻辑分析,并且这种分析不能仅停留在句法层面,而且要深入到语义层面。其次是哲学特别是语言哲学,在20世纪哲学家们对语言表达式的意义问题倾注了异乎寻常的精力,发展了各种各样的意义理论,如观念论、指称论、使用论、言语行为理论、真值条件论等等,以致有人说,关注意义成了20世纪哲学家的职业病。再次是语言学自身发展的需要,例如在研究自然语言的意义问题时,不能仅仅停留在脱离语境的抽象研究上面,而要结合使用语言的特定环境去研究,这导致了语义学、语用学、新修辞学等等发展。各个方面发展的成果可以总称为“自然语言逻辑”,它力图综合后期维特根斯坦提倡的使用论,J·L·奥斯汀、J·L·塞尔等人发展的言语行为理论,以及P·格赖斯所创立的会话含义学说等成果,透过自然语言的指谓性和交际性去研究自然语言中的推理。
自然语言具有表达和交际两种职能,其中交际职能是自然语言最重要的职能,是它的生命力之所在。而言语交际总是在一定的语言环境(简称语境)中进行的,语境有广义和狭义之分。狭义的语境仅指一个语词、一个句子出现的上下文。广义的语境除了上下文之外,还包括该语词或语句出现的整个社会历史条件,如该语词或语句出现的时间、地点、条件、讲话的人(作者)、听话的人(读者)以及交际双方所共同具有的背景知识,这里的背景知识包括交际双方共同的信念和心理习惯,以及共同的知识和假定等等。这些语境因素对于自然语言的表达式(语词、语句)的意义有着极其重要的影响,这具体表现在:(i)语境具有消除自然语言语词的多义性、歧义性和模糊性的能力,具有严格规定语言表达式意义的能力。(ii)自然语言的句子常常包含指示代词、人称代词、时间副词等,要弄清楚这些句子的意义和内容,就要弄清楚这句话是谁说的、对谁说的、什么时候说的、什么地点说的、针对什么说的,等等,这只有在一定的语境中才能进行。依赖语境的其他类型的语句还有:包含着象“有些”和“每一个”这类量化表达式的句子的意义取决于依语境而定的论域,包含着象“大的”、“冷的”这类形容词的句子的意义取决于依语境而定的相比较的对象类;模态语句和条件语句的意义取决于因语境而变化的语义决定因素,如此等等。(iii)语言表达式的意义在语境中会出现一些重要的变化,以至偏离它通常所具有的意义(抽象意义),而产生一种新的意义即语用涵义。有人认为,一个语言表达式在它的具体语境中的意义,才是它的完全的真正的意义,一旦脱离开语境,它就只具有抽象的意义。语言的抽象意义和它的具体意义的关系,正象解剖了的死人肢体与活人肢体的关系一样。逻辑应该去研究、理解、把握自然语言的具体意义,当然不是去研究某一个(或一组)特定的语句在某个特定语境中唯一无二的意义,而是专门研究确定自然语言具体意义的普遍原则。超级秘书网
美国语言学家保罗·格赖斯把语言表达式在一定的交际语境中产生的一种不同于字面意义的特殊涵义,叫做“语用涵义”、“会话涵义”或“隐涵”(implicature),并于1975年提出了一组“交际合作原则”,包括一个总则和四组准则。总则的内容是:在你参与会话时,你要依据你所参与的谈话交流的公认目的或方向,使你的会话贡献符合这种需要。仿照康德把范畴区分为量、质、关系和方式四类,格赖斯提出了如下四组准则:
(1)数量准则:在交际过程中给出的信息量要适中。
a.给出所要求的信息量;
b.给出的信息量不要多于所要求的信息量。
(2)质量准则:力求讲真话。
a.不说你认为假的东西,。
b.不说你缺少适当证据的东西。
(3)关联准则:说话要与已定的交际目的相关联。
(4)方式准则:说话要意思明确,表达清晰。
a.避免晦涩生僻的表达方式;
b.避免有歧义的表达方式;
c.说话要简洁;
d.说话要有顺序性。[⑧]
后来对这些原则提出了不和补充,例如有人还提出了交际过程中所要遵守的“礼貌原则”。只要把交际双方遵守交际合作原则之类的语用规则作为基本前提,这些原则就可以用来确定和把握自然语言的具体意义(语用涵义)。实际上,一个语句p的语用涵义,就是听话人在具体语境中根据语用规则由p得到的那个或那些语句。更具体地说,从说话人S说的话语p推出语用涵义q的一般过程是:
(i)S说了p;
(ii)没有理由认为S不遵守准则,或至少S会遵守总的合作原则;
(iii)S说了p而又要遵守准则或总的合作原则,S必定想表达q;
(iv)S必然知道,谈话双方都清楚:如果S是合作的,必须假设q;
(v)S无法阻止听话人H考虑q;
(vi)因此,S意图让H考虑q,并在说p时意味着q。
试举二例:
1.1研究对象本文运用的数据来自1998年中国老人健康长寿影响因素研究基础调查以及2002年跟踪调查(本项目由北京大学老龄健康与家庭研究中心主持,并得到美国Duke大学资助)。1998年共调查了22个省市自治区8959名80岁及以上的高龄老人,其中包括2418名百岁人。2002年新增了4894位65~79岁老人子样本,将年龄范围扩大到65岁及以上所有年龄。
1.2调查工具采用在MMSE基础上略加修改的适用于高龄老年人的认知量表。在高龄老人健康长寿调查中认知能力的测量是根据问卷C部分(能力测试)除去C2-2以外的所有24个小问题计算得到。问卷C(能力测试)部分包括C1部分(一般能力)、C2部分(反应能力)、C3部分(注意力及计算能力)、C4部分(回忆能力)和C5部分(语言、理解与自我协调能力)。这24小题中,问题C1-6“一分钟说出的食物数”作为7分(即每说出一个食物计1分,说出7个及7个以上为7分),其他23小题各为1分,共计30分[1]。
1.3方法采取入户调查的形式,对符合条件的老年人进行逐个问卷调查。所有的入户访问调查由一名调查员、一名登记员和一名医务人员共同进行,医务人员对被访高龄老人进行基本健康体格检查,调查前先组织调查人员进行培训,学习调查工具的使用,以保证调查质量。
1.4老年人轻度认知功能损伤的筛选标准美国Mayo神经病学研究中心及Petersen[2]提出的MCI推荐标准:MMSE至少24分。国内肖世富[3]等将MMSE分值定在18~28分作为纳入MCI的标准。笔者按《中国高龄老人健康长寿调查数据集(1998)》中定义:“认知健全”为24~30分,“低度认知损伤”为18~23分,“中度认知损伤”为10~17分,“重度认知损伤”为0~9分为标准筛查MCI[4]。
1.5统计学方法应用SPSS13.0软件包对全部数据资料进行统计学处理。
2结果
2.1一般情况2002年跟踪调查共计有16064名65岁及65岁以上的老年人,其中包括3321名百岁老人。其中能计算得出认知能力得分(即问卷C部分除C2-2以外的所有题目答案无缺失)的共有6796人,年龄65~111岁。
2.2调查结果
2.2.1认知能力概况在最终分析的6796名老年人中,认知健全的有5843人,占86.0%,低度认知损伤的有715人,占10.5%,中度认知损伤的有209人,占3.1%,重度认知损伤的有29人,占0.4%。
2.2.2年龄与认知能力得分情况见表1。
表1按年龄分的老年人的认知能力(人)
2.2.3受教育年限与认知能力得分情况见表2。
表2按受教育年限分的高龄老人认知能力(人)
2.2.4性别差异与认知能力得分情况见表3。
表3按性别分的老年人的认知能力(人)
3讨论
3.1密切关注MCI人群MCI是介于正常衰老与痴呆之间的认知功能缺损状态。MCI的概念最早由Petersen[5]提出,特指有轻度记忆或认知损害但未达到痴呆的老年人,其病因不能由已知的医学或神经精神病状况解释。美国神经病学研究所(ANN)报道每年MCI进展为AD的发生率为6%~25%,Petersen等[6]对MCI患者进行了近3年随访研究,发现有10.0%~15.0%的MCI患者在1年后发展为AD,该数据表明,MCI者比不常老年人发生痴呆的比例高10倍,且2/3AD患者是由MCI转变而来。国内于宝成等[7]对部队老干部的调查数字为7.55%。因而学者们认为MCI(特别是遗忘型MCI,即Alzheimer型MCI)是由老年发展为AD的过渡阶段,是AD的主要危险因素。可见对MCI的早期干预有助于AD的防治。
3.2认知功能随年龄增加而递减的趋势明显表1显示,老年人的认知功能随年龄变化非常明显,老年人认知功能健全的比例从65~79岁组的53%下降到100~111岁组的4.5%。虽然,现实生活中也有不少健康的百岁老人,但平均起来看,在高龄期,认知功能的减退仍随年龄增大而加速。国外研究表明,年龄是70岁及以上老人群体认知功能最好的预测因子,这可能与生物学生理学规律有关[8]。Lyretsos[9]等的研究也得出MMSE分随年龄增大均有不同程度认知功能减退的结论,且年龄越大减退程度越重。
3.3受教育年限对认知功能的影响表2中显示老年人所受教育程度的年限长短对认知功能有一定的影响。轻度认知受损的老年人中,受教育年限为0的构成比为66.0%,受教育年限为1~2年的构成比为10.3%,受教育年限为3~4年的构成比为9.7%,受教育年限为5~6年的构成比为7.1%,受教育年限为7~9年的构成比为3.9%,受教育年限为10~12年的构成比为2.0%,受教育年限为≥13年的构成比为1.0%。可见教育对认知功能有积极的作用,可减缓认知能力的下降。因此,平时应该鼓励老年人多学习、多读书、多接受新的信息。“老有所学”也是老年认知功能的保健要求。
3.4男性认知健全比例高于女性表3显示老年人认知功能存在性别差异,中国男性高龄老人的认知功能明显强于女性高龄老人,而且随着年龄的增加男性高龄老人与女性高龄老人的认知功能差异不断扩大。此与许多研究结论一致,可能与社会文化因素的影响有关[10]。女性较男性长寿,增龄本身可能导致认知逐渐下降,随年龄增大Alzheimer病等各种类型痴呆患病危险性增高[11],也是认知功能性别差异的因素之一。因此,提示普遍对老人认知功能变化重视的同时,对女性老人认知变化更应注意。
4护理对策
4.1正确地对待老年、保持积极心态和良好情绪老年人的心境对认知功能的影响很大,消极情绪降低认知效应,积极情绪增强认知效应。因此,老年人应不断进行自我调节,乐观、积极地生活,以促使认识功能的健全状态能长久维持。子女们应持宽容的态度,不能嫌弃、讽刺和挖苦,帮助老年人树立信心,提高记忆力。
4.2改善饮食结构,保证营养多食鸡蛋、鱼、肉,补充和供给卵磷脂、乙酰胆碱,可增加血液中有助于记忆的神经递质,多食豆类、麦芽、牛奶、绿色蔬菜、坚果等,有助于核糖核酸补充入脑内,提高记忆力。吸烟对认知功能有害,适量饮酒能防止认知功能的下降。因此,平时应尽量做到戒烟、酒。
4.3进行适当的体育锻炼大量研究结果表明参加一定强度的体育锻炼(慢跑、散步、太极拳、太极剑等)可以延缓老年人的认知功能的衰退,改善认知功能障碍,在预防老年痴呆方面有积极的意义。建议老年人从事多种健康有益的体育活动,从而平衡发展机体的功能,增进大脑健康。
4.4加强认知训练通过认知训练可以帮助老年人增强记忆功能和智能。看报、读书、下棋、看电视与学习电脑、学外文单词、背诵诗词等,与人交谈讨论,保持良好的社会互动,都可以帮助保持和增强记忆功能与智能。用复述的方法强化记忆,让老人听熟悉的歌曲,一起聊过去经历过的事情,参加感兴趣的活动,建议老人写日记、周记,将做过的事记下来,有助于记忆,记备忘录,避免将要做的事情遗忘[12]。
4.5药物治疗药物治疗有很多,目前国内外正致力于MCI的干预研究,给予促智药或改善认知功能的药物,如维生素E、银杏叶制剂[13]、金思维[14]、加味五子衍宗颗粒[15]、还脑益聪胶囊[16]、都可喜[17]、小剂量多奈哌齐(商品名:安理申)[18]对老年轻度认知功能障碍有较好疗效。
MCI的研究是衰老和痴呆领域的重点。因AD不可逆转,而MCI患者通过早期干预治疗可延缓或阻止病情进展为AD。因此,密切关注MCI人群,加大对其健康干预的力度,越来越迫切地摆到我们面前。预期通过对MCI的有效干预和护理措施,将可显著降低痴呆的发病率,提高老年人的生活质量,使其有一个健康、美好的晚年生活。这对于我国即将到来的老龄社会也将有积极意义。
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术后认知功能障碍(POCD)现在临床上广泛关注,老年人由于机体退行性变导致术后早期POCD的发生率大大增加,但其发生机制不甚清楚。脑内胆碱能系统在高级动物的学习记忆中起着重要作用〔1〕,但在POCD发生机制中的作用并不清楚。我们选择反应胆碱能神经的胆碱乙酰转移酶(ChAT)作为观察指标,旨在研究其与POCD发生发展的关系,探讨POCD的发生机制。另一方面,目前对POCD预防和治疗的有效性研究较少,为探讨对POCD的治疗策略,我们对脾切除术后大鼠POCD进行药物干预研究。以往研究表明石杉碱甲(HuperzineA,HupA)具有很好的抗衰老和改善学习记忆功能作用〔2〕,本文从神经生理学和组织细胞学两方面研究该药对大鼠脾切除POCD的影响。
1材料与方法
1.1药物与试剂石杉碱甲(河南竹林众生制药公司),氯胺酮(福建古田药业公司),山羊抗ChAT多克隆抗体(Cemicon)。
1.2动物分组及模型制备20月龄雄性Wistar大鼠(甘肃中医学院实验动物中心提供)经筛选剔除体重过大或过轻及在水中不游动的,共选出动物32只,体重500~550g。按体重分级,随机分成4组:对照组,麻醉组,手术组,石杉碱甲组(n=8)。其中石杉碱甲组给石杉碱甲灌胃,0.15mg·kg-1·d-1,溶于生理盐水中,连续灌3w,对照组、麻醉组、手术组均按体重给与同容量的生理盐水灌胃3w,3w后手术组和石杉碱甲组在氯胺酮腹腔注射(25mg/kg)麻醉下行脾切除手术;麻醉组仅给与氯胺酮麻醉,不行手术;对照组仅腹腔注射同容量的生理盐水。
1.3学习、记忆功能的行为学测试通过Morris水迷宫测试,将圆池内壁和平台漆成黑色,将其分为4个象限,平台置于第4象限没入水下约2cm,选择一个象限的固定位置作为大鼠入水点,通过自动图像拍摄系统记录游泳轨迹,入水至找到平台为潜伏期,其总行程为游泳距离〔3〕。术前学习5d,每天测试4次,取其平均值,术后1、3、7d分别进行测试,并于术后7d撤掉平台,记录60s内大鼠在每个象限的停滞时间和在每个象限游泳的距离。
1.4免疫组化染色
1.4.1灌注和切片大鼠行为学观察结束后,氯胺酮(25mg/kg)腹腔麻醉动物,暴露心脏,以0.9%生理盐水经升主动脉灌注冲洗后,灌注4%多聚甲醛(pH7.4)900ml,持续2h后取脑,将脑置于20%蔗糖的PBS溶液中浸置24~48h(4℃),冰冻冠状连续切片(厚度30μm),海马组织每5张取1张。
1.4.2免疫组化染色步骤切片置于0.3%Triton中浸30min,PBS液洗3次,每次15min;在稀释浓度为1∶2000的山羊抗ChAT多克隆抗体中孵育72h(4℃);PBS液漂洗后在生物素标记二抗(1∶100)中,室温下孵育1h;辣根过氧化物酶标记链霉卵白素(1∶100)中,室温下孵育1h;二氨基联苯氨(DAB)反应液中成色,室温下10~20min;常规明胶裱片、脱水、DPX封片。为了计算ChAT细胞数目,采用标准网格的技术方法,在100倍的光镜下做ChAT细胞计数,以“500×400μm”为单位,结果取3个视野的平均值。
1.5统计学方法计量资料以x±s表示,用SPSS12.0统计软件,组间比较采用单因素方差分析。
2结果
2.1水迷宫测试结果术后1d麻醉组、手术组的逃避潜伏期和游泳距离延长,与对照组相比均有统计学意义(P<0.05);术后3d仅手术组,石杉碱甲组与对照组比较有统计学意义(P<0.05),且数值达高峰;术后7d手术组与对照组比较有差异(P<0.05),但差距已明显缩小;术后石杉碱甲组与手术组比较均有差异(P<0.05)。石杉碱甲组术前的逃避潜伏期和游泳路程较对照组有明显差异(P<0.05),见表1。与对照组(26.5%)、麻醉组(26.3%)、石杉碱甲组(26.5%)比较,术后7d在60s内手术组(24.1%)的平台象限停滞时间百分比减小(P<0.05),与对照组(24.5%)、麻醉组(24.2%)、石杉碱甲组(24.7%)比较,术后7d在60s内手术组(22.8%)的平台象限游泳距离占总游泳距离百分比减小(P<0.05)。这些结果说明脾切除术后大鼠在水迷宫测试中的空间认知能力受到损害,单次使用氯胺酮仅引起极短期的认知减退,而石杉碱甲组减弱了脾切除术后大鼠在水迷宫测试中学习记忆能力的损害。表1各组大鼠的逃避潜伏时间、游泳路程1)与对照组比较,2)与手术组比较:P<0.05
2.2免疫组织化学结果术后7d水迷宫测试后,海马CA1区ChAT免疫反应阳性神经元在对照组、手术组和石杉碱甲组的表达率分别是(68.17±3.02)、(80.15±2.18)和(70.31±2.56),手术组海马CA1区ChAT阳性细胞数较对照组、麻醉组(69.04±2.37)和石杉碱甲组都增多(P<0.05),而对照组、麻醉组和石杉碱甲组的ChAT阳性细胞数相当,见图1。
3讨论
Moller对1218例60岁以上的老年患者进行了POCD的调查研究〔4〕,发现25.8%的患者在术后1w出现了POCD,术后3个月9.9%的患者出现POCD,而相近年龄对照组患者的发生率分别为3.4%和2.8%,POCD对大多数患者来说是可逆的,但仍有少数患者存在长期甚至永久的认知功能障碍〔5〕。
脾切除手术对大鼠的机体影响较小,术后大鼠可以如期进行水迷宫测试。术前水迷宫测试成绩石杉碱甲组明显好于其他组,说明石杉碱甲可以改善大鼠的认知功能,与以往的文献报道相符〔4〕。术后1d,麻醉组、手术组空间记忆力低于对照组,石杉碱甲组不低于对照组,但呈下降趋势,表明手术组学习记忆功能下降;术后3d,麻醉组记忆力恢复,手术组、石杉碱甲组进一步减退,石杉碱甲组也低于对照组,但石杉碱甲组与手术组有统计学差异,提示石杉碱甲具有改善POCD模型大鼠学习记忆的功能;术后7d,仅手术组与对照组的差异明显缩小,提示老年大鼠的学习记忆能力正在恢复。麻醉组单纯应用氯胺酮,记忆力仅术后一天较低,以后恢复。文献报道反复应用小剂量氯胺酮可引起认知功能障碍〔5〕,单次使用可能仅引起极短期的认知减退。
研究表明中枢胆碱能神经系统在学习和记忆功能中起主要作用,分布于海马结构中的胆碱能纤维与学习和记忆密切相关〔6〕,许多年龄相关的认知障碍都有海马胆碱能系统活力下降,ChAT是中枢神经系统合成Ach过程中重要的酶,研究中采用免疫组化技术观测了海马CA1区ChAT的变化,结果发现POCD模型大鼠海马CA1区ChAT阳性细胞数目增多,而研究表明海马ChAT阳性神经元减少与大鼠痴呆发生密切相关〔7〕。造成此结果有两种可能因素,一是由于机体为防止轻度认知功能障碍加重并转化为永久性痴呆而导致海马CA1区ChAT活性上调〔8〕。另一种因素,可能是POCD大鼠的胆碱能神经进行了代偿性机能上调,但这种变化与认知功能的具体关系机制还有待进一步研究。
石杉碱甲生物碱是从蛇足石杉中分离得到的一种新生物碱,是一种高效可逆的胆碱酯酶抑制剂,其改善、促进学习、记忆过程的作用已有定论〔2〕。研究〔9〕表明,石杉碱甲对成年、老年啮齿类动物及老年猴有促智作用,石杉碱甲改善学习、记忆的作用呈典型的钟形量效关系,剂量过大则损害记忆功能。给予石杉碱甲0.01~0.50mg·kg-1·d-1,均能明显增强实验动物的学习、记忆功能。因此选择石杉碱甲灌胃,0.15mg·kg-1·d-1,为确保疗效连续用药3w〔10〕。超级秘书网
乙酰胆碱是脑内广泛分布的重要神经递质,主要参与记忆与认知功能。老年大鼠的皮层胆碱能神经网络密度降低,在非病理性老化中都不同程度存在脑中乙酰胆碱生成和释放的减少,因此全麻手术后早期谵妄好发于老年大鼠。本实验结果提示石杉碱甲的干预稳定了海马胆碱能系统,改善了POCD模型大鼠的学习记忆的功能。
综上所述,老年大鼠脾切除手术后早期可发生认知功能障碍,并在术后3d左右达高峰,以后逐渐恢复,单次使用氯胺酮仅引起极短期的认知减退,预先给予石杉碱甲能够减轻大鼠学习记忆能力的损害。
【参考文献】