一、引言
随着科学技术的飞跃发展，人类社会进入了计算机和机器人的时代。计算机正在广泛地深入到人类社会的各个方面，并有力地推动现代科学技术的进步和社会生产的发展。如果说，蒸汽机和电力的应用代替了人的部分体力劳动，促进了体力劳动的机械化；那么，计算机的智能化、知识工程、人工智能的研究反应用正促进着脑力劳动的自动化，推动着新的产业革命的来临。作为人工智能目前最有效、发展最快的分支——专家系统，以其高性能和实用性引起了世界各国的普遍重视。许多发达国家纷纷将其列入国家研究的重点。不少专家系统的性能已达到或超过了人类专家的水平，其应用也产生了巨大的经济效益。
专家系统是以人类智能活动为中心，将专家的知识、经验及由这些知识、经验构成的法则输入到计算机中，计算机则利用这些法则及知识、经验进行“思维”、“推理”。这种观点使专家系统获得了巨大的成功，人工智能基本技术在专家系统中得以应用。人工智能的研究也因此发生了根本的变化，由探索人类思维的普遍规律转向以知识为中心评价人类的智能行为。专家系统在理论上和实践上对智能科学的研究与发展起着重要的作用。同时对人类社会也产生了巨大影响。
二、专家系统的发展概况
自电子计算机问世以来，人们在利用它来解决日常的科学计算和数据处理方面获得了巨大的成功。但同时人们也发现，为了能让计算机求解，必须对能求解的问题有充分的认识，并找到一种行之有效的算法，最后将根据算法编好的程序输入到计算机中求解。由于现实世界中，存在着大量人类尚未充分认识的问题。而且许多问题并不能由算法来描述，这样就大大地限制了计算机的应用范围。
为了使计算机更好地发挥作用。1956年夏，由J · 麦 · 克卡什（J. McCarthy）、M. L. 明斯基（M. L. Minsky）、C. E. 麦农（C. E. Shannon）和N. 洛切斯特（N. Lochester）四人发起，在洛克弗勒（Rockefeller）基金会的赞助下，开始着手研究用计算机模拟人的问题，并首次利用了人工智能这一术语。标志着以研究如何使计算机更“聪明”的新学科——人工智能产生了。
在人工智能产生后的十年中，取得了许多可喜的成就。最初，在编写符号求解程序及自动演绎方面的成果最令人兴奋和乐观。Logic Theorist系统用启发式问题求解方法证明尤N. 维特黑德（A. N. Whitehead）和B. 露塞尔（B. Russell）的名著《数学原理》一书中大部分定理。J. S. 斯拉格（J. Slagle）设计的符号积分程序SAINT可以解决难度较大的不定积分，其能力达到了MIT优等生的水平。A. L. 沙缪（A. L. Samuel）在1956年研制的西洋跳棋程序Checkers具有自学习功能。可以学习棋谱或自己积累经验、于1959年击败了设计者本人，并在三年后击败了美国一个州的冠军。在这些成功的程序设计出来以后，大多数的人认为，似乎庞大和快速的计算机最终将把一般问题的求解范围扩大到人类的脑力活动。
然而，大量的挫折和失败后，人们认识到脑力问题的解决并不服从一般问题求解的策略，即使增加了启发性知识也无济于事。为了解决人类某些领域中的问题，计算机除了必须知道人类所需解决的问题，同时还应具备解决这种问题的“知识”。因为即使计算机在运算速度、记忆容量、解题的一致性等方面超过人类，但这并不能弥补它的未知。另一方面，人们发现一个人之所以能成为专家，并不在于他有较高的“智商”，而在于他有雄厚的知识和丰富的经验，即专门技能。为使计算机也能成为专家而服务于人类，并发挥其快速、一致性解决问题的特点，人们赋予它人类专家所具有的技能。这便导致了专家系统的出现。
早期的专家系统，强调与人类专家的知识媲美。从物质的质谱图及核磁共振数据中，识别它的化学结构的DENDRAL系统及对复杂数学表达式进行处理和化简的MACSYMA系统，其能力都达到了甚至超过了它们的设计者和其他专家。
从七十年代开始，专家系统的研究开始转向应用性研究。到七十年代末，有些项目取得了重大的经济效益，并为人类作出了巨大的贡献。如计算机配置专家系统RI，每年为DEC公司节省一千五百万美元的开支；探矿家系统PROSPECTOR曾发现了美国华盛顿州一处钼矿，其开采价值超过了一亿美元；用于诊断和治疗血液感染疾病的MYCIN系统，用于内科医学中疾病和症状间关系的INTERNIST系统，以及用于青光眼诊断的CASNET系统都广泛地应用于临床。由于专家系统成功的应用，不论在解决许多复杂问题方面，还是在提高经济效益方面，其成绩都是显著的。同时为真正实现人类利用计算机模拟人的思维增强了信心。
尽管专家系统研究已取得了许多成果，但它与宏伟的目标相比差距还很远，无论在理论上还是在技术上都存在着相当大的困难。正如J. 麦卡锡（J-McCarthy）清醒地指出那样，我们离真正的智能程序还很遥远，当我们最终完成这些真正的智能程序时，它们也将建立在至今尚未出现的一些概念之上。
三、专家系统对人类社会的贡献
1. 第五代计算机的研究
多少年来，人们设计的计算机只能是处理“高”“低”电平的逻辑机器，只能进行数字运算，而不能像人一样理解自然语言，处理文字信息，进行思维及推理。能否让计算机像人一样进行思维、判断、推理呢？这是许多科学家感兴趣的问题，而专家系统在一定程度上回答了这个问题。
专家系统强调以人类智能活动为中心，包括知识表达、知识利用和知识获取这三个环节，它以人类知识为核心，并由知识构成一系列的法则，而计算机则利用这些法则及人类的知识来进行推理、判断。这样计算机一扫过去只能用于科学计算的面貌，而是用于“思维”。这将使得计算机的研究发生根本的变革——从提高速度及扩大容量方面转向智能方面的研究。第五代计算机的研制，就是由处理数据的计算机向处理知识、提供信息的智能计算机发展。
2. 在医学方面的应用
医疗及诊断方面的专家系统，是知识工程最早研究的领域，同时也是应用专家系统最为成功的领域。这是因为医生给病人检查直至判明病因的过程，实际上是专家利用知识、经验进行推理、判断的过程。医疗专家系统的建立，对于准确判明病因，排除医生情绪的干扰，提供不同的治疗方案，总结以往的治疗经验，都有很大的作用。在这些方面，MYCIN系统不仅有很高的性能，而且具有解释功能和知识获取功能。不仅能回答用户的提问，还可在专家的指导下学习医疗知识；CASNET系统的能力几乎是全美眼科和耳鼻喉科专家能力的总和；INTERNIST系统其能力超过了大多数内科专家，而且包括了目前专家系统中最大的知识库500多种内科疾病，3，500多种疾病的表现和100，000种疾病表现间的联系。由上可见，一个人的能力是难以与专家系统相比的。
专家系统在医学方面的杰出贡献，使人们感到，它的能力是惊人的，而且在总体上已大大超过了某一专家的水平。它不受时间、条件、情绪等因素的影响，考虑问题也远比某一专家全面，预计今后计算门诊、计算机医院将服务于人类。
3. 为人类设计出更好的产品
自计算机问世之后，人们利用它来进行辅助设计及制造，这是目前计算机最为活跃的分支——CAD（计算机辅助设计）/CAM（计算机辅助制造）技术。但当人们发现传统的CAD技术不能解决非精确数学模型描述问题时，专家系统的发展给工程设计人员带来了福音。用专家系统解决非数字模型描述问题时，特别有效。因为它不仅能从工程技术方面考虑问题，而且还能从经济、美学、价值等方面综合考虑问题，并能给出多种方案供设计者考虑。显然，一个专家系统考虑问题的全面性，比任何一位专家都周密、细致和完美。可以确信，在不久的将来，专家系统能为人类设计出越来越多的新型产品。
4. 为人类寻找石油和矿藏
由美国SCHLUMBEGER公司研制的油井记录分析系统DIPMETER，每年收入达20亿美元。以往从事新钻油井和油气测定，工程技术人员必须日夜全神贯注，勤奋工作。测定不正确，往往一年退赔四千万美元。现采用专家系统DIPMETER，可诊断各种钻探问题，提出矫正措施。只要该系统第一次在油田应用成功，就可抵偿该系统的研制费用。
美国研制的探矿家系统PROSPECTOR不仅找到了矿藏，而且拥有15种矿藏的知识，还存入了20多位一流经济地质专家的经验。
石油专家系统和探矿专家系统的研制，是石油及探矿工业实现现代化的重要环节。
5. 使计算机成为智能型的教学工具
由于专家系统存贮了大量的专家经验及解决问题的技能，用它可以训练工程技术人员，使他们也尽快地成为专家。这样可把专家的知识传给后人，同时，在学习专家知识时，还能比较不同的专家各自解决问题的思路。
6. 成为人类忠实的卫士
专家系统用于故障检测有其得天独厚的优势。它能一刻不停地监视意外事故，尽早给出预报，保障人们的安全，成为人类最忠实的卫士。
7. 机器人的功能
计算机视觉和语音识别，是机器人研究的重要课题。将摄像机的信号输入到计算机中，用专家系统进行分析，能识别物体的形状、大小、位置，并通知执行机构控制机器人的行走。目前，无人驾驶汽车的研究已取得了可喜的进展。七十年代由L. D. 伊曼（L. D. Erman）等人研制的HEARSAY系统，能听懂人们连续的讲话。这样，机器人能对人们的讲话进行分析、判断，并作出决策。这些研究无疑会推动机器人研究的进程，使机器人尽早造福于人类。
随着专家系统的逐渐成熟，专家系统的应用领域也在迅速扩大，目前已渗透到数学、物理、化学、医学、遗传学、植物学、地质、气象、农业、法律、教育、交通运输、机械工程及计算机科学本身的许多领域。甚至在政治、经济、军事等重大决策领域也出现了一些专家系统。可以说专家系统的发展，将给人类生活带来一场变革，它对人类社会的贡献是难以估量的。
四、专家系统对人类社会的影响
由于专家系统的发展，使得计算机能进行“思维”、“判断”和“决策”。它的能力在许多方面已超过了人类专家，今后人们让它来思考的事情会越来越多，也许我们就要和计算机生活在一起，工作在一起，它将成为人类生活一个不可缺少的部分，然而，作为智能的两种实现，人工智能和自然智能各有所长，各有 · 自己的存在价值。这两种智能应互相补充，相互支援，相互协调，而决不应相互排斥或取消。虽然专家系统在技能方面超过人，但它不能进行创造性思维；而对于简单的智能，机器比人快。我们的目的应发挥这两者各自的长处，从这个意义上讲，专家系统的研究既是寻求机器求解的方法，也是研究人机协作系统的原理及实现的可能性，同时，为使人类更好地研究人类本身提供了新的途径。
专家系统的研究，使人们不仅对专家的知识和信息，而且对一般人的知识和信息，都将有一个更好的了解。不仅仅是知识，而且人类的推理及判断能力和人类的理性都将相应地得到提高。同时人们也越来越清楚地知道，人们是如何获取知识，如何思考问题，如何解决问题及解决问题的步骤。总之，人们能更好地了解自己思维过程及思维本质，从而更好地认识人类本身。
专家系统现推动了社会向信息化方面的发展，促进了社会生产的发展及社会的进步。目前，信息的产生、获取、处理、传播、解释、识别、存贮、分类和利用遍及人类社会各个方面，专家系统的出现，为协助人进行信息和知识处理，提高和改进对信息的占有和使用，起了巨大的作用，使人类扩大了对已有知识的利用，提高了人类从事物质生产的效率。
专家系统的应用，给人们带来了某些观念上的改变。以往人们在研究现实世界时，都是基于一定的模型理论，即定律，然后利用数字作为工具进行分析。然而、现实世界并非任何现象都能利用数字来精确描述。与模糊数字结合的专家系统，在处理现实世界的非精确描述时，有其独到之处。它是利用专家的知识及模糊数字的非精确描述，考虑问题的出发点也是知识及人类对外界的反应。这样使得在今后的工作中，工程技术人员研究方法，将从“数据”处理转到“知识”的利用和分析。
专家系统的建立能集各专家的专长为一体，它比一个人类专家更全面、更好地来思考问题。同时人们也能从专家系统中学到更多的专家知识和经验，将传统的科学发扬光大。另一方面，它还能接受新知识，使传统科学与现代科学有机地联系起来，造福人类。