专家解读|“新一代人工智能”的含义是什么?——中科院计算所首席科学家李国杰带您理性地认识人工智能

中国工程院院士、发展中国家科学院院士、中科院计算所首席科学家李国杰

//现在是否已从信息时代跨入“智能时代”?

近来,媒体上有一种舆论认为:信息时代已经过去了,现在已进入人工智能新时代。判断处在什么时代需要有历史的眼光,对时代的误判可能犯历史性的错误。15世纪的中国拥有世界上最强大的航海实力,明朝政府却实行海禁政策,错失了大航海时代的发展机遇。从党的十三大开始,党中央多次强调我国长期处于社会主义初级阶段,这一正确的时代认识为我国各方面的健康发展奠定了理论基础。从经济发展角度来划分时代,人类社会至今只经历了渔猎、农业、工业和信息四个时代,每个时代长则上万年,短则数百年。信息时代与工业时代一样,应该延续较长的时间。信息时代将走过数字化、网络化、智能化等几个阶段,人工智能的兴起标志着信息时代进入智能化新阶段。

真正的人工智能时代还没有到来。2019年,图灵奖得主约翰·霍普克罗夫特(John Hopcroft)在一次报告中讲,现在所谓的人工智能只停留于表面,并不算真正的人工智能。他认为,未来的智能时代可能只需要25%的人工作就能提供人类所需要的所有商品和服务,人们45岁就可以退休。信息时代最基础的技术是微电子器件,不是人工智能,这个技术基础还没有改变。今年6月,美国国防部对11项关键技术的优先顺序做了排序,微电子技术排第一,5G 无线通信技术排第二,第三是高超声速技术,第四是生物技术,第五才是人工智能技术。虽然美国国防部的判断标准是大国竞争中可能“改变游戏规则”的关键技术,但从经济发展和人们日常生活的角度看,至少在今后10—20年里,微电子技术的作用要远远大于人工智能。目前人工智能主要起到 “锦上添花”的作用,对经济和社会的影响主要体现在“产业智能化”,即工业经济和信息经济的智能化,“智能产业化”本身的分量并不重,人工智能技术本身还没有形成像汽车、能源、计算机和通信一样的支柱产业。

经济学家普遍认为,经济发展有50—60年的长波周期。从蒸汽机的推广应用开始,人类社会已经历了5个经济长波,现在处于第5个经济长波的下降期。经济长波与经济时代不是一个概念,一个时代可以有几个经济长波。根据康德拉季耶夫的经济长波学说和熊彼得的技术创新理论,每一个经济长波都是由标志性的基本创新触发的。第4波以电子计算机与集成电路的发明为标志,第5波以互联网和移动通信的兴起为标志。目前人工智能还处于初级阶段,再经过十余年的推广普及,也许到2030年左右,以人工智能、物联网、合成生物等技术为标志,可能出现经济高速发展的第6波。从第4波到第6波都属于信息时代。目前阶段的人工智能本质上还是一种计算技术,以下赢一盘围棋作为信息时代和智能时代的分界线有点牵强。

对信息时代经济长波的预测

美国三院院士乔丹教授(国际上公认的统计学习的领军学者)认为:在未来30年内,人工智能实现不了创造性和变通的灵活性。目前,人工智能技术还不够强大,远没有成为一个理论全备的学科。人们对人工智能的期待太高了,我们还没有步入可以利用我们对脑的认识来指导搭建智能系统的时代。2018年诺贝尔经济学奖得主威廉·诺德豪斯曾在2015年发表了一篇名为《我们正在接近经济奇点吗?》的论文,文章指出:大部分的经济指标都不支持“奇点即将来临”的判断。

从上述时代判断可得出两点结论:第一,未来10—15年对经济贡献最大的可能不是大数据和人工智能等新技术,而是信息技术(包括大数据和人工智能)融入各个产业的新产品、提供个性化产品和服务的新业态、产业链跨界融合的新模式。这些创新主要是已知技术的新组合。第二,在经济的衰退复苏期要特别重视基础性技术的发明,未来10—15年应力争在人工智能领域做出像电子计算机、集成电路、互联网一样的基础性发明。

//“新一代人工智能”的含义是什么?

2017年7月8日国务院发布了《新一代人工智能发展规划》。在这之前,中国工程院向国务院提交了一份关于《人工智能2.0》(即AI2.0)的咨询报告。中国工程院咨询课题组给出AI2.0的初步定义是:基于已出现重大变化的信息新环境和发展新目标的新一代人工智能。其中,信息新环境是指:互联网与移动终端的普及、传感网的渗透、大数据的涌现和网上社区的兴起等。新目标是指智能城市、智能经济、智能制造、智能医疗、智能家居、智能驾驶等从宏观到微观的智能化新需求。可望升级的新技术有大数据智能、跨媒体智能、自主智能、人机混合增强智能和群体智能等。

国务院发布的文件基本上采纳了中国工程院提出五类新型人工智能技术的观点,但没有正面解释人工智能的分期,也没有采用AI2.0这一术语,而是采用较为笼统的“新一代人工智能”的提法。文件指出:“人工智能发展进入新阶段。经过60多年的演进,特别是在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下,人工智能加速发展,呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。当前,新一代人工智能相关学科发展、理论建模、技术创新、软硬件升级等整体推进,正在引发链式突破,推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升。”

不管是中国工程院的解释还是国务院的文件,都是讲人工智能应用的新环境、新的发展目标和呈现的新特征,并没有指出一个标志性的事件或一项颠覆性的新技术。第一次工业革命是因为蒸汽机的出现,第二次工业革命是因为交流电的出现,经历了60多年发展的人工智能因出现了什么技术就进入了第二代,似乎并不清楚。只能说,深度学习等技术在一些领域的成功使人们看到了人工智能技术广泛应用的希望,智能应用的需求更加迫切,但深度学习并不是一项划时代的基础性发明。深度学习技术的基础是反向传播(BP算法),令人吃惊的是,BP算法的发明者、被誉为“深度学习之父”的Geoffrey Hinton教授最近指出:“我们需要放弃反向传播算法,重起炉灶。”中国工程院提出的可望升级的大数据智能、跨媒体智能、自主智能、人机混合增强智能和群体智能等新技术在未来10—20年能否有本质性突破,还有待历史检验。

从这个意义上看,人工智能2.0,与其说是技术上的重大突破(至今还没有发生),不如说是智能化应用的第二次大浪潮。重大技术应用的S曲线往往有相继的两条,第二条S曲线的生命周期更长,对经济的驱动力更强。预计人工智能技术在今后几十年内会遵循类似第二条S曲线的发展态势,应用的规模和效益可能大大高于过去的60多年,这可能是人工智能2.0的真正含义。

对人工智能技术做出这种乐观的估计有一定根据。遵循摩尔定律,过去几十年芯片和计算机的性能呈现爆炸式增长,提高了万亿倍;近几年产生的各种数据(特别是网上数据)的规模也像遵循摩尔定律一样指数性增长,为智能信息处理提供了足够多的“原料”。网络的普及使数以百亿的设备可以联网,而网络的效益与联网的终端数量的平方成正比。智能化是信息化效益的倍增器和催化剂,在计算机化和网络化渗透到每一个角落的条件下,人工智能技术一定会成为推动经济和社会发展最大的动力,使世界走向更加美好的明天。

//人工智能与数字经济是什么关系?

2018年10月31日,习近平总书记在中共中央政治局第九次集体学习时强调,人工智能具有溢出带动性很强的“头雁”效应。这一判断也就是说智能化是发展数字经济的主攻方向。为什么人工智能技术如此重要?2017年,我国电子信息产业收入总规模18万亿元,而我国人工智能市场只有200多亿元,乐观的统计数据称,2019年中国人工智能市场规模达到489亿元(《新一代人工智能发展规划》要求2020年我国人工智能核心产业规模超过1500亿元)。目前,人工智能核心产业收入只占电子信息产业总收入的千分之二左右,如此弱小的核心产业为什么能引领我国经济高质量发展,值得我们深思。

理解人工智能的巨大作用要从智能学科的本质特点找原因。人工智能与其他所有学科不一样,它不是静止的有限范围的技术,其研究内容不断向未知领域延伸,永远处在计算机科学研究的最前沿。曾经的智能技术一旦成熟,大家习以为常,就不再认为是智能技术了。如今使用的大多数软件都是基于人工智能技术开发的,包括Windows操作系统、智能手机应用等。人工智能的权威学者明斯基教授指出:“人工智能的任务是研究还没有解决的计算机问题。”这一特征表明,人工智能总是探索那些像“下围棋胜过人类”这样的令人惊喜的“禁区”,将“不可能”变成“可能”,将尖端技术变成老百姓司空见惯的常用技术,这就是“领头雁”的作用。

理解大数据、人工智能等引领技术的贡献,还可以从另一个角度,用“蜜蜂模型”来解释。我国蜂蜜市场每年不到100亿元,但蜜蜂的价值主要不是蜂蜜而是传粉。如果没有蜜蜂传粉,水果蔬菜将大大减产,蜜蜂对农业有不可替代的重大贡献。人工智能对其他产业的作用如同蜜蜂对各种农作物的作用一样。人工智能不是单项技术,实际上是计算机和其他信息技术的集成应用,在实际应用中很难分清楚哪些是人工智能应用,哪些是一般的计算机技术应用。人工智能技术渗透到各行各业,将促进全社会方方面面的变革和技术升级换代,从数字化、网络化走向智能化。

人工智能的影响很难统计。数字经济的统计中包含许多传统经济的贡献,我们常常会感到困惑:人工智能等新技术的增量究竟在哪里?人工智能的作用不仅仅体现在经济增长上,更多地体现在生产方式、生活方式、政府管理模式的改变,特别是人们思想观念和认知方式的改变。现在使用的统计标准不适合人工智能引领的数字经济。数字经济中有许多免费的应用没有计入国内生产总值。智能化的数字经济带来产品质量的巨大改进、产品种类的极大丰富、用户体验的明显改善,这些都不能在国内生产总值中反映。

高质量发展的必经之路是从资源要素驱动转变为创新要素驱动。智能技术的本质是认知技术和决策技术。智能技术是数字经济的关键生产要素,它的威力在于促进人、机、物三元世界的融合,促使各类经济活动朝着高效率、高质量、可持续和更加智能化的方向发展。

目前全球市值最高的公司是苹果、亚马逊、Alphabet(Google的母公司)、微软、Facebook、阿里巴巴,这些公司都是人工智能的领头企业。埃森哲公司发布的咨询报告指出,人工智能技术的应用将为经济发展注入新动力,在现有基础上能够提高劳动生产率40%。2018年麦肯锡的研究报告表明,到2030年人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。

中国信息通信研究院联合高德纳咨询公司(Gartner)于2018年9月发布的《2018世界人工智能产业发展蓝皮书》报告统计,我国(不含港澳台地区数据)人工智能企业总数位列全球第二(1040家),仅次于美国(2039家)。在人工智能总体水平和应用方面,我国也处于国际前列,发展潜力巨大。但值得注意的是,我国人工智能基础层、技术层和应用层的人才数量占比分别为3.3%、4.9%和 61.8%(美国为 22.7%、37.4%、39.4%)。我国基础层人才比例严重偏低,头重脚轻,根基不牢。人工智能产业必须扎根在系统结构和软件理论的深土中,发展人工智能不能停留在算法层面,要关注从算法、软件、人机界面到系统结构和芯片这一完整的产业链和生态系统。

人工智能在消费领域落地相对比较容易,因为只要有1%的人愿意玩,产品就值钱。但是人工智能在工业领域落地,相对较困难。工业级人工智能,只要有一点不准,人家就不敢用你的东西。工业的行业标准至少要达到90%以上的企业都能接受,达不到就没有用。这就要求人工智能企业对制造业的产业链有很深入的了解,才能找准自己的位置,做出真正可用的产品。光靠一般性的人工智能算法代替不了流水线上熟练工人的经验积累。人工智能的威力归根结底还是靠对行业和领域知识的掌握。

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北京老科学技术工作者总会

北京老科学技术工作者总会成立于1981年,是北京地区老科技工作者的群众组织,下属60多家分支机构,会员涉及中国科学院老科协、清华大学老科协、中国国际工程咨询有限公司老科协等北京地区多家中央在京高校、科研院所及国企单位的离退休科技工作者,并在北京多个地区建有老科协团体会员,现有会员1.5万人,均为具有中、高级职称的老科技工作者,学科覆盖领域广泛。

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