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人工神经网络发展史范文1
1、人工智能的定义
“人工智能”(Artificial Intelligence)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。
2.人工智能的研究历史
人工智能的发展也并不是一帆风顺的,人工智能的研究经历了以下几个阶段: 孕育阶段:古希腊的亚里士多德,给出了形式逻辑的基本规律。英国的哲学家、自然科学家培根,系统地给出了归纳法。“知识就是力量”德国数学家、哲学家布莱尼兹。提出了关于数理逻辑的思想,把形式逻辑符号化,从而能对人的思维进行运 算和推理。做出了能做四则运算的手摇计算机英国数学家、逻辑学家布尔实现了布莱尼茨的思维符号化和数学化的思想,提出了一种崭新的代数系统——布尔代数。
第一阶段: 50 年代人工智能的兴起和冷落人工智能概念首次提出后,相继出现了一批显著的成果,如机器定理证明、跳棋程序、通用问题求解程序LISP表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限,以及机器翻译等的失败,使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是:重视问题求解的方法,忽视知识重要性。
第二阶段: 60 年代末到70 年代,专家系统出现,使人工智能研究出现新DENDRAL 化学质谱分析系统、MYCIN 疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR 探矿系统、Hearsay-II 语音理解系统等专家系统的研究和开发,将人工智能引向了实用化。并且,1969 年成立了国际人工智能联合会议。
第三阶段: 80 年代,随着第五代计算机的研制,人工智能得到了很大发展日本1982 年开始了“第五代计算机研制计划”,即“知识信息处理计算机系统K I P S”,其目的是使逻辑推理达到数值运算那么快。虽然此计划最终失败,但它的开展形成了一股研究人工智能的热潮。
第四阶段: 80 年代末,神经网络飞速发展1987 年,美国召开第一次神经网络国际会议,宣告了这一新学科的诞生。此后,各国在神经网络方面的投资逐渐增加,神经网络迅速发展起来。 第五阶段: 90 年代,人工智能出现新的研究由于网络技术特别是国际互连网技术的发展,人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。不仅研究基于同一目标的分布式问题求解,而且研究多个智能主体的多目标问题求解,将人工智能更面向实用。另外,由于Hopfield多层神经网络模型的提出,使人工神经网络研究与应用出现了欣欣向荣的景象。人工智能已深入到社会生活的各个领域。
3. 人工智能的发展方向
3.1人工智能的研究新课题。人工智能的长远目标是要创造人类智能的机器,用机器模拟人类的智能。这是一个十分漫长的过程,人工智能研究者将通过多种途径、从不同的研究课题入手进行探索。 在近期,有几方面的研究课题可供选择:更完善更新的人工智能理论框架;自动或半自动的知识获取工具;能实现海量高速存储并具有学习功能的联想知识库;新型推理机制和推理机;分布式人工智能与协同式专家系统;智能控制与智能管理;智能机器人;人工智能机;新一代的电脑模型。因为人工智能的研究领域十分广阔,它总的来说是面向应用的,主要研究领域有专家系统,有人在工作,它就可以用在什么地方,因为人工智能的最根本目的还是要模拟人类的思维。其发展可以归纳为:人机融合、机器智能、智能机器。
3.2人机融合。人工智能的近期研究目标在于建造智能计算机,用以代替人类从事脑力劳动,即使现有的计算机更聪明更有用。正是根据这一近期研究目标,我们才把人工智能理解为计算机科学的一个分支。人工智能还有它的远期研究目标,即探究人类智能和机器智能的基本原理,研究用自动机(automata)模拟人类的思维过程和智能行为。这个长期目标远远超出计算机科学的范畴,几乎涉及自然科学和社会科学的所有学科。在重新阐述我们的历史知识的过程中,哲学家、科学家和人工智能学家有机会努力解决知识的模糊性以及消除知识的不一致性。这种努力的结果,可能导致知识的某些改善,以便能够比较容易地推断出令人感兴趣的新的真理。
3.3机器智能。
人工神经网络发展史范文2
下一波浪潮和AI的未来
今天大家都觉得AI“大风”来了,必须赶快前进不要掉队。但是如果冷静想想,AI还是面临很多挑战。
研究方面的挑战更大一些。国务院2017年7月印发的《新一代人工智能发展规划》提出:我国到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到*水平,成为世界主要人工智能创新中心,智能经济、智能社会取得明显成效,为跻身创新型国家前列和经济强国奠定重要基础。这对研究工作提出了很高的要求。同时,中国工程院也了新一代人工智能发展报告。新一代人工智能也称为AI
2.0,我国的人工智能发展正从AI 1.0向AI 2.0过渡。
AI现在的主要缺陷或者说不足是在机器学习上。深度学习即深度神经网络是机器学习的一种方法,这种方法确实可以解决很多问题,在实践中也取得了很大的成功。但深度学习也要发展。我去美国开会时,马里兰大学一位很知名的AI专家调侃说,现在“深度学习有深度而无学习”(Deep Learning——Deep YES,LearningNO)。因为这样的“学习”严格说不是学习,而是训练,是用大数据在训练一个数学模型,而不是真的通过学习获得知识。
目
录
CONTENTS
目录
赞誉序言前言
第一章春暖花开——人工智能复兴
旷世棋局的幕后英雄002
人机博弈之战004
AI大潮席卷007
各国政府的应对策略011
第二章酷暑与寒冬——人工智能60年艰难历程
1956年达特茅斯会议与AI诞生016
初期的繁荣与乐观019
遭遇计算能力瓶颈021
复兴与再度冰冻023
20年寒冬027
第三章杰弗里·欣顿——突破人工智能关键技术的人
实习生培训班的老人030
人工神经网络道路崎岖034
寒冬中的坚持036
深度学习登场038
第四章助飞的双翼——深度学习成功的秘密
不是只要有好算法就能成功042
疯狂冒险家黄仁勋与GPU 046
“拼命三郎”李飞飞缔造ImageNet 050
让深度学习升华052
第五章数据魔方——数据科学崛起
华尔街数据争夺战056
AI眼中的历史与未来058
造就神奇的数据科学060
来自大数据的挑战062
异军突起的数据可视化065
硬币的另一面067
第六章机器在聆听——语音识别的历史性突破
人类的美好梦想与历史探索070
统计语言学打破沉寂071
剑桥语音的黄金十年073
技术高门槛与垄断076
深度学习带来历史性突破078
广阔的创新领域080
第七章让霍金倾谈——语音合成创造奇迹
机器制造“完美的保罗”086
语音合成的漫漫长路089
科大讯飞,一名在校生书写的传奇090
语音交互大战打响093
第八章重建巴别塔——机器翻译拆除语言樊篱
机器翻译崭露头角100
冷战催生的机器翻译101
语言的规则太复杂103
统计翻译成为主角105
见证历史的活样板107
科技巨头的竞技场108
第九章第二双眼睛——计算机视觉大放异彩
央视节目引起热议114
计算机视觉前史115
学科奠基人戴维·马尔117
走上快车道119
中国力量崛起122
谷歌猫与计算机视觉的未来124
第十章忠实的朋友与助手——形形的机器人
美的收购“德国国宝”128
机器人的前世今生130
现代制造业与工业机器人132
服务机器人大合唱134
巨大的冲击波139
第十一章飞翔的机器——无人机的广阔天地
无人机“黑飞”事件142
漫长发展史143
汪滔与大疆145
给“硅谷狂人”上了一课148
广阔的应用领域149
微小型化与集群应用152
无人机的未来154
第十二章智能交通革命——自动驾驶的梦想与现实
收购狂潮158自动驾驶概念与无人车的历史159
伊拉克战场引发的无人车挑战赛161
民用研究趁势而上162
“狂人”马斯克来了165
不同的声音——无人驾驶还需60年168
无人车畅想曲170
第十三章无形机器人——无处不在的虚拟机器人
一场官司的背后172
什么是Bot 174
Bot今昔175
创业的新机会177
虚拟机器人大显神通179
未来的竞争利器180
第十四章终身学习时代来临——人工智能塑造新人生
教育史上的“一场数字海啸”186
机器人给考试评分190
高考机器人亮相192
AI带来个性化教育193
超越大学,终身学习196
第十五章电脑神医——精准医学带来的福音
AI挑战医生200
破解医学影像处理难题202
手术机器人205
精准医学应运而生208
新药研制走上新路210
时刻不离的远程AI医生212
第十六章二十三条军规——对人工智能者的回答
乌镇内外216
AI为什么是错的219
今天的AI可能还处于胚胎阶段221
乐观的信号出现223
未雨绸缪的“二十三条军规”225
第十七章美丽新世界——AI的未来
AI 2.0新篇章230
通用AI的追求231
深度学习的未来232
挑战摩尔定律234
向人脑学习237
人类的新征程240
第十八章中国传奇正在书写
AI名人堂里来了中国人244
244国际学术会议因春节改期246
246美国媒体关注中国AI 247
247开放环境创造双赢249
249美国政府的新担忧251
创业大潮风起云涌252
宏伟的国家AI发展蓝图255
人工神经网络发展史范文3
【关键词】电力系统;继电保护;网络化;一体化;智能化
1.继电保护的意义
电力系统运行中常会出现故障和一些异常运行状态,而这些现象会发展成事故,使整个系统或其中一部分不能正常工作,从而造成对用户少送电、停止送电或电能质量降低到不能容许的地步,甚至造成设备损坏和人身伤亡。而电力系统各元件之间是通过电或磁建立的联系,任何一元件发生故障时,都可能立即在不同成度上影响到系统的正常运行。因此,切除故障元件的时间常常要求短到1/10s甚至更短。而这个任务靠人完成是不可能的,所以要有一套自动装置来执行这一任务。继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,实现微机保护装置的网络化。这样,继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确,大大提高保护性能和可靠性。
2.继电保护现状
2.1国内继电保护现状
1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机―――变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定,至此,不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。
到90年代,随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果,此时,我国继电保护技术进入了微机保护的时代。
2.2国外继电保护现状
国外的继电保护已经走过了一个多世纪的历程。上世纪9 0年代,随着微机保护的发展,不断有新的改善继电保护性能的原理和方案出现,这些原理和方案同时也对微机保护装置硬件提出了更高的要求。由于集成电路和计算机技术的飞速发展,微机保护装置硬件的发展也十分迅速,结构更加合理,性能更加完善。近年来,与微机保护领域密切相关的其它领域的飞速发展给微机保护带来了全新的革命。国外微机保护发展了近十五年,经历了三代保护设计上的更新换代,并以微处理器技术与多种已被提出并被可靠证明和广泛应用的算法相结合为基础,不断为新型微机保护的开发和完善创造着良好的实现条件。
3.电力系统继电保护前景
在未来,微机保护的发展趋势集中体现在硬件上高度的集成化、标准化、性能上高度的开放化,软件上的多功能化。其目的是使微机保护系统在实现功能日益完善的软硬件基础上实现保护系统运行及性能价格比的最优化结构。
3.1计算机化
随着计算机硬件的发展,微机保护硬件得到了有力的技术支持,取得了迅速发展。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。
现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机。因此,用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。
3.2网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱。由于缺乏强有力的数据通信手段,目前的继电保护装置只能反映保护安装处的电气量,切除故障元件,缩小事故影响范围。于是,人们提出了系统保护的概念,将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,实现继电保护能保证全系统的安全稳定运行,即每个保护单元都能分享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。要真正实现保护对电力系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
3.3保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端,它可以从网上获得电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心的任一终端,因此,每个微机保护装置不但可以完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可以完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
3.4智能化
近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂非线性问题,应用神经网络的方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,其它如遗传算法、进化规划等也有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。
4.结束语
鉴于电力系统的被保护元件发生故障时,继电保护装置应能自动、迅速,有选择地将故障元件从电力系统中切除,以保证无故障部分迅速恢复正常运行,并使故障件免于继续遭受损害的特点,如何在今后确保继电保护的更可靠运行,牵涉继电保护可持续发展的重要课题,因此全面研究继电保护发展趋势,有着十分重要的现实意义。■
【参考文献】
[1]吴斌,刘沛,陈德树.继电保护中的人工智能及其应用.电力系统自动化,1995.
[2]陈德树.计算机继电保护原理与技术[M].北京:水利电力出版社,1992.
[3]王维俭.电力系统继电保护基本原理[M].北京:清华大学出版社,1991.
人工神经网络发展史范文4
关键词:继电保护;现状;前景;技术措施
中图分类号:TP315 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 16-0000-01
Talking on the Development of Relay Protection
Chang Dongliang
(Shaanxi Tongchuan Power Supply Bureau,Tongchuan727031,China)
Abstract:This paper describes the development status of relay in China,as well as the future direction of development for some time,and a brief description of the relay in the power system significance,and technical measures to summarize the daily maintenance of relay some of the related technologies.
Keywords:Relay Protection;Status;Prospects;Technical measures
一、引言
随着电子技术的飞速发展,电压升级的不断提高,电网的日趋复杂化对电能的质量及供电的可靠性要求越来越高。同时,城市电网配电系统在其覆盖的地域极其辽阔、运行环境复杂以及各种人为因素的影响下,电气故障的发生是不能完全避免的。一方面,技术的改进为继电保护的发展注入了新的活力.促使继电保护性能的提高;另一方面,老化的继电保护装置满足不了现代高科技的需要,改造升级势在必行。
继电保护对电力系统的安全有效运行影响重大,要切实保证电力系统的正常使用,就要在保护措施上做好工作,而继电保护是其最主要、最有效的方式。在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重大影响,为了确保城市电网配电系统的正常运行。必须正确地设置继电保护装置。因此,为保障电力系统的安全运行,必须对继电保护有一定的了。文章将对继电保护的现状,发展方向,以及意义进行分析并且以一定的标准进行阐述。
二、继电保护的现状
1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。目前,继电保护向计算机化、网络化方向发展,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出艰巨的任务,也开辟了开发的新天地。另外,随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。此时,我国继电保护技术进入了微机保护的时代。
三、电力系统继电保护技术发展的前景
继电保护技术的发展是随着电力系统的发展而进步的,电力系统对运行可靠性和安全性的要求不断提高,也对继电保护技术做出革新提出了要求,以应对电力系统新的要求。未来的继电保护技术将面向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化的趋向发展,发展趋势集中体现在硬件上高度的集成化、标准化、性能上的开放化,软件上的多功能化。现在,比较前沿的是基于IEC61850标准统一了站内通信规约、规范了保护测控装置的模型和通信接口,增强了设备之间的互操作性,实现了不同厂家设备之间的无缝连接、在线监视装置的健康状况。同时,用网络代替电缆,可以通过网络报文实现信号传输回路的自检,实现传输回路的状态检修,避免了传统电缆回路接触不可靠时无法自检的缺点,将大大降低变电站的维护工作量和维护成本。继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。
四、继电保护的技术措施
加强保护设备的技术改造工作继电保护装置必须在良好的运行状态下,才会正确动作。任何设备运行一段时间后,总会出现这样或那样的问题,运行工、保护工、管理人员必须抓住细小的事情,分析透彻,综合判断,拿出改造措施,以点带面,搞好设备改造,避免重复事故发生。主要包括以下几类:(1)针对直流系统中,直流电压脉动系数大等工作不正常现象,可将装置改造成整流输出交流分量小且可靠的集成电路硅整流充电装置。其次,可对二次回路进行核对、整理、改造,使其控制、保护、合闸及热工回路逐步分开;第三在开关室加装熔断器分路开关箱,既便于直流接地的查找与处理,也避免直流接地时引起的保护误动作。(2)针对缺陷多、超期服役且功能不满足电网要求的110kV线路保护逐步由晶体管型、整流型改造更换为CKF、CKJ集成电路及微机线路保护。技术改造中,对保护重新选型、配置时,首先考虑的原则是满足可靠性、选择性、灵敏性及快速性,其次考虑运行维护、调试方便,且便于统一管理,优选有运行经验且可靠的保护。(4)对现场二次回路老化,保护压板、继电器接线标号头、电缆示牌模糊不清及部分信号掉牌无标示现象,重新标示,做到美观、准确、清楚。(5)将全站所有水银接点瓦斯继电器更换成可靠的干簧接点瓦斯继电器;低电压电磁型继电器更换成集成型静态继电器;对保护装置中不能保证自启动的逆变电源,要进行更换。
对于基于IEC61850标准统一的保护装置故障运行中的继电保护装置故障,关闭装置电源、投入检修状态硬压板后,运行人员可以重启一次。如装置恢复正常可以继续运行,但需要及时将现象告诉调度及相关部门;如重启后无法复归,重新关掉装置电源并投入检修状态硬压板,退出本装置GOOSE软压板。运行中的智能终端装置故障,关掉装置电源、投入检修状态硬压板后,运行人员可以重启一次,如装置恢复正常可以继续运行。
电力事故是国民经济的一大灾害。电力系统的生产运行安全,直接影响国民经济发展和社会稳定。提高继电保护运行可靠性,避免事故发生,具有十分重要的意义。
参考文献:
[1]王瑞敏.电力系统继电保护[M].北京:科学技术出版社,1994
[2]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].中国电力出版社,1994
[3]毛锦庆,王玉玲.电力系统继电保护实用技术问答[M].中国电力出版社发行,2000,2
[4]王维俭.电力系统继电保护基本原理[M].北京:清华大学出版社,1991
人工神经网络发展史范文5
20世纪以来,在世界范围内兴起了一场新技术革命。其影响之广泛,意义之深远,是以往任何一次技术革命所不可能比拟的。过去的工业技术革命,均是为了把人类从沉重的体力劳动中解放出来,是人类体力的增大与外部器官的延伸;而这次技术革命,却是把人类从繁杂的脑力劳动中摆脱出来,是人类脑力的增大。古生物学家斯蒂芬·古尔德(Stephen.J.Gould)曾经写道:“我所读到的生命史,是一连串稳定状态,其间有少数迅速发生的重大事件所界定的间隔,并借此建立了一个稳定状态。”[1]这个历史的间隔即所谓的技术革命。虽然人们对技术革命的存在及历史地位予以承认并达到一致,但对于技术革命特别是20世纪以来所发生的新技术革命的划分以及起始时间,在认识上仍有相当差异。人们从不同的认识角度,用不同的认识方法,对客观历史进程作出多种不同的描述。然而由于科技革命不仅是研究科技历史的重要工具(例如,世界古代科学史与近代科学史的分期线是1543年,即哥白尼的伟大著作《天体运行论》的出版,这也是第一次科学革命的开始),也是研究社会问题的基点之一。这是因为它不仅极大地推动了人类社会经济、政治领域的变革,也影响了人类生活方法、思维方式的发展。因此对上述问题的澄清和界定,具有一定的必要性和现实意义。
二、关于称谓
当今学术界,对于上述新技术革命的称谓,至今还是见仁见智,莫衷一是。迄今为止的人类历史上规模最大、影响最深远的科技革命,称谓竟没有为世人基本认同,似乎与其伟大意义难以相称。总结众多学者的描述,这场新技术革命常见的称谓有:“现代科技革命”、“新技术革命”、“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”及“智能技术革命”等几种提法。这些称谓都可以从不同的角度指征这场科技革命,但让人总觉有所不足。鉴于以下理由,我们将这场新技术革命称为“信息技术革命”。
理由一:“现代科技革命”中的“现代”和“新技术革命”中的“新”这两个词都是时间概念。“现代”一词对于现代的人们可以确切地知道它所指的内涵,但几百年以后,仍用“现代”来指征这场科技革命,则就难以切中了。而“新”字,今天可以称“新”,他年可能应该称“旧”,因此,也没有揭示这场科技革命的基本特征[2](P9)
理由二:“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”中的“第几次”这个次第数字只能说明这次科技革命相对于前几次科技革命所发生的排序,是一个相对的概念,仅从字面上也不能指征这次科技革命的基本特征。况且,究竟是第几次,标准也不一样。
理由三:按照技术功能论的思想,信息技术就是一切能够扩展人的信息器官功能的技术。具体包括有关信息的产生、收集、交换、存储、传输、显示、识别、提取、加工和利用等技术,其中最重要的是传感技术、通信技术、智能技术和控制技术。而在这四项信息技术(又称信息技术四基元)中,通信技术和智能技术处在整个信息技术的核心地位,而传感技术和控制技术则是核心技术与外部世界的接口。目前为止甚至还有人提出广义信息技术的概念,把信息技术的的基础技术(指新材料、新能量技术)、支撑技术(指机械技术、电子与微电子技术、激光技术和生物技术等)和信息技术的应用技术(即应用在经济、社会领域的各类具体技术)也包括进来。例如,曼纽尔·卡斯特就认为:“我把遗传工程及其日益扩大的相关发展与应用,也包括在信息技术里。这不仅是因为遗传工程的焦点是对生物信息符码的解码、操纵,以及最后的重组,也是因为生物学、微电子学和信息科学无论在应用与材料上,甚至更基本的概念取向上,似乎已经彼此汇聚互动。”[3](P6)
一般来说,新技术革命自兴起至今大致经历了两个基本阶段(见下文的讨论),20世纪40-50年代是新技术革命的形成阶段,其主要标志是原子能、电子计算机和空间技术的诞生,其中计算机技术开辟了人类智力的新纪元。从20世纪70年代开始,新技术革命进入全面发展的新阶段。其主要标志是信息高速公路,即网络技术等。网络是现代通信的新表现方式,从技术的角度来看,网络是由计算机技术与通信技术等技术相结合而成。
我们把整个世界作为—个庞大的通信系统,通信与计算机的关系应被确认为,计算机与通信具有同等重要的地位,而不是把通信看作是计算机的设备。智能技术是思维器官功能的延长,仅包括计算机(软件和硬件)技术、人工智能专家系统与人工神经网络技术。所以,“智能技术革命”不足以指征这场新技术革命的基本特征。况且智能是与体能相对应的概念,这正像我们没有将“蒸汽技术革命”和“电力技术革命”称谓为“体能技术革命”一样,同样也不能将这场新技术革命称谓为“智能技术革命”。
综上所述,信息技术是新技术革命的重要标志。以微电子技术为基础的计算机技术与光纤通信技术结合在—起,形成了新技术革命的核心,它目前是新技术革命的主导技术。我们知道技术革命就是指人类改造世界的技术手段的巨大变革,是旧技术体系的扬弃,新技术体系的确立,实质上就是不同历史时期起主导作用的技术以及以主导技术为核心的技术群的更迭过程。因此,如果把前两次技术革命依次称为“蒸汽技术革命”和“电力技术革命”的话,那么这场新技术革命就可被称为“信息技术革命”。
三、信息技术革命的起讫时间与划分
(一)历史的回顾
人类的技术革命之产生可以追溯到由新石器时代向青铜时代的过渡时期,这一次伟大的转变被西方的一些学者称为第一次浪潮,而完整意义上的科学技术革命则是发生于近代史上的事情。因此本文对于科技革命的考察是从近代科技革命入手的,类拟于信息技术革命的称谓,近代历史上究竟发生过几次科技革命,目前也有不同的观点,但比较有代表性的说法主要有四种,即二次说、三次说、四次说及多次说。
二次说认为,第一次科技革命是18世纪起源于英国的工业革命,标志是在牛顿力学和热力学基础上发展起来的蒸汽技术及其广泛的应用;第二次科技革命是第一次科技革命之后至今仍在进行的革命,其标志是电力的应用以及现代科技革命。
三次说对第一次科技革命的认识与前者是相同的。而第二次科技革命是指19世纪末以电的应用为标志而发展起来的电机、电讯及汽车等一系列的新技术。二次大战后期至今则是第三次科技革命,标志是原子能技术、空间技术、电子计算机技术、通信技术及生物技术等的发展。此外,三次说还有另一种观点,即第三次科技革命开始于20世纪70年代,并不是开始于二次大战后期即20世纪40年代。
四次说关于第一次、第二次科技革命的认识与上述基本一致,其区别在于进一步提出第四次科技革命,认为第三次科技革命是从20世纪40年代开始的原子能技术、电子技术及空间技术为中心内容的科技革命。第四次即现在正在进行中的科技革命,时间及标志是70年代以来以微电子技术及通信技术为核心的新兴技术群引起的当代技术领域的巨大变革。
多次说关于第一次、第二次科技革命的认识也与上述基本一致。但其认为第二次世界大战以来,几乎每过10年,科技都要发生一次革命性的巨变:
1945-1955年,第一个10年,以原子能的释放与利用为标志,人类开始了掌握核能的新时代;1955-1965年,第二个10年,以人造地球卫星的成功发射为标志,人类开始了摆脱地球引力向外层空间进军的时代;1965-1975年,第三个10年,以重组DNA实验的成功为标志,人类进入了可以控制遗传和生命过程的新阶段;1975-1985年,第四个10年,以微处理机的大量生产和广泛使用为标志,揭开了扩大人脑能力的新篇章;1985-1995年,第五个10年,以软件开发和大规模的信息产业的建立为标志,人类进入了信息革命的新纪元;1995年至今,以互联网成为核心技术并渗透到人类生产和生活的各个领域为标志,人类开始进入知识经济社会。
(二)问题的症结
关于近代科技革命发生的历史,以上几种说法比较常见的主要有三次说和四次说,只有较少数的学者赞成二次说和多次说。二次说的主要代表是《大不列颠百科全书》,书中认为,1760-1830年的工业革命是世界上迄今为止最重要的发展阶段,因为它标志着现代工业化的开始,并导致了都市化。书中没有把第一次革命与在此之后发生的第二次、第三次或第四次革命并列看待,而认为在第一次“革命”之后,一些重要事件对世界经济社会发展有重大“影响”。在此我们不想对二次说做过多的讨论,关于电力和计算机技术的革命性在许多书中许多学者都曾做过论证。笔者认为,近代科技革命的二次说主要是对电力和计算机技术革命的影响性及革命性认识不足,而且其判断的标准主要是工业的现代化和城市化或都市化。而由上可知,多次说认为,几乎每过10年,科技都要发生一次革命性的巨变,但从他们的认识来看,很难断定每次巨大变化是否是真正意义上的科技革命。综上所述,人们对近代以来的第一次科技革命(即蒸汽技术革命)和第二次科技革命(即电力技术革命)的认识基本上达到一致。因此,近代历史上所发生过的科技革命的起始时间及划分,各种说法的主要区别和争议之处,即问题的症结,应主要包括以下两个方面:
第一、信息技术革命是否发生在二战后20世纪40-50年代,即信息技术革命的起始时间问题。
第二、20世纪40年代与70年代所发生的技术变革是否属于同一次革命,即三次说还是四次说。(三)问题该怎样认识
下面将分别对上述两个问题进行讨论。
1.计算机的发明及应用是人类科技史上一次重大的事件,是科学技术历史上的一次历史的间隔。以以下几点作为前提,我们认为信息技术革命发生于20世纪40-50年代。
(1)相应科学理论的建立。1948年控制论创始人维纳在研究人与机器的通信后得出“信息既不是物质,也不是能量,信息就是信息”的不朽论断,并从理论高度对信息的本质进行了阐述,信息成了独立的科学研究对象。另一位信息论奠基人申农于1948年发表了“通信的数学理论”,提出了著名的申农公式,申农的主要贡献在于解决了信息度量问题,并创造了信息的基本单位比特。维纳和申农以及同期的其他科学家创立了信息科学。这为以后信息资源学说、数字化革命、信息技术的扩散、电象产业的兴起奠定了基础[4](P10)。
(2)计算机应用赖以扩散的条件产生。虽然第一台计算机诞生于1946年,但由于它是由真空管构成,巨大的体积与功耗使计算机技术向其他领域扩散成为不现实的空想。1948年6月贝尔实验室宣布,肖克利、巴丁和布拉顿发明了晶体管(1947年问世),为扩散带来了希望。之后,1954年,人类首次利用硅;1957年,创造了集成电路。1959年,菲尔克公司研制成第一台大型通用晶体管计算机,从此,计算机进入了第二代。由于使用晶体管逻辑元件和快速磁芯存储器,计算机的速度从每秒几千次提高到几十万次,主存储器容量从几千字提高到十万字,体积、功耗和售价也都大幅下降。如此一系列的技术进步都为计算机应用范围的扩散创造了较好的环境。人们因此也把研制成功的第二代计算机视为计算机发展史上的第。
(3)计算机的革命性。按马克思的观点,人类社会划分的标志不是社会能生产什么,而是社会用什么生产,即:生产工具的制造和利用既是人类区别于其他动物的标志,又是人类社会各发展阶段的标志。电子计算机这一新的“机器”同历史上出现过的机械有本质不同,表现在过去所有的机械都是代替人类的体力劳动,而计算机则是代替人类的部分脑力劳动,其实质是人类智力的解放。因此,1946年电子计算机的发明和应用,开辟了运用机器代替人类脑力劳动的新时代,给人类生活带来了生产自动化、科学实验自动化和信息自动化。从体力解放到脑力解放这一重点的转移是技术以至社会的一个巨大变革。
2.20世纪70年代所发生的技术上的飞跃仍属于信息技术革命的范畴,即40年代与70年代所发生的技术变革属于同一次革命。其主要原因如下:
(1)其主导技术的性质未变。如前所述,技术革命其实质就是不同历史时期起主导作用的技术以及以主导技术为核心的技术群的更迭过程。但是,我们知道40-50年代的计算机技术、60年代的微电脑技术、70年代的网络技术及与此相关的软件系统都属于计算机技术、通信技术及其应用技术,当然更应纳于信息技术的范畴。
(2)70年代新技术体系的产生,必须溯及技术发现与扩散的自主动态过程,包含各种关键技术的综合效果。于70年代群集于美国,以及某种程度上群集于加州的信息技术变革,乃是建立在先前20年(甚至更早的时间)发展上,它们主要都是以既存的知识和因此形成的创新氛围为基础,并且都是关键技术的延续发展。70年代以来的重大技术变革不仅是关键技术的延续发展,而且其发展与此以前的技术演变都是或近乎是交叉进行的。以网络技术的发展为例,如果追溯今天复杂的网络系统原理,我们甚至可以把目光投到1940年9月10-13日的在达特茅茨学院召开的一次美国数学协会的会议,贝尔实验室的乔治·斯蒂彼茨为了演示后来被称为“贝尔实验室模型1号”的“复杂计算机”,就是在会场外的过道里安放的。这次实验甚至比1946年诞生第一台电子管计算机还早6年,不少探讨电脑网络历史的书之所以首先提到这台“模型1号”,是因为这次实验向人们显示了远距离控制计算机的需要和可能。1951年麻省理工学院成立著名的林肯实验室,其主要的研究项目就是“远距离预警”,是由中央控制的网络结构是第一个真正实时的人机交互作用的电脑网络系统。1962年,保罗巴兰发表《论分布式通信网络》,提出分布式通信网络的模型及包切换的原理。1965年,梅里尔代表“美州电脑公司”提议在马萨诸塞州和加利福尼亚州之间进行一次联网实验,这是人类第一次远距离接通两种不同电脑,而且系统使用的是“分时”的方式。如此等等都说明了网络技术的发展贯穿了二战以后至今的整个人类的历史。
(3)考察近代以来的前两次科技革命的情况可以发现:虽然工业革命带来了成群的新技术,并且也真的在后续阶段里陆续形成与转化了工业化系统,但工业革命的核心部分仍是蒸汽机的发明,虽然在化学、钢铁、内燃机、电报和电话方面有许多惊人的发展,但电力仍是第二次工业革命的核心力量。同样,虽然20世纪70年代出现了像微电脑、软件技术及网络技术等技术群的突破与创新,但计算机技术也仍是信息技术革命的真正核心,它与各种信息技术彼此紧密相关,构成了以电子学为基础的技术史。就此我们可以认为,就如同在工业革命时一样,将会有更多的“信息技术革命”。出现在20世纪40-50年代、70年代的只是第一波和第二波,也许还会有第三波甚至第四波等等。
综上所述,信息科技革命为近代历史上所发生的第三次科技革命,其起始时间大约为20世纪40-50年代,主要标志为计算机、原子能等技术的诞生,虽然微处理器的发明、网络的出现以及软件技术的发展都可以说是电子计算机史上的革命,但考虑到其他技术群的变革与技术创新体系的形成,至今为止的信息技术革命约分为两个阶段,即40年代的启动阶段和70年代的扩散阶段。
【参考文献】
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[2]段瑞华.科学技术革命与社会主义之历史演进[M].武汉:华中理工大学出版社,1996.