自然语言处理（Natural Language Processing，简称NLP）被誉为人工智能皇冠上的明珠，是计算机科学和人工智能领域的一个重要方向。它主要研究人与计算机之间，使用自然语言进行有效通信的各种理论和方法。简单来说，计算机以用户的自然语言形式作为输入，在其内部通过定义的算法进行加工、计算等系列操作后（用以模拟人类对自然语言的理解），再返回用户所期望的结果，如 图1 所示。

图1：自然语言处理示意图

自然语言处理是一门融语言学、计算机科学和数学于一体的科学。它不仅限于研究语言学，而是研究能高效实现自然语言理解和自然语言生成的计算机系统，特别是其中的软件系统，因此它是计算机科学的一部分。

随着计算机和互联网技术的发展，自然语言处理技术在各领域广泛应用，如 图2 所示。在过去的几个世纪，工业革命用机械解放了人类的双手，在当今的人工智能革命中，计算机将代替人工，处理大规模的自然语言信息。我们平时常用的搜索引擎，新闻推荐，智能音箱等产品，都是以自然语言处理技术为核心的互联网和人工智能产品。

图2：自然语言处理技术在各领域的应用

此外，自然语言处理技术的研究也在日新月异变化，每年投向ACL（Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics，计算语言学年会，自然语言处理领域的顶级会议）的论文数成倍增长，自然语言处理的应用效果被不断刷新，有趣的任务和算法更是层出不穷。

本节为您简要介绍自然语言处理的发展历程、主要挑战，以及如何使用飞桨快速完成各项常见的自然语言处理任务。

致命密码：一场关于语言的较量

事实上，人们并非只在近代才开始研究和处理自然语言，在漫长的历史长河中，对自然语言妥当处理往往决定了战争的胜利或是政权的更迭。

16世纪的英国大陆，英格兰和苏格兰刚刚完成统一，统治者为英格兰女王伊丽莎白一世，苏格兰女王玛丽因被视为威胁而遭到囚禁。玛丽女王和其他苏格兰贵族谋反，这些贵族们通过信件同被囚禁的玛丽女王联络，商量如何营救玛丽女王并推翻伊丽莎白女王的统治。为了能更安全地跟同伙沟通，玛丽使用了一种传统的文字加密形式 - 凯撒密码对她们之间的信件进行加密，如 图3 所示。

图3：凯撒密码

这种密码通过把原文中的每个字母替换成另外一个字符的形式，达到加密手段。然而他们的阴谋活动早在英格兰贵族监控之下，英格兰国务大臣弗朗西斯·沃尔辛厄姆爵士通过统计英文字母的出现频率和玛丽女王密函中的字母频率，找到了破解密码的规律。最终，玛丽和其他贵族在举兵谋反前夕被捕。这是近代西方第一次破译密码，开启了近现代密码学的先河。