序

我们正在进入一个生成式人工智能的新时代，我们称之为第三代人工智能。

这个时代的特点是，人工智能的范式将发生转变，从而带来人工智能日新月异

的发展。这将从根本上改变各行各业的面貌，从而导致我们未来生活和工作方

式的巨大变化。对于即将生活在这一时代的青少年，急需培养他们对人工智能

的正确认知和全局视野，感受科学的魅力，学习科学家精神，激发学科学、爱科

学的热情。“清华大中小学人工智能通识教育系列”丛书的出版及时满足了这一

需求。

在《人工智能通识（小学版）》中，编者引用偃师的故事来说明古代中国人对

智能机器的梦想，可是这个梦想直到1946年计算机出现之后才变得可能。果然，

十年之后，1956年在美国达特茅斯会议上，科学家们组织了一场关于智能机器的

研讨会，人工智能从此诞生。在全世界广大科学家和工程师的艰苦努力下，60多

年之后，OpenAI公司推出了ChatGPT大语言模型，宣告人类进入了生成式人工智

能的新时代。

本套丛书全面地介绍了以下四方面有关人工智能的内容。

第一，正确认识人工智能。人工智能是干什么的？当前主流学派的做法是，

利用机器（主要是计算机）模拟人类的智能行为，即为人类的思考、感知、动作和

情感等智能行为建立计算模型，让计算机表现出与人类相似的行为，因此称它为

“行为主义的人工智能”。这一学派并不去追求机器的工作原理与大脑的工作原

理相一致，而是关注行为上的模拟。由此可见，他们是在探索一条硅基智能的道

路，这种硅基智能与人类的碳基智能并不相同。目前，大家普遍的疑问是：“根

据这一学派做出来的人工智能机器会思考、有感情和有意识么？”对于这个问题

目前有两种不同的答案，一种是“有”，另一种是“没有”。哪一种答案对？应该

说这两种答案都对。肯定的答案来自于行为主义的立场，从机器行为上看，它确

实表现出会思考、有情感，有时甚至表现出有意识。但如果从另一个人工智能学

派——内在主义的立场出发，他们认为由于机器内部的工作原理与人类大脑的

工作原理完全不同，因此机器不具备人类意义上的思考、感情和意识等。只有当

我们对人工智能有了这样全面与正确的认知，才有可能正确地使用它。

第二，人工智能的发展历史。人工智能是探索无人区，经历过三个发展阶

段。第一代人工智能提出了以知识驱动为基础的推理模型，第二代人工智能

提出以数据驱动为基础的机器学习模型。这两种模型的局限性在于，只能在

特定领域中解决特定的任务，属于专用人工智能，不符合人工智能发展的最终

目标——通用人工智能。科学家们经过坚持不懈地努力，于2022年11月推出

ChatGPT大语言模型，我们得到了一个在开放领域中具有强大语言生成能力的

模型。换句话讲，在语言（对话）上机器做到了与领域无关，向通用人工智能迈

出了一步，预示着人类进入第三代人工智能新时代。我们是怎么做到这一点

的？①利用一个巨大的人工神经网络（又称为转换器），这个神经网络有1750亿

个参数；②经过大量文本的预训练，总共训练了45TB的文本（相当于2000万部

《红楼梦》）；③采用“预测下一个词”这样一种新的学习方法。通过这三种方法，

让ChatGPT掌握了人类的语言。正如奥地利哲学家维特根斯坦所说：“我的语言

界限，就是我的世界界限”，表明机器一旦掌握了人类的语言，就打开一个满是

可能性的世界，使人工智能成为改变人类未来的科技。

第三，人工智能的应用及其对各行各业的影响。人工智能有着广泛的应用，

比如人脸识别、语音识别、机器翻译、各式各样的机器人等，这些中小学生都会

有亲身的体验。至于人工智能对各行各业的影响，丛书也涉及到许多，比如人工

智能对科学研究的影响，一个典型的代表是AlphaFold。AlphaFold利用人工智能

中的深度学习技术，通过蛋白质已知的氨基酸序列预测它的三维结构，到目前为

止已经预测了2亿种蛋白质的结构。大家知道，在过去60年中，人类利用试验方

法也只预测了17万种蛋白质，可见利用人工智能技术可以极大地提高科研的质

人工智能通识小学版

ⅣIV

量与效率。利用生成式人工智能技术辅助艺术创作，包括绘画、音乐和视频等。

人工智能将引起“教”与“学”方式的重大变化，从而导致传统教育模式的转变，

将极大提高教育的质量与效率。此外，人工智能也会改变未来的医疗和健康。

不少科学家预计，利用人工智能技术，未来机器将会诊断人类的所有已知疾病，

找到有效的治疗方法，特别是找到治疗各种疑难疾病，如治疗恶性肿瘤等疾病的

药物等。

第四，人工智能伦理与治理。人工智能技术既给我们带来了巨大的机会，

同时也带来了不少的风险，人工智能的伦理问题就是其中之一。人工智能伦理

包含两方面的内容，一是使用人工智能技术带来的风险，可以说是由误用产生，

如数据安全、责任认定、对技术的过度依赖、造成失业等。另一个是由使用者滥

用引起，包括深度伪造、把人工智能技术用于战争等。这些都会对社会伦理与法

律提出挑战，需要加以治理。因此人工智能的治理也包含两方面的内容，一是对

机器的治理，避免机器输出不符合伦理、道德等标准的有害内容，防止被误用。

另一个是对使用者的治理，防止人工智能技术被滥用。其中还涉及发展与治理

的关系，我们既要积极地去发展和利用人工智能技术，另一方面又要努力地去避

免人工智能造成的负面影响。

“清华大中小学人工智能通识教育系列”丛书针对上述四项内容分别为小学

生、初中生和高中生提供丰富的教学资源，包括教材、教学用PPT、实践手册、在

线参考文献等，为有关教师开设人工智能通识课提供了有力的支撑。

清华大学计算机系