從早年交互式計(jì)算機(jī)和各種各樣的復(fù)雜電子系統(tǒng)開始，我們作為其使用者就不得不適應(yīng)它們，按照它們想要的格式來(lái)輸入信息，這是它們能夠接受的唯一交互方式。我們耐心地或不耐心地使用晦澀難懂的用戶界面與系統(tǒng)進(jìn)行交互、瀏覽語(yǔ)音菜單、閱讀或不閱讀用戶手冊(cè)，當(dāng)我們無(wú)法弄清楚如何按照系統(tǒng)的方式與系統(tǒng)交互時(shí)，我們就會(huì)遭受持續(xù)的挫敗感且工作效率低下。有限的計(jì)算資源意味著人類用戶必須處理低效的用戶界面、嚴(yán)苛的信息輸入格式，以及更像是挑剔的寵物而不是智能助手的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

　　各種人員活動(dòng)系統(tǒng)，包括業(yè)務(wù)、組織、社會(huì)、家庭和經(jīng)濟(jì)方面的系統(tǒng)，當(dāng)我們?cè)噲D與其互動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生同樣令人沮喪的結(jié)果。想象一下與政府官僚機(jī)構(gòu)、公用事業(yè)部門、電話和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)公司、大學(xué)、內(nèi)部公司或部門，以及任何類型的大型組織打交道時(shí)常有的那種挫敗感。

　　與此同時(shí)，計(jì)算速度、內(nèi)存和存儲(chǔ)的急劇和持續(xù)增長(zhǎng)，以及成本、尺寸和功耗需求的降低，使人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言理解等新技術(shù)可供所有系統(tǒng)和軟件開發(fā)人員使用。這些先進(jìn)技術(shù)正被用于創(chuàng)建智能系統(tǒng)和設(shè)備，為使用者提供新的高級(jí)功能。

　　本書是關(guān)于我們生活中的系統(tǒng)的一種新的思維方式，以及如何使它們變得更加智能，讓我們能夠?qū)⑵渥鳛橹悄艿幕锇�、合作者和監(jiān)督者。我們擁有技術(shù)，但缺少的是新穎的、更智能的系統(tǒng)的工程和設(shè)計(jì)。這本書就是關(guān)注這一點(diǎn)如何將系統(tǒng)工程和系統(tǒng)思維與人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)結(jié)合，從而設(shè)計(jì)出越來(lái)越智能的系統(tǒng)。

　　關(guān)于人工智能能力的應(yīng)用，多數(shù)關(guān)注算法和實(shí)現(xiàn)層面，而不是系統(tǒng)層面。關(guān)于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的書籍很多，但關(guān)于如何設(shè)計(jì)以智能方式與人類一起行動(dòng)的復(fù)雜系統(tǒng)（我們稱之為智能系統(tǒng)）的書籍卻很少。例如，Garry Kasparov是第一個(gè)被計(jì)算機(jī)擊敗的世界國(guó)際象棋冠軍（1997年，IBM的深藍(lán)），由此激發(fā)了他創(chuàng)立高級(jí)國(guó)際象棋比賽的靈感，任何人都可以參加人類棋手、計(jì)算機(jī)或人機(jī)團(tuán)隊(duì)。大多數(shù)時(shí)候，贏得這些比賽的是人 計(jì)算機(jī)；未來(lái)是人與日益智能的系統(tǒng)之間更緊密的合作。在系統(tǒng)思維的世界中，我們將人 計(jì)算機(jī)本身視為一個(gè)系統(tǒng)一個(gè)比人或計(jì)算機(jī)本身更智能的系統(tǒng)。

　　今天，幾乎每個(gè)人都在擁有這類技術(shù)的家庭中長(zhǎng)大。Forme源于20世紀(jì)70年代，它是一部旋轉(zhuǎn)撥號(hào)電話和一臺(tái)黑白無(wú)遙控電視，交互很簡(jiǎn)單通過(guò)一個(gè)按鈕或表盤來(lái)執(zhí)行一項(xiàng)功能。計(jì)算機(jī)、軟件、圖形用戶界面和語(yǔ)音控制的涌現(xiàn)，帶來(lái)了新的能力水平，但我們通常仍然通過(guò)按下一個(gè)按鈕（現(xiàn)在是單擊或點(diǎn)擊）來(lái)執(zhí)行一項(xiàng)功能。我們一次輸入一個(gè)花絮信息一個(gè)字母、一個(gè)單詞或一個(gè)數(shù)字必須放在計(jì)算機(jī)的正確位置，以便系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)我們的愿望。系統(tǒng)很少預(yù)測(cè)我們的需求或自行滿足我們的需求。看起來(lái)我們正在為系統(tǒng)服務(wù)，而不是相反。但是人類設(shè)計(jì)了這些系統(tǒng)，而且它們?cè)�本可以設(shè)計(jì)得更好。

　　系統(tǒng)與人之間的大多數(shù)交互仍處于非�；�本的水平，人們充當(dāng)直接或遠(yuǎn)程控制者，駕駛車輛、駕駛無(wú)人機(jī)或管理工廠車間。本書的論點(diǎn)是，我們必須專注于設(shè)計(jì)日益智能的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將與人類合作，創(chuàng)造出更加智能的人-機(jī)系統(tǒng)。人與機(jī)器的高效合作不是偶然發(fā)生的，而是通過(guò)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)工程的實(shí)踐發(fā)生的。

　　本書意在介紹、解釋和應(yīng)用多個(gè)領(lǐng)域的思想和實(shí)踐，其中包括一般系統(tǒng)工程、基于模型的系統(tǒng)工程、系統(tǒng)思維、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、哲學(xué)、行為經(jīng)濟(jì)學(xué)和心理學(xué)等。它不是一本臆測(cè)的書籍，充斥著對(duì)未來(lái)人工智能的遐想預(yù)測(cè)，而是一本基于領(lǐng)域的最佳實(shí)踐并面向智能系統(tǒng)工程的實(shí)踐導(dǎo)向的指南。

　　本書分為三個(gè)部分。

　　第一部分，第 1~4 章，系統(tǒng)與人工智能。在第 1 章中，我們研究那些使用（或可能使用）人工智能的系統(tǒng)，并討論了關(guān)于智能系統(tǒng)的一些流行概念、神話和恐懼。在第 2 章中，我們將研究系統(tǒng)：它們是什么、它們?nèi)绾芜\(yùn)行并從系統(tǒng)的角度來(lái)看我們所經(jīng)歷的幾乎所有事情。在第 3 章中，我們研究了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工智能系統(tǒng)當(dāng)前最重要的方法，并試圖通過(guò)在一個(gè)簡(jiǎn)單的單頁(yè)電子表格中，構(gòu)建一個(gè)電子表格來(lái)解開關(guān)于它們?nèi)绾喂ぷ鞯乃�有謎團(tuán)，希望為這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)留下持久的直觀感覺。在第 4 章中，我們深入探討了計(jì)算機(jī)是否可以像我們一樣思考或理解問(wèn)題。

　　第二部分，第5~8章，面向智能系統(tǒng)的系統(tǒng)工程。第 5 章探討如何利用古代和現(xiàn)代的講故事方式來(lái)構(gòu)思、構(gòu)建和交流新型的系統(tǒng)。在第 6 章中，我們將探討如何運(yùn)用用例建模的超強(qiáng)能力，從而更好地描述復(fù)雜的智能系統(tǒng)應(yīng)該如何為其使用者工作。第 7 章以用例建模為基礎(chǔ)，展示基于模型的系統(tǒng)工程如何使用簡(jiǎn)單的模型和圖來(lái)描述系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高層級(jí)并指導(dǎo)其開發(fā)。第8章介紹了兩個(gè)新概念時(shí)間盒和使用流程它們?yōu)閺?fù)雜的智能系統(tǒng)的建模帶來(lái)了更高的效率和更大的靈活性。

　　第三部分，第9、10章，面向智能系統(tǒng)的系統(tǒng)思維。聚焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)思維，介紹用于理解各種系統(tǒng)的基本概念、工具和方法。第 9 章介紹用系統(tǒng)思維解決難題的流程并解釋了因果循環(huán)圖、反饋循環(huán)和系統(tǒng)基模。第10章介紹人員系統(tǒng)，一種僅包含人員的特殊系統(tǒng)，并表明如何用系統(tǒng)思維來(lái)理解和改進(jìn)這一重要的系統(tǒng)。

　　本書是關(guān)于工程的，特別是系統(tǒng)工程，但它不僅僅是為工程師準(zhǔn)備的。對(duì)本書中的任何內(nèi)容的理解都不需要專門的工程背景。工程師會(huì)告訴你，做工程的真正樂趣在于將一個(gè)新的創(chuàng)新系統(tǒng)概念化構(gòu)思出來(lái)，以及做出所有創(chuàng)造性決策的早期設(shè)計(jì)。這本書是關(guān)于工程的那部分有趣的部分，我們將從電影制作、藝術(shù)、講故事、科幻小說(shuō)、心理學(xué)、行為經(jīng)濟(jì)學(xué)和市場(chǎng)營(yíng)銷中汲取靈感并借鑒技術(shù)帶來(lái)樂趣。我們希望您能將世界和其中的一切（無(wú)論是物理的與否）視為系統(tǒng)，并對(duì)如何理解系統(tǒng)的運(yùn)作方式具有新的洞悉。我們將想象一個(gè)充滿智能系統(tǒng)的世界，然后討論如何來(lái)設(shè)計(jì)它們。