经济导刊
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中美人工智能竞逐的态势与未来

来源: 2020.05.26 15:52:16

 

纵观历史,每一次科技革命、产业革命及军事变革的耦合与互动,都深刻影响乃至重塑了全球竞争格局。无论是蒸汽机时代的英国成为“日不落帝国”,抑或电气化、信息化时代的美国成为世界超级大国,其背后蕴含的逻辑是一致的。即谁能够敏锐地捕捉到前沿科技发展所标示的战略机遇,主动创新、顺势而为,谁就能够在新一轮变革中抢占先机、赢得主动。

当前,面对科技智能化、社会智能化及军事智能化的滚滚浪潮,围绕人工智能领域而展开的全球竞逐已然展开。各国政府、企业、社会及军事机构等都在紧锣密鼓地进行前瞻布局、科研攻关及推动应用落地。在这场事关战略主导权的科技、产业及军事全方位竞逐中,中美两国都具备各自的基础和优势,不同的国情也决定了两国在人工智能领域的发展路径不会相同。如何在智能化浪潮的“世界型”中闯出“中国式”,把这场人类历史上新科技革命的战略机遇抓好、抓实,考验着我们的战略认识、产业基础及谋划能力。

 

人工智能发展的三个阶段

 

1956年美国达特摩斯会议十个年轻科学家首次提出“人工智能”概念开始算起,60余年来,人工智能发展大致经历了三大阶段。

1956-1976年是第一个阶段,当时的人工智能主要是基于逻辑符号的推理证明。科学家们开发的主要技术和工具有逻辑运算、演绎推理及一些如LispProlog的编程语言。当时的科学界对人工智能的探索充满乐观的激情。比如科学家西蒙和纽厄尔在1958年就提出,十年内计算机将成为国际象棋冠军,人工智能将发现和证明有意义的数学定理,甚至将能谱写优美的乐曲等。但实际上,计算机“深蓝”击败人类象棋冠军发生在1997年,而不是在1968年之前。可见,这些科学家当时提出的预言更多的是一种对未来乐观预期。1973年,英国著名应用数学家詹姆斯·莱特希尔在评估报告和电视节目中两度用“海市蜃楼”来表达对人工智能前景的悲观判断。在他的报告结论中,虽然支持人工智能研究自动化和计算机模拟神经和心理过程,但对机器人和自然语言处理等子领域的基础研究提出了严重质疑。由于这个评估报告是詹姆斯·莱特希尔受当时英国科学研究委员会(SRC)的委托所做,以致后来在1973-1974年期间,英国和美国政府都大幅度削减了有关人工智能研究的经费。大家认识到,在人工智能理论与方法都不完备的初期,以攻克认知为目标显然是不切实际的。这就使人工智能发展第一次进入冬天。

1976年到2006年是人工智能发展的第二个阶段,这一阶段的人工智能重点是发展基于人工规则的专家系统。以日本第五代计算机为代表的大规模逻辑推理,以斯坦福大学为代表的知识图谱建设,是这一阶段人工智能发展的典型。从1982年开始,日本通产省开始主持第五代计算机的研制工作,目标是要构建一个具有1000个处理单元的并行推理机,推理速度将提高1000倍,连接10亿信息组的数据库和知识库,并具备听说能力。然而,日本第五代计算机的研发到1992年便草草收场了,花费了约850亿美元。斯坦福大学从1984年开始通过专家来建设知识百科全书。截止201511月,这个知识百科全书已经包括23万多个概念、实体和200多万个三元组。到了20世纪90年代后期,随着网络搜索引擎的崛起,互联网和大数据的威力开始显现出来,百科全书也开始链接外部的知识库(The CIA World Factbook等),但仍然无法挽回人工智能发展的颓势。在这个阶段人工智能发展得到的教训是,知识不能靠专家手工表达,这个系统必须能够自主学习,这样才不至于挂一漏万。

2006年至今是人工智能发展的第三个阶段,目前主要是发展基于大数据驱动的人工智能。2006年,加拿大多伦多大学科学家辛顿在《科学》杂志上发表文章,利用大数据神经网络降低数据维度的方法,加快了机器学习和训练的速度。之后,蒙特利尔大学的班久、纽约大学的莱昆也发表论文,分别从算法角度和稀疏表达方式,提高了机器学习的效率。这三位科学家在2019327日共同获得了图灵奖。2016年被称为是这一轮人工智能发展的“元年”,这一年会下围棋的“阿尔法狗”出现,并战胜了人类围棋冠军。同年出现的另一个重要事件,是美国空军的智能空战系统打败了人类飞行员,当然这是在一个约束条件(特定任务场景)下完成的任务。从2006年科学家提出神经网络,到今天在各个领域广泛应用的基于大数据的深度学习,这一轮人工智能的发展主要由大数据、算法及算力共同发力,由科学家奠定理论、引领方向,产业界与学术界深度合作,融资机构介入,开放开源的创新架构。这些都使得人工智能发展呈现出崭新的特征。

从计算智能、感知智能到认知智能,这是目前公认的人工智能发展的趋势和方向。就目前阶段来看,得益于算法的优化、算力的提升,以及计算机硬件水平的提高,计算智能已经发展得非常充分,感知智能也日益成熟,认知智能也在持续突破。尤其是随着芯片技术的不断攻关成功,未来认知智能发展的前景非常广阔。

 

美国人工智能发展的相关部署

 

一个国家尤其是大国,对战略前沿技术及相关产业的发展趋势研判必须非常敏锐,这种敏锐性体现的战略远见往往影响着一个国家的国运走势。

19441117日,即在第二次世界大战同盟国胜券在握的时刻,美国总统罗斯福出于对如何尽快而有效地把战时的成功经验移用于和平环境的战略设想,给科学研究与发展局局长万尼瓦尔·布什写了一封信。信中,罗斯福提出了四个问题,希望布什能组织有关专家进行磋商并尽快回答。倘若我们将其与日后美苏长达几十年的冷战对抗,以及最终以苏联解体为终结的历史进程相联系,难免会感慨美国极富前瞻性的战略研究以及万尼瓦尔·布什在应对这些问题时所表现出的深谋远虑。万尼瓦尔·布什向罗斯福总统递交了一份题为《科学:没有止境的前沿》的战略咨询报告,认为“无论是和平环境还是战争环境,科学仅仅作为整个队伍中的一员在国民福利事业中起作用。但是如果没有科学的进步,那么,其他方面再多的成就也不能保证我们作为现代世界上的一个国家的兴旺、繁荣和安全”。战后半个多世纪的实践表明,美国全球霸权的确立、维系和扩张,正是得益于科学技术这个事关国家前途、民族命运的决定性因素,这个大国崛起的有力杠杆。因此,对于万尼瓦尔·布什的贡献,G·帕斯卡尔·扎卡里在《没有止境的前沿——万尼瓦尔·布什传》一书中曾感慨道:有人把20世纪称为“美国世纪”,而万尼瓦尔·布什就是“美国世纪的工程师”。

当前,面对智能化的浪潮,中美两国都高度重视,从战略规划、科学研究、人才支撑、学科建设、项目落地、产业统筹等方面,相继提出了一系列详细的发展规划方案。

美国联邦政府于2013年、2016年及2019年连续规划出台助推人工智能发展的文件。20165月份,美国白宫科技政策办公室(OSTP)在其直属的美国国家科学与技术委员会(NSTC)之下,设立了机器学习与人工智能分委会(MLAI)。同年10月,《美国人工智能研究和发展战略规划》发布,其中针对人工智能研发提出了七个战略规划:其一,对人工智能研发进行长期投资;其二,开发人机协作的有效方法;其三,理解和应对人工智能带来的伦理、法律和社会问题;其四,确保人工智能系统的安全性;其五,开发人工智能共享公共数据集和测试环境平台;其六,建立标准和基准评估人工智能技术;其七,更好地把握国家人工智能研发人才需求。美国联邦政府在规划、扶持人工智能产业发展上,可谓起点高、筹划早、措施多。

除了整体规划之外,在防务安全与军事作战领域,美国也进行了积极部署。2017712日,美国发布《人工智能与国家安全》报告,认为随着未来科技的持续进步,人工智能将像核武器、飞机、计算机和生物技术一样,日益成为影响国家安全的变革性技术。报告提出了针对人工智能技术的国家安全政策目标:其一,保持美国技术领先地位;其二,支持和平利用人工智能技术;其三,灾难性风险管理。围绕这三项国家安全政策目标,报告提出了11条具体发展建议。20192月,美国陆军研究实验室在《改变2050年陆战游戏规则的潜在科学技术》中开列出一系列前沿技术,尤其是在自主无人、激光通信等新兴技术领域,不断取得新突破。除此之外,由前国防部副部长沃克主导成立的防务智库新美国安全中心,也不断发布有关人工智能与军事应用的报告,对算法战、认知中心战等持续关注。还有美国国防部建设的联合人工智能中心(JAIC),该中心于20186月由美国国防部发布备忘录成立,旨在加速国防部大规模采用和整合人工智能技术的进程。着眼管理未来国防科研的美国国防部高级研究计划局(DARPA)也一直在规划部署人工智能科学研究项目及相关武器装备项目,尤其是类脑芯片、算法战、无人机蜂群战等领域的相关项目,助推人工智能在军事领域落地。

 

中美人工智能的竞争与发展

 

近年来,我国在人工智能领域积极部署、统筹规划,力图在战略前沿技术领域占据主动、赢得未来。按照武汉大学公布的人工智能报告,目前中美人工智能领域竞逐的态势如下:

其一,在人才领域,美国的人才总量比较大,人才的结构相对优于我们。我们在人工智能领域发表的科研论文比较多,但层次要比美国低一点。由于近几年陆续有海归人才回国,在人才方面我们未来的发展态势比较好。

    其二,作为竞争主体,中美企业之间的较量十分激烈。美国拥有一批人工智能相关领域的顶尖公司:下围棋的人工智能系统就是谷歌公司的下属子公司开发的;微软公司主要专注于语音识别和图象识别;真北芯片、类脑芯片等都是IBM公司致力于突破的领域;脸书公司偏重于计算机识别、用户心理感觉分析等基础研究领域,并且与美国国防部有深度合作;洛克希德·马丁公司做军用无人作战飞机、军用机器人等。我国的人工智能企业主要分布在北京、上海、广东、浙江,百度、腾讯、科大讯飞等一批知名企业在人工智能领域取得了相应突破。

    其三,人工智能各分支领域发展的比较。据《全球最值得关注的100家人工智能公司》报告显示,中国有27家公司上榜,主要分布在语音识别、自然语言处理、机器视觉、芯片硬件、机器智能、医疗、金融、智能制造、机器学习、垂直应用等领域。在这些领域,目前还是美国公司居多数,处于前沿地位,中国企业数量相对比较少。

总体而言,在人工智能领域美国具有先发优势,中国起步要晚一些。按照武汉大学的统计,美国最早的人工智能企业成立于1991年,我国是在1996年,而且我国34.5%的人工智能企业是在2005年以后成立的。因此,目前美国在该领域还是有一定优势。在人工智能科技竞争的态势下,中美在科研领域也有一定的合作。此外,数据也显示,2012年前中国的人工智能创业公司多于美国,但之后美国不仅超过了中国,而且大幅增长,后劲更足一些。在融资水平方面,中美几乎持平,2017年中国人工智能企业的融资量首次超过了美国,位列全球第一。因此,美国对中国的人工智能发展态势非常警惕,遏制中国发展的态势也非常明显。2019211日,特朗普就曾经签署人工智能倡议,明确提出要从人才追赶、限制投资、提高监管、人才制度等方面,对中国进行遏制。

着眼未来,我国在人工智能发展方面仍然具有一定优势。这包括对基础理论研究的重视、丰富的技术应用场景、完善的创新生态链、企业数量的规模优势,以及我国在发展人工智能方面的人才优势。当前,我国在原创算法、高端芯片、高精度传感器及其他关键部件等方面还有一些薄弱环节,也还没有形成具有国际影响力的人工智能开源的开放平台。此外,要打通硬件系统产业链,主导人工创新的生态,也还有许多提升的空间。未来中美两国人工智能的发展,依然将是合作与竞争相互交织,在战略前沿技术领域的竞逐会更加激烈。

有深刻的认识,才有精准的行动。相关认识透彻了,才能在实践中规避盲动。当今世界,科技创新与国家富强、民族复兴密切相关。综观人类历史上曾发生的五次科技革命(其中两次科学革命,三次技术革命),我们可以清晰地看到,科技创新能力决定着大国博弈的成败,也关系着大国军队的生死荣辱。在“科技革命—产业革命—军事革命”这一完整链条上,原点的迟钝与错失,直接影响着世界舞台上竞争者的不同命运。适者兴、违者衰,主动者赢、被动者败,毫无例外。近代我国也曾错失过科技革命、产业革命和军事变革的良机。如今,从信息化向智能化变革的浪潮正风起云涌,面对新的“变革浪潮”“机遇风暴”,我们能否站立潮头,主动创新,顺势而为?对此,我们必须要有强烈的忧患意识、创新意识,敏锐研判世界科技创新的发展大势,紧紧抓住和利用好科技革命、产业革命、军事革命的机遇。通过创新发展以人工智能为代表的新一轮战略前沿技术,成为新竞赛规则的重要制定者、新竞赛领域的重要主导者、新竞赛范式的重要引领者,制胜未来而不是尾随未来。

                        (编辑  杨利红)



* 石海明,中信改革发展研究院研究员,国防科技大学国防科技与社会发展研究中心副教授。

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