【南方周末专访王飞跃】平行世界与正来临的第五次工业革命

青岛要建无人智能港口?

中国自动化学会副理事长王飞跃教授独特的平行理论,在他担任院长的青岛智能产业技术研究院落地。山东省委常委、青岛市委书记李群日前指出,要围绕打好产业智能升级、城市治理现代化这“两大战役”,建设好智能产业技术创新基地,打造千亿级的智能产业,助推产业转型,建设智慧城市,带动青岛产业能级和城市面貌实现质的飞跃。李群指出,青岛智能产业技术研究院及智能产业技术创新基地,是青岛实施创新驱动发展战略、开展“三创”行动的动力和希望,要以世界眼光和国际标准做好顶层设计,着力打造一个综合性、具有国际水平的战略发展研究院,形成“一院一平台一基金”的格局,在建设发展上提高层次质量、彰显水平。李群说,青岛作为智能产业平行技术的“根据地”,要抓住机遇,加快实现重点突破。“第一战役”是要通过智能技术升级革新,打造自动化的无人港、智能港口、智能空港等,以智能技术升级带动传统工业及相关产业的新发展。“第二战役”是要实现城市治理的现代化,通过运用更加智能、先进的综合技术,在港口、交通、养老、医疗等诸多方面,实现城市管理的现代化、智能化。特别是实现交通运行“可视、可测、可控”,是我市交通信息化便民服务的一个缩影,要率先突破、优化完善,切实方便市民出行。要围绕“两大战役”,以建设青岛智能产业技术创新基地为依托,着力打造千亿级的智能产业,推动青岛在产业转型升级上加快步伐,在智慧城市建设上多见成效。今天给大家推荐《南方周末》对王飞跃教授的专访。

王飞跃:有一次,我作报告后一位名家当时就说:“哎呀,你做的工作最后必然导致《1984》……”我说自己做的恰是《1984》的反面,因为我所从事工作的目标就是促进社会走向开放,而且这是技术发展的必然。

大概常常有人对他的工作提出这种疑问,因此在腾讯文化·2015 夏季思享会上,中科院自动化所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃在作“跨界、跨世界:迎接平行时代的智能产业与智慧社会”的主题演讲时,开篇就主动说起这事。演讲结束后第二天,南方周末记者在王教授办公室对他进行专访。

X5.0 与平行世界

戴志勇:在腾讯作的演讲里,你提到了 X5.0 时代,但德国人刚提出工业4.0 没多久。德国政府认为,工业 4.0 是以智能制造为主导的第四次工业革命,旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统(Cyber-Physical Systems)相结合的手段,将制造业向智能化转型。现在,中国各大互联网公司也在提工业 4.0。您研究的 X5.0 时代,与工业 4.0 时代有什么区别?

王飞跃:什么区别?去看看《工业 4.0》一书和德国“工业 4.0”的战略计划实施建议,就会发现它完全没有新的理念、方法和技术,只是在总结已有的东西,但宣传非常成功。我提倡工业 5.0 和 X5.0,部分原因的确是让德国“工业4.0”说法刺激的;另一部分原因就是反思咱们自己的“四大发明”。

就技术发展而言,我觉得在机械化、电气化、信息化、网络化后,我们进入了第 5 个技术发展阶段:平行化,就是以虚实平行互动为特征的智能技术时代,所以就有了 X5.0 的讲法。机械化的典型特征是蒸汽机,电气化是电动机,信息化是计算机,网络化是路由器,平行化呢?机器人?无人机?智能机?平行机?我不知道。但无论如何,就像蒸汽机和电动机一样,计算机和路由器将很快“消失”在无所不在之中。

社会上有中国贡献了“四大发明”的说法。其实,我认为我们祖先最早最重要的发明是“二进制法”,不过国人称之为“八卦”用来算命,相应的学问叫做“易学”,《易经》成了经典。莱布尼茨最早认识到八卦与二进制的关系,从此有了现代的计算机科学和人工智能研究。所以,中国人应认识到自己的祖先有过五大发明,遗憾的是后人用错了地方,而最大的发明正是支撑当今智能时代的基石。因此,我更愿意称当今时代为第五个技术时代。

戴志勇:“平行化”是 X5.0 时代的核心概念?它包括哪些特征?

王飞跃:总结来说,X5.0 时代的智能体系包括:一个核心,平行的虚实互动理念;两个支撑,ACP 方法和 CPSS 基础设施;三个主题,智能组织、智慧管理和社会智能。

一般人只熟悉两个世界,物理世界和心理世界;但波普尔告诉我们,还有个第三世界——人工世界。如今,物联网、云计算、大数据来了,必须开发第三世界。

关于“平行”,要从复杂性与智能化说起。我给复杂系统做了一个定义,一是不可分,二是不可知。对于复杂系统的研究,从还原论和整体论看,以前的科学思维是把事物或现象一直往下拆分,拆成最基本的组成元素。现在由于资源有限、系统庞杂,无法继续拆分,但人类往往除了分以外,就不知道怎么去认识世界了。不可分又要分,这就是个矛盾。人类的“知”在大时间和大空间尺度上都会遇到困难,想知又不能知,这也是个矛盾。同样,智能化也面临算法的封闭与开放,已知的知识与未知的问题之间的矛盾。

这些矛盾的特征可归结为 UDC:不定性(Uncertainty)、多样性(Diversity)和复杂性(Complexity)。人工智能的使命,就是把压在人类头上的 UDC 这三座大山,转化成 AFC:具有深度知识支持的灵捷(Agility)、通过实验解析的聚焦(Focus)、能够反馈互动自适应的收敛(Convergence)。完成这一使命,必须是信息化、自动化、智能化的一体融合,从而化解矛盾,使“无解”的问题变得“有解”。

戴志勇:这就需要引入一个与现实世界平行的人工世界来处理?

王飞跃:对!矛盾无解,往往是由于求解空间的局限。例如 x^2+1=0,如果只找实数,那就无解,怎么办?这就需要改变概念,引入虚数,扩大解的空间,这样就会“有解”!要解决复杂性与智能化的本质性矛盾,就要对立统一。分与不可分、知与不可知是对立的,如何将它们统一起来?这就是“平行”的任务。

进入新智能时代,我们必须承认其“虚实二象性”,以后不仅要考虑实数,还要考虑虚数,物理空间就是那个实数,网络虚拟空间就是虚数。仅限于物理空间中不可分不可知,但在物理和虚拟合成的平行空间里就能够可“分”可“知”。

四百年前,虚数刚出来时不被认为是实实在在的“数”,英文是“imaginary number”,直接翻译过来就是“想象的数”,含有神经病想出来的“数”的意思。但今天人人都知道虚数是实实在在的数,和实数一样多。没了虚数,一个简单的一元二次方程都可以“无解”。有解无解差别很大,量子力学、相对论的推导和数学就是建立在这个差别之上。如果没虚数,许多计算机程序就要停下来,也就没了今天的信息产业了。所以,虚数半点不虚!

就像方程要有解需要虚数一样,复杂智能系统要有“解”,必须引入相应的“虚数”才可以——“知必虚而解”,这就是我们的基本想法。

虚拟世界中的另一个你

戴志勇:那 ACP 和 CPSS 又分别指什么?

王飞跃:ACP 是智能时代实现从 UDC 到 AFC 转化使命的基础方法,也就是人工社会(Artificial Societies) + 计算实验(Computational Experiments) + 平行执行(Parallel Execution)的有机组合。

CPSS 则是支撑 ACP 方法的基础设施,也就是社会物理信息系统(Cyber-Physical-Social Systems, CPSS),它比眼下正热的 CPS(Cyber-Physical Systems)多了一个 S,这至关重要,这个 S(social)把人及其组织纳入系统之中,使虚实互动、闭环反馈、平行执行成为可能。

以后不但物理世界有一个你,在虚拟的网络世界里还有多个平行的“你”,时时刻刻伴你生活、学习、工作……这个虚拟的你可以在许多方面督促、帮助和指引物理空间中的你,与你一起成长、变化,协助你解决各种问题。

未来的世界,一定是真人与虚人一体化的平行人:平行人 = 人 + i人,平行物 = 物 + i物,开始是虚实的一对一,然后是一对多,多对一,最后是多对多,形成虚实互动、互生、互存的平行社会。学术上,这可称为“软件定义的系统”、“软件机器人”或“知识机器人”等等。

本质上,ACP 平行理念的核心就是利用数据把复杂智能化系统“虚”的和“软”的部分建立起来,通过可以定量实施的计算化、实时化,使之“硬化“,真正用于解决实际的问题。

而当前兴起的大数据、云计算、物联网等正是支撑 ACP 方法的核心技术。大数据可为平行系统的构建提供实时、全面、有效的输入,其作用可概括为:“数据说话”、“预测未来”、“创造未来”;而合成起来,就归结到一个人工社会,一个计算实验和一个平行系统,实现从知识的表示、决策的推理,到情景的自适应学习和理解的大闭环反馈运行。

人的需求和供给正成为社会信号

戴志勇:您提到“牛顿到默顿的升华”、“物理信号到社会信号的转化”是什么意思?

王飞跃:牛顿定律是“知你为何”,我们将来必须到默顿定律——“望你为何”,实现从牛顿的机械思维与机械系统到默顿的引导思维与智能系统的转化。

怎么做?基于 ACP 的平行理念,通过虚实互动构建一个跨越认知鸿沟的桥梁,在不定情况下实现已有知识的灵捷利用,通过计算实验,在多样情况下完成知识的优化聚焦,然后在复杂场景下以平行的方式利用知识向既定的目标收敛。

戴志勇:听起来不太容易理解,可否举个例子?

王飞跃:以打车为例,传统的出租车司机整天都要在路上跑着寻找乘客,使用滴滴打车的出租车司机就可以等着乘客下单,如果有事也可以不接单,这样一来自由度就增加了,赚的钱也不比别人少。价格的确定,目前是依靠优化博弈等算法,这就是计算实验的雏形,将来会更复杂。

其实这就是人肉搜索的进一步发展,我称之为 CMO(cyber movement organizations,动态网群组织)。以后所有行业都有可能变成这样,依靠手机等移动智能设备传来的社会信号,不是工业传感器传来的物理信号,跟虚拟世界连成一片。手机等移动传感设备传来的社会信号根植于人的主观个性化需求,例如我要到哪里去,区别于温度多少、压力多少这类的客观统一物理信号。

我们依靠物理信号实现了实时工业控制的工程自动化,下面要靠社会信号的实时社会管理来实现社会智能化,最后达到以智能产业为主体的智业社会。

将来,你抑郁了需要安慰,也可以发出信号,心理师就能及时与你聊天,这就产生了新的工种,能让人们活得更舒服、更有效、更有意义。目前社会上已经开发了许多号称智能的软件,正朝着这个方向发展。

通过虚拟世界改造物理世界

戴志勇:“平行执行”该如何理解?是说在虚拟世界和物理世界都可以执行?

王飞跃:是的,都可以执行!以汽车为例。将来工厂生产出汽车,会卖给顾客一辆实际的车和一辆虚拟的车,假设给实际的车加满了油,可以行驶五公里;给虚拟的车“加油”,它也应该行驶五公里,如果它行驶了四或六公里,就出错了,就要检查是否物理车的哪个部件出了问题,这就是虚实互动、平行执行。很可能,将来玩游戏长大的年轻人,没了虚拟车连物理车也无法掌握了。

这样一来,就形成了一个监控系统,同样可以应用于政府政策执行、交通状况评估等方面。出现问题,计算机可以找原因,但最后还是要靠人来操作,人无法主宰物理世界和心理世界,但应该能主宰人工世界,要让物理、心理都往人工靠近,目的就是使不定变确定、使多样有标准、最终使复杂成为简单,而不是相反。

戴志勇:以前的政治课本说物质决定意识,现在是有点唯心了?

王飞跃:这不是唯心的,是绝对唯物的,是知行合一,是把你的目标计量化、数值化并可视化,动员你所有的力量、聪明和才智去改造物理世界。

戴志勇:这是否意味着目前的现实生活里的种种数据,将全数进入虚拟世界?那未来谁掌控虚拟世界就将变得至关重要。

王飞跃:是,但要有个过程。我们认为,在不久的将来,一个企业、机构、军队甚至国家的竞争力和实力,很大程度上可能并不取决其外在规模与资产的大小,而取决于其掌控 CMO 的手段和能力,取决于其对虚实互动的认识、实践和效率,取决于与其伴生的人工企业、机构、军队或国家的规模和深度。

戴志勇:这是正到来的社会了,只是大家对此还没有清晰认知。您能描述出一个发展线索吗?

王飞跃:我认为这就是智慧的“平行社会”。首先是游戏与动漫的科学化。游戏工程师、游戏玩家将成为公司“标配”。干什么?当然是打“游戏”,打自己“人工公司”的管理游戏、市场游戏、生产游戏等等,直到打出自己公司的管理制度、运营效率为止。

其次是仿真与模拟的常态化。举个例子,将来人工的桥会跟实际的桥一起通车、老化甚至一起经历事故,二者可通过无线传感网、物联网等进行连接,形成互动。我们甚至可以把这些模型置于网上,发挥众包的力量,共同监督桥梁建筑模型的运行,协同维护社会安全。当然,这只是一个简单的例子,大坝、高楼等公共设施都可以通过这样的方式来管理和维护,其核心就是仿真模拟的嵌入式和常态化,要年年仿、月月仿、天天仿、时时刻刻不停地仿下去。

最后是经验与知识的数字化、动态化和即时化。以后 80% 所需的知识上网一查就有了,剩余的 20% 或更少才需要专家,如历史学家、科学家等。我们所需的即时编写并修改机代码,而且即写即用,使其成为谋生的常规手段。可以说,今天的科技工作者——“码农”,就是未来的智能平行时代的“工人农民”。

未来智慧社会的作用有三个:人工影响现实,“虚”的影响“实”的;未来影响历史,“无”的影响“有”的;“水晶球”的科学化、仪表化,不仅是对历史进行感知,而且可以对未来进行感知,进而对未来进行统计、设计和干预等。

开放社会的技术基础

戴志勇:人类会更强大,但这可能造成另一种贫富差距。有的人如果未能进入平行世界,就被远远抛在了后面,变成您曾说的“智力上的残废”。

王飞跃:所以我在演讲中还提到,十多年前曾说过一点比较危言耸听的话:“以后的小孩一生下来要跟种痘一样种两个芯片,一个增加存储能力,一个增加计算能力,而且还要联网。”其实不见得这么可怕,只要有了“平行的你”就行了,将来知识机器人产业发达之后,这些“平行的你”都可以网购、下载,最终消除“智力上的不对称”。

戴志勇:从事这方面工作的科学家岂不是将有很大优势?那些能主导平行世界规则的公司和其他机构,将对普通人的生活拥有巨大的控制能力?作为一个科学家,您是否有这种强大的能力去改造世界,使 X5.0 时代早日到来?

王飞跃:我自己做这个领域做了三十多年,明确地提出来大家一起来干这件事也十多年了,目前所在的这个实验室就是这样成立的,给国家列的任务就是用 ACP 做控制、做管理、做智能医学和智能社会,从 2002 年至今已有十余年。

但我个人不可能有这种强大的能力,必须是分布式、可移动、协同化的,这些能力独立分布在很多地方。我不可能把这些全部建立起来,只能挑选几个领域。但大家都可以集体往这个目标去努力,要依靠整个社会的大规模协作力量。

这样,未来的智能系统一定是开放的、开源的、实用化的、大众化的、微小“创客”式的,非乌托邦式的。社会的开放性也建立在分布式的基础之上,最后做到公开、公平、公正。

戴志勇:目前人工智能还不能在实际生活中充分应用,面临着很多技术难题。

王飞跃:这就涉及我所说的“开放的算法”。从技术或工程角度而言,智能的本质就是利用已知知识,解决未知问题,从已知到未知目前只能靠想象。

人想象靠大脑,而大脑是开放的,可以“心游万仞”。但机器想象目前却只能依靠封闭的算法:迄今为止,不管是多么复杂的机器算法,几乎全都限制在机器的内存空间中。如果算法不“解放”、不开放,人工智能永远只能“人工”、无法逼近人类、无法“类人”:人工智能就只能利用已有的知识,解决已知的问题,就是目前 Google 和百度的正在追求的水平;而无法到达智能的第二境界之利用已知的知识,解决未知的问题。

戴志勇:很多人质疑,人工智能发展到一定阶段,会对人类造成危害,甚至导致机器换人,怎样看待这一观点?

王飞跃:在什么意义下的危害?绝对意义下所有的技术都有危害,人类的最大危害其实就是人类本身。相对意义下,我不相信人工智能会危害人类,至少近一段时期如此。我相信它将在知识自动化方面得到广泛应用和大力发展。

未来的智能机要打破三个世界的界限,一定要融物理空间、社会空间、网络空间为一体。将来的机器人、智能机必然会促进新工作、新工种的产生,就像计算机产生新的工种(如软件工程师等),工业社会把农民转成工人一样,只有这样它才有未来。所以,我不信机器换人,应该是机器渡人、机器升人、机器化人。一句话,人工智能和智能机器是人类走向开放社会的朋友,不是敌人。

原文发布于微信公众号 - 新智元(AI_era)

原文发表时间:2015-09-13

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