對話圖靈獎得主姚期智：AI 的突破口在演算法，中國的機會很大

科技 09-09

摘要：

現在的機器學習還很粗糙，這也是一個從事理論研究的最佳時機，這對我們國家來講也是一個非常重要的時機。

極客公園近日在清華大學的交叉信息研究院對話了一位中國計算機科學領域重磅的人物——姚期智教授。姚期智作為圖靈獎唯一的華人獲獎者、現任清華大學交叉信息研究院院長、中國科學院院士、美國科學院外籍院士，也是清華「姚班」的創辦人，他為人低調，但其門生早已遍布國內外 AI 產業和計算機科學研究的各個關鍵領域。

姚期智極少在公眾面前露面，最近卻參加了央視綜合頻道（CCTV-1）的一檔關於人工智慧的綜藝節目《機智過人》，該節目由中央電視台和中國科學院共同主辦、中央電視台綜合頻道和北京長江文化股份有限公司聯合製作的國內首個關於人工智慧的綜藝節目。

這是姚期智教授首次公開談論當前的 AI 現狀和行業未來，極客公園作為受邀媒體採訪了姚期智教授。我們和姚期智教授探討了關於 AI 技術、人才培養、人才儲備、行業未來……等問題。

作為世界現代密碼學、理論計算機科學、量子計算等領域的奠基人，更是中國計算機理論科學領域的啟蒙者，姚期智教授對於人工智慧領域有著絕對的發言權，下面就一起從極客公園和姚先生的對話中去了解他的想法。

關於 AI 的未來發展

我們現在把機器學習看做一個很高端的演算法，但實際不是。現在的機器學習還很粗糙，我們不要期望人工智慧可以發現很好的機器學習演算法，因為人工智慧沒有那個本領。所以現在對於機器學習的推動，還是人類優先，這也是一個從事理論研究的最佳時機，這對我們國家來講也是一個非常重要的時機。

Q：為什麼選擇在這個時間節點在開始在公眾面前談論 AI？

A：

人工智慧絕對是在今後二三十年，在科學界、產業界產生極大影響的一門科技。在過去的十多年裡面，人工智慧已經有了非常大的進步，中國很幸運的在這個浪潮裡面，特別在技的應用方面，基本上已經追上了世界的水平。

中國現在有著非常出色的產業在推進 AI 這件事，但對於過去十年產生的人工智慧的革新來說，它能夠被運用到什麼地步、能夠產生什麼樣的效果？這些事都還不還說。但可以肯定的是再過些年它肯定會到達它的極限，那麼再下一波人工智慧的發展革新中，我希望中國能夠在原創性上面有所建樹，而不再是一味的趕別人發明出來的科技，所以我覺得從公眾角度推廣是非常重要，讓整個社會和更多的人了解人工智慧對於未來發展的重要性，所以我也願意參加錄製央視的這個電視節目。

Q：您怎麼看待 AI 威脅論，強人工智慧最終會出現嗎？

A：

首先，關於人工智慧的知識大家有了以後，你是擋不住有人去研究的，禁止往往不是最好的方式，不如通過達成社會共識，研究一個好的方法控制它。其次，如果抱著防止人工智慧落入壞人之手的擔心而不去研究人工智慧，那後果可能就會非常嚴重。防範一種科學知識變成危險的最好方法，是我們要有最好的能力、最好的技術掌控它。

比如火藥，一旦做出來以後，它可能做好事可能做壞事，每一個工具被人類發明發現後，都會有這樣的兩面性。

另外針對強人工智慧這件事，從圖靈開始，我們就開始相信能夠讓機器具有一個接近人類的思考和推理的方式，這是一個五六十年前提出時很樂觀的理想，但後來經過三十多年研究，發現要真正實現是非常難的。所以現階段所有人又從弱人工智慧方向推進，經過幾個不同的發展，最近通過深度學習，讓弱人工智慧在面對很多單一任務的時候能夠做到許多方面幾乎接近強人工智慧。比如在很多人看來，圍棋上擊敗世界冠軍就已經是一個非常接近強人工智慧的事件了。

但如果仔細想想，現在所有人工智慧所做到的事情，對於推理、跨領域想像，都是不具備的，所以如何達到強人工智慧，我認為現在正處於一個希望找到突破口的階段。

Q：目前人工智慧技術的發展和運用，其實到了一個瓶頸期，您覺得下一次人工智慧技術最可能突破的是在哪個領域？

A：

現在人工智慧過去這十年的發展和以前有一個不一樣的地方，就是數據、演算法和計算能力都發展到一個相當驚人的地步。處理大數據的能力、計算能力，還有深度學習所帶來的演算法提升，這三者結合起來，正好能夠把以前的瓶頸都突破。

不過可能現在這波浪潮還沒有到盡頭，比如機器視覺和自然語言處理，它們都慢慢向不同方向在延伸；還有比如 AI 在金融科技上的運用還只是剛剛開始。在不同的領域來說，根據不同的數據和不同的目標會有不同的方向。所以人工智慧的熱潮還在不斷地產生科學和經濟效益，至少還要過一陣子，它才真正會到達紅利盡頭。

至於說人工智慧下一次的技術突破點，我覺得一定是從演算法上。

對於數據來說，量是有限的；對於計算能力來說，摩爾定律也差不多到了一個極限。但是在演算法上，可突破的空間還有很大。現在我們把機器學習看作是一個很高端的演算法，其實不是，機器學習的演算法很基礎。在清華大二的姚班學生學一個學期，基本上就能到外面工作了。現在的機器學習演算法太粗糙了，我們將來有很大的希望能夠發現更優秀更好的演算法。這也是一個從事理論研究的最佳時機，這對我們國家來講也是一個非常重要的時機。

另一個我認為很好的消息是現在存在兩種不同的學習系統，一種是人類的智能，另一種是宇宙里的智能、生物進化方面的智能，我覺得也是一個好機會。

我們現在研究人工智慧，核心方法是參照人類智能，但由於我們大腦太複雜，所以不太容易搞清楚。但生物學習進化、宇宙內的智能，是不是可以給我們提供一個更大的視野、空間，讓我們在機器學習進化方面可以作為參照方向？我覺得是可以研究的。

關於 AI 人才的缺口

現在計算機相關的行業如此熱門，所以從理論研究上看，很難僱到非常好的人，很多優秀的人才，都被高薪僱到大公司里了，對於學術理論的研究，問題會非常大。這不止是中國的問題，對美國也是同樣的。而對於培育人才這件事，不要怕別人說搞「精英教育」，環境的作用、示範帶動的作用，會加速我們整個科學領域的進步。當然你也可以說一切順其自然，中國經過 30、50 年發展也能實現，但我們不能等待了，我們這一代人都等不起了，國際環境也不允許我們順其自然發展，我們必須要用很短的時間做好科技方面的良性循環。

Q：您覺得專業人才在鑽研學術研究和投身產業之間，存不存在矛盾？兩者對計算機科學理論時促進誰輕誰重？

A：

一方面行業發展需要人才，但同時科研進步更需要。不過產業往往給出優越的條件，這對於學術領域的人才儲備是有傷害的。在創業和學術之間的選擇，這不只是中國的問題，在美國在全世界也都是問題。在中國來講，中國現在新興的產業為專業人才提供了有很高的薪水，尤其是目前在機器學習方面的人才。

所以我覺得這個是一個沒有辦法避免的問題，但是好的一面是，投身產業和留校科研面臨的環境還是有不一樣的地方，學院對於一個研究者來說更自由，在科研突破上具有更多的可能。而如果投身產業，即使是在一家大公司的研究院，在研究方向上依舊會有一些限制，所以這一點是學校吸引人的王牌。因為我們必須要平衡這兩件事情，如果沒有一個好的學術研究隊伍，那麼行業將來的發展是無以維繼的。

我能想到的解決方法有兩件事情，第一，大學要能夠做出非常非常耀眼的研究成果，從而能夠吸引年輕人加入科研的行列；第二點，大學裡面必須要能夠對於不同的領域，他必須在待遇上面，必須要有特別的安置，我覺得我們必須務實的解決問題。

當然，產業和學術研究結合也是一種產生理論方法論的方式。例如樓天城在做的無人駕駛，在實際應用中肯定面臨很多新問題去解決，這時候大學和工業界的合作就顯得更合理。

美國的哪些大公司，他們跟校園的合作、結合都是非常緊密的。中國現在也有，未來可能更多，但我希望工業界和大學的合作，不只是讓大學去承擔一個項目，然後產生一個軟體，而是也能夠從一個更長遠、真正提高中國原創技術的角度去思考問題。

Q：中國的大學怎麼培養更多的 AI 人才，中國科學界產生更多的原創的科學成果，尤其是理論成果，您怎麼看待這個問題？

A：

我想從效率上來講，最好的方式自然是能夠聚攏一些傑出的大科學家，讓他們來吸引教授、訓練人才。因為一個資深的科學家，他對整個領域的視野會很廣，對於培養年輕人，也有一整套方法。

其次是如何在研究系統中，讓年輕人才，有出頭的機會，怎麼樣能夠讓做得好跟做得普通的，有一個分開來的機制，有一套獎勵的機制。

我覺得中國在過去這 10 年、5 年的時間裡，已經開始有成果效果。現在我們的計算機科學領域，已經逐漸能夠引進或者培養不少傑出人才，而且他們的工作基本已經進入了全球一流的水平。所以只要繼續這樣的措施，雖然會慢一些，但未來的五年到十年來講，總會看到收穫。

Q：姚班能夠成為世界一流的計算機人才搖籃的關鍵是什麼？

A：

對於中國來說，能夠組建出世界上最出色的本科班之一，這件事情其實並不是那麼困難。

第一點，我們的學生非常好，從中學畢業開始，他們絕對就是全世界最出類拔萃的人才。我想在清華，我們所能夠收到的學生比起美國的任何一個頂尖大學都不遜色。

第二點，我們一個優勢在於選拔方式。這些學生基本上都是全能的，他們不僅是單一學科好，他們所有的學科都非常頂尖。

第三點，我們有一個相當堅定的辦學理念，我們的學生是最好的高中畢業生，他畢業後，也必須要成為世界上最好的本科班的畢業生。

所以我們的訓練方法非常嚴格，還會給他們各種接觸到許多跨領域研究的機會。

想培養出好的本科生，不是那麼困難的事情，中國的其他大學絕對可以複製像這樣的模式。最重要的是，要有一個隊伍，有一群老師，他們對於教學和培育年輕人有興趣，並且學校給予他們這個空間，讓他們能夠來做這個事情。

Q：姚班的成功是否有可複製性，有什麼可總結的經驗？

A：

當時我們說要把姚班培養成一個能夠與麻省理工、斯坦福同等水平的人才培養庫，現在可以說已經超額達到了目標。我們現在 320 位姚班學生，我覺得比那些學校的學生還要好。

如果要從這件事上總結一點經驗的話，是我覺得是環境的重要性。

大家之前對中國學術環境總有一個誤解，認為中國人的學術素養夠了，但創造力不夠。不過其實，在我看來環境有很大的原因，如果足夠的帶動、示範作用，周圍的環境都滿是創造力、思想活潑的教授，那學生自然也會變得跟他們一樣，所以我不認為「創造力」缺乏可以成為我們科技原創發展不足的原因。

我們也不要怕別人說搞「精英教育」，環境的作用、示範帶動的作用，會加速我們整個科學領域的進步。當然你也可以說一切順其自然，中國經過 30、50 年發展也能實現，但我們不能等待了，我們這一代人都等不起了，國際環境也不允許我們順其自然發展，我們必須要用很短的時間做好科技方面的良性循環。

關於量子計算和 AI 的關係

兩個領域都是未來的重要科研領域，無論哪個領域的突破都將會讓人類社會發生翻天覆地的變化。不過目前來說，二者之間的關係還很模糊，但量子計算對於計算能力的提升未來必定會幫助人工智慧獲得很大提升。

Q：您曾說過希望在清華做出世界上第一台量子計算機，那在您看來目前的量子計算處在一個什麼樣的水平？它和 AI 之間是否會有些關聯？

A：

我想量子計算和人工智慧基本上是兩個不一樣的方向，當然現在也有科學家在演習量子的人工智慧，不過那個是一個比較遠期的憧憬。現在我想光是量子計算機和人工智慧單獨來講，都是非常大且充滿了挑戰的領域。

我們可以說計算機基本上它是有硬體還有軟體，人工智慧基本上可以說是一種軟體的發展，跟機器跑不跑得快，它是有作用的，但是它不是一個最核心的問題。在過去的二十年科學家已經對於量子計算機應該長什麼樣、怎麼運作、原理是什麼……等這些問題在理論上都已經非常清楚了。

現在的問題就在於如何實現量子計算機的設計概念，能夠做出一個可以看到、可以操作的機器。

現階段大家都清楚量子計算機將來一定會出現，而且會產生相當大的影響。但當問題是在還沒出現之前，沒人知道到底是五年還是十年。一些比較有遠見的大公司，像 IBM、谷歌、英特爾，其實他們已經看到了未來，就是商用量子計算機必然會是最先出現的。

Q：那未來量子計算將會帶來哪些改變和影響？

A：

量子計算所帶來的最大的改變就是計算能力上的提升，它能夠做到很多電子計算機不能夠做到的，比如說破解密碼。更重要的，是量子計算機的出現能解決很多現有科學研究中的重大問題。

比如化學上想要了解一個大分子，現在基本只能依靠都在靠實驗；物理上想要了解一個大的物理系統，只能依靠很粗糙的理論方法，都沒有一個徹底解決的方案。

有了量子計算機之後，我們基本上就可以破解物質的結構，這就意味著將來能夠製造出一些新型的材料、新的藥物，這些都是需要能夠解決量子方程式，只能通過量子計算機才能完成。所以在未來量子計算機一旦做出來，那會是一個翻天覆地的變化。

人物後記

在今年二月中國科學院歷史上首次增添了兩名放棄外國國籍成為中國公民的中國科學院外籍院士，這兩個人一個是楊振寧，而另一個正是姚期智。

姚期智教授在 2004 年回國擔任清華大學高等研究中心教授，並開設了國內首門計算機理論課程，從根本上夯實了國內計算機本科課程的理論基礎。隔年又創辦了現在大名鼎鼎的「姚班」，培養出了一大批中國計算機科學的頂尖人才，包括中國計算機編程第一人樓天城，還有曠視科技的三位創始人印奇、楊沐、唐文斌也都是姚班走出來的學生。桃李滿天下的「姚班」對於計算機理論科學行業的貢獻早已是世界級別，而姚期智教授本人對國內頂尖學術人才的培育更是功不可沒。

截至 2016 年 12 月，姚班學生為論文通訊作者或主要完成人的已發表論文達 121 篇，有些文章甚至達到了博士畢業的水準，並有 42 位優秀姚班學生被選派參加國際會議並作論文宣講。

姚期智教授對於中國計算機科學領域的貢獻價值以及很難估量，不論是演算法理論的多樣性研究，或是帶動了計算機科學與物理學之間的聯繫，又或是計算機尖端人才的培育工作，他都在其中扮演了無法替代的角色。在採訪中姚期智教授還表面了自己未來會繼續鑽研人工智慧理論研究領域，並承諾再過兩三年可能會給大家有所交代。

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