人工智能是一門(mén)邊緣學(xué)科，用來(lái)模擬人的思維，已經(jīng)引起了許多學(xué)科的日益重視，并且有越來(lái)越多的實(shí)用意義，而且許多不同專(zhuān)業(yè)背景的科學(xué)家正在人工智能領(lǐng)域內(nèi)獲得一些新的思維和新的方法。作為一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)分支，這些系統(tǒng)呈現(xiàn)出與人類(lèi)的智能行為有關(guān)的特性。
人工智能的主要領(lǐng)域包括問(wèn)題求解、語(yǔ)言處理、自動(dòng)定理證明、智能數(shù)據(jù)檢索等領(lǐng)域。這些綜合概念在自然語(yǔ)言處理、情報(bào)檢索、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)證明都有重要應(yīng)用。人工智能的第一個(gè)大成就是發(fā)展了能夠求解難題的下棋程序。在下棋程序中應(yīng)用的其他技術(shù)也包括把困難的問(wèn)題分成一些比較容易的子問(wèn)題，發(fā)展成為搜索和問(wèn)題規(guī)約這樣的人工智能基本技術(shù)。今天的計(jì)算機(jī)程序更是能夠達(dá)到擊敗人類(lèi)的世界冠軍的程度，已經(jīng)展現(xiàn)了人工智能的威力。
問(wèn)題求解及搜索是人工智能的一個(gè)大課題，它是指許多涉及規(guī)約、推斷、規(guī)劃和相關(guān)過(guò)程的核心概念。問(wèn)題求解是一個(gè)非常模糊的課題，廣義的說(shuō)包含了全部計(jì)算機(jī)科學(xué)，這里我們僅僅討論狹義的問(wèn)題求解。在人們分析了人工智能研究中運(yùn)用的問(wèn)題求解方法后，發(fā)現(xiàn)許多方法都是通過(guò)試探搜索的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的。其中，難題和博弈問(wèn)題提供了豐富的來(lái)源，下面以下國(guó)際象棋的問(wèn)題為例子來(lái)分析以問(wèn)題求解為代表的人工智能原理。
為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠下棋的程序，我們采用狀態(tài)空間的方法來(lái)解決問(wèn)題。首先要為象棋建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，用一種或多種合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示象棋。這樣就有一個(gè)建立模型的邏輯問(wèn)題，合適的邏輯將對(duì)后面的求解象棋問(wèn)題起到重要的作用。一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法是：給不同的棋子賦予不同的權(quán)值，其中給“王”賦予超過(guò)其他棋子很多的權(quán)值，這樣再確定一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，以減少對(duì)方的權(quán)值總和為目的，就可以獲得一個(gè)比較簡(jiǎn)單的走法。當(dāng)然如果這樣的模型過(guò)于簡(jiǎn)單，效果也不會(huì)很好。在我們獲得了一個(gè)數(shù)學(xué)上的模型之后，將問(wèn)題分解成為用這模型能夠理解的子問(wèn)題。而求解象棋問(wèn)題的過(guò)程就是一個(gè)試探搜索的過(guò)程，把象棋的規(guī)則和目標(biāo)函數(shù)的可能運(yùn)行方向結(jié)合起來(lái)，就可以指導(dǎo)下一個(gè)子的落子位置，也就是說(shuō)獲得了一個(gè)狀態(tài)的集合。然后從這個(gè)狀態(tài)集合的每個(gè)狀態(tài)推導(dǎo)再下一步的狀態(tài)集合，這樣反復(fù)運(yùn)行，就可以得到一個(gè)樹(shù)型結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中運(yùn)用一系列的規(guī)則和搜索技術(shù)，就可能確定一個(gè)合理的走法。很明顯，如果狀態(tài)空間的精度越高，屬性結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度就越高。
從上面可以看出，類(lèi)似上面這樣的狀態(tài)空間求解問(wèn)題的主要技術(shù)包括狀態(tài)的描述、描述目標(biāo)狀態(tài)和搜索策略。其中搜索策略模擬人的思維過(guò)程，是體現(xiàn)算法優(yōu)劣的關(guān)鍵部分。主要的搜索策略包括有寬度優(yōu)先的搜索、深度優(yōu)先的搜索、啟發(fā)式的搜索等。狀態(tài)空間方法借助于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大的計(jì)算能力，盡可能地窮盡所有的可能的狀態(tài)，是一個(gè)最多被應(yīng)用的人工智能理論分支。
另一種不同于狀態(tài)空間法的方法是問(wèn)題規(guī)約的方法。在問(wèn)題規(guī)約的方法中，問(wèn)題描述或目標(biāo)是其主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。已知問(wèn)題的描述，然后通過(guò)一系列的變換，把此問(wèn)題最終變?yōu)橐粋€(gè)子問(wèn)題的集合；這些子問(wèn)題的解可以直接得到，從而解決了初始的問(wèn)題。比如著名的“梵塔問(wèn)題”就是可以這樣解決的一個(gè)問(wèn)題?？梢?jiàn)一個(gè)采用問(wèn)題規(guī)約的問(wèn)題表示可以有三個(gè)部分組成：一個(gè)初始問(wèn)題的描述、一套把問(wèn)題變成子問(wèn)題的算符、一套本原問(wèn)題的描述。
人工智能包含的領(lǐng)域非常廣泛，問(wèn)題的求解只是其中的一個(gè)重要方面。其他的方面包括比如謂詞演算、規(guī)則演繹系統(tǒng)、機(jī)器人問(wèn)題以及專(zhuān)家系統(tǒng)等一系列問(wèn)題。人工智能作為一個(gè)復(fù)雜的邊緣學(xué)科，正在有著越來(lái)越廣闊的前景，隨著新的數(shù)學(xué)理論的完善以及計(jì)算機(jī)新的硬件的出現(xiàn)，人工智能必將能夠更好地模擬人的思維。