人工智能的過去、現狀和未來

吳朝暉

當前，世界正處于百年未有之大變局，新一輪科技革命、產業革命和教育革命正在加速會聚，第二次機器革命和第四次工業革命縱深推進，以人工智能為標志的智能增強時代正在到來。習近平總書記在黨的十九大、中央政治局第九次集體學習、首屆數字中國建設峰會、“一帶一路”國際合作高峰論壇、世界人工智能大會等諸多場合均有重要論述。他指出，人工智能是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量，加快發展新一代人工智能是事關我國能否抓住新一輪科技革命和產業變革機遇的戰略問題。[1]可以說，加快發展新一代人工智能是我們贏得全球科技競爭主動權的重要戰略抓手，是推動我國科技跨越發展、產業優化升級、生產力整體躍升的重要戰略資源。

一、關于人工智能的歷史演進

回溯歷史，人工智能經歷了60多年的發展歷程。1956年，人工智能誕生于美國達特茅斯學院的一個研討會上。在之后的發展進程中，基本形成了符號主義、連接主義、行為主義三大學派。這三大學派或是強調用符號表達的方式來研究智能問題特別是推理，如基于規則的專家系統的研發；或是主張以腦的神經網絡模型來模擬智能特別是感知能力，如圖像識別；或是推崇自適應的遺傳方法、進化智能、控制理論特別是開展行為模擬，如人類語言翻譯。雖然三大學派研究的側重點不同，但都解決了一些人工智能的實踐應用問題，豐富了人工智能的理論體系。基于這些學派，大體可以了解，人工智能是一組技術的統稱，主要研究知識表示、推理、機器學習、自然語言處理、計算機視覺、語音識別、機器人等問題。

任何科學技術的發展路徑必然是螺旋式的，人工智能的發展幾起幾落，出現過幾次浪潮。第一次浪潮是從上世紀50年代中期到70年代中期，這段時期符號主義盛行，出現了很多專家系統；第二次浪潮是從上世紀80年代中期到本世紀初，這段時期基于統計和認知的建模思想逐步興起，并占據主流地位；第三次浪潮是從本世紀初至今，人工智能與大數據結合，迅速推動深度學習取得重大進展。

對比過去，當前人工智能已經實現了根本性地改進。正如“深度學習之父”、多倫多大學教授Geoffrey Hinton所言，不會有“人工智能寒冬”，因為 AI 已經滲透到你的生活中了，在之前的寒冬中，AI 還不是你生活的一部分，但現在它是了。[2]人工智能對世界的改變已經與人類個體和生活息息相關，表現在衣、食、住、行、醫等各個方面，例如出現了柔性、可折疊的穿戴設備、智能的服務機器人、便利的智能家居設備、無人駕駛汽車、醫學影像智能診斷等。

二、關于人工智能的當前態勢

伴隨著移動互聯網、大數據、超級計算、傳感網、腦科學等新理論新技術以及經濟社會發展強烈需求的共同驅動，人工智能正迎來新的發展階段，呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征，大數據驅動知識學習、跨媒體協同處理、人機協同增強智能、群體集成智能、自主智能系統成為人工智能新的發展重點。新一代人工智能相關學科發展、理論建模、技術創新、軟硬件升級等整體推進，正在推動經濟社會各領域從數字化、網絡化向智能化加速躍升，成為了引領未來的戰略性技術和推動產業變革的核心驅動力。

作為當前及未來的戰略必爭領域，全球人工智能的創新版圖正在加速形成，各個國家、區域、行業、高校及科研機構都在搶灘布局，在戰略、人才等方面加強頂層設計，希望借由人工智能搶抓新一輪科技革命的戰略機遇。主要表現在：

從政府層面來看，世界主要國家均在國家戰略層面對人工智能加以謀劃推進，以期賦能社會和實體經濟。如美國發布了《國家人工智能研究和發展戰略計劃》，主要聚焦基礎研究、人機交互、社會學、安全、數據和環境、標準和人力資源等七大戰略方向進行布局，成為全球首個將人工智能上升為國家戰略的國家；歐洲出臺了《人工智能時代：確立以人為本的歐洲戰略》，重點推進人腦研究和機器人發展，同時實施了世界上最大的民間資助機器人創新計劃——“SPARC”計劃，以保持和擴大歐洲在該領域的領導地位，推動歐洲經濟社會發展；我國先后出臺了《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》《新一代人工智能發展規劃》《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃(2018-2020年)》等，已形成將人工智能發展作為戰略重點的廣泛共識，把加快發展人工智能作為建設科創高地、實現生產力大發展的戰略方向，主要形成了長三角、京津冀、珠三角三大人工智能發展核心區域。

從產業層面來看，人工智能加速重構社會生產、分配、交換、消費等各環節，形成了從宏觀到微觀的各個領域的智能化新需求，催生了新技術、新產品、新產業、新業態、新模式，實現了社會生產力的整體躍升。在國外，蘋果、谷歌、微軟、亞馬遜和Facebook等全球人工智能領軍企業，爭相投入越來越多的資源搶占人工智能市場，相繼設立了人工智能研發機構，逐漸形成了芯片、新型體系結構、智能操作系統和認知計算平臺。在國內，百度、阿里巴巴、騰訊、科大訊飛、商湯集團等公司在計算機視覺、語音識別、腦智工程等領域形成領先優勢，正在打造自動駕駛、城市大腦、醫療影像、智能語音、智能視覺等國家新一代人工智能開發創新平臺，加快促進人工智能與各行各業的快速融合。以媒體行業為例，人工智能將從媒體生產鏈條向內容創建生產環節突破，從而幫助媒體進行內容升級和用戶體驗升級，突出表現為：一是將進一步解放媒體的“生產力”，將媒體人從重復性工作中解放出來，節省時間用于創作和創造性工作；二是將進一步打造更加立體化、場景化的用戶體驗，精準理解用戶需求，幫助媒體實現更加精細化的用戶劃分和用戶分析，根據用戶畫像定制個性化內容。三是將進一步重塑媒體流程，基于媒體行業自身數據構建具有針對性的人工智能系統等。

從學術層面來看，學科多點突破、交叉融合使人工智能在學科、理論、技術等方面實現了整體推進，呈現出引領性的跨界效應和意外收獲。放眼全球，世界一流大學紛紛將人工智能作為面向未來的戰略方向，加快會聚信息科學、生命科學、心理科學、材料科學等優勢學科，積極謀劃人工智能的基礎研究、應用研究和成果轉化。例如，麻省理工學院發揮其在人腦研究、認知科學及計算機科學方面的優勢，納入了包括McGovern Institute for Brain Research和Picower Institute for Learning and Memory在內的五個重量級校內單位，力求以腦科學、認知科學與計算機科學協同推進人工智能研究；斯坦福大學設立“以人為本人工智能研究院”(HAI)，吸收了來自計算機科學、電子工程學、語言學、社會學、政治學、生物醫學等多個學科的研究人員，研究和預測人工智能對人類社會和生活的影響，以及設計和實踐以人為本的人工智能技術和應用。

在我國，高水平研究型大學具有推進人工智能交叉會聚、開展創新研究的學科優勢、人才優勢和科研優勢，在深度參與并積極推動我國人工智能發展進程中理應發揮表率作用。以浙江大學為例，浙江大學是國內最早開展人工智能研究的高校之一，創建了國內第一家人工智能研究所，最早研發專家系統及工具，研發了國內第一個智能CAD、綜合推理等系統和方法，參與編制了人工智能的有關國家發展規劃、實施方案和行動計劃等。經過多年的發展，已經形成了較為鮮明的特色，表現為：

一是形成了堅實有力的學科發展基礎，計算機科學與技術、軟件工程是國家一流建設學科，在教育部第四輪學科評估中均被評為A+學科，新增了人工智能本科專業并于2019年開始招生。

二是凝練了鮮明獨特的學科發展方向，在混合增強智能、跨媒體智能、機器學習等方向的研究達到了國內領先、國際前列水平，研究成果獲得國內外同行的廣泛引用和高度評價。

三是確立了交叉融合的學科發展方式，成立并整合了人工智能協同創新中心、人工智能大數據科技創新聯盟、數據科學研究中心等平臺，與之江實驗室共建了人工智能研究院，推動多學科交叉會聚。

四是完善了校企協同的學科發展模式，不斷在智能制造、智慧城市、智能農業、智慧醫療、智能金融、智能司法、智慧教育等領域開展人工智能的技術轉移和成果轉化。

三、關于人工智能的未來展望

隨著科技革命的深入發展，人工智能將引發鏈式突破，人類體力勞動或部分腦力勞動將被替代，不斷引領人類進入充滿期待的信息智慧社會。可以預見，未來的人機將共存、物理世界與虛擬信息世界將更加交互并行，人、物理世界的二元空間將轉變為人、物理世界、智能機器、虛擬信息世界的四元空間。

四元空間中的人工智能必將迎來更加高級的發展形態，在智慧特征、普惠價值、顛覆意義方面呈現新趨勢，越來越多的“未來場景”正一步一步變為現實，將從根本上增強人類的日常生活及行為。一是人工智能將越來越顯示智慧特征。隨著腦科學、認知科學、類腦計算的迅猛發展，人工智能在感知、記憶、推理等方面的功能“短板”有望得到補齊，人與智能機器不僅可以在物理世界開展溝通對話，還可以在虛擬世界實現高效互動。二是人工智能將越來越具備普惠價值。人工智能在跨界協同的應用實踐中不斷重塑行業模式和產業格局，在腦疾病診治、智能醫療、智能城市、智能制造、智能農業、軍民融合以及數字經濟、智慧社會、公共管理、網絡治理、教育發展等領域實現創新應用。三是人工智能將越來越彰顯顛覆意義。依托腦科學、神經科學、計算機科學等支柱學科，人工智能的發展將產生超級智能、融合智能等形態，深刻改變物理世界、虛擬世界的生產力和生產關系，引發社會對智能機器道德倫理等問題的全新思考。

作為國家“雙一流”建設高校，主動迎接新一代人工智能的浪潮，加快破解智能世界的“密碼”，聚焦人工智能創新前沿，推動我國加快建成世界主要的人工智能創新中心，在人工智能理論、技術與應用總體達到世界領先水平，是浙江大學責無旁貸的使命。面向2030，浙江大學已啟動腦科學與人工智能會聚研究計劃(簡稱“雙腦計劃”)，致力于推進腦科學與人工智能等優勢學科領域的交叉融合與會聚造峰，力爭在神經科學、人工智能、腦機融合等若干前沿方向取得關鍵突破，進而推動對腦功能及智能本質的更深認識和更強利用。面向未來，浙江大學將在以下幾個方面集中發力：

一是進一步推進交叉會聚，優化人工智能學科生態。加快建設雙腦前沿科學中心、人工智能協同創新中心等高端平臺，推動神經系統科學、認知科學、計算機科學等關鍵領域的互動融合，著力培養人工智能拔尖創新人才，有效推動與工學、教育學、醫學、藥學、法學、農學等學科的交叉會聚，構建人工智能一流的學科體系與開放協同的創新生態系統。

二是進一步服務戰略需求，推動人工智能前沿創新。圍繞機器學習算法、大數據智能、跨媒體感知計算、混合增強智能、人機協同智能等重大科學前沿問題，力爭在人工智能理論、方法、工具、系統等方面取得變革性、顛覆性突破，加速構筑人工智能先發優勢。同時聯動政府、高校、企業、社會力量，打通人工智能的創新鏈與產業鏈，推動人工智能創新成果在教育、醫療、交通、制造、農林、金融、司法、安全等方面的轉移轉化，加速人工智能同實體經濟的深度融合。

三是進一步強化全球協同，實現人工智能開放發展。主動參與人工智能的全球議題，聯合世界一流大學、領軍企業、一流科研機構等創新力量，共同設立人工智能國際科技合作基地、聯合研究中心等，協同構建全球鏈接的人工智能國際合作網絡，爭取在學科建設、人才聯合培養、科研項目攻關等方面，不斷取得高水平的實質合作成效，加快人工智能研發成果在“一帶一路”沿線國家的應用推廣，增創高校國際競爭新空間。

在創新驅動發展的時代背景下，人工智能具有溢出帶動性很強的“頭雁”效應，必將為經濟社會發展培育新動力、開辟新空間。人工智能的制高點特性和顛覆性價值的實現，離不開高水平的科教引領。在推動人工智能的加速發展中，高水平研究型大學需要充分依托學科交叉會聚優勢，在解決人工智能的全球前沿技術和關鍵共性問題上贏得戰略主動，為國家經濟社會發展創新賦能，從而為實現中華民族偉大復興的中國夢作出新的更大貢獻！