【科普】吴飞教授：《走进人工智能》---发刊词

由高等教育出版社、高等教育电子音像出版社出品，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所长、中国图象图形学学会理事、动画与数字娱乐专业委员会副主任 吴飞教授 ，本栏目已在喜马拉雅平台正式上线。

本期内容为《走进人工智能》发刊词

《走进人工智能》

发刊词

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。

《走进人工智能》具体内容如下：

第0讲  发刊词

第1讲  从机器人偶到图灵机模型：迈向自动计算时代 01 古希腊机器人偶与先秦偃师造人 02 万物虽皆数，万物皆可算？ 03 图灵测试：唯智不可量

第2讲  原点：从达特茅斯启航 04 达特茅斯会议：扬帆启航 05 严冬来临：通用机器人是海市蜃楼么？ 06 知识水晶球：符号主义人工智能的雄心壮志

第3讲  从专家系统到深蓝：在逻辑推理与优化搜索中成长 07 逻辑推理：从已知到未知 08 专家系统小试牛刀：只专不通 09 深蓝的胜利：突破组合爆炸的困境

第4讲  从信息载体到智能燃料：数据的蝶变 10 从数据到数治：战国平籴法和明朝黄册库 11 大数据与小数据：幸存者偏差的启示 12 计算范式变革之旅：实验、方程、仿真、算技

第5讲  从机器学习到学习机器：智能算法的心之所向 13 规则指导下的人脸识别：让知识被机器可读 14 模型定义下的人脸识别：四个参数画大象 15 数据驱动下的人脸识别：奥卡姆剃刀之化繁为简

第6讲  从华丽转身到炼金术之困：深度学习 16 第一次知道了“我们是怎么知道的” 17 深度学习崛起：算法、数据、算力 18 炼金术之困：爬上树梢与攀登月球

第7讲  从最优解到均衡解：博弈论拥抱人工智能 19 纳什均衡：洞悉“看不见的手” 20 囚徒困境：“理性经济人”在沉默与认罪之间角力 21 阿尔法家族博弈战：从完全信息到非完全信息

第8讲  从个体智能到群体智能：整体大于部分总和 22 自私个体之间的合作：进化过程架构师 23 群智之力量：验证码识别与蛋白质合成 24 无限猴子定理：盲目与共识

第9讲  从知其然到知其所以然：因果推理 25 辛普森悖论：伯克利招生录取率之谜 26 公鸡打鸣与太阳升起：非因非果 27 东风不与周郎便

第10讲  从单通道独奏到多通道协同：跨媒体计算 28 麦格克效应：闻其音、见其颜、悟错意 29 快乐物质多巴胺的紊乱 30 一幅画胜千言字？

第11讲  从摩尔定律到黄氏定律：人工智能算力之源 31 达依尔的麦粒：指数爆炸 32 摩尔定律：芯片中晶体管数目增长速度 33 黄氏定律：人工智能算力增长速度

第12讲  从硅基之力到碳基之巧：智能的混合增强 34 认识你自己：因何生而为人 35 脑启发计算：他山之石 36 混合增强智能：人类是智能的总开关

第13讲  科学第三极：美美与共的科学计算 37 从天气预报工厂畅想到全球气候变暖诺奖折冠 38 狄拉克预言后的奋进：AI 助力科学发现  39 我们必须知道、我们必将知道

第14讲  人工智能的双重属性：技术价值非中立 40 红旗法案与机器人三定律 41 人工智能治理：算法向善 42 突破科林格里奇困境：勿谓言之不预

第15讲  人工智能、教育先行：成天下之才 43 计算思维：创意中学习 44 能有所合谓之能

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。

产品名称：走进人工智能∣有声通识十五讲

主理人：吴飞

出品机构：高等教育出版社 、高等教育电子音像出版社

合作机构：浙江大学上海高等研究院、上海人工智能实验室智能教育中心

出品时间：2022年1月

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