編者注：張首晟教授是美國文理科學院院士、美國物理學會會士、中國科學院外籍院士、美國國家科學院院士，現(xiàn)任斯坦福大學J.G. Jackson和C.J. Wood講座教授。他的主要貢獻包括對拓撲絕緣體、量子自旋霍爾效應、自旋電子學、高溫超導等領域的研究，他領導的研究團隊于2006年提出的量子自旋霍爾效應被《科學》評為2007年“全球十大重要科學突破”之一，他本人也被認為是諾貝爾物理獎的有力競爭者之一。

2016年9月9日張首晟教授在重慶發(fā)表了有關人工智能與科技創(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創(chuàng)新中的位置，并結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。以下為演講內(nèi)容整理。

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

有一個說法，說科技的進步是遠遠超過人類本身的進化，之所以科技和信息技術有如此飛速的成長，主要的一個原因就是所謂的摩爾定律，摩爾定律就是我們的計算能力每過18個月就翻一次倍，在過去一直按照摩爾定律進行。

今后的發(fā)展如果按常規(guī)的技術用摩爾定律進行推進的話，會碰到一個瓶頸。比如今年的科技大會上任正非先生也提了，他現(xiàn)在感到最大的危機就是摩爾定律危機。為什么會產(chǎn)生呢？是因為大家感覺到如果把一臺電腦放在自己的大腿上會非常發(fā)燙，因為在計算過程中電子的能耗也是非常強大，如果每個三級管所產(chǎn)生出來的熱量都是差不多的話，每過18個月翻一次倍的話，發(fā)散的熱量也是翻一次倍。

但是對于科學家來說這是一個非常好的機會，我們看能不能尋找一個新型創(chuàng)新摩爾定律能夠繼續(xù)往前進。摩爾定律會碰到這樣的問題：在趕集的集市，想象你是一輛跑車，它在趕集的時候始終在碰撞，如果不能散發(fā)熱量就會受到阻礙。如果想到這個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€高速公路，這就是我科學研究的發(fā)明，電子在芯片層次有一個車道的概念，能夠各行其道互不干擾。在右邊我們可以尾燈，這個車往前走，在左邊的話我們是往前開，如果能把高速公路的運動模式實現(xiàn)在電子芯片層次的運動模式，我們真正意義上有一個新的工作原理，使得摩爾定律能夠往前推進。

我生活在硅谷，硅谷帶動了人類信息技術的發(fā)展，當年有一位先生發(fā)明了三極管，得到了諾貝爾獎，他和他的子弟們創(chuàng)辦了很多半導體公司，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，尤其在中國幾乎每個地區(qū)都想成為一個新的硅谷，新的硅谷也要抓住一個歷史性的機會，如果沒有一個歷史性的機會，我們總是走在硅谷的后面。但今天摩爾定律所碰到的危機給我們創(chuàng)造了一個很大的機會，咱們中國古老的語言里說危機危機，是危也是機，這點比英語來得強，英語的名詞好象沒有別的意思。如果我們能夠真正找到一個新的原理，等于在整個信息技術上要重新洗牌，重新洗牌的過程中說不定我們就能抓住新的機會。

所以我在科學研究中就預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科學界的趨勢。所以我的研究使在這些新材料里電子能夠按照車道運行。大家聽到一個新的材料石墨烯，但是我們找到了比它更下一代、更優(yōu)良性價的材料，石墨烯是由碳原子組成的一個原子層，我們發(fā)明的一個新材料基本的結構和石墨烯差不多，構成了一個二元平面上的原子層，并且是一個蜂窩狀的結構。所以這個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色和紅色的軌道一樣。所以在半導體的領域有一個國際組織，每年發(fā)表一個新的文章，指出半導體技術下一年的發(fā)展前景，他就指出我發(fā)明的材料將是能夠真正帶來半導體技術的革命。

每次在中國世界上好像最新的技術總是要跟在別人后面，但由于這個技術是我先發(fā)明的，所以我每次回國訪問與國內(nèi)的高校、科學院都發(fā)展了非常緊密的合作，我們有可能在這個領域真正能夠趕超在達到全世界領先的水平。另外這個材料也能作為一個非常好的熱點材料。同時也能做量子計算，與通常的計算不一樣——它能夠平行的做計算，使得很多經(jīng)典計算機算不出的結果能在很快的時間里就能計算出來。

所以由于這些科學研究的工作我得了國際上許多獎項，其中有一個對我影響比較深刻的是法蘭林克獎，首先我覺得非常榮幸。我以前的科學偶像只是愛因斯坦和牛頓，得了法蘭林克獎之后，使得我整個人生有了一個新的楷模，因為法蘭林克是一位偉大的科學家，大家可能在小學讀書的時候就聽到過一個故事，就是在雷雨天冒著閃電放方正風箏的時候就把閃電引到了地上，所以他是一位非常了不起的科學家。同時他也是一名發(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《獨立宣言》的起草人，今天大家打開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，所以我們說今天是科學家和企業(yè)家的聚會，法蘭林克既是科學家又是政治家。

法蘭克林獎使得我對人生有一個重新的認識，我們這個時代缺少科學家不少，但既是科學家又是企業(yè)家的不多，所以我在想今天正好碰到中國雙創(chuàng)的時機，我能不能做一些貢獻。能做一些貢獻也是一個偶然原因，我在斯坦福任教已經(jīng)23年了，在過去的23年中我曾經(jīng)有一次偶然的機會，在斯坦福的老師差不多有1/3是住在學校里的，這樣我跟鄰居的交流當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，我對他做了天使投資，他是在云計算里成為一個非常核心的基礎，這個公司在上市之后市值最高的時候達到480億美元的市值，所以他帶領了整個云計算的發(fā)展，就是我的鄰居當年創(chuàng)辦的一個小公司。我想既然有這么好的機會，我在斯坦福大學、又是中國人，碰到中國雙創(chuàng)的機會，所以我就決定創(chuàng)辦一個風險投資機構。

我們現(xiàn)在覆蓋的領域已經(jīng)非常火，有大數(shù)據(jù)、移動互聯(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辦法：

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

• 另外生物科技也非常需要人工智能，一個是通過人工智能來讀許多醫(yī)學的圖片，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，我就利用這個機會簡單和大家分享一下我關于人工智能的一些想法。之所以人工智能在最近一段時間能夠突飛猛進的成長，主要是幾個原因：一個就是我剛才講的摩爾定律有關系，由于我們的計算能力每過18個月就翻一次倍的話，用的芯片就能夠做非?？焖俚男畔⑻幚恚瑔挝辉軌蜃龅臋C器處理比人的大腦神經(jīng)元都來得多。如果能把機器芯片模仿人的大腦神經(jīng)元，就能形成一個網(wǎng)狀的神經(jīng)機構，大數(shù)據(jù)的時代使得及其能夠快速學習。

人工智能現(xiàn)在還只是停留在仿生學的一個階段，可以做一個類比，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會飛，看到鳥會飛，我們就想自己能不能也長一個翅膀飛。比如偉大的藝術家達芬奇曾經(jīng)設計過人身上輔助一個翅膀能飛起來，所以這是一個簡單的仿生學。但我們?nèi)苏嬲軌驅W會飛行是由于我們理解了飛行的原理，那就是空氣動力學，一旦我們理解了飛行的原理就可以造大飛機，大飛機看起來和鳥不完全一樣，但由于是從鳥那邊來的啟發(fā)，我們是在理論的基礎上真正理解了飛行的原理，那就是空氣動力學，一旦有了空氣動力學我們就能造出一個比仿生更好的飛機，遠遠超過于鳥。所以這對于人工智能現(xiàn)在來講也是最大的挑戰(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智能的理論基礎。

我可以和大家分享一個情況，就是我的兒子是在去年剛從哈佛大學物理系畢業(yè)，他是一個非常好的物理學生，曾經(jīng)在高中的時候就得過國際奧林匹克金牌。他在哈佛大學物理系畢業(yè)之后馬上就被人工智能最牛的一家公司錄取（Deepmind），專門要研究的就是怎么來理解智能的數(shù)學和物理的原理。所以我覺得大家要在人工智能上，不是只能在現(xiàn)象上跟風、在仿生上跟風，中國有足夠聰明的人才，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，這樣的話我們就像理解了飛行空氣動力學之后才能突飛猛進。一旦理解了人工智能的理論基礎之后，我們才能真正突飛猛進。

在人工智能上面，我們怎么知道這個物種已經(jīng)降臨或者已經(jīng)超過人類了？曾經(jīng)有一位偉大的科學家提出了一個測試的標準：如果你跟一個機器人或者人在對話的過程中，你不知道背后是人還是機器人，你談了一天之后感覺不出來到底是人還是機器人，那就說明達到了標準。我覺得這個判決不是科學的，我們有很多不理性的地方，你讓機器人完全能夠學會人的不理性的地方，一個是不太容易，一個也是沒有必要。所以我想提出一個完全客觀的標準：我們這個新物種怎么能夠真正演化到了超過人的時代，能讓這個新物種做一個科學的預言。比如我們知道一百年前愛因斯坦預言了引力波，如果哪一天人工智能能夠做一個新預言，而我們?nèi)祟惒恢?，這樣的話這個時代就到來了。

但是我覺得這個時代并不是一個可怕的時代，因為你看整個生物界也是一層一層建立起來才是真正形成一個生態(tài)圈，所以我認為今后的世界是人機互動和諧。

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