前言
200多年前，从蒸汽机到电动机，我们有了“老IT”工业技术（Industrial Technology）。工业革命开始后，人类迈入从农业社会到工业社会的伟大转折。100多年前，从无线电到电话线，我们有了“旧IT”信息技术（Information Technology）。信息革命开启后，社会进入现代化信息世界。今天，从深度学习到AlphaGo，我们又有了“新IT”智能技术（Intelligent Technology），人类正面临一场化“老、旧、新”三个IT技术为一体的智业新革命，人工智能及其知识自动化已经成为从工业社会向智业社会迈进的关键。

然而，目前社会对人工智能的期望与人工智能技术的实际能力之间存在着巨大的差距。特别是近年来人工智能概念本身的急剧泛化，导致其理论和方法都发生了重大变化。与此相伴的是人工智能人才严重短缺，而传统的人工智能教材又难以适应与满足新形势下的需求。因此，编写与时俱进、内容反映当前研发与应用现状的人工智能教材成为一项迫切的任务。

本书的创作计划始于2005年，目标是为当时雨后春笋般的软件学院探索一条走向“知件”（Knoware）学院的途径。2006年，我兼任西安交通大学软件学院院长，提出建设新的硬件、新的软件和更新的知件基础课程。新硬件以实时嵌入式系统为主，新软件基础以“计算思维”为主，新知件基础自然是以人工智能为主，但扩展为“智能科学与工程”。硬软新课程的起步相对成功，特别是计算思维后来成为全国性计算机的基础课程成分，但知件的计划迟迟没有实施。

2013年，我应旅美的周孟初教授之邀，参加澳门科技大学系统工程研究所的规划，提出创立“智能科学与技术”硕士博士学位的建议。后又应邀创办青岛智能产业技术研究院，筹备红岛智能学院，培养面向人工智能技术的“红领”产业人才。此时，人工智能和智能产业渐呈爆发之势，我向时任中国科学院大学（国科大）副校长王颖教授提出在国科大设立人工智能系的建议，并得到校长丁仲礼院士的大力支持，特批十五名教授名额，引入计算智能方向的著名学者王立新等人。之后的第一项任务就是策划新的教科书系列，先是从智能的角度改造传统的课程，如“最优控制”和“机器人学”等，再就是改写传统的人工智能教科书。

2015年，澳门科技大学的新博士学位获得学校批准，名称改为“智能科学与系统”。同年，西安交通大学软件学院也将人工智能课程建设提上日程，由我和旅美的李灵犀教授负责。2017年，澳门特别行政区政府核准“智能科学与系统”博士学位并在国家教育部存案招生。本书的写作也正式启动，并由接替李灵犀教授的叶佩军博士负责，最初教学对象是西安交通大学软件学院的研究生，部分内容也同时用于中国科学院大学和澳门科技大学的教学。

本书主要介绍人工智能的基本思想、原理、算法和应用，重点突出技术的可操作性，全面覆盖学科领域的相关技术方向。按照学科发展的顺序，全书共分逻辑智能、计算智能、平行智能三篇，各篇的内容大致按照知识表示、推理、学习的顺序安排，目的是让读者能够清晰地把握各技术间的区别与联系。逻辑智能篇包括第2~6章，主要关注以符号处理为基础的方法，包括本体/知识图谱、逻辑推理、搜索智能、自动规划、一阶逻辑学习等。计算智能篇包括第7~12章，主要讲述以数值计算为基础的方法，包括概率推理、模糊系统、样例学习、人工神经网络、强化学习、进化计算与群体智能等，这些是近年来快速发展的内容。平行智能篇包括第13~15章，重点关注网络化条件下多个个体交互产生的智能行为，包括分布式人工智能与多智能体系统、平行智能、知识自动化与社会智能等，这些是人工智能与大数据、云计算、物联网、智联网等新兴技术相结合的最新发展趋势。书中的例子浅显易懂，一些算法还附有伪代码，以方便初学者掌握算法的基本流程并编程实现，建议有条件的读者动手一试。

本书的内容具备一定的理论深度，同时适当兼顾初学者，可作为相关专业高年级本科生、研究生的教学用书，也可供有一定数学和程序设计基础的技术人员参考。



本书从策划到完成，经历了十余年的时间，期间人工智能发生了几乎是天翻地覆的变化，为写作增加了许多难度。为此，叶佩军博士在教学和写作中都付出了巨大的心血和努力，完成了本书绝大部分的工作量。特别是2017—2018年赴美加州大学圣地亚哥（San Diego）分校学术访问期间，本应从事合作研究的许多时间都用于本书的写作和修改，影响了自己的研究进程。同时感谢叶佩军博士的夫人，她放弃自己的工作，背井离乡，远渡重洋陪伴，为佩军完成本书的写作提供了许多帮助。

本书的写作还得到青岛智能产业技术研究院的大力支持，特别是李灵犀副院长和王晓副院长的尽心安排。西安交通大学软件学院和中国科学院大学人工智能学院的部分师生为本书提供了宝贵的反馈意见，新泽西理工学院的周孟初教授和澳门科技大学的伍乃骐教授也对本书给予了支持，在此一并表示衷心的感谢。最后，感谢清华大学出版社在本书的编辑和出版过程中所给予的热心帮助。


王飞跃中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京怀德海智能学院2020年5月