對(duì)話 | 圖靈獎(jiǎng)得主John Hopcroft：深度理解AI技術(shù)理論，路漫漫其修遠(yuǎn)

編者按：計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展無疑推動(dòng)了人工智能技術(shù)的進(jìn)步，在這場(chǎng)21世紀(jì)的信息革命中，研究和發(fā)展人工智能理論及應(yīng)用是當(dāng)前科技背景下的必然趨勢(shì)。近日，圖靈獎(jiǎng)得主 John Hopcroft 教授與微軟亞洲研究院院長(zhǎng)洪小文博士在研究院展開了一場(chǎng)爐邊談話。在此期間，John Hopcroft 講述了自己對(duì)人工智能領(lǐng)域發(fā)展的獨(dú)到見解，以及對(duì)人才培養(yǎng)的建議，兩位專家還分享了對(duì)未來研究和技術(shù)趨勢(shì)的各自觀點(diǎn)。讓我們一起在接下來的精彩談話中尋找一些靈感吧！

圖靈獎(jiǎng)得主 John Hopcroft 教授（右）、微軟亞洲研究院院長(zhǎng)洪小文博士（左）

洪小文：歡迎 John Hopcroft 教授做客微軟亞洲研究院，我們都知道現(xiàn)在由于疫情防控的需要，來北京需要進(jìn)行14+7天的隔離，那么能否跟我們聊聊您的這趟中國(guó)之旅，并且又是因?yàn)槭裁醋屇晃沸量嗟卦谶@個(gè)時(shí)間點(diǎn)選擇來到中國(guó)？

John Hopcroft：在我年輕的時(shí)候，我渴望做出一系列優(yōu)異的成績(jī)，希望能提高自己的聲望和影響力等等，但是當(dāng)我不斷成長(zhǎng)，年齡在不斷增加的時(shí)候，我更想做一些對(duì)世界有意義、有重大影響的事情。在中國(guó)有很多人才，而且也有很多機(jī)會(huì)，所以我想來中國(guó)進(jìn)一步了解。

大概在25年前的時(shí)候，孩子們需要接受本科教育或許才能獲得更好的工作機(jī)會(huì)，所以上大學(xué)的人數(shù)大概以每年100萬人的速度在增長(zhǎng)，為此中國(guó)每年都會(huì)新建50所占地面積和北京大學(xué)一樣大的高校。如今這種情況已經(jīng)有所改變，那么中國(guó)就希望接下來的工作重心是提高教育質(zhì)量，我也因此得到了這個(gè)機(jī)會(huì)來到中國(guó)，提供一些建議和幫助，這對(duì)我來說彌足珍貴。雖然我剛來到中國(guó)的十年里做出的成績(jī)十分微小，但是近兩年，我看到本科的教育質(zhì)量得到了快速提高，我非常感謝中國(guó)給我這樣的機(jī)會(huì)，讓我做了很多有意義的事情，也讓我有機(jī)會(huì)讓這個(gè)世界可以變得更好！

洪小文：感謝 John 對(duì)教育做出的巨大貢獻(xiàn)，John 對(duì)中國(guó)的教育充滿了熱情，他在中國(guó)的大學(xué)里面花了很長(zhǎng)時(shí)間為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的青年人才設(shè)計(jì)課程體系。作為教授，相信您的教育理念也影響了自己的學(xué)生，他們也為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域做出了很多貢獻(xiàn)，您有兩個(gè)學(xué)生曾經(jīng)獲得了圖靈獎(jiǎng)，您能否給大家分享一下，您對(duì)做研究或者職業(yè)規(guī)劃有什么建議？在未來培養(yǎng)人才方面，我們還需要做哪些努力？

John Hopcroft：這是個(gè)非常好的問題，我曾經(jīng)也經(jīng)常被問到這個(gè)問題，但是我的回答始終如一，總的來說就是：你的生命只有一次，你應(yīng)該做的是享受你的生活，這就意味著你應(yīng)該選擇在你心中分量最重的、你更喜歡的職業(yè)。

我第一次來到中國(guó)的時(shí)候，就注意到一個(gè)主修計(jì)算機(jī)的大四學(xué)生，他說“你知道我有多討厭這個(gè)專業(yè)嗎？”我覺得或許是因?yàn)樗麄兏改父嬖V他“這個(gè)專業(yè)很好”，所以他才會(huì)選擇這個(gè)專業(yè)。但是，如果你想取得成功，你應(yīng)該選擇自己真正喜歡的專業(yè)，一定要弄清楚自己喜歡什么，然后專注地去做。

圖靈獎(jiǎng)得主 John Hopcroft 教授

我曾經(jīng)和很多圖靈獎(jiǎng)獲得者聊過，我問他們“是什么使你們成功的？你們有什么規(guī)劃嗎？”沒有人回答他們有制定過哪些計(jì)劃。只是當(dāng)他們有做某些事的機(jī)會(huì)時(shí)，他們會(huì)先問自己是否感興趣，如果沒有，那就忽略掉。我也會(huì)告訴我的學(xué)生，不要因?yàn)槲医ㄗh你做而去做，真正能讓你感到興奮的事情才是你應(yīng)該去做的。

舉個(gè)例子，我曾經(jīng)的一個(gè)博士生，他來到我辦公室和我說，他有一個(gè)比較瘋狂的想法，他對(duì)此感到非常興奮，于是我告訴他“去做吧，兩周以后我們看看會(huì)有什么進(jìn)展”，本來我以為兩周以后他會(huì)很懊悔地告訴我他的想法很愚蠢，但是他沒有，他成功了，并且最終在他的職業(yè)生涯中，獲得了圖靈獎(jiǎng)。

每一個(gè)從最初就跟著我學(xué)習(xí)的學(xué)生，都獲得了博士學(xué)位，但是有一個(gè)人除外。這是一個(gè)很有代表性的故事：在我職業(yè)生涯的早期，有一個(gè)學(xué)生很快就完成了他的研究項(xiàng)目，他只需要發(fā)表他的成果就可以畢業(yè)了，但是他來到辦公室告訴我他要退出這個(gè)項(xiàng)目，因?yàn)樗芟矚g滑雪，他想要去做一名專業(yè)的滑雪教練。當(dāng)時(shí)我試著去說服他，讓他好好考慮一下，但是后來我發(fā)現(xiàn)我錯(cuò)了，這或許對(duì)他來說才是更好的選擇。我希望他能享受他的職業(yè)，享受他的生活，而不是每天都被動(dòng)的上班和做研究。

所以如果你想取得成功，我認(rèn)為關(guān)鍵的是弄清楚你真正喜歡做什么。如果你搖擺不定，不確定自己的方向，那就去實(shí)習(xí)吧，嘗試6個(gè)月，看看自己是否喜歡。如果你真的喜歡，那就堅(jiān)持下去；如果不是，那我們就嘗試另一種職業(yè)。

洪小文：我十分贊同 John 的觀點(diǎn)，我相信如果是你認(rèn)定選擇要去做的事情，一定可以做的非常出色。 

我們知道十四五規(guī)劃提出了中國(guó)的碳排放會(huì)在2030年達(dá)到峰值，到2060年的時(shí)候我們要實(shí)現(xiàn)碳中和。那么微軟在2020年的時(shí)候，也提出到2030年要實(shí)現(xiàn)碳負(fù)排放，到 2050年時(shí)，微軟還將從大氣環(huán)境中消除部分碳排放，總量為自 1975年公司成立以來的碳排放量總和。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的研究人員，您認(rèn)為我們能做些什么？

John Hopcroft：在我的職業(yè)生涯中，我們的目標(biāo)是讓計(jì)算機(jī)變得更加好用，所以我們更關(guān)注于計(jì)算機(jī)語言、編譯、算法、數(shù)據(jù)庫(kù)等方面的問題，但是如今計(jì)算機(jī)已經(jīng)變得很好用了，而且計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)也在不斷提高，正如你剛才的問題，我們到底能做些什么？你可以看到現(xiàn)在計(jì)算機(jī)科學(xué)，無論是對(duì)環(huán)境問題，還是在農(nóng)業(yè)、制造業(yè)和醫(yī)****等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用，提供了很多優(yōu)化方案。

順便提一下，這里有一個(gè)關(guān)于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的概念，這個(gè)定義與做的是不是基礎(chǔ)工作無關(guān)，而是與你做這個(gè)工作的原因有關(guān)：應(yīng)用研究是有一個(gè)特定的任務(wù)需要你去解決；而基礎(chǔ)研究?jī)H僅是因?yàn)槟銓?duì)某件事感到好奇，你的研究或許沒有應(yīng)用，但是或許會(huì)推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。所以為了更好的教學(xué)以及和行業(yè)的發(fā)展保持緊密聯(lián)系，我們希望有更多的人去做基礎(chǔ)研究。

在我上學(xué)的時(shí)候，還沒有計(jì)算機(jī)科學(xué)這個(gè)學(xué)科，我畢業(yè)于電子工程專業(yè)，然后受聘于普林斯頓電子工程系。當(dāng)時(shí)有一位同院系的教員預(yù)感到計(jì)算機(jī)將會(huì)變得非常重要，然而那時(shí)計(jì)算機(jī)方面唯一的教學(xué)內(nèi)容就是如何編程，他認(rèn)為至少應(yīng)該有一門關(guān)于計(jì)算機(jī)科學(xué)的課程，于是他詢問我是否愿意創(chuàng)建這樣一門課程。但是因?yàn)闆]有課本，我也不太清楚這個(gè)學(xué)科要講什么。但是今天回頭看，正是教授這樣的一門課程，才使我成為了一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家。當(dāng)我受邀擔(dān)任美國(guó)政府在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的資深專家時(shí)，我才只有四十多歲。你們可以想象一下，如果我當(dāng)時(shí)從事的研究工作是高能物理學(xué)的話，可能今天我還在等待那些輩分在我之前的研究人員退休才能獲得那樣的機(jī)會(huì)。

世界一直在改變，不要活在過去，放眼未來，會(huì)有更精彩的事情發(fā)生，我們正在經(jīng)歷的信息革命，帶來的影響將遠(yuǎn)大于農(nóng)業(yè)革命和工業(yè)革命，也必將對(duì)社會(huì)產(chǎn)生更大的影響。你知道的，預(yù)測(cè)是一件很難的事情，我們處在一個(gè)非常幸福的時(shí)代，應(yīng)該享受當(dāng)下。

洪小文：那么您對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)和 AI 技術(shù)之間的關(guān)系有什么看法？

John Hopcroft：正如前面所說，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了人工智能的進(jìn)步。人工智能近年來的不斷突破源自深度學(xué)習(xí)的出現(xiàn)，當(dāng) AlexNet 出現(xiàn)的時(shí)候，由于識(shí)別精度的提高和圖像數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，人們開始將其應(yīng)用到許多其他學(xué)科中，并且取得了很大的成功。

如果你想去訓(xùn)練 AI 系統(tǒng)，我們知道你需要多少數(shù)據(jù)，怎么做才能使你的答案不脫離主題，并且能有更高的效率，但是就訓(xùn)練 AI 系統(tǒng)這件事而言，我們沒有太多的理論，所以在未來，我們必須要做的事情，就是發(fā)展相關(guān)的理論。在很多領(lǐng)域中亦是如此，比如人們?cè)谡嬲斫鉄崃W(xué)之前就制造了汽車；在真正理解空氣動(dòng)力學(xué)之前就可以讓飛機(jī)飛起來。但是我們從解釋一個(gè)理論到理解一個(gè)理論，還有很長(zhǎng)的路要走。如果你在一個(gè)領(lǐng)域里面遇到問題，你應(yīng)該直面這些問題，而且應(yīng)該先從與之相關(guān)的小問題入手，偶爾你的大腦中可能會(huì)出現(xiàn)一些小靈感，正是這些小靈感或許能幫助你解決問題。

我們對(duì)人工智能系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，還有成百上千的問題需要繼續(xù)研究，但是大部分問題，如更加精準(zhǔn)的 AI 識(shí)別系統(tǒng)、如何精確提取物體的內(nèi)在屬性等，或許會(huì)在未來5年內(nèi)解決。我女兒兩歲的時(shí)候，我指著單詞書上的消防車教她認(rèn)讀，有一天街上剛好停了一輛消防車，她指著說“爸爸，你看消防車！”，我很好奇她是如何憑一面之緣記住的？我和神經(jīng)生物學(xué)的研究人員聊過，在過去的30年里，人類在學(xué)習(xí)和大腦發(fā)育方面取得了巨大的進(jìn)步。事實(shí)上，無論對(duì)孩子，還是對(duì)其他事物來說，最初的生長(zhǎng)環(huán)境都是非常重要的。在中國(guó)，孩子們的競(jìng)爭(zhēng)是很激烈的，大部分時(shí)間都在學(xué)習(xí)上，所以他們可以表現(xiàn)的十分出色，如果他們能把一部分時(shí)間放在社交等方面，或許他們可以學(xué)到更多新鮮的東西。

洪小文：接下來的問題是關(guān)于通用人工智能 AGI。我們現(xiàn)在有非常準(zhǔn)確的圖像識(shí)別、語音識(shí)別技術(shù)等等，計(jì)算機(jī)在很多方面都已經(jīng)超越了人類，但目前還只是在單一的領(lǐng)域。我們是否真的能造出像人一樣能做所有事情的計(jì)算機(jī)，您認(rèn)為我們是否在通往 AGI 的路上？

John Hopcroft：我認(rèn)為在未來15年內(nèi)，很多技術(shù)問題都會(huì)得到解決。但是有些人會(huì)說，我們可以達(dá)到讓 AI 系統(tǒng)自我學(xué)習(xí)、自我提升，甚至開始形成自己的社群的階段，我認(rèn)為這在100年內(nèi)是不可能發(fā)生的。毫無疑問，AI 一定可以取得非常巨大的進(jìn)步，它可以讓一些底層的工作自動(dòng)化。如果只需要一部分的人口參與生產(chǎn)我們所需的商品和服務(wù)，比如照顧老年人和創(chuàng)造新系統(tǒng)的高科技含量工作，而制造業(yè)的很多工作或許會(huì)消失，我們必須去思考如何可以讓人們參與到更有意義的活動(dòng)中。

洪小文：疫情讓世界發(fā)生了很多改變，您認(rèn)為這將如何影響世界頂尖計(jì)算機(jī)科學(xué)人才的發(fā)展趨勢(shì)？另外，有很多中國(guó)學(xué)生去美國(guó)學(xué)習(xí)，當(dāng)然也包括我自己，您對(duì)這些想要出國(guó)學(xué)習(xí)但又受到這些變化影響的學(xué)生有什么建議？

John Hopcroft：美國(guó)的學(xué)校很出色是因?yàn)樗麄円恢痹谌蛘心既瞬?。但很重要的是，這其中很大部分都來自中國(guó)。就像你說的，全球受到疫情影響，如果這種人才流動(dòng)停止，將對(duì)美國(guó)大學(xué)的質(zhì)量和聲譽(yù)產(chǎn)生巨大的影響。但是中國(guó)也在不斷提高大學(xué)的教育質(zhì)量和綜合實(shí)力，這樣的話，大家就沒有理由再離開中國(guó)到外面學(xué)習(xí)了。但是我希望這種人才流動(dòng)可以保持下去，因?yàn)槿瞬湃蚧呛苤匾摹?/p>

如果你去康奈爾大學(xué)，你會(huì)非常受歡迎，你甚至不用擔(dān)心自己來自哪里，在那里大家都會(huì)互相幫助。我要告訴大家一個(gè)有趣的故事，我以前每年夏天都會(huì)帶30位中國(guó)學(xué)生去康奈爾，我?guī)麄內(nèi)サ恼嬲蚴窍胱屗麄兏惺芤幌驴的螤柎髮W(xué)和諧的校園環(huán)境。而且如果去了工程學(xué)院，那里基本上所有的學(xué)生都是亞洲人，他們會(huì)震驚竟然有這么多中國(guó)人，用普通話和他們交談比用英語還方便。

受到疫情影響，亞洲學(xué)生的數(shù)量會(huì)減少嗎？這其實(shí)很難衡量，但是我在北京大學(xué)注意到一件讓我印象非常深刻的事情。過去，精英項(xiàng)目的學(xué)生基本上都會(huì)去國(guó)外攻讀博士學(xué)位，但今年他們當(dāng)中有18人將在北京大學(xué)攻讀博士學(xué)位。我認(rèn)為這也是一個(gè)很好的現(xiàn)象。受益于人才全球化，無論是中國(guó)，還是美國(guó)以及全世界，都創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。但是受到疫情影響，現(xiàn)在出現(xiàn)了一些問題，我希望在將來，我們可以重新維護(hù)好這種全球化的關(guān)系，更好地推動(dòng)國(guó)際間的交流，因?yàn)楝F(xiàn)在的世界是普遍聯(lián)系的，我們必須攜手共進(jìn)！