編者注：張首晟教授是美國(guó)文理科學(xué)院院士、美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)士、中國(guó)科學(xué)院外籍院士、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士，現(xiàn)任斯坦福大學(xué)J.G. Jackson和C.J. Wood講座教授。他的主要貢獻(xiàn)包括對(duì)拓?fù)浣^緣體、量子自旋霍爾效應(yīng)、自旋電子學(xué)、高溫超導(dǎo)等領(lǐng)域的研究，他領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)于2006年提出的量子自旋霍爾效應(yīng)被《科學(xué)》評(píng)為2007年“全球十大重要科學(xué)突破”之一，他本人也被認(rèn)為是諾貝爾物理獎(jiǎng)的有力競(jìng)爭(zhēng)者之一。

2016年9月9日張首晟教授在重慶發(fā)表了有關(guān)人工智能與科技創(chuàng)新內(nèi)容的演講，介紹了自己所做研究的主要內(nèi)容與摩爾定律在科學(xué)創(chuàng)新中的位置，并結(jié)合自己從事投資的角度講述了自己眼中的人工智能的發(fā)展與未來(lái)。以下為演講內(nèi)容整理。

人工智能一直是我在思考的問(wèn)題，今天分享的題目就是“科學(xué)，創(chuàng)新與投資”?？茖W(xué)我講一下自己科學(xué)的研究以及人工智能相關(guān)內(nèi)容。

有一個(gè)說(shuō)法，說(shuō)科技的進(jìn)步是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類本身的進(jìn)化，之所以科技和信息技術(shù)有如此飛速的成長(zhǎng)，主要的一個(gè)原因就是所謂的摩爾定律，摩爾定律就是我們的計(jì)算能力每過(guò)18個(gè)月就翻一次倍，在過(guò)去一直按照摩爾定律進(jìn)行。

今后的發(fā)展如果按常規(guī)的技術(shù)用摩爾定律進(jìn)行推進(jìn)的話，會(huì)碰到一個(gè)瓶頸。比如今年的科技大會(huì)上任正非先生也提了，他現(xiàn)在感到最大的危機(jī)就是摩爾定律危機(jī)。為什么會(huì)產(chǎn)生呢？是因?yàn)榇蠹腋杏X(jué)到如果把一臺(tái)電腦放在自己的大腿上會(huì)非常發(fā)燙，因?yàn)樵谟?jì)算過(guò)程中電子的能耗也是非常強(qiáng)大，如果每個(gè)三級(jí)管所產(chǎn)生出來(lái)的熱量都是差不多的話，每過(guò)18個(gè)月翻一次倍的話，發(fā)散的熱量也是翻一次倍。

但是對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)這是一個(gè)非常好的機(jī)會(huì)，我們看能不能尋找一個(gè)新型創(chuàng)新摩爾定律能夠繼續(xù)往前進(jìn)。摩爾定律會(huì)碰到這樣的問(wèn)題：在趕集的集市，想象你是一輛跑車，它在趕集的時(shí)候始終在碰撞，如果不能散發(fā)熱量就會(huì)受到阻礙。如果想到這個(gè)原理大家就可以想到我們?yōu)槭裁床粸殡娮釉谛酒膶哟巫鲆粋€(gè)高速公路，這就是我科學(xué)研究的發(fā)明，電子在芯片層次有一個(gè)車道的概念，能夠各行其道互不干擾。在右邊我們可以尾燈，這個(gè)車往前走，在左邊的話我們是往前開(kāi)，如果能把高速公路的運(yùn)動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)在電子芯片層次的運(yùn)動(dòng)模式，我們真正意義上有一個(gè)新的工作原理，使得摩爾定律能夠往前推進(jìn)。

我生活在硅谷，硅谷帶動(dòng)了人類信息技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)年有一位先生發(fā)明了三極管，得到了諾貝爾獎(jiǎng)，他和他的子弟們創(chuàng)辦了很多半導(dǎo)體公司，然后慢慢發(fā)展形成了像今天硅谷很多的信息公司。今天全世界各地，尤其在中國(guó)幾乎每個(gè)地區(qū)都想成為一個(gè)新的硅谷，新的硅谷也要抓住一個(gè)歷史性的機(jī)會(huì)，如果沒(méi)有一個(gè)歷史性的機(jī)會(huì)，我們總是走在硅谷的后面。但今天摩爾定律所碰到的危機(jī)給我們創(chuàng)造了一個(gè)很大的機(jī)會(huì)，咱們中國(guó)古老的語(yǔ)言里說(shuō)危機(jī)危機(jī)，是危也是機(jī)，這點(diǎn)比英語(yǔ)來(lái)得強(qiáng)，英語(yǔ)的名詞好象沒(méi)有別的意思。如果我們能夠真正找到一個(gè)新的原理，等于在整個(gè)信息技術(shù)上要重新洗牌，重新洗牌的過(guò)程中說(shuō)不定我們就能抓住新的機(jī)會(huì)。

所以我在科學(xué)研究中就預(yù)言了電子能在芯片層次像高速公路的模式各行其道，互不干擾，并且我們預(yù)演了一系列成功的材料，所以大家在新材料的研究要抓住整個(gè)科學(xué)界的趨勢(shì)。所以我的研究使在這些新材料里電子能夠按照車道運(yùn)行。大家聽(tīng)到一個(gè)新的材料石墨烯，但是我們找到了比它更下一代、更優(yōu)良性價(jià)的材料，石墨烯是由碳原子組成的一個(gè)原子層，我們發(fā)明的一個(gè)新材料基本的結(jié)構(gòu)和石墨烯差不多，構(gòu)成了一個(gè)二元平面上的原子層，并且是一個(gè)蜂窩狀的結(jié)構(gòu)。所以這個(gè)新的材料使電子能夠真正在芯片層次上各行其道互不干擾，就像圖片右下腳所顯示的有藍(lán)色和紅色的軌道一樣。所以在半導(dǎo)體的領(lǐng)域有一個(gè)國(guó)際組織，每年發(fā)表一個(gè)新的文章，指出半導(dǎo)體技術(shù)下一年的發(fā)展前景，他就指出我發(fā)明的材料將是能夠真正帶來(lái)半導(dǎo)體技術(shù)的革命。

每次在中國(guó)世界上好像最新的技術(shù)總是要跟在別人后面，但由于這個(gè)技術(shù)是我先發(fā)明的，所以我每次回國(guó)訪問(wèn)與國(guó)內(nèi)的高校、科學(xué)院都發(fā)展了非常緊密的合作，我們有可能在這個(gè)領(lǐng)域真正能夠趕超在達(dá)到全世界領(lǐng)先的水平。另外這個(gè)材料也能作為一個(gè)非常好的熱點(diǎn)材料。同時(shí)也能做量子計(jì)算，與通常的計(jì)算不一樣——它能夠平行的做計(jì)算，使得很多經(jīng)典計(jì)算機(jī)算不出的結(jié)果能在很快的時(shí)間里就能計(jì)算出來(lái)。

所以由于這些科學(xué)研究的工作我得了國(guó)際上許多獎(jiǎng)項(xiàng)，其中有一個(gè)對(duì)我影響比較深刻的是法蘭林克獎(jiǎng)，首先我覺(jué)得非常榮幸。我以前的科學(xué)偶像只是愛(ài)因斯坦和牛頓，得了法蘭林克獎(jiǎng)之后，使得我整個(gè)人生有了一個(gè)新的楷模，因?yàn)榉ㄌm林克是一位偉大的科學(xué)家，大家可能在小學(xué)讀書(shū)的時(shí)候就聽(tīng)到過(guò)一個(gè)故事，就是在雷雨天冒著閃電放方正風(fēng)箏的時(shí)候就把閃電引到了地上，所以他是一位非常了不起的科學(xué)家。同時(shí)他也是一名發(fā)明家，他發(fā)明了避雷針，他又是一位偉大的政治家，他是美國(guó)《獨(dú)立宣言》的起草人，今天大家打開(kāi)一百元美元的紙幣就可以看到他的頭像。并且他也是一位非常偉大的企業(yè)家，所以我們說(shuō)今天是科學(xué)家和企業(yè)家的聚會(huì)，法蘭林克既是科學(xué)家又是政治家。

法蘭克林獎(jiǎng)使得我對(duì)人生有一個(gè)重新的認(rèn)識(shí)，我們這個(gè)時(shí)代缺少科學(xué)家不少，但既是科學(xué)家又是企業(yè)家的不多，所以我在想今天正好碰到中國(guó)雙創(chuàng)的時(shí)機(jī)，我能不能做一些貢獻(xiàn)。能做一些貢獻(xiàn)也是一個(gè)偶然原因，我在斯坦福任教已經(jīng)23年了，在過(guò)去的23年中我曾經(jīng)有一次偶然的機(jī)會(huì)，在斯坦福的老師差不多有1/3是住在學(xué)校里的，這樣我跟鄰居的交流當(dāng)中就能做非常有效的劃界，我有一位鄰居創(chuàng)辦了一家成功的公司，我對(duì)他做了天使投資，他是在云計(jì)算里成為一個(gè)非常核心的基礎(chǔ)，這個(gè)公司在上市之后市值最高的時(shí)候達(dá)到480億美元的市值，所以他帶領(lǐng)了整個(gè)云計(jì)算的發(fā)展，就是我的鄰居當(dāng)年創(chuàng)辦的一個(gè)小公司。我想既然有這么好的機(jī)會(huì)，我在斯坦福大學(xué)、又是中國(guó)人，碰到中國(guó)雙創(chuàng)的機(jī)會(huì)，所以我就決定創(chuàng)辦一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)。

我們現(xiàn)在覆蓋的領(lǐng)域已經(jīng)非?；?，有大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、有人工智能，在右上角大家看到的就是我們投的那些人工智能的公司，如果用人工智能有兩個(gè)辦法：

• 一個(gè)是用云端大量的數(shù)據(jù)做計(jì)算，那只有一些大公司能行。但如果是在家里小的機(jī)器人，要足夠智能的話，沒(méi)有那個(gè)云端計(jì)算能力在一個(gè)小的芯片上就能做計(jì)算。

• 另外生物科技也非常需要人工智能，一個(gè)是通過(guò)人工智能來(lái)讀許多醫(yī)學(xué)的圖片，比如看X光的圖片、看超聲波的圖片、看核磁共振的圖片。我們也是在生物基因上做了非常好的布局。

所以今天是談人工智能，我就利用這個(gè)機(jī)會(huì)簡(jiǎn)單和大家分享一下我關(guān)于人工智能的一些想法。之所以人工智能在最近一段時(shí)間能夠突飛猛進(jìn)的成長(zhǎng)，主要是幾個(gè)原因：一個(gè)就是我剛才講的摩爾定律有關(guān)系，由于我們的計(jì)算能力每過(guò)18個(gè)月就翻一次倍的話，用的芯片就能夠做非?？焖俚男畔⑻幚恚瑔挝辉軌蜃龅臋C(jī)器處理比人的大腦神經(jīng)元都來(lái)得多。如果能把機(jī)器芯片模仿人的大腦神經(jīng)元，就能形成一個(gè)網(wǎng)狀的神經(jīng)機(jī)構(gòu)，大數(shù)據(jù)的時(shí)代使得及其能夠快速學(xué)習(xí)。

人工智能現(xiàn)在還只是停留在仿生學(xué)的一個(gè)階段，可以做一個(gè)類比，比如人類曾經(jīng)非常向往飛翔，我們之所以向往飛翔就是看到鳥(niǎo)會(huì)飛，看到鳥(niǎo)會(huì)飛，我們就想自己能不能也長(zhǎng)一個(gè)翅膀飛。比如偉大的藝術(shù)家達(dá)芬奇曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)人身上輔助一個(gè)翅膀能飛起來(lái)，所以這是一個(gè)簡(jiǎn)單的仿生學(xué)。但我們?nèi)苏嬲軌驅(qū)W會(huì)飛行是由于我們理解了飛行的原理，那就是空氣動(dòng)力學(xué)，一旦我們理解了飛行的原理就可以造大飛機(jī)，大飛機(jī)看起來(lái)和鳥(niǎo)不完全一樣，但由于是從鳥(niǎo)那邊來(lái)的啟發(fā)，我們是在理論的基礎(chǔ)上真正理解了飛行的原理，那就是空氣動(dòng)力學(xué)，一旦有了空氣動(dòng)力學(xué)我們就能造出一個(gè)比仿生更好的飛機(jī)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)于鳥(niǎo)。所以這對(duì)于人工智能現(xiàn)在來(lái)講也是最大的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在的人工智能還僅僅停留在用神經(jīng)元仿生的原理，但我們真正要理解一個(gè)智能的理論基礎(chǔ)。

我可以和大家分享一個(gè)情況，就是我的兒子是在去年剛從哈佛大學(xué)物理系畢業(yè)，他是一個(gè)非常好的物理學(xué)生，曾經(jīng)在高中的時(shí)候就得過(guò)國(guó)際奧林匹克金牌。他在哈佛大學(xué)物理系畢業(yè)之后馬上就被人工智能最牛的一家公司錄?。―eepmind），專門(mén)要研究的就是怎么來(lái)理解智能的數(shù)學(xué)和物理的原理。所以我覺(jué)得大家要在人工智能上，不是只能在現(xiàn)象上跟風(fēng)、在仿生上跟風(fēng)，中國(guó)有足夠聰明的人才，我也是想在這方面有所作為，就是真正能夠理解智能的理論基礎(chǔ)，這樣的話我們就像理解了飛行空氣動(dòng)力學(xué)之后才能突飛猛進(jìn)。一旦理解了人工智能的理論基礎(chǔ)之后，我們才能真正突飛猛進(jìn)。

在人工智能上面，我們怎么知道這個(gè)物種已經(jīng)降臨或者已經(jīng)超過(guò)人類了？曾經(jīng)有一位偉大的科學(xué)家提出了一個(gè)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)：如果你跟一個(gè)機(jī)器人或者人在對(duì)話的過(guò)程中，你不知道背后是人還是機(jī)器人，你談了一天之后感覺(jué)不出來(lái)到底是人還是機(jī)器人，那就說(shuō)明達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。我覺(jué)得這個(gè)判決不是科學(xué)的，我們有很多不理性的地方，你讓機(jī)器人完全能夠?qū)W會(huì)人的不理性的地方，一個(gè)是不太容易，一個(gè)也是沒(méi)有必要。所以我想提出一個(gè)完全客觀的標(biāo)準(zhǔn)：我們這個(gè)新物種怎么能夠真正演化到了超過(guò)人的時(shí)代，能讓這個(gè)新物種做一個(gè)科學(xué)的預(yù)言。比如我們知道一百年前愛(ài)因斯坦預(yù)言了引力波，如果哪一天人工智能能夠做一個(gè)新預(yù)言，而我們?nèi)祟惒恢溃@樣的話這個(gè)時(shí)代就到來(lái)了。

但是我覺(jué)得這個(gè)時(shí)代并不是一個(gè)可怕的時(shí)代，因?yàn)槟憧凑麄€(gè)生物界也是一層一層建立起來(lái)才是真正形成一個(gè)生態(tài)圈，所以我認(rèn)為今后的世界是人機(jī)互動(dòng)和諧。

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