吳朝暉

摘 要：多學(xué)科的交叉會聚是新一輪人工智能發(fā)展浪潮的顯著特點，將提升人工智能復(fù)合型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，促進人工智能創(chuàng)新性研究取得重大原創(chuàng)成果。未來的智能將進一步增強，人、物理世界的二元空間將轉(zhuǎn)變?yōu)槿?、物理世界、智能機器、虛擬信息世界的四元空間，推動人工智能更具智慧特征、普惠價值和顛覆意義。人工智能的重點方向?qū)⑹且I(lǐng)交叉會聚趨勢，進一步優(yōu)化學(xué)科生態(tài);服務(wù)國家戰(zhàn)略需求，進一步開展前沿研究;打通創(chuàng)新發(fā)展鏈條，進一步推動應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

關(guān)鍵詞：人工智能;交叉會聚;人才培養(yǎng);科技創(chuàng)新

人工智能作為深刻改變社會生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的顛覆性技術(shù)，正引領(lǐng)著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命向縱深推進，重構(gòu)著人類的生產(chǎn)形式、生活方式和思維模式，催生著新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)，在解決不平衡不充分發(fā)展、滿足人類對美好生活的向往中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。歷經(jīng)六十多年的發(fā)展，人工智能越發(fā)具有應(yīng)用滲透性和溢出帶動性，多學(xué)科的交叉會聚越來越成為其創(chuàng)新發(fā)展的源頭活水，正推動學(xué)科、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)交叉，重塑科學(xué)范式、人才培養(yǎng)與社會發(fā)展形態(tài)。除了計算機科學(xué)領(lǐng)域之外，腦科學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、社會科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的研究力量紛紛加入，形成了更加廣泛的學(xué)術(shù)共同體，在更大的學(xué)科視野上開展人工智能的復(fù)合型人才培養(yǎng)和創(chuàng)新性科學(xué)研究。

一、學(xué)科交叉會聚推動人工智能人才培養(yǎng)

尼古拉斯·尼葛洛龐帝曾預(yù)言：“數(shù)字化生存天然具有賦權(quán)的本質(zhì)，這一特質(zhì)將引發(fā)積極的社會變遷?！盵1]這里的“賦權(quán)”指的就是人工智能對經(jīng)濟社會各行各業(yè)發(fā)展的“賦能”，而人工智能賦能的前提和基礎(chǔ)是教育先行，其關(guān)鍵和核心在于人工智能復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

1.學(xué)科交叉會聚提升人工智能復(fù)合型人才的培養(yǎng)內(nèi)涵和質(zhì)量

人工智能的突飛猛進迅速改變著高等教育的格局、人才需求的結(jié)構(gòu)和未來學(xué)習(xí)的模式，如社會更加渴望“培養(yǎng)系統(tǒng)掌握智能方法和智能信息處理技術(shù)，能夠?qū)嵤┬畔@取、傳輸、處理、優(yōu)化、控制工程，具備在相應(yīng)領(lǐng)域從事智能技術(shù)與工程的科研、開發(fā)、管理工作的能力，具有寬口徑知識和較強適應(yīng)能力及現(xiàn)代科學(xué)創(chuàng)新意識的高級技術(shù)人才”[2]。從人才類型看，人工智能人才至少包括核心專業(yè)人才、行業(yè)交叉人才、政府管理人才等;從知識背景看，人工智能人才至少需要掌握數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)、法學(xué)等學(xué)科的專業(yè)知識與技能;從培養(yǎng)模式看，人工智能人才應(yīng)突破傳統(tǒng)的單一學(xué)科培養(yǎng)方式，在與相關(guān)學(xué)科的交叉融合中形成“人工智能+X”復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式?？梢姡瑢W(xué)科的交叉會聚將進一步提升人工智能復(fù)合型人才的培養(yǎng)內(nèi)涵和質(zhì)量。

實際上，世界著名大學(xué)已經(jīng)在更大的學(xué)科維度推進人工智能人才培養(yǎng)。以卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)為例，該大學(xué)開設(shè)了全美第一個人工智能本科專業(yè)，鏈接、整合該校計算機科學(xué)系、人機交互研究所、軟件研究所、語言技術(shù)研究所、機器學(xué)習(xí)系和機器人研究所等所有人工智能創(chuàng)新資源，促進校內(nèi)跨學(xué)院、跨專業(yè)的交叉協(xié)作，在專業(yè)必修課層面設(shè)置了包括Math and Statistics、Computer Science、Artificial Intelligence 3個模塊共計16門課程。該大學(xué)還在計算生物學(xué)系設(shè)立自動化科學(xué)碩士學(xué)位，探索人工智能與自動化在生物學(xué)儀器研究方面的交叉，研制“self-driving instruments”。此外，麻省理工學(xué)院于2018年10月宣布投資10億美元建設(shè)新的計算機學(xué)院，將創(chuàng)造50個跨越新學(xué)院和其他院系的新教師職位，用于計算機和人工智能領(lǐng)域的教育、研究和創(chuàng)新。

面對人工智能復(fù)合型人才的培養(yǎng)需求和學(xué)科交叉會聚的發(fā)展趨勢，我國從規(guī)劃層面對人工智能人才培養(yǎng)進行了頂層設(shè)計?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》在戰(zhàn)略態(tài)勢、重點任務(wù)、保障措施等方面作出了戰(zhàn)略部署，深刻指出“應(yīng)逐步開展全民智能教育項目，構(gòu)建包括智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系，推動人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等全流程應(yīng)用”[3]。教育部《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》明確將人才培養(yǎng)作為人工智能創(chuàng)新的基礎(chǔ)，多措并舉完善人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)體系。

在具體的辦學(xué)實踐中，我國已形成了兩類人工智能人才培養(yǎng)形式：一類是設(shè)立人工智能相關(guān)專業(yè)方向，如浙江大學(xué)已于2018年7月開設(shè)了人工智能本科專業(yè)，并且正在推進設(shè)置人工智能新型交叉學(xué)科學(xué)位授權(quán)點;另一類是成立專門的人工智能學(xué)院，如中國科學(xué)院大學(xué)已于2017年5月成立人工智能技術(shù)學(xué)院，這也是我國人工智能技術(shù)領(lǐng)域首個全面開展教學(xué)和科研工作的新型學(xué)院。不論是人工智能專業(yè)，抑或是人工智能學(xué)院，其共同的特征均是強化學(xué)科交叉會聚理念，通過整合優(yōu)勢學(xué)科專業(yè)力量，推動教學(xué)科研的融合，進一步提升人工智能復(fù)合型人才的培養(yǎng)能力。

2.人工智能將成為支撐學(xué)科交叉會聚的通識教育

在人工智能等科技影響下，受教育者將普遍形成計算思維，成為與實驗思維和理論思維同等重要的思維。與實驗思維的觀察與歸納、理論思維的推理與演繹不同，計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計，運用設(shè)計與構(gòu)造等手段，以人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動。

正是由于計算思維的形成，人工智能正成為一種通識教育形式，滲透到其他知識技術(shù)教育之中，如人工智能與人文社科的結(jié)合可形成可計算的社會學(xué)。在實踐方面，美國國防高級研究計劃局于2018年10月啟動了名為“加速分子發(fā)現(xiàn)（Accelerated Molecular Discovery）” 的化學(xué)人工智能項目，開發(fā)可用于提升美國軍事能力的新分子。

3.學(xué)科交叉會聚推動教育教學(xué)更加智能化

在全人教育理念、信息科學(xué)技術(shù)、資源共享需求的聯(lián)合驅(qū)動下，高等教育從教育1.0進階到了學(xué)習(xí)2.0時代。“人工智能+教育”的教育教學(xué)新范式將深刻改造傳統(tǒng)模式，推動教學(xué)相長的互動進一步增強，構(gòu)建智能化、網(wǎng)絡(luò)化、個性化、終身化的教育體系，實現(xiàn)從以教為主轉(zhuǎn)向以學(xué)為主，以掌握知識為主轉(zhuǎn)向全能發(fā)展為主，以傳統(tǒng)教室為主轉(zhuǎn)向多維教室為主，以記憶學(xué)習(xí)為主轉(zhuǎn)向深度學(xué)習(xí)為主。

可見，多學(xué)科的交叉融合將極大地促進智能教育發(fā)展，提供更多基于智慧創(chuàng)造、協(xié)同合作、意義建構(gòu)的教育體驗。一是將解放教學(xué)生產(chǎn)力，讓教師從枯燥乏味的重復(fù)性勞動中解放出來，更加專注于教學(xué)創(chuàng)新，如批改作業(yè)、考試閱卷、答疑等工作量大的教學(xué)工作可被人工智能取代，優(yōu)秀教師資源的稀缺與不平衡問題或?qū)⒌玫骄徑?。二是將引起學(xué)習(xí)中心的轉(zhuǎn)移，使個性化學(xué)習(xí)逐步成為主旋律，真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)，如可以提供全面的個性化學(xué)習(xí)方案。三是形成人機共生的學(xué)習(xí)環(huán)境，使教與學(xué)兩者間的交互耦合變得前所未有地緊密，形成人機共生的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，可以時時刻刻地學(xué)習(xí)，如智能交互技術(shù)可以推動人與機更加融洽地互動。

二、學(xué)科交叉會聚推動人工智能科技創(chuàng)新

跨學(xué)科的交叉會聚研究是取得重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)生引領(lǐng)性重大突破的重要方式。如要證明通用智能是可行的，人類大腦是現(xiàn)有的唯一證據(jù)，因此把神經(jīng)科學(xué)作為新算法的靈感來源是有意義的。近年來，在科學(xué)技術(shù)從微觀到宏觀各個尺度縱深演進過程中，學(xué)科多點突破、交叉融合使人工智能、信息網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域呈現(xiàn)群體躍進態(tài)勢，顛覆性技術(shù)不斷涌現(xiàn)，已描繪了智能經(jīng)濟、智能生活、智能醫(yī)療、智能治理的全景圖。

1.學(xué)科交叉會聚是人工智能科研創(chuàng)新的增長點

人類越來越多的知識創(chuàng)新不是產(chǎn)生在具有完整的、獨立知識體系的學(xué)科內(nèi)部，而是由多個學(xué)科一起完成的。就人工智能而言，其本身就是一門綜合性、交叉性學(xué)科，而綜合交叉的學(xué)科生態(tài)系統(tǒng)必然為人工智能科學(xué)的理論創(chuàng)新和應(yīng)用推廣創(chuàng)造更為廣闊的天地，如計算機科學(xué)等信息學(xué)科就可以為人工智能提供跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的工具借鑒。

這個意義的交叉會聚，“不僅是計算神經(jīng)建模或大數(shù)據(jù)挖掘處理，還在于各傳統(tǒng)學(xué)科產(chǎn)生的新增長點，在于智能與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、地學(xué)等自然科學(xué)甚至社會科學(xué)的交叉”[4]。人工智能可以通過理論移植、方法互鑒、對象轉(zhuǎn)移，發(fā)現(xiàn)新知識、產(chǎn)生新技術(shù)，進一步破除學(xué)科壁壘，拓展學(xué)科邊界，從而完成人工智能與其他學(xué)科在更高層次、更高水平的綜合化過程，從而衍生出新興的研究領(lǐng)域，產(chǎn)生顛覆性的原創(chuàng)成果。

當前，人工智能與傳統(tǒng)學(xué)科的會聚交融、共生共享，已經(jīng)產(chǎn)生了較為豐富的創(chuàng)新成果，形成了知識融通的蓬勃發(fā)展態(tài)勢，如在“腦、認知和人工智能”領(lǐng)域，人工智能與腦科學(xué)的交叉協(xié)作加快了從弱人工智能轉(zhuǎn)向強人工智能的推進過程。隨著新一代人工智能在大數(shù)據(jù)智能、群體智能、跨媒體智能、混合增強智能和自主無人系統(tǒng)等方面的不斷突破，它衍生出來的功能幾乎和所有的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、學(xué)科都能產(chǎn)生高度關(guān)聯(lián)，呈現(xiàn)出引領(lǐng)性的跨界效應(yīng)和意外收獲。

2.高校是人工智能交叉會聚的主力軍

放眼全球，世界一流大學(xué)紛紛將人工智能作為面向未來的戰(zhàn)略方向，加快會聚信息科學(xué)、生命科學(xué)、心理科學(xué)、材料科學(xué)等優(yōu)勢學(xué)科，積極謀劃人工智能的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和成果轉(zhuǎn)化，麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)關(guān)于人工智能交叉會聚的計劃就是典型代表。

麻省理工學(xué)院于2018年2月啟動了Intelligence Quest項目，發(fā)揮其在人腦研究、認知科學(xué)及計算機科學(xué)方面的優(yōu)勢，納入了包括McGovern Institute for Brain Research和Picower Institute for Learning and Memory在內(nèi)的五個重量級校內(nèi)單位，力求以腦科學(xué)、認知科學(xué)與計算機科學(xué)協(xié)同推進人工智能研究。

斯坦福大學(xué)于2018年10月設(shè)立了“以人為本人工智能研究院”（HAI），吸收了來自計算機科學(xué)、電子工程學(xué)、語言學(xué)、社會學(xué)、政治學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等多個學(xué)科的研究人員，致力于推進和發(fā)展新一代人工智能科學(xué)，研究和預(yù)測人工智能對人類社會和生活的影響，以及設(shè)計和實踐以人為本的人工智能技術(shù)和應(yīng)用。

在我國，高校是發(fā)展第一要務(wù)、人才第一資源、創(chuàng)新第一動力的重要結(jié)合點，具有推進人工智能交叉會聚、開展創(chuàng)新研究的學(xué)科優(yōu)勢、人才優(yōu)勢和科研優(yōu)勢，理應(yīng)成為國家建設(shè)全球人工智能創(chuàng)新中心的表率和先行者。以浙江大學(xué)為例，浙江大學(xué)是國內(nèi)最早研究人工智能的高校之一，擁有計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程2個國家一流建設(shè)學(xué)科，長期致力于推進人工智能的多學(xué)科交叉融合，成立并整合了教育部腦與腦機融合前沿科學(xué)中心、教育部人工智能協(xié)同創(chuàng)新中心等平臺的創(chuàng)新資源，形成了校企協(xié)同、服務(wù)社會的發(fā)展路徑，在跨媒體智能、混合增強智能、大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)等方向的研究達到了國際前沿水平，如在人機混合增強智能方面，針對機器智能與人類智能的互補性，探索了從“人在環(huán)路”到“腦在回路”的人機協(xié)作過程，并在嚙齒類、非人靈長類等生物體上研制了原創(chuàng)性混合增強智能原型系統(tǒng)。

三、人工智能的未來發(fā)展方向

可以預(yù)見，未來的智能將進一步增強，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(zhuǎn)變?yōu)槿?、物理世界、智能機器、虛擬信息世界的四元空間。

1.四元空間的人工智能發(fā)展形態(tài)

在智能增強時代，四元空間中的人工智能必將迎來更加高級的發(fā)展形態(tài)，在智慧特征、普惠價值、顛覆意義方面充分展現(xiàn)魅力。如人工智能可以為肢體運動障礙與失能人士的康復(fù)帶來新儀器，為神經(jīng)疾病患者提供全新的治療手段，為正常人感認知能力的增強帶來可行的途徑，為國防安全與救災(zāi)搜索提供重要技術(shù)支撐等。

一是人工智能將更具智慧特征。隨著腦科學(xué)、認知科學(xué)、類腦計算的交叉融合，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(xiàn)高效互動。

二是人工智能將更具普惠價值。人工智能在跨界協(xié)同的應(yīng)用實踐中不斷重塑行業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)格局，在腦疾病診治、智能醫(yī)療、智能城市、智能制造、智能農(nóng)業(yè)、軍民融合以及數(shù)字經(jīng)濟、智慧社會、公共管理、網(wǎng)絡(luò)治理、教育發(fā)展等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。

三是人工智能將更具顛覆意義。依托腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、計算機科學(xué)等支柱學(xué)科，人工智能的發(fā)展將產(chǎn)生超級智能、融合智能等形態(tài)，深刻改變物理世界、虛擬世界的生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系，引發(fā)社會對智能機器道德倫理等問題的全新思考。

2.人工智能發(fā)展的重點方向

總體而言，全球新一代人工智能的發(fā)展仍剛起步，在創(chuàng)新路線、商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)等方面都具有很大不確定性，可以說是正處于從弱人工智能向強人工智能過渡的階段。雖然弱人工智能大規(guī)模應(yīng)用已成普遍狀態(tài)，但著眼更長遠的未來，強人工智能將會帶來更大的顛覆性、全局性影響，突出表現(xiàn)在人工智能的學(xué)科生態(tài)、前沿研究、應(yīng)用轉(zhuǎn)化等方面，如浙江大學(xué)已啟動腦科學(xué)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(xué)與人工智能等優(yōu)勢學(xué)科領(lǐng)域的交叉融合與會聚造峰，力爭在神經(jīng)科學(xué)、人工智能、腦機融合等若干前沿方向取得重大突破，進而推動對腦功能及智能本質(zhì)的更深認識和更強利用。

一是將引領(lǐng)交叉會聚趨勢，進一步優(yōu)化學(xué)科生態(tài)?？梢酝苿由窠?jīng)系統(tǒng)科學(xué)、認知科學(xué)、計算機科學(xué)等人工智能關(guān)鍵領(lǐng)域的互動融合，加快培養(yǎng)人工智能拔尖創(chuàng)新人才，推動與工學(xué)、教育學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、法學(xué)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科的交叉會聚，不斷優(yōu)化人工智能的學(xué)科體系與發(fā)展生態(tài)。

二是將服務(wù)國家戰(zhàn)略需求，進一步開展前沿研究?？梢跃劢箼C器學(xué)習(xí)算法、大數(shù)據(jù)智能、跨媒體感知計算、混合增強智能、人機協(xié)同智能等重大科學(xué)前沿問題，力爭在人工智能理論、方法、工具、系統(tǒng)等方面取得變革性、顛覆性突破，加速構(gòu)筑人工智能先發(fā)優(yōu)勢，實現(xiàn)高端引領(lǐng)發(fā)展。

三是將打通創(chuàng)新發(fā)展鏈條，進一步推動應(yīng)用轉(zhuǎn)化?？梢灾鲃舆m應(yīng)人工智能創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈深度融合的特點，充分發(fā)揮人工智能在數(shù)字經(jīng)濟、實體產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的重要作用，積極推動人工智能創(chuàng)新成果在教育、文化、醫(yī)療、交通、制造、農(nóng)林、金融、安全等方面的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)以人工智能技術(shù)突破推動領(lǐng)域應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)升級的效果。

習(xí)近平總書記深刻指出，加快發(fā)展新一代人工智能是我們贏得全球科技競爭主動權(quán)的重要戰(zhàn)略抓手，是推動我國科技跨越發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、生產(chǎn)力整體躍升的重要戰(zhàn)略資源。要想達到人工智能的最佳賦能效果，必須堅持教育先行和科技引領(lǐng)。在人類社會向智能化加速發(fā)展的進程中，高校需要依托學(xué)科的交叉會聚，推進人工智能的復(fù)合型人才培養(yǎng)和創(chuàng)新性研究，為國家經(jīng)濟社會發(fā)展培育新動力、開辟新空間，從而為建設(shè)科教強國、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興而作出新的更大貢獻！

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[責(zé)任編輯：余大品]