为抢抓国家人工智能发展重大战略机遇,主动适应国家人才培养战略需求,构筑人工智能创新后备力量培育优势,推进人工智能前沿科技普及,探索有声通识内容传播,提高青少年人工智能学习兴趣与科学素养。近日,由高等教育出版社出品,浙江大学上海高等研究院联合上海人工智能实验室智能教育中心共同打造了原创人工智能前沿科普有声通识数字栏目——《走进人工智能》,主理人为浙江大学上海高等研究院常务副院长,浙江大学人工智能研究所吴飞教授。

在《走进人工智能》栏目发布仪式上,高等教育出版社副总编辑张泽发来祝贺致辞,强调了“国家高度重视科技资源科普化工程,要深化供给侧改革,提高科普的知识含量,满足全社会对高质量科普的需求。青少年群体是实现我国高水平科技自立自强的后备力量,有声产品形态让科学内容焕发新的活力,解放双眼、让科学轻松走进碎片化时间的各种应用场景。”

为全面提升公众的人工智能科学素养,《走进人工智能》栏目主要定位非人工智能、非计算机科学与技术领域的其他人士,尤其以青少年为重要覆盖群体。内容共计十五讲,通过深入浅出的形式,专业、严谨地将硬核知识、技术方法与人文历史、人物故事有机融合,全面、生动地阐述了人工智能的历史发展脉络、技术手段形态、学科交叉研究以及创新人才培养。

“人工智能是研究如何将人类自身所具有的感知、认知、行动、控制和决策等能力通过机器来实现的一门学问。从古希腊文明中的机器人偶和先秦文化中的偃师造人等神话故事中,可以看出古代先人对人类之外智能追求的朴素梦想。”

在《走进人工智能》栏目的发刊词中,主理人吴飞教授提及:“人工智能是一门学问,它也可以是一个赋能系统、一个开源代码平台、一门初高中课程、一个大学本科专业、一种思维方式、甚至是我们每个人每天所生活的“智能社会”空间。”

你好,我是浙江大学计算机学院的教授吴飞,欢迎来到有声通识数字专栏《走进人工智能》。

人工智能是研究如何将人类自身所具有的感知、认知、行动、控制和决策等能力通过机器来实现的一门学问。从古希腊文明中的机器人偶和先秦文化中的偃师造人等神话故事中,可以看出古代先人对人类之外智能追求的朴素梦想。

我们刚说到人工智能是一门学问,它也可以是一个赋能系统、一个开源代码平台、一门初高中课程、一个大学本科专业、一种思维方式、甚至是我们每个人每天所生活的“智能社会”空间。

科学研究可以让知识一直保持在前沿状态,而科学普及则要与更多人分享人类历史发展进程中所累积的思想和方法。《走进人工智能》这个数字专栏定位于非专业人群可以听懂的前沿科普读物,如果严肃而又完整细致地讲解人工智能的理论公式,则会造成“胪陈科学,常人厌之,阅不终篇,辄欲睡去”的无趣结果,无法发挥它应有的作用。因此,在15讲共计150分钟的时间里,我会将硬核知识、技术方法与人文历史、人物故事有机融合,带你轻松走进人工智能的精彩世界。

2010年,年底,浙江大学前任校长、中国工程院院士潘云鹤教授得知我刚刚从美国加州大学伯克利分校统计系访学归来,饶有兴趣地问我“是否带回了一门对计算机学院学生有用的课程?”。从老校长的问话中,我深深地感受到一门好课程、一本好教材对于学生成长的重要意义。为了给人工智能本科专业学生上好人工智能课,我于2020年在高等教育出版社出版了《人工智能导论:模型与算法》的教材,在爱课程(中国大学MOOC)网站建设了与教材匹配的国家级首批线上一流课程《人工智能:模型与算法》。同时,应浙江省教育厅信息技术教研室的邀请,我为高中生撰写了普通高中信息技术教科书《人工智能初步》,并于2019年年底在浙江教育出版社出版。

从2015年至今,我先后参与了科技部、教育部和中国工程院等有关人工智能规划编制和学科专业建设等工作。在科学研究、教书育人、社会服务和规划建议等工作中,我一直在考虑一个问题,如何向非计算机专业背景的人士、尤其是青少年朋友介绍人工智能,让他们可以不那么费力地从这门前沿科学的技术思想与方法体系中受益呢?这也是《走进人工智能》这个数字专栏创立的初衷。在这里,我将用总共150分钟的时间,带你全面了解人工智能的历史发展脉络、技术手段形态、学科交叉研究以及创新人才培养。

首先,我会带着你梳理人工智能的历史发展脉络。任何新生事物的产生都要有经历曲折发展的历史过程。在远古时代,人们往往以神话故事来解释大自然中不明原因的风暴、日蚀、洪水和地震等现象,好比古代先人用神话寓言来寄托人类追求自身之外智能的梦想。如果将古希腊哲学家毕达哥拉斯学派提出的“万物皆数”思想比喻为“数字化时代”来临,那么二十世纪三十年代“可计算思想”的产生就吹响了人类迈向“自动化生产”的号角,而“图灵机模型”的提出则是声声号角中的最强音。1955年,四位学者在一份申请召开达特茅斯讨论会的项目建议书中首次使用了“人工智能”这个词汇,提出了如何用计算机来模拟人类智能的宏伟目标。从历史发展来看,可计算思想、图灵机模型、达特茅斯会议以及人工智能六十多年来几起几落的发展,一起绘就了人类对智能行为模拟和构造的壮美接力画卷。

其次,我将从“能”与“不能”的角度帮你厘清人工智能的不同技术方法。对人类智能的模拟可以通过逻辑推理、机器学习、博弈对抗、群智合作、因果分析和数据融合等多种方法,了解这些人工智能方法的来龙去脉,知晓这些方法的优点和不足,才能对人工智能 “知其意,悟其理,守其则,践其行”。人工智能的发展是由一个个小细节构成的,事中有理、理中有事,须弥芥子,大千一苇。我在讲述人工智能发展的过程中,会将散落在历史长河中的人物和故事汇聚在一起,你将了解到笛卡尔的“人类思想字母表”、魏国宰相李悝“谷贱伤农,谷贵伤民”的“平籴法”、诺贝尔物理学奖获得者费米的“四个参数画大象”、揭示伯克利招生录取率之谜的“辛普森悖论”、在沉默与认罪之间角力的“囚徒困境”、诗人杜牧所感叹的“东风不与周郎便”的历史遐想、摩尔定律和黄氏定律的此消彼长等等,让你身临其境地走进人工智能发展的历史画卷,感受别样情怀。

再次,我会从学科交叉角度为你呈现人工智能与其他学科研究碰撞所引发的炫彩之美。科技发展的事实已经表明,重大科技问题的突破,新理论乃至新学科的创生,常常是不同学科理论交叉融合的结果。利用不同学科之间依存的内在逻辑关系,在学科之间相互渗透、交叉和综合,可实现科学的整体化,是知识生产的前沿。人工智能是类似于内燃机或电力的一种“使能”技术,天然具备推动学科交叉的潜力。人工智能与脑科学研究交叉,在攻克重大脑疾病诊治难题的同时,也在人类大脑和机器大脑之间架构桥梁而迈向混合增强智能;人工智能与数学、物理和化学等结合,重塑科学发现范式,比如人工智能预测蛋白质三维空间结构,为探秘“生命之舞”提供全新视角,这一改变游戏规则的技术,就像最终证明费马定理或发现引力波一样,解决了一个在‘待办清单’上存在了50年的科学问题;人工智能这一“非凡工具”帮助数学家找到单独依靠人类思维不容易发现的内在联系,进军数学领域,辅助数学家发现新的数学猜想和证明新的数学定理;人工智能具有技术属性和社会属性相互融合的特点,正推动着人机共存社会形态出现,算法向善、社会实验和人工智能伦理规范等新的研究不断涌现,树立“边发展,边治理”理念,突破“科林格里奇困境(Collingridge’s Dilemma)”,防止类似“红旗法案”阻碍新技术发展的历史重演,让马克思所说的“普遍智能”更好地惠及社会和大众。

最后,人工智能、教育先行,我将从成天下之才的角度给你提供学习人工智能的建议。综合国力的竞争说到底是人才的竞争,培养人工智能创新性人才战略资源力量以构筑人工智能发展的先发优势,是推动人工智能生态(AI ecosystem)建设的重要手段,而青少年尤其需要把握住这个时代带给你们的机遇、挑战,并承担起需要承担的历史使命。当前社会对从事“从0到1”的人工智能基础科研和原始创新的研究型人才,以及“从1到N”的将人工智能创新思维转换为产品的工程型人才需求极大。学好人工智能要由兴趣驱动,你们要热爱数学的学习以形成对复杂问题和现实系统进行抽象的思维能力,要爱好程序编程以使用机器通过探索和创作,解决实际问题。

东吴数学家赵爽使用四个全等直角三角形来构造两个正方形以证明“勾三股四弦五”定理、英国数学家和气象学家理查德森(Lewis Fry Richardson)超前设计了超级计算系统中“分时和同步”功能而提出了“天气预报工厂(weather forecasting factory)”这一科学计算思想,这体现了以 “设计和构造”为核心的计算思维特点。希望这个数字专栏对于大家逐步养成“设计与构造”这一重要的计算思维有所帮助。

人工智能本身还处于不断发展和进步的过程中,我们要警惕将人工智能等同于人类大脑的不切实际之举和“人工智能超越人类”的杞人忧天之扰,要认识到目前人工智能还处于完成特定任务的“就事论事”阶段,迈向通用人工智能是人类今后面临的长期而艰巨的任务。

“其作始也简,其将毕也必巨”,人工智能1956年从达特茅斯启航,今天正在对经济发展、社会进步产生重大而深远的影响,发挥头雁效应。德国数学家大卫·希尔伯特(David Hilbert)在二十世纪初提出的23个数学问题开启了“可计算思想”研究,到他去世时,仍然有很多问题尚未解决,他的墓碑上用德文刻下了 “我们必须知道,我们必将知道(Wir müssen wissen, wir werden wissen)”这句话。我们相信,“可认知”的乐观主义态度将鼓舞人工智能研究者和实践者不断推动对人工智能的无尽探索,而人工智能领域的更多重大突破将在你们的努力下实现。

现在,就让我们一起走进人工智能的精彩世界。

结合多年在人工智能科学研究、教书育人、社会服务和规划建议中的实战工作经验,《走进人工智能》栏目主理人吴飞教授以“透过人类智能看人工智能”的理念,将晦涩难懂的专业知识用浅显易懂的内容表述,以期带领更广大的人群,尤其是青少年群体轻松走进人工智能的精彩世界。

在内容层面,精简高质,取其精华,《走进人工智能》栏目以“孕育、形成、发展”的路径梳理了人工智能的历史发展脉络,从“能”与“不能”的角度厘清了人工智能的核心技术方法,用“学科交融创新”的思路剖析了人工智能与其他学科研究碰撞,借“成天下之才”的底层逻辑提供了人工智能的学习建议。

《走进人工智能》栏目保持了权威、专业、严谨的知识内核,用通俗易懂的方式充分普及人工智能基础知识,传播实用信息,弘扬科学精神。让青少年群体有机会直面前沿重大问题。从诸如“舍罕王赏麦”等适合青少年的小故事出发,逐步延伸到当今“卡脖子”的前沿大问题,极大地拓展科学视野、培养科学思维。此外,青少年正处在世界观、人生观、价值观形成的关键时期,《走进人工智能》栏目以人工智能几起几落的发展历程举例,不仅真实地呈现一门前沿科学的发展起伏,也以此引导青少年理性看待成败得失,辩证认识人生顺境和逆境的关系。

目前,《走进人工智能》栏目已正式在音频头部平台喜马拉雅全面上线,免费面向公众开放。扫描如下二维码,或点击文末阅读全文即可在线收听。

人工智能本身还处于不断发展和进步的过程中,当前社会对从事“从0到1”的人工智能基础科研和原始创新的研究型人才,以及“从1到N”的将人工智能创新思维转换为产品的工程型人才需求极大。而在人工智能赋能社会与经济的过程中,面向未来的人工智能人才培养尤为重要,是推动人工智能健康发展的源泉。培养人工智能创新性人才战略资源力量,构筑人工智能发展先发优势,是推动人工智能生态建设的重要手段,也是教育工作者在这个时代需要承担的历史使命。

作为上海市人民政府与浙江大学合作共建的新型研发机构,自成立以来,浙江大学上海高等研究院始终坚持围绕前沿基础和关键核心技术突破,积极探索新一代人工智能人才培养和科研育人生态建设,努力搭建育人-研究-产业协同的产教融合人工智能人才培养平台。在长三角一体化和科教融合等国家重大战略背景下,不断推动人才链、科研链、产业链和创新链等高层次融合。

在人工智能时代,教材是国家事权体现教育思想、理念和内容,课程是人才培养核心决定人才培养质量,实训平台是人工智能人才培养关键手段。2018年3月,高等教育出版社联合国家新一代人工智能战略咨询委员会在北京组织成立了 “新一代人工智能系列教材”编委会,由潘云鹤院士担任编委会主任,郑南宁院士、高文院士、吴澄院士、陈纯院士和林金安副总编辑担任编委会副主任委员。“新一代人工智能系列教材” 包含人工智能基础理论、算法模型、技术系统、硬件芯片和伦理安全以及“智能+”学科交叉等方面内容以及实践系列教材,形成了理论技术和应用实践两个互相协同系列。为了推动高质量教材资源的共享共用,2020年7月,浙江大学牵头发布了与教材内容相匹配的系列在线开放课程、研制了新一代人工智能科教平台“智海”,2021年4月,又联合复旦大学、中国科学技术大学、上海交通大学、南京大学、同济大学及华为、百度和商汤等联合推出了全面体现人工智能学科交叉特点的AI+X微专业,以形成各具优势、衔接前沿、涵盖完整、交叉融合具有中国特色的人工智能一流教材体系、支撑平台和育人生态。2021年12月,浙江大学牵头(肖俊教授主持),浙江大学上海高等研究院联合上海交通大学、西安交通大学、国防科技大学、北京航空航天大学、华中师范大学、华为、百度、湖南智擎科技有限公司、华院计算技术(上海)股份有限公司等机构的专家学者,获批科技部科技创新2030—新一代人工智能重大项目“新一代人工智能科教创新开放平台”,聚焦新一代人工智能大规模在线科研社区发展、人才培养和产教生态培育等重大需求,探索人工智能创新人才培养模式与评价标准,建立科教资源模型与开放共享机制,研发新型科教案例评测部署演化工具链并设计科教资源服务模式,建立突破跨域智能云资源的调度管理技术以优化资源分配和任务调度,最终建设大规模人工智能科教创新开放平台及生态社区,并面向高校和企业开展大规模应用示范。

未来,浙江大学上海高等研究院将持续探索“突出内涵、促进交叉、赋能应用”的创新性一流人才培养模式,建立立体、完备的课程知识体系与科普知识体系,全方位地打造中小学信息素养与高校专业知识的贯通衔接培育体系,努力为构筑人工智能发展的先发优势培养战略资源。