用好算法，迈向智能社会（开卷知新）

　　习近平总书记在主持中共中央政治局第九次集体学习时强调：“人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。”人工智能具有多学科综合、高度复杂的特征，在推动其快速发展的各项技术中，算法至关重要。当前，“算法”一词也频繁出现在公众视野，深度学习、智能推荐广泛应用在我们的日常生活中。

　　源于数学，在信息社会发挥巨大作用

　　“算法”即算的法则，它起源于数学，指解决某些“类数学”问题规范而完整的方法。人们熟悉的“加减乘除”、欧几里得《几何原本》里的演绎推理基本法则等，都属于算法。中国古代数学有深厚的算法传统，《周髀算经》用文字记载勾股算法，三国时期刘徽提出圆周率的割圆术算法，后来祖冲之由此计算出圆周率为3.1415926。现代逻辑学，特别是数理逻辑，则为算法提供了完善的形式化语言描述。这种形式语言及公理系统方法，为现代算法发展打下良好的语言基础。

　　现代算法与计算机技术密不可分。1946年世界上第一台电子计算机诞生，此后计算机性能不断提升，其强大的运算能力将人类从重复、机械的繁琐推导和计算中解放出来。对计算机来说，算法就是处理信息的原理与遵循。理想状态下，算法能够将人的思维过程以形式化的方式输入计算机，使其可以不停地执行命令以实现所设定的目标。而现实生活中，算法是与计算机架构、指令、通信、调度方式等相关联的运行过程，需要结合时间和空间不断优化。

　　由此可见，我们通常所说的算法可分为两个层次。一是数学和逻辑层次的算法，它刻画人类思维和解决问题的逻辑过程，这一过程可以通过形式语言或数学公式来描述。二是计算机算法，它是固定化的计算方法与步骤，是解决现实问题的计算机执行过程。其中，计算机算法本质上是将人的逻辑思维过程与计算机的计算过程相融合来解决问题，它是数学、逻辑学与计算机深度交叉、人机融合的成果。在社会信息化、智能化程度不断提高的过程中，计算机算法扮演着越来越重要的角色，发挥着巨大作用。

　　深度学习算法，打开人工智能突破口

　　当前，深度学习是各类算法中最具代表性的一种。深度学习是一类特殊的机器学习算法，其概念源于人工神经网络，目的是探索和模拟人的思维规律，仿照脑神经系统结构与信息处理机制，构建智能软件系统。深度学习通过学习算例数据的内在规律和表示，使计算机能够像人一样有分析能力，为人工智能质的飞跃打开突破口。从发展前景来看，以深度学习为重要基础，人工智能将深刻影响人们的生活，甚至实现科幻电影中的人机交互场景。

　　把人类思维活动变成算法的奇妙过程，究竟是怎么实现的？深度学习将人的思维过程概括为“接受数据”“总结规律”“形成判断”三个环节，分别对应人工神经网络结构中的输入层、隐藏层和输出层。就像人们看到红灯就停下，绿灯亮了再过马路一样，在深度神经网络中，输入层接收到信号后，会经过处理将其传递给隐藏层进行分析和总结，最后由输出层做出判断。由于面对的问题往往比“红灯停、绿灯行”更复杂，输入层与输出层之间有很多隐藏层，需要综合分析判断，而这正是深度学习的“深”之所在。“接受数据”“总结规律”“形成判断”这样的加工过程不可能一次完成，深度学习通过算例数据的反复输入和输出层的及时反馈，按照预测误差极小化原则，不断调整神经网络的联结参数，以最终实现对算例数据所含规律和内蕴结构的总结。