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中国人工智能学会原理事长、发展中世界工程技术科学院院士钟义信将在中关村大数据日发表演讲 | 倒计时2天

发表时间:2018-12-09 22:27
中国人工智能学会原理事长钟义信院士将在中关村大数据日发表演讲


12月11日,中国人工智能学会原理事长、发展中世界工程技术科学院院士钟义信教授将出席第七届中关村大数据日——大数据应用与治理高峰会议主峰会,现场分享《人工智能眼中的大数据技术》

钟义信,男,1940年2月出生,汉族,江西龙南人,中共党员,中国乃至世界著名人工智能学者。教授,博士生导师。长期从事通信理论、信息论、信息科学、人工智能、神经网络、知识理论、信息经济学等领域的教学和研究。在上述领域先后提出和建立“全信息理论”、“全信息自然语言理解理论”、“语义信息论”、“信息-知识-智能转换理论”、“机制主义人工智能理论”、“人工智能统一理论”、“机器知行学”以及《信息生态学》理论,出版学术专著 18 部,发表论文520 多篇。 其中专著《信息科学原理》和《信息科学基础》成果先后获得原邮电部科技进步一等奖和二等奖,《信息科学与信息革命》与钱学森和宋健等同获中国科协1987年优秀科普著作(最高)荣誉奖,《构建信息科学理论基础,创新人工智能核心理论》获得首届吴文俊人工智能科学技术奖成就奖。

近年来,“人工智能”一直是我们生活中当之无愧的关键词,人人都在谈AI,人人都在与AI发生关联,AI为各行各业赋能,以难以想象的速度重塑着世界。作为当代最重要的科学技术,人工智能可谓是“第一生产力”,如何更好地发展AI是每个国家面临的重大课题。

曾任两届中国人工智能学会理事长的钟义信教授,是纽约科学院院士和发展中世界工程技术科学院院士,是中国人工智能领域的大家。他与几个志同道合的同事创造出人工智能集大成理论成果:机制主义人工智能理论。他也是中国最早的信息论学习者、研究者,提出了广义信息论,创建了信息科学。年愈七旬的他,每每谈起人工智能,眼中总会闪现出非凡的光彩,他以自己的学术信仰,在退休后仍为中国人工智能事业做出了新的贡献。

中国人工智能学会原理事长钟义信院士将在中关村大数据日发表演讲


走过中国人工智能研究的全过程

钟义信1957年未满18岁就考上了北京邮电大学,1962年在北京邮电大学本科毕业后,考上了北邮的研究生,学习信息论,正式走上了“人工智能生态链”的源端。1972年尼克松访华后,钟义信作为“北邮三剑客”之一向中央呈上了一份中国通信卫星研究报告,得到了周总理著名的“519批示”。在1977年召开的“中华人民共和国中长期科学与技术规划大会”上,钟义信与冯秉铨教授共同大力倡导发展信息科学,成为我国信息科学技术史上不可抹去的一页。

从1981年到1986年的五年时间里,钟义信完成了著作《信息科学原理》,这是我国第一部关于信息科学基础理论的学术专著。“创作《信息科学原理》的过程,相当于我在信息科学领域里头自己全程走了一趟:从信息的获取(传感),到信息的传递(通信),到信息的处理(计算机),到智能策略信息的再生(智能决策),再到信息的利用(控制)。整个信息过程当中,最精彩的部分就是人工智能。人工智能把信息加工成知识,然后加工成智能策略。有了智能策略,人们就知道怎么去解决问题,就有用了”。因此,《信息科学原理》书稿完成后的1987年,他就从人工智能的源端进入人工智能的核心领域,从事智能理论的研究,并取得丰硕成果。可以说,钟义信走过了中国人工智能研究的全过程。

中国人工智能学会原理事长钟义信院士将在中关村大数据日发表演讲


时至今日,钟义信依然坚定地走在科学发展的前端,他坚信人工智能将会再次给社会带来翻天覆地的变化。“人工智能是一种可以全面影响社会的科学技术,很多学科都会跟人工智能发生关系。”钟义信认为,当人工智能实现落地应用之后,汽车可以借它的智力实现无人驾驶,原来只作为信息处理工具的计算机可以利用它解决很多没有明确规则的复杂问题。AI会影响到国民经济的各个部门,影响到国防安全,影响到每个老百姓的生活。推动人工智能的研究、发展和应用,就可能提升整个社会发展的阶段。

在此背景下,钟义信提出了一系列理论以支持人工智能的研究:“全信息理论”改造了针对通信的信息论,主张:作为人工智能的源头,信息不能只关注形式,而应当实现形式、内容、价值的三位一体,这就是“全信息理论”;“机器知行学”则以古代哲学的重要概念为指引,让机器有类似于人那样的知(认识世界)和行(改造世界)的能力。

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人工智能的发展历史:“三足鼎立”

钟义信强调,研究人工智能,再忙也要研究和弄懂人工智能发展的历史。如果完全不了解它的历史,就不可能理解和把握人工智能发展的矛盾、逻辑、奥妙和规律。即使关注了人工智能的历史,但若了解不全面,也会产生许多偏见和误解。比如,不少人都以为,人工智能的历史是从1956年开始的。其实,这只是功能主义人工智能研究人员的见解。一旦有了这种见解,就会像Minsky和Papert等人那样:不承认人工神经网络的研究也是重要的人工智能研究,把人工神经网络的研究者们拒之门外,逼迫他们只好自建“计算智能”的团体。这显然很不利于整个人工智能研究的发展。

客观地回顾人工智能“真刀实枪”的发展历史,实际存在三大流派。第一种是1943年发端的“结构学派”:基于脑神经科学的研究,试图通过构造大规模非线性人工神经元网络来模拟人类的大脑皮层,深层神经网络是它的代表成果;第二种是1956年兴起的“功能学派”:用计算机模拟人脑思维的功能,Deep Blue和AlphaGo是其代表成果;第三种是1990年问世的“行为学派”:用刺激-响应的方式模拟人类的行为,以智能机器人为代表。

钟义信认为,结构主义、功能主义、行为主义的研究目的都是要做人工智能,但是它们的研究路径不一样。回过头来看这三条路,实际上都是遵循“分而治之”的方法论:将智能的研究分解为结构模拟、功能模拟、行为模拟三条道路。它们各有特点,各有优势,各有问题。一直到今天,还是三条路各自为战。如果忽视了这个历史事实,就不可能发现:人工智能的研究确实受到了以“分而治之”为特征的机械还原方法论的误导。

钟义信风趣地说,“颇为有趣的是,这种状态,就好像我国东汉末年的三国争霸一样,都认为自己应当一统天下,都坚持自己的学术信仰,排斥其他的学术信仰。”结构主义的人工神经网络有点像东吴,它起来最早;功能主义的专家系统有点像“挟天子以令诸侯”的北魏,它拥有“人工智能”这个旗号;行为主义的智能机器人有点像西蜀,它成型最晚。在整个人工智能发展历史过程中,三者没有能够融通,没有能够形成合力,反而互相之间抨击得很厉害。所以,就形成了神经网络、专家系统、智能机器人“三足鼎立”的局面。

钟义信指出,按理说,既然研究目的都是要在机器上模拟人类智能,就应当能够“殊途同归”。可是,现实情况是殊途不能同归。这正提示人们去怀疑原先的人工智能研究方法论,转而用“整体论”思维去重塑人工智能。他之所以提出了“机制主义”的研究途径,就是因为认识到:只有智能的生长机制才能揭示智能问题的全局,结构、功能都是为实现智能机制服务的,而行为则是机制实现的外部表现。这就意味着,只要建立了系统的“智能生长机制”,面对给定的具体问题,就可以生长出解决问题的智能,至于采用什么结构,需要哪些功能,都应当根据智能生长机制的需要来确定。这样,将三个长期三分天下互不相容的研究路径和谐有机地统一起来,形成全新的研究路径和研究成果,正是中国科学家的创举。

这个过程很好地印证了一个结论:历史,是不可多得的老师,只要善于分析历史,借鉴历史,就有可能创造出比历史更好的未来;反之,如果忽视历史,或者不全面地了解历史,就很难准确吸取历史的经验与教训,就有可能会重犯历史的错误。

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人工智能的发展状态:局部很精彩,整体很无奈

谈到中国的人工智能发展状态,钟义信说,目前的人工智能状态用一句话来描述就是:“局部很精彩,整体很无奈”。

人工智能的发展“局部很精彩”:比如功能主义的人工智能,它的深蓝系统,1997年打败了国际象棋的世界冠军,2017年AlghaGO击败围棋国手柯洁;结构主义的人工智能同样精彩,它的“深层神经网络”支持了“深度学习”,帮助AlphaGo打败了60多位世界顶尖围棋高手;行为主义的智能机器人近年来也越做越好,功能强大。但遗憾的是,到目前为止,人工智能的研究没有形成统一的理论,表明人工智能的研究在整体上并未到位,而且远未成熟,远非人们想象的已经可以“所向披靡”。所以,“整体很无奈”。

钟义信认为,现有的人工智能研究之所以“局部很精彩,整体很无奈”,主要的原因不在具体的算法和算力的层次,而是研究范式的“张冠李戴”。半个多世纪以来的人工智能研究者们都是在经典物质科学范式的教育下成长起来的,而人工智能自己的研究范式(属于信息科学的研究范式,因为人工智能是信息科学的核心、前沿和制高点)又还没有建立起来,因此,他们自然而然就会沿用经典物质科学的范式来研究人工智能的问题,从而造成了全世界范围的人工智能研究范式的“张冠(经典物质科学的范式)李戴(研究人工智能的问题)”的不合理现象。

所谓科学研究的范式,主要是指科学研究的科学观(关于研究对象的宏观认识:是什么)和方法论(关于研究方法的宏观指南:怎么做)。几百年来,物质科学形成的研究范式就是它的科学观(即机械唯物论)和方法论(即以“分而治之”为主要特征的机械还原方法论)。科学观和方法论都是抽象的思维原则,它们属于科学研究的“社会意识”;科学研究的具体研究活动则是科学研究的“社会存在”。“社会意识往往落后于社会存在”,这是一个客观的规律。因此,虽然20世纪中叶以来信息科学迅猛崛起,但至今还没有完全形成公认的信息科学的研究范式。于是,半个多世纪以来,人工智能研究者们一直沿用着业已存在且得到数百年验证的经典物质科学的研究范式,是毫不奇怪的事情。如果没有马克思所提倡的对于历史成果“自觉的批判精神”,确实很难摆脱这种“惯常的定式”。

发现了这个根本问题,他深入研究了信息科学的科学观和方法论——信息科学范式,按照这个新的范式,进一步发现:人工智能的研究模型不应当是脑的结构或功能模型,而应当是“主体客体的相互作用演进模型”;人工智能的研究路径不应当是结构主义、功能主义、行为主义的路径,而应当是体现智能生长机制的“机制主义”路径。在此基础上,他进一步突破和创新了现有人工智能的许多基础概念,特别是信息(全信息)、知识(知识的内生态律和外生态律)、智能(基础意识、情感、理智的三位一体)等概念,建立了一组信息转换的原理,最终形成了“机制主义人工智能理论”。

机制主义人工智能理论颠覆了经典物质科学范式对人工智能研究的统领地位,结束了人工智能研究范式的“张冠李戴”状态,建立了适合人工智能研究的现代信息科学范式,使人工智能的研究进入“李冠李戴”的状态,实现了人工智能理论的源头创新。与现行三大学派并立的人工智能理论相比,“机制主义人工智能理论”是人工智能的通用理论,是全新一代的人工智能理论。

钟义信认为,很多中国科学家是秉承着浓厚的学术信仰去研究人工智能的,而不是为了追逐功名利禄去研究的,因此能够沉下心来认真去探求人工智能的深层问题,包括科学观、方法论(科学范式)这类一般人不愿问津的问题。结果就发现了病根,引发了对于科学范式问题的关注和探讨,找准了应当去除的病根对象,实现了颠覆性的突破和系统性的创新。

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人工智能发展的未来:鼓励创新+共享智慧

谈起中国人工智能发展的未来,钟义信首先想到的就是教育亟需改革。他指出,虽然我国有世界上任何国家都无法比肩的宏大资源,尤其是人力资源以及随之而来的庞大数据,但是我国之所以还未站在人工智能世界第一的位置,就是因为创新能力的不足。“从小学到中学,从大学到研究生、博士生,我们的教育往往不是在培养创新能力,而是在有意无意地扼杀创新能力。”他认为,不能用师道尊严、超出教学大纲等挡箭牌来回避学生们提出的各种问题,限制孩子们的发散性思维。“让学生们都只有一种思维方式,创新自然会受到影响。”钟义信强调,人工智能研究思维的奥秘,这是极其深邃的课题,需要很强的创新意识、创新观念、创新能力、创新环境、创新条件。想要满足这些要求,教育系统必须进行重大变革,把教育者的思想整个扭转过来:鼓励创新,培育创新,实施创新——这是一项非常严峻的挑战,也是必须要面对的重大改革任务。

此外,钟义信还提到政府要在人工智能的发展中做“集成”的工作,科技工作者分散作业,百度做无人驾驶汽车,讯飞做语音识别,相互之间无法建立联系,东一榔头西一棒,有可能做了很多低水平的重复。国务院目前正在提倡用开放平台的方法推进人工智能的研究,是一个很好的思路。新时代需要共享资源、共享智慧,在公共平台上有序地开放合作,利用多学科交叉的研究平台,改变历来“作坊式”科研的方式,提高人工智能研究的效率。同时还要推进产学研相结合,让科研成果可以迅速转化为产品,让成熟的产品尽快集聚成产业,这样才能让老百姓在社会进步中有更多的“获得感”。

获奖项目成果及进展

项目代表性成果包括两个方面:(1)创建了信息科学的基础理论,集中体现于获奖人1988年在北京邮电大学出版社首次出版、1996年再版、2002年第三版、2005年第四版的自主源头创新学术专著《信息科学原理》(2013年又出版了第五版);(2)创新了人工智能的核心理论,集中体现于获奖人2007年在科学出版社出版的自主源头创新学术专著《机器知行学原理》;还包括2012年已经完成书稿、后于2014年在科学出版社出版的自主源头创新学术专著《高等人工智能原理》。

从1962年学习信息论开始,1963年发现信息论存在问题,1965年开始研究“广义信息论”,20世纪70年代末期研究“全信息理论”和“信息科学”,1988年出版学术专著《信息科学原理》,1990年提出“人工智能与神经网络的互补合璧”,1992年出版专著《智能理论与技术:人工智能与神经网络》,2003年提出以“信息、知识、智能的转换”为标志的人工智能机制模拟路径,2007年出版《机器知行学原理》,2014年出版《高等人工智能原理》,一路走来所做的工作就是探索和发现了以“信息-知识-智能”转换为特色的人工智能源头创新理论。

归结起来就是两句话:(1)从无到有地构建了信息科学的基础理论,这属于国内外学术界首创性的成果;(2)针对原有人工智能理论存在的重大矛盾(人工智能与神经网络之间“势不两立”),完全另辟蹊径,创新了人工智能的核心理论 - 机制主义人工智能理论。这是在国内外学术界具有颠覆意义的源头创新成果。

自2012年以来,钟义信与他的团队,在上述研究的基础上,提出了一个新的重大目标:以范式变革引领,以信息转换担纲,创建机制主义人工智能的通用理论。目前已经取得关键性的进展,正在推进体现这一理论特色的实验演示系统。

文章转载自微信公众号“中国人工智能学会”


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中关村是创新创业要素的聚集地,也是经济转型升级的发动机。自2012年起,中关村大数据日连续6届在这里举办,数千位产业界,学术界,地方政府代表曾在此探索覆盖全领域全行业的数字化创新与发展,助力各行业把握数字经济发展机遇。

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