前言

人类文明的每一次跃迁，皆始于对自身边界的突破。从蒸汽机解放体力，到计算机延展脑力，我们始终在追问： 何为智能？何以创造智能？人工智能(AI)的诞生并非偶然，而是人类认知范式从“解释世界”转向“重构世界”的哲学实践。它既是工具理性的巅峰之作，也是对“造物主”角色的深刻隐喻——当算法开始理解语言、识别图像、预测未来，我们触及的不仅是技术革命，更是对意识本质的再定义。

AI架起了一座桥梁： 它沟通了人类独特的认知方式与机器可执行的逻辑世界，它将抽象思维转化为可计算的逻辑，将直觉经验沉淀为可复制的模型。这种能力，使人类首次得以系统性延伸自身的认知疆域，从疾病诊断到星际探索，从文化传承到社会治理。AI不仅是效率的引擎，更是文明存续的“第二自我”——在数据洪流中寻找规律，在混沌复杂中建立秩序，最终指向一个更自主、更协同、更可持续的人类未来。

今日之AI，正经历从“感知智能”向“认知智能”的范式跃迁。大语言模型涌现出类人的推理能力，强化学习在虚拟与现实边界开疆拓土，具身智能体正学习理解物理世界。然而，繁荣背后暗藏隐忧——技术民主化陷阱： 预训练模型降低了应用门槛，却加剧了“调参师”与“创造者”的分化。真正的竞争力不在于调用API，而在于深刻理解算法本质，并针对场景创新设计。当自动驾驶决定生死，当深度伪造模糊真实，唯有掌握底层逻辑的程序员，才能在设计源头植入伦理约束，使技术向善不流于口号。因此，培养兼具理论洞见与工程能力的AI程序设计者，已成为数字文明时代的战略任务。他们将是算法公平的守护者、技术创新的引擎，更是人机共生的架构师。

本书以“学习—理解—实践”为脉络，构建四维能力体系。

（1） Python： AI的母语，介绍基础语法、数组和矩阵操作方法、精讲NumPy张量运算、科学计算库等，奠定算法实现基础。

（2） 人工智能基础： 介绍深度神经网络的理论和运算模型，剖析机器学习三大范式的数学本质。

（3） 深度学习框架： 介绍PyTorch、Paddle、MindSpore等主流深度学习框架，对比教学其差异。

（4） 编程实战： 设计从手写字符识别到图像分割、目标检测，以及智能体构建的编程任务，在解决真实问题中融会贯通。

本书适合： ①计算机/人工智能/信息科学/自动化等

专业学生，进行AI编程基础课程学习； ②转型工程师，从Web/移动开发转向AI核心层，掌握模型研发全流程； ③交叉学科研究者(生物、金融、社会科学)，获得自主实现AI解决方案的能力。本书拒绝“黑箱式”教学——每个实践案例，书中代码均通过编程验证，并提供云盘代码下载。鉴于人工智能仍在快速发展阶段，许多方面尚未达成完整结论或普遍共识，在撰写本书时，我们力争展现人工智能程序设计的最新技术。由于作者理论水平和实践经验所限，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。

编写AI程序，是与机器共舞的创造仪式。每一次反向传播的迭代，都是人类智能与机器智能的协同进化。愿本书助您掌握这门“未来世界的元技能”，在代码中构筑理解智能的阶梯，在算法中书写技术人文主义的宣言。

谨以此书献给所有探索智能未来的造梦者。

作者

2026年夏