姚期智:算法将推动下一波AI浪潮,现有革新将达极限

姓名:陈权      学号:17021211314

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嵌牛导读:作为图灵奖唯一的华人获奖者,大名鼎鼎的“清华姚班”创建者,姚期智教授十足低调,近年来鲜有对外接受采访和公开露面。这也是姚期智教授首次公开谈论当前AI现状、中国的机遇和挑战,人才培养等话题。

嵌牛鼻子:人工智能、人才问题、系统化

嵌牛提问:作为图灵奖唯一的华人获奖者,姚期智将会对AI领域作出怎样的预测?

作为图灵奖唯一的华人获奖者,大名鼎鼎的“清华姚班”创建者,姚期智教授十足低调,近年来鲜有对外接受采访和公开露面。这也是姚期智教授首次公开谈论当前AI现状、中国的机遇和挑战,人才培养等话题。

我们在不改变原意的基础上,以第一人称的方式,把我们与姚期智的对话进行了整理。

△ 姚期智教授

今后二三十年中,人工智能绝对将在科学界、工业界产生极大影响。在过去10多年里,人工智能已经有了非常大的进步,中国很幸运在这个浪潮中,而且在应用为主的方向上,基本已经追上了世界水平。

但我们不能认为追上世界水平后,工作就已经完成了。

因为过去10年产生的人工智能相关的革新技术,肯定会在未来几年达到极限。那下一波新技术的革新中,中国能不能取得原创性的知识产权?能不能摆脱追赶别人发明的局面?我想现在是非常关键的。

01 对当前AI发展的看法

现在关于人工智能的讨论,全世界范围内都很热闹,大体有乐观派和悲观派,我觉得两派都有一定的道理。

但我认为悲观派觉得人类不能够创造出一个真正的人工智能,或者不能往好的方向利用,太过悲观。我们如果从历史上看,一般乐观地去看待事情,到最后总能产生一些更好的结果。

首先,关于人工智能的知识大家有了以后,你是挡不住有人去研究的,禁止往往不是最好的方式,不如通过达成社会共识,研究一个好的方法控制它。

其次,如果抱着防止人工智能落入坏人之手的担心而不去研究人工智能,那后果可能就会非常严重。防范一种科学知识变成危险的最好方法,是我们要有最好的能力、最好的技术掌控它。

比如火药,一旦做出来以后,它可能做好事可能做坏事,每一个工具被人类发明发现后,都会有这样的两面性。

那人工智能呢,从图灵开始,就希望能够让机器具有一个接近人类的思考、推理的方式,这是一个五六十年前提出时很乐观的理想,但后来经过三十多年研究,发现要真正实现是非常难的。

于是大家近十几年又从弱人工智能方向推进,经过几个不同的发展,最近通过深度学习,让弱人工智能能够做到许多方面几乎接近强人工智能,比如在很多人看来,围棋上击败世界冠军就已经是一个非常接近强人工智能的事件了。

但如果你仔细想想,现在所有人工智能所做到的事情,对于推理、跨领域想象,都是不具备的,所以如何达到强人工智能,我想现在处于一个希望找到突破口的阶段。

当然我们现在比五十年前要好,现在我们已经有了更多的智慧,特别是在弱人工智能领域,能够达到一些从未有过的目标和境界。这就给了我们一个机会,可以仔细分析当前这样一个系统,有没有可能更进一步。

比如AlphaGo跟人下棋的时候,可能会创造出一些新方法,我们是不是可以把它与人之前的方法结合起来研究?然后可以在下一阶段产生更强的人工智能,这样我们就向强人工智能又更进了一步。

过去十年的人工智能发展,特别是算法、计算力和大数据三要素中的后两者——计算力和处理大数据的能力,都到了一个相当惊人的地步。深度学习则帮助我们在算法上实现了突破,但这波潮水还没有充分发挥,在各种重要的领域,人工智能还在不断产生科学、经济方面的效益,所以还有不小的热度发挥出来。

那如果说这三个核心要素中,最有可能在下一波人工智能浪潮中跃迁的,我认为一定是算法。因为数据量归根结底还是有限的,计算力也会有一个差不多的极限,但算法上空间还很大。

我们现在把机器学习看做一个很高端的算法,但实际不是。机器学习的算法,我们大学二年级姚班的学生,一学就会,一个学期之后就基本能在外面承担不错的工作。

我们人类现在所拥有的智慧,基本只是使用了少量数据、少量计算力后的结果,而就在这样的条件下,也能跟以前的机器在很多领域打平手。所以人类一定有一些“算法”非常精妙,值得我们进一步研究。

这样看起来,现在的机器学习还很粗糙,我们不要期望人工智能可以发现很好的机器学习算法,因为人工智能没有那个本领。所以现在对于机器学习的推动,还是人类优先,这也是一个从事理论研究的最佳时机,这对我们国家来讲也是一个非常重要的时机。

另一个我认为很好的消息是现在存在两种不同的学习系统,一种是人类的智能,另一种是宇宙里的智能、生物进化方面的智能,我觉得也是一个好机会。

我们现在研究人工智能,核心方法是参照人类智能,但由于我们大脑太复杂,所以不太容易搞清楚。但生物学习进化、宇宙内的智能,是不是可以给我们提供一个更大的视野、空间,让我们在机器学习进化方面可以作为参照方向?我觉得是可以研究的。

02 中国AI缺“系统”

具体到中国当前的人工智能研究和发展,我觉得可能存在两个方面的缺陷。

一个是系统方面,我们中国现在还没有出现一个大的AI系统,可以实现不同领域的广泛应用,这样的系统比如IBM就有,在1997年它用深蓝打败了象棋冠军,然后又进一步用这个做了知识类答题方面的应用,现在他们又把这个系统用到了医疗医药方面,沃森能够对于医病的诊断,达到和最优秀的医生一样的程度。

所以未来国家与国家在人工智能方面的竞争,中国公司跟外国公司的竞争,中国大学与外国大学之间的竞争,这样系统的缺失可能会带来劣势,而且我们中国对于计算机系统工程一向重视不够,我们在计算力、硬件方面很强,有全世界第一的超级计算机,但系统工程会是下一个阶段的重要壁垒。

如果你问我最认为最有可能出现“系统”的AI领域,我觉得是医疗。你看IBM的沃森,在目前的技术上整合吸收了非常多的数据,然后一天读完上万篇医药杂志论文,进而把其中的信息融入到它想诊断的疾病中——这里面还涉及到一些自然语言分析技术的应用。

但概括来讲基本就是把现在已经有的技术、数据,统统可以整合到它的系统工程中,好比你结合各种专长不一样的人。我相信我们也有人在考虑这样的事情,但需要更多的学界、工业界参与进来。

另一个缺陷是算法和背后的理论方面。下一步人工智能的突破,一定在算法方面,一定会从理论着手,这方面国外已经有了非常深厚的基础,但我们相对而言还处于弱势,需要我们这个时候多关注。

现在中国的优势是在应用层面,比如在各种比赛中,中国都拿下各种奖项。但这些全世界都已经在应用的技术,壁垒不大,可能需要一些经验,但不关乎核心。真正起到壁垒作用的是那些瓶颈问题上的话语权,我们能不能率先拿出解决方案,拥有理论基础到应用层面的优势。

03 人才问题

理论基础和应用结合就可能涉及到人才方面的话题。现在计算机相关的行业如此热门,所以从理论研究上看,很难雇到非常好的人,很多优秀的人才,都被高薪雇到大公司里了,对于学术理论的研究,问题会非常大,这不止是中国的问题,对美国也是同样的。

这样的问题也没有办法避免,但好在二者之间还有平衡的空间。在大公司研究院中研究,最后还是会有一些限制,不像学校里面,能够完全从事一个自己完全自由的研究,我觉得这是学校吸引人的地方。

但同时我们也要意识到平衡这件事的重要性。如果没有一个好的研究队伍在大学里,将来中国在这方面的发展就难以为继了。

不过我个人来讲也只能号召,没有特别好的办法。或者有两件事情是可以做的,一是现在我们这些在学校里做人工智能的人,做出非常耀眼的工作,吸引到年轻人,让他们加入这个行列。二是大学里对于不同的领域,能够在待遇、安置方面增强吸引力,更加务实地去解决问题。

当然,产学研结合也是一种产生理论方法论的方式。比如楼天城他们在做的无人驾驶[1],在实际应用中肯定面临很多新问题去解决,就有可能产生突破,这时候大学和工业界的合作就显得更合理。

在工业界,你需要时间、落地方面的考虑,可能把这个问题做到85%,等不及完全100%的解决问题,那剩下的部分可以由学校来解决,把这个问题从85%推进到100%。

我们看美国的这些大公司,跟校园的合作、结合都是非常紧密的。中国现在也有,未来可能更多,但我希望工业界和大学的合作,不只是让大学去承担一个项目,然后产生一个软件,而是也能够从一个更长远、真正提高中国原创技术的角度去思考问题。

至于怎么从整体上培养更多的人才,我觉得可以从引进大家和让更多年轻人出头两方面入手,不过具体怎么做,可能需要清华大学领导和教育部领导去伤脑筋了。

从效率的角度来讲的话,能够吸引到一些杰出的大科学家,然后让他们来吸引教授、训练人才,这当然是最好的方法。因为一个资深的科学家,他对于整个领域有一个视野,他对于培养年轻人,有一整套方法。不过特别是在计算机科学上面,你想要吸引一些杰出的资深的人才不是那么容易。

其次是如何在研究系统中,让年轻人才,有出头的机会,怎么样能够让做得好跟做得普通的,有一个分开来的机制,有一套奖励的机制。

我觉得中国在过去这10年、5年的时间里,已经开始有成果效果。现在我们的计算机科学里面,已经逐渐能够引进或者自己产生不少杰出的人才,而且他们的工作基本已经进入了全球一流的水平,所以我们可以继续这样的措施,即便慢一点,但长远来讲,好的循环一旦开始,就会让整个事情变得更加不同。

04 清华姚班经验

我也可以分享下大师对我的影响,以及为什么当初选择回到清华,并进一步创办姚班的原因。

在杨振宁和李政道两位先生获得诺贝尔物理学奖的时候,我11岁,当时这件事情给我的影响就是应该去考台大物理系,我对物理的兴趣,跟他们获得诺贝尔有相当大的关系,并且从中学阶段就有机会去了解物理,到了大学则更加坚定学习物理的决心。

我还想多说一句的是,我觉得一个学术界的人,在本科的时候选择物理系是一个非常好的选择,因为物理这个学科,它给了你很多怎么样做研究的一种方法,同时能够让你有一个科学的理念,未来你可能会换很多领域,换不同的事业,但这种研究的方法、理念,会一直有帮助。

我也没有想到有一天会跟杨振宁先生见面,而且谈论的还是关于回国到清华任教的事情。

2002年的时候,我来到中国,在南京、上海、北京和很多中国计算机领域的专家学者交流讨论,留下了很深刻的印象。当时清华大学的计算机系主任周立柱教授,还有张钹院士则进一步联络我,希望我能够在清华帮助指导研究生,这是我们最开始的接触。

后来清华大学的领导正式来邀请我回国,到清华做计算机方面的研究,弥补中国在这方面和世界领先水平的差距,我认真考虑后做出了决定,希望为国家缩短这个距离做贡献。

不过万没想到的是,我答应后不久,清华方面还专门请了杨振宁先生来邀请我会面,我也是一向非常仰慕杨先生,当时也非常兴奋。而跟他见面以后,更是感觉如沐春风。

所以综合起来,我最终回到清华,算是一个顺理成章的事情,而且当时在跟我的爱人、家人和朋友讨论这个事情的时候,他们都非常支持。尤其是我的爱人,她觉得这件事非常好,会是一个非常有意义的工作。

不过到清华以后创办姚班,现在看来是一个大胆的尝试。

当时我想成立一个本科班,能够让它变成世界上最出色的本科班之一。并且人才条件上并不困难,一是我们的学生非常好,他们从中学毕业的时候,就绝对是全世界最出类拔萃的人才,我想我们在清华收到的学生,不比美国任何一个顶尖大学逊色。

第二个优势是这些人才不仅某一个学科好,而且所有的学科都很好,所以最后定义课程方面就相对变得容易。

第三个方面是相当坚定的办学理念,我们希望我们的学生毕业以后也要是全世界最优秀的本科毕业生,所以训练的方法非常严格,还会给他们各种接触到许多跨领域研究的机会,像生物、物理之类的。现在来看,姚班学生毕业以后从事的行业也没有全在计算机领域,他们依照自己的兴趣,发展得都很好。

进入工业领域创业的,楼天城、印奇、唐文斌等都在全世界最前沿的领域创业。继续学术研究的,马腾宇清华之后又去了普林斯顿,毕业后直接被斯坦福聘任。

不过如果办姚班这样的事情,如果在美国做,从理念到实践,会非常困难,阻力会非常多。

一个大学非常固定以后,有一套运行方式。即使是非常好的大学,越是好的大学,想要在里面做一些革新的事情就特别的困难。

但当时我把这个想法跟清华大学书记陈希说了以后,他仔细听,然后略微思索下就同意了,说应该做,让我什么事情都不用管,把精力集中在教学团队上就行,学校里的各种事情他去协调,所以一切蛮顺利。

但过了很多年,我才听说,当时为了协调这个事情,陈希书记花费了不少力气,这算是我办姚班收到的第一个“惊喜”吧。

第二个惊喜是之前知道清华学生优秀,但觉得总也有个限度,后来发现超乎想象。

更后来这些学生到普林斯顿等学校继续深造,那边的教授也是夸赞不已,说比他自己还聪明——你要知道说这话的那个教授,可是全印度联考的第一名,而且他说话一向不会夸张的,更何况承认学生比自己聪明。

所以现在回顾,我们当时说准备把这个班培养成一个具有和麻省理工、斯坦福同等水平的一个人才的培养库,现在全部达到了目标,或者可以说我们超标了,我们现在320位姚班学生,我觉得比那些学校的学生还要好。

可以从这件事上总结一点经验的话,是我觉得环境的重要性。

之前总有一个误解,认为中国人创造力不够,但我觉得环境有很大的原因,如果足够的带动、示范作用,周围的环境都满是创造力、思想活泼的教授,那学生自然也会变得跟他们一样,所以我不认为“创造力”缺乏可以成为我们科技原创发展不足的原因。

我们也不要怕别人说搞“精英教育”,环境的作用、示范带动的作用,会加速我们整个科学领域的进步。当然你也可以说一切顺其自然,中国经过30、50年发展也能实现,但我们不能等待了,我们这一代人都等不起了,国际环境也不允许我们顺其自然发展,我们必须要用很短的时间做好科技方面的良性循环。

05 对话手记

虽然大名鼎鼎,但姚教授近几年出现在公众视野里的机会并不多,其中一个原因是他的时间有限:不仅在承担“姚班”、清华交叉信息研究院的行政工作,也在进行人工智能+金融方面的研究。他说自己近4年来,一直在博弈拍卖这个完全陌生的新领域进行理论研究,深感快乐。

姚期智说:“从趋势上看,用人工智能、大数据和机器学习去进入金融领域是大势所趋,而且现在对外合作,产学研结合方面也越来越紧密。我在一年以前开始鼓励我们的老师和一些投资公司、银行合作,希望将来能在金融科技这一块,利用人工智能、机器学习发展出一个新领域”。

不过,他希望更多用学术成果说话。

“现在可以说的是,过去这四年的工作还算出色,基本解决了这个领域里大家想要解决的一个问题。这一定程度也跟人工智能里的理论研究相关,并且再过两三年可能会给大家有所交代”,姚期智透露。

另外在交流中姚期智提及,他近期还参与完成了一档电视节目《机智过人》[2]的录制,他说之所以录节目上电视,最主要原因是人工智能,希望能够帮助中国更多民众、年轻学生更加深入地了解人工智能的科学内涵和未来机遇。

当然,人才方面的话题也是这次采访中最核心的问题。如上所见,姚教授分享了“姚班”办学方面的经验,同时对于那些尚未入门、或尚未对计算机科学发生兴趣的年轻人,姚教授建议可以阅读下李开复博士最新出版的作品《人工智能》[3]。

“我联想到在我成长的过程中,理查德·费曼那一套源自课程的著作,给我启发很大,让我觉得原来物理世界是这个样子,所以我也希望在计算机、人工智能领域有这样一些书能够让年轻人读后产生同样的激情。我其实对写本这样的书想了很多年,但实在没时间。”姚期智教授说。

附注:

[1]文中提到的楼天城是清华姚班学生,量子位在此前的报道里有过详细的介绍:《独家 | 教主楼天城和Pony.ai这半年》;

[2]文中提到的《机智过人》是央视、长江传媒打造的一档AI类节目,将于8月25日起在CCTV1 20:00播出;

[3]《人工智能》为创新工场创始人、创新工场AI工程院院长李开复和创新工场AI工程院副院长王咏刚合著作品。

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