導(dǎo)語(yǔ)：淺談生物教學(xué)與計(jì)算機(jī)教學(xué)之展望未來(lái)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：將生物特性與計(jì)算機(jī)結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬生物特性，實(shí)現(xiàn)生物特有功能，達(dá)到仿生、智能的效果，這是計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)方向。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)免疫學(xué)人工智能行為主義

一、計(jì)算機(jī)是什么？

計(jì)算機(jī)曾被稱為智力工具，因?yàn)樗梢酝瓿尚枰X力勞動(dòng)的任務(wù)，擅長(zhǎng)諸如快速計(jì)算、對(duì)大型列表排序以及在大量信息庫(kù)中搜索等工作；人類自己也可以做這些事情，但是相比之下，計(jì)算機(jī)干起來(lái)要快得多、精確得多。在1940年以前出版的字典里，計(jì)算機(jī)被定義為“執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的人”。機(jī)器也能執(zhí)行計(jì)算任務(wù)，但他們被稱為計(jì)算器。馮•諾依曼在一個(gè)報(bào)告中對(duì)計(jì)算機(jī)部件明確給出定義，并描述了它們的功能?；诖?，我們可以把計(jì)算機(jī)定義為一個(gè)能輸入、處理、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生輸出的設(shè)備。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給人們的生活帶來(lái)日新月異的變化。計(jì)算機(jī)并沒有單純地停留在一些我們理解意義上的算術(shù)計(jì)算，數(shù)據(jù)的處理在不斷發(fā)展，同時(shí)學(xué)科之間的相互影響，相互交叉，更加凸現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的地位。

二、計(jì)算機(jī)免疫學(xué)

生物免疫系統(tǒng)具有良好的多樣性、耐受性、免疫記憶、分布式并行處理、自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和魯棒性等特點(diǎn)。這些特性，引起了人們的關(guān)注。由生物免疫系統(tǒng)對(duì)外界抗原的有效防止和處理，讓人聯(lián)系到對(duì)計(jì)算機(jī)病毒的防治、網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)等領(lǐng)域。人體免疫有三道防線。第一道是皮膚和粘膜。負(fù)責(zé)抵擋病原體的入侵。第二道是吞噬細(xì)胞。負(fù)責(zé)監(jiān)視著細(xì)菌的入侵。一旦病原體進(jìn)入機(jī)體，吞噬細(xì)胞就會(huì)游向它，并將其吞入細(xì)胞，再釋放出溶解酶溶解、消化病原體；最終達(dá)到消滅病原體的目的。而第三道防線，則是人的特異性免疫。特異性免疫的過(guò)程中不僅會(huì)產(chǎn)生大量的T細(xì)胞、B細(xì)胞，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生記憶細(xì)胞，將病原體的特征記憶下來(lái)，當(dāng)有著相同特征的病原體再次入侵的時(shí)候，就會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)，將病原體消滅掉。

計(jì)算機(jī)病毒與生物病毒極為相似。如果計(jì)算機(jī)在正常程序控制下運(yùn)行，不運(yùn)行帶病毒的程序，這臺(tái)計(jì)算機(jī)總是可靠的。如果我們能在惡意程序運(yùn)行前就發(fā)現(xiàn)它并抓出來(lái)，那么就達(dá)到了病毒防治的目的。這讓人不禁聯(lián)想到人體的免疫系統(tǒng)。設(shè)想，通過(guò)某些算法來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣一種反病毒程序，首先它可以將所有普遍的異常程序排出，暫不執(zhí)行，當(dāng)將附于其上的病毒清除后再運(yùn)行，進(jìn)入第二道防線之后進(jìn)行“特異性免疫”，將特殊的有異于正常程序的病毒排除。這大大提高了對(duì)病毒防治的有效程度。但是問(wèn)題的關(guān)鍵似乎就便成了“識(shí)別”的難題！因?yàn)槲覀冎溃河?jì)算機(jī)病毒有著隱蔽性。如果我們能夠很高效地模擬人體免疫細(xì)胞的工作，能夠盡量多的識(shí)別“異己”，就能更好的進(jìn)行計(jì)算機(jī)病毒的防治。

三、人工智能（ArtificialIntelligence）

“人工智能”一詞第一次出現(xiàn)是在1956年美國(guó)Dartmouth夏季會(huì)議上。它宣告了人工智能科學(xué)的誕生。

3.1什么是人工智能？

筆者理解，人工智能是通過(guò)計(jì)算機(jī)處理各種數(shù)據(jù)來(lái)模擬人的大腦進(jìn)行各種活動(dòng)，包括思維，學(xué)習(xí)等。應(yīng)該說(shuō)人工智能是充分發(fā)掘人的特質(zhì)才能，通過(guò)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)更為強(qiáng)大的功能的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)。

3.2人工智能發(fā)展研究的過(guò)程

人工智能的主要學(xué)派有下面三家：

符號(hào)主義：其原理主要為物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)和有限合理性原理。

連接主義：其原理主要為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機(jī)制與學(xué)習(xí)算法。

行為主義：其原理為控制論及感知-動(dòng)作型控制系統(tǒng)。

不同的學(xué)派對(duì)人工智能的發(fā)展都有著重大的貢獻(xiàn)。在這里，筆者談?wù)勑袨橹髁x。

Wiener說(shuō)：“我們正研究這樣一種自動(dòng)機(jī)器，它不僅通過(guò)能量流動(dòng)和新陳代謝，而且通過(guò)信息流動(dòng)和傳遞信號(hào)，引起動(dòng)作流動(dòng)，并和外界有效地聯(lián)系起來(lái)。自動(dòng)機(jī)器接受信息的裝置相當(dāng)于人和動(dòng)物的感覺器官；相當(dāng)于動(dòng)作器官的可以是電動(dòng)機(jī)或其他不同性質(zhì)的工具。自動(dòng)機(jī)器接受到的信息不一定立即使用，可以儲(chǔ)存起來(lái)以備未來(lái)之需，這與記憶相似。自動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其操作規(guī)則會(huì)依歷史數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化，這就像是學(xué)習(xí)的過(guò)程?！?/p>

我們正是將人的這些特質(zhì)特性通過(guò)計(jì)算機(jī)算法的模擬，使機(jī)器也具有一部分這樣的能力，從而使機(jī)器能夠最大限度、最大能力地幫助人類，實(shí)現(xiàn)功能。

3.3形形色色的機(jī)器生命

1977年，Winston在《人工智能》一書中寫到：“不難想象以今天的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看計(jì)算機(jī)在未來(lái)世界中的應(yīng)用，很像科學(xué)幻想。農(nóng)業(yè)中，計(jì)算機(jī)將進(jìn)行剪枝，收割，控制蟲害。采礦業(yè)中，計(jì)算機(jī)將在對(duì)人類來(lái)說(shuō)過(guò)于危險(xiǎn)的條件下工作，它將在海底發(fā)掘錳。在醫(yī)院里，計(jì)算機(jī)將幫助診斷、監(jiān)護(hù)病人，處理治療和管理床位……”事實(shí)上，今天的機(jī)器生命甚至更能干，更聰明。電子千足蟲能在火星上翻山越嶺，勘探火星的地質(zhì)構(gòu)造。機(jī)器蛇能深入南極上千米深的冰裂縫，研究冰裂縫的成因走向。微型機(jī)器人能夠進(jìn)入人體，幫助醫(yī)生為病人診斷或治療疾病，甚至給病人做手術(shù)。機(jī)器鷹和機(jī)器昆蟲能更加隱秘的偵察敵情。機(jī)器工兵能高效率地探測(cè)和排除地雷……機(jī)器生命能做的真是舉不勝舉。公務(wù)員之家

四、展望未來(lái)

人工智能高速度的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)更有效地將生物技術(shù)、仿生技術(shù)、微電子技術(shù)等相結(jié)合，創(chuàng)造出更多的機(jī)器生命為人類服務(wù)。這是每個(gè)人所期望的未來(lái)生活。同時(shí)，我們必須有一定的準(zhǔn)則來(lái)約束這種發(fā)展。正如有人所擔(dān)憂的：是不是有一天人類將被機(jī)器人統(tǒng)治？1942年，著名科學(xué)家Asimov在《Runaround》，提出了如今已成為共識(shí)的機(jī)器人學(xué)三定律：定律一，機(jī)器人不能傷害人類；定律二，機(jī)器人必須服從人的命令，除非這與定律一項(xiàng)違背；定律三，機(jī)器人必須維護(hù)自身的存在，除非這與定律一、二項(xiàng)違背。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展必須符合一定的法律、道德、倫理的要求，這是一種健康的、有利于人類的科技。生物的特質(zhì)特性將被充分的發(fā)掘，將這些特質(zhì)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模擬，為人類所應(yīng)用，盲人可以重見五彩的世界，聾人可以重聽動(dòng)聽的音符，這些都不再是幻想。完全可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬人類的感覺、語(yǔ)言、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)創(chuàng)造出替代品。未來(lái)將是一個(gè)更加智能更加和諧的世界！

參考文獻(xiàn)：

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