谈起人工智能,有人说,如今主要是中美间的竞争。然而,上世纪八九十年代的日本,何尝不被世人认为是美国强有力的挑战者。不过,时过境迁,日本的IT产业却没有出现人们期待的持续繁荣。成败之间,值得思考与总结。不久前,《知识分子》前往西安交通大学曲江校区拜访了龚怡宏教授(发稿前不久他新当选为IEEE会士,IEEE Fellow)。
他从科研,教育甚至文化层面,谈了日本何以衰落,美国因何强大,中国又面临哪些挑战。
1982年,作为北京邮电大学选中的公派留学生,龚怡宏赴日本东京大学求学。那年他19岁,中国刚刚改革开放,高考也才恢复不久。赴日留学的预备人员在此前一年都会集中到位于长春的东北师范大学,进行为期一年的日语强化培训。这个预备学校是1979年3月根据中日政府间教育交流协议而建,按照官方的说法,是“中日邦交正常化后,两国教育合作交流的最大项目”。
当时教日文的是清一色的日本老师,从日本文部省派过来。在头半年,主要是学日文,由于中国高中的数理化和日本不同,后半年,他们还补了一些数理化的课。一年以后,龚怡宏和同学们参加了日本文部省的统考,他最终被分配到东京大学读书。派去日本读本科一共持续进行了五期,龚怡宏是第四期。在东大,从本科到博士,除了攒点零花钱回国看看父母同学,龚怡宏这一读就是9年,经历了日本IT研究的鼎盛时期。
我在日本的9年,可以说是日本近代史上发展的一个鼎盛期。我离开的时候,基本上就是日本的泡沫经济开始走向破灭的时候。像东京大学教我们课的很多老师,当时在世界上都是知名的学者、教授,见多识广,学术功底非常深厚。那时候咱们国家的高校,师资力量非常薄弱,经过十年文革浩劫,人才出现了断层。要不就是50、60年代毕业的那些老教授,要么就是工农兵学员,这些人知识的基础都不是很牢靠的。
对。那个时候,日本在经济发展的鼎盛期,我感觉到遍地是黄金。公司愿意拿出大笔的钱投入到研发上面,现在回过头来看,实际上日本这些年经常都有诺贝尔奖获得者。他们的成果,大多是80年代做出来的。那个年代日本社会跟我们现在的中国感觉有点像,有的是钱,充满了活力。公司、政府都投入大量的财力、物力来支持研发。
对,实际上跟现在的机器学习关系是非常紧密的。机器学习在那个年代,曾经火过一段时间,就是人工神经网络。不少老师、同学在做这方面的研究。那个时候一般的学术会议,基本上现场每一个参会的人,都会拿到一本会议论文集;可去神经网络的会议,论文集有7到8本,一般的人都背不回去,所以当场就提供快递服务。可以看出来,那个时候神经网络研究非常火。从1987年到1992年前后,火了大概5、6年的时间。
讲起神经网络的历史,真是经历了一个挺漫长的发展阶段。一开始,50年代美国的科学家做出了一个单层的神经网络,当时火了一段,但是很快人们就发现,实际上它能做的事很有限。后来,就进入低潮期了。那个时候,也有人试图弄一个多层的,更复杂的神经网络。但是,神经网络这些参数,它没办法自己通过学习来得到,要人来设定。这显然是不现实的,没有实用性。
到了1986年、1987年,一个加拿大的著名教授叫Geoffrey Hinton,他提出“反向传递法”,这之后,多少层的神经网络,它的这些权重参数都能通过学习,自动获得。这是一个很大的突破,他的这个方法,到现在大家也都在用。一下子就点燃了神经网络的第二次热潮,大家就觉得这个好像有戏了。
对,80年代末,90年代初,那时的机器学习,基本上神经网络是最火的。那是神经网络的第二个热潮,但是那时的神经网络结构跟现在可不一样。三层也好,五层也好,层和层之间都是全连接,后来很快就发现全连接的神经网络很容易陷入到局部最优,一般训练一个三层的就差不多到极限了,性能很差。很多人做了大量的研究,大量的尝试,想解决这个问题,但是最后都没有做好。所以,进入90年代,很快第二波热潮又开始退了。
我是1989年开始读博士的。我读硕士,是跟一个教授学通信。博士阶段就改行来做人工智能,做视频内容解析。那个时候,我跟周围的很多做神经网络的师兄、师姐交流,得到的反馈就是神经网络能干的事,也是挺有限的,不是万能的。所以,我没有太多投入到神经网络的研究里去,走的是不太一样的路线。那个时候,尽管神经网络非常火,但是在性能上面,跟其他传统的一些经典算法比,优势也不是很大。
那时候日本人的水平还是可以的,而且他们国家财力也非常雄厚,所以那时候提出来第五代计算机计划:目标就是要构建一款能够有自我推理,自我思考能力的一台计算机。但是,后来也是误入歧途,可以说是以失败告终的。他们对最前沿的研究,当时还是关注的,跟的也很紧。甚至有的时候,还想自己开拓一些新的领域。我记得当时有两大领域,是印象比较深的:一个就是第五代计算机;还有一个就是高清电视。
现在高清电视普及的年头也不久,日本在80年代末、90年代初就已经普及高清电视了。
对,那个时候真的很震撼,跟普通的传统的电视比,那个画质完全不是一个档次的。但是,他们后来的方法被美国人提出来的数字电视给完全取代了。当年日本人提出来的高清电视,实际上还是想跟传统的电视兼容,所以基本上是那种模拟信号的方式。后来美国人看日本人率先搞出来了,干脆把传统的电视这一套全都推翻,用数字信号来搞高清。
那个时候,美国人在国际上学术界的影响力是非常大的,他们一领头做数字信号,日本人做的东西,整个就被废了。一开始日本人是力推他们的高清电视成为全世界的标准,后来没有推广开。
这个是不言而喻的,日本这几年衰落的非常明显。我在美国,先是在卡内基梅隆大学(CMU),后来去了NEC美国研究院,我在那儿做了十几年,真的是亲眼看到这家公司怎么从鼎盛一步一步的走向衰落。
我刚刚进入NEC美国研究院的时候,它在全世界半导体、通信、计算机三个领域里面,是前五名的。现在你再看,它的半导体基本上都已经全军覆没了,PC已经基本上退出市场了,超级计算机还做一做。现在唯一还在赚钱的就是通信这个领域,但是也被咱们国家的华为弄得非常难受。
我觉得日本从它的鼎盛走向衰退,一个很大的原因,就是它的体制造成的。它的体制有好处,但是坏处也非常明显。
我在日本的时候,日本的大公司基本上就是终身制的。你进入这家公司,就是从头干到退休,也很少有人跳槽。这个公司的这些经理,包括高管,都是按照排序,按照资历,一步一步的往上走。它的好处就是比较稳定,贫富差距很小。但是坏处就是不可能不拘一格地把人才选拔出来,导致它的公司无论是搞创新,还是搞改革,都举步维艰。我们当时在NEC干到最后,觉得好像在这个公司继续干下去就是浪费生命。
对,CMU可以说在人工智能领域,一直是走在世界前列的。前不久,我还和我们副校长去CMU跟他们谈联合培养的事情。他们讲,CMU其实还真的是非常喜欢做一些标新立异的事情,有两个学科是全世界首创的学科。第一个就是人工智能学科,全世界大多数学校把人工智能是放在计算机学院或者是计算机系里面的,CMU把它独立出来成立了一个一个人工智能系(按:这里指机器学习系)。
前两年又搞出了一个生物物理系,就是把做生命科学的人和做计算机人工智能的人结合在一起,搞了一个交叉学科的系,大家不同背景的人在一起合作。单独把这些人组合在一起,成立一个系,这也是CMU的首创。
去到CMU,对我一生的影响还是很大的,那真的是一个殿堂级的大学。光我们华人就出了好几个杰出的人才。李开复、沈向洋、陆奇,全是CMU出来的。
李开复80年代就搞语音识别,他做的隐马尔可夫模型,直到大概7、8年前,基本上是语音识别领域里面所有的人都推崇的算法。到了2008年,有人开始用深度学习神经网络做语音识别,他的隐马尔可夫模型方法,才被淘汰掉。在语音识别这个领域,他们当时开创的这套方法,可以说是雄霸了这个领域20年,很厉害。
是,所以美国的大学为什么比较容易出成果。它是把全世界最优秀的人才吸引到那里,给大家提供一个非常宽松,一个自由、平等的平台,真的是可以做到百花齐放,百家争鸣。在那里,无论是教授,学生,有名,还是没名,在学术上面讨论,大家都是平等的,不会说因为一个什么大牛,说了一句什么话,别人不敢讲了。我在CMU从来没有见到过这种现象,但是在日本、中国都是很普遍的。
像工作环境、生活环境这些问题都还算好克服。
让我感觉跟美国比,差别最大的,咱们国家培养出来的学生,真的是考试考出来的,应试教育出来的学生。他们好像习惯于填鸭式的教育,不发挥自己的主观能动性,发挥自己的想象力去做点什么事情,好像他们真的这个习惯没有培养出来。我在美国,包括在CMU,后来又去了NEC美国研究院,也是以做学术为主,我这一生没有离开学术界。每年夏天我们都会找很多实习生来NEC做科研。
美国大学,尤其是名牌大学出来的学生,就是非常有想法,我带他们做科研,非常的轻松。一般我就是给他们几篇论文,让他们去读,几篇论文读完以后,自己就有想法了,你都不需要告诉他们接下来要做什么。
国内的科研环境,真的是越来越好了,尤其是这几年,咱们国家在机器学习、人工智能这个领域的投入非常大。而且,产业界也认识到了人工智能、图像识别的潜力。所以,机会非常多。
相反,在美国,尤其是特朗普上台以后,把预算中的科研经费、环境保护这些经费全砍了,说是军费增长了20%,砍的钱全拿去做军费去了。咱们国家,这两年可以说在科研、学术领域大环境已经超越了美国。很多事情在美国做不了的,在中国都能做,这就是为什么这些年我们国家能够吸引越来越多的海外优秀人才回流,包括咱们国家的量子通信,潘建伟院士做的,海外也有很多学者在做。
但是,没有这个条件,国家投入放一个墨子号卫星上去让你做这个事情。所以,国外的学者是既羡慕,又嫉妒。他们可能早就在这个领域,在理论界已经达到了一个很高的水平,但是没有这个大环境来支持他们做从理论向实验转化的事情。
这些也是越来越向好的方向发展了,现在比如说基金委的面上项目,现在每年的接收率大概也达到了20%、30%、40%的比例了,所以只要本子写得足够好,想法足够新,基本上还都是能够申请到的。
当然,那些国家级的大项目,因为竞争非常激烈,里面可能就不完全是你的学术水平的问题了。我的观察是当竞争太过激烈,录取率低于10%,低于20%,甚至到了个位数的时候,就会出现各种各样的问题。你把全国各地的申报书拿来摊在桌子上比较,很容易把50%、60%的人给刷掉,剩下的20%、30%,实际上他们的水平基本上是在同一个线上。当然里面有几个很拔尖的是没有任何争议的,剩下的谁上也不奇怪,谁下也不奇怪。
在这种情况下,可能就有一些额外的因素会进来了。
西交大,它跟北上广的这些顶级的大学比,的确这几年排名是有点落后了,也是各种各样的原因造成的。实际上对我们来说,有坏处,也有好处。坏处就是将来竞争顶尖的学生,人才,甚至国家级项目上,会处于一定的劣势。好处就是竞争没有像清华、北大这么激烈,可能我们可以更从容地去做一些自己想做的事情。有时候竞争太过于激烈了,就逼得你要做很多短视的事情,不敢做一些长远的非常有挑战性的事情。
学校内部,也有一些比较喜人的变化。我5年前刚来交大的时候,这个地方真的是很保守,很排外。我来到交大以后,就呼吁要重视年轻优秀学者的引进。那个时候,西安交大对年轻学者的引进一点优惠都没有。当时我把在美国的团队里一个挺优秀的部下引进来,他也申请到了青年千人的头衔,工资年薪20万,可一开始连博导都不给,说他太年轻了不给。
后来,正好我们那个时候校长换届,新的校长召集教授座谈说,你们对西安交大的发展有一些什么意见。我当时就毫不客气地提出来,我真的是觉得对不起我引进的这个人,人家在美国年薪十几万美金,来到西安20万人民币。就是这么低的工资,人家也来了,就说明这个人他还是有理想的,至少给他一个博导的称号吧。
咱们要用人,就应该坚持“用人不疑,疑人不用”,既然已经引进他了,已经是青千了,就相信他,让他去带博士生,如果你认为他能力不足,不要引进他。这个话,我们新的校长还真的听进去了,紧接着就推出来了西安交大自己的海外青年拔尖人才引进计划。现在,只要通过了答辩,符合了这些条件引进的,年薪就是40万以上,然后给正教授、博导,这个力度显然跟以前不一样了。我刚刚来的时候,这些都没有。
力度比以前大多了,但是问题是你力度大,现在沿海城市,像上海交大、浙大,他们的力度更大。现在人才竞争非常激烈,像现在有很多高校,都有人来找过我,说龚老师,你要是来我们这儿,年薪给你100万,启动资金你说个数字出来,然后我们让你做院长。
我们西安交大,现在对这些青年千人、大千人,待遇是比以前好多了,但我们基本上还是处在边缘的状态,学校的决策圈,没听说有什么千人或者是青千进去的,包括学院的院长,学术委员会里面的这些成员。所以都还是在体制的外面,在边缘的位置。