深度學(xué)習(xí)拓展人工智能邊界

深度學(xué)習(xí)的提出，是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)重大突破。以往，人工智能只能用來解決人們非常了解且能清楚表達(dá)的問題，例如下象棋等，應(yīng)用領(lǐng)域非常有限。深度學(xué)習(xí)的意義在于，它拓展了人工智能所能解決問題的邊界。

深度學(xué)習(xí)具有一定的通用性。例如，人們利用深度學(xué)習(xí)來做圖像識(shí)別，不一定要具備非常豐富、專業(yè)的圖像知識(shí)。深度學(xué)習(xí)是一種大眾化的工具，即便你對這個(gè)領(lǐng)域沒有很深入的了解，只要擁有充分的數(shù)據(jù)，就能夠做研究。

正是因?yàn)橛辛松疃葘W(xué)習(xí)，目前機(jī)器人才在語音識(shí)別、圖像識(shí)別、圍棋等眾多以往被認(rèn)為人類最擅長的領(lǐng)域超過了人類。谷歌公司研發(fā)的AlphaGo打敗李世石、戰(zhàn)勝柯潔就是例子。

為什么機(jī)器下圍棋能夠超過人類？為什么人工智能在圖像識(shí)別的某些方面會(huì)超過人類？中國科學(xué)院院士張鈸認(rèn)為，數(shù)據(jù)、計(jì)算資源和算法是深度學(xué)習(xí)成功的三大法寶。人們常常感慨大數(shù)據(jù)的力量、計(jì)算資源的力量，但沒有看到背后算法的重要性。例如，AlphaGo能夠在2～3個(gè)星期內(nèi)，學(xué)到幾千萬個(gè)棋局，能夠自己和自己下圍棋，靠的正是強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法。

但是，人工智能的發(fā)展依然受到多個(gè)條件的限制，即大量的數(shù)據(jù)、完全的信息、確定性的信息和單領(lǐng)域（單任務(wù)）。只有這4個(gè)限定條件達(dá)成后，機(jī)器才有可能達(dá)到或者超過人類的水平。例如，我們可以利用醫(yī)療數(shù)據(jù)來做大數(shù)據(jù)處理，某些疾病的醫(yī)療診斷、醫(yī)療圖像的識(shí)別只要符合這4個(gè)條件，人工智能都可以完成，而且經(jīng)過努力，可以達(dá)到甚至超過人類水平。然而，在現(xiàn)實(shí)生活中，大量的工作并不符合以上4個(gè)條件。

目前，人工智能還做不到像人類那樣舉一反三。推廣能力差、魯棒性差等局限性，使得人工智能要超過人類只是特定意義上的可能。人工智能現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是舉一百反一。它需要經(jīng)過幾千萬甚至上億的樣本訓(xùn)練，才能夠進(jìn)行識(shí)別。因此，深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域還有大量的研究工作要做。

從源頭扭轉(zhuǎn)生態(tài)惡化趨勢

生態(tài)系統(tǒng)可以直接為我們提供食物、木材、淡水、燃料，調(diào)節(jié)氣候、控制洪水、減少疾病、減輕污染，提供美學(xué)的、教育的、精神的服務(wù)，保證人類安全、健康和高品質(zhì)的生活。

目前，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是國際生態(tài)學(xué)研究和環(huán)境管理的熱點(diǎn)。2006年，英國生態(tài)學(xué)會(huì)通過問卷調(diào)查，列出100個(gè)與決策和政策相關(guān)的生態(tài)學(xué)科學(xué)問題，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)位列第一。然而，生態(tài)系統(tǒng)的退化問題正日益加劇。2000—2005年，聯(lián)合國組織了全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估，選擇了24項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)果顯示其中15項(xiàng)服務(wù)正在退化。

當(dāng)今，我國大力提倡生態(tài)文明，這是對工業(yè)文明的一種革命性的反思。生態(tài)文明的新路徑，是以綠色發(fā)展作為整個(gè)社會(huì)發(fā)展的引領(lǐng)性思想。那么，面對迫切的生態(tài)文明建設(shè)需求，我國該如何從源頭上扭轉(zhuǎn)生態(tài)惡化的趨勢，切實(shí)促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)？

中國科學(xué)院院士傅伯杰認(rèn)為，第一要依靠科技創(chuàng)新?？萍紕?chuàng)新可以延長產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品的附加值。同時(shí)，通過科技創(chuàng)新發(fā)展新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，可以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。第二，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。很多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)要在生態(tài)文明建設(shè)中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，通過持續(xù)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的后勁。同時(shí)，加強(qiáng)高校、研究所和企業(yè)的合作，推進(jìn)新的科技成果轉(zhuǎn)化、替代原有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。第三，完善法律法規(guī)，創(chuàng)新體制機(jī)制。生態(tài)文明建設(shè)需要從法律法規(guī)和體制機(jī)制方面進(jìn)行約束。第四，建設(shè)生態(tài)文化，吸取中國古代和世界先進(jìn)的生態(tài)環(huán)境的建設(shè)思想，營造良好的綠色文化氛圍，增強(qiáng)全民節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的科學(xué)理念。最后，加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)，為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整奠定人才基礎(chǔ)，推進(jìn)教育創(chuàng)新，培育勇于并敢于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才，營造有利于創(chuàng)新人才成長和發(fā)揮才能的文化環(huán)境。

發(fā)展空間科學(xué)衛(wèi)星系列——新時(shí)期的“兩彈一星”任務(wù)

空間科學(xué)是以空間飛行器為主要平臺(tái)，研究發(fā)生在地球、日地空間、行星際空間乃至整個(gè)宇宙空間的物理、天文、化學(xué)以及生命等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)?？臻g科學(xué)的研究領(lǐng)域既覆蓋宏觀的宇宙，也涉及生命起源以及暗物質(zhì)粒子，因此是微觀物理世界的前沿。其中產(chǎn)生的任何重要突破，都將是基礎(chǔ)科學(xué)前沿的重大成果?？臻g科學(xué)不但是實(shí)現(xiàn)原始科學(xué)創(chuàng)新的重要領(lǐng)域，也是國家和政府在有組織的、定向的重大基礎(chǔ)研究方面的主要抓手之一。

我國自“十二五”開始，由中國科學(xué)院組織實(shí)施空間科學(xué)衛(wèi)星系列計(jì)劃。任務(wù)實(shí)施機(jī)構(gòu)中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心，按照空間科學(xué)計(jì)劃的特點(diǎn)以及新的管理機(jī)制，成功實(shí)施了暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星（“悟空”）、“實(shí)踐十號(hào)”返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（“墨子號(hào)”）和硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星（“慧眼”）4個(gè)科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，科學(xué)成果正在陸續(xù)發(fā)表。為落實(shí)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，中國科學(xué)院對發(fā)展空間科學(xué)衛(wèi)星系列進(jìn)行了部署，包括宇宙的起源、黑洞、引力波、系外行星探測、太陽系資源勘探、太陽爆發(fā)機(jī)理、地球空間暴及其粒子逃逸、水循環(huán)和全球變化的關(guān)系等，聚焦重大基礎(chǔ)科學(xué)前沿問題，瞄準(zhǔn)重大原始創(chuàng)新突破。

中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心主任、研究員吳季認(rèn)為，空間科學(xué)計(jì)劃具備3個(gè)主要特點(diǎn)。（1）科學(xué)目標(biāo)瞄準(zhǔn)基礎(chǔ)科學(xué)宏觀或微觀前沿，一旦突破將實(shí)現(xiàn)重大原始性創(chuàng)新，具有重大國際影響，使中國人在人類發(fā)展的歷史中做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。（2）空間科學(xué)計(jì)劃投入大，風(fēng)險(xiǎn)高，不同計(jì)劃還具有共性，適合由政府或政府委托的機(jī)構(gòu)來組織實(shí)施，屬于典型的有組織的、定向的基礎(chǔ)研究。（3）空間科學(xué)計(jì)劃在實(shí)施過程中，可以帶動(dòng)相關(guān)高新技術(shù)的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)寓軍于民和軍民融合的最佳平臺(tái)，其作用是其他任務(wù)無法替代的。

空間科學(xué)計(jì)劃，在新的歷史條件下，在建設(shè)世界科技強(qiáng)國的過程中，定會(huì)產(chǎn)生像20世紀(jì)60年代我國“兩彈一星”任務(wù)一樣的重要作用。因此，發(fā)展空間科學(xué)衛(wèi)星系列就是新時(shí)期的“兩彈一星”任務(wù)。