美國科學(xué)院院士張首晟：人工智能需要新的技術(shù)去顛覆

雷鋒網(wǎng)(公眾號：雷鋒網(wǎng))按：在IT領(lǐng)袖峰會(huì)下午的《顛覆性技術(shù)與人類未來》高端對話上，斯坦福大學(xué)物理系講座教授、美國國家科學(xué)院院士、美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士、中國科學(xué)院外籍院士張首晟針對未來的顛覆性技術(shù)發(fā)表了自己的觀點(diǎn)。張首晟一直在拓?fù)浣^緣體、量子自旋霍爾效應(yīng)、自旋電子學(xué)、高溫超導(dǎo)等領(lǐng)域做研究，他領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)于2006年提出的量子自旋霍爾效應(yīng)被《科學(xué)》評為2007年“全球十大重要科學(xué)突破”之一，他還被楊振寧認(rèn)為是下一個(gè)華人諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。

人工智能就是當(dāng)下最具顛覆性的技術(shù)，這一點(diǎn)不可置否，但張首晟還拋出了一個(gè)觀點(diǎn)——人工智能也需要新的技術(shù)去顛覆。

人工智能的概念最早要追溯到60年前，為何到今天才火起來？張首晟認(rèn)為有三個(gè)原因：計(jì)算能力按照摩爾定律在增長，每過18個(gè)月翻一次倍；互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生；最后，在算法上做了很大的進(jìn)步。

不過現(xiàn)在因?yàn)槟柖傻闹饾u失效，計(jì)算能力的提升遇到了前所未有的阻力，這是人工智能時(shí)代面臨的最大危機(jī)，我們需要尋找新的技術(shù)或者材料。而張首晟目前研究的就是構(gòu)建于石墨烯之上的烯錫，這種材料能夠解決硅基半導(dǎo)體的發(fā)熱問題。

除此之外，張首晟還認(rèn)為錫烯最神奇的地方在于，它不會(huì)因?yàn)榱孔佑?jì)算的到來而淘汰。

雷鋒網(wǎng)先給大家做個(gè)科普，錫烯是一種可以在室溫下工作的大能隙二維拓?fù)浣^緣體，這種材料內(nèi)的雜質(zhì)無法阻礙電子的流動(dòng)，電流不會(huì)以熱的形式被浪費(fèi)，導(dǎo)電率可達(dá)100%。

張首晟認(rèn)為，這種拓?fù)洳牧峡梢杂糜诹孔佑?jì)算。他解釋道，在量子計(jì)算的研究上，美國有兩派思路：通常的量子計(jì)算、拓?fù)涞牧孔佑?jì)算，谷歌采取通常的量子計(jì)算，而微軟采取方案是拓?fù)淞孔佑?jì)算。而拓?fù)淞孔佑?jì)算所需要的材料就是拓?fù)洳牧稀?/p>

另外，張首晟的另一個(gè)觀點(diǎn)就是科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，最具代表性的就是數(shù)學(xué)和物理對人工智能的作用。他說如果真正理解智慧的數(shù)學(xué)原理，我們完全可以設(shè)計(jì)出來跟大腦完全不相關(guān)的新的智能的機(jī)器，而且其計(jì)算能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過大腦。

以下是張首晟的演講實(shí)錄，雷鋒網(wǎng)做了不改變原意的編輯：

今天非常榮幸有這個(gè)機(jī)會(huì)跟大家做一個(gè)分享。今天這個(gè)話題講起人工智能，是一個(gè)非常激動(dòng)人心的時(shí)代。講起顛覆，我們?nèi)祟愐呀?jīng)進(jìn)化了10萬多年，但是的確是到了人工智能這個(gè)時(shí)代，實(shí)在是一個(gè)真正的機(jī)遇。所以它的顛覆性比你剛才講的四點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)來得重要。但是有一點(diǎn)值得大家注意，你講的四點(diǎn)還是在空間上受到限制，你講大陸、海洋、天空，總的來講還是在地球這個(gè)范圍里開發(fā)新的領(lǐng)土。但是今天看到人工智能和科學(xué)，科學(xué)是一個(gè)無限的江山，這也是給了我們非常多新的機(jī)會(huì)。

在這個(gè)領(lǐng)域里面我看到兩個(gè)重大的機(jī)會(huì)，我也是覺得中國現(xiàn)在在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)有非常大的進(jìn)步，在科學(xué)領(lǐng)域也有非常大的進(jìn)步，但是總得來說把兩個(gè)要跨界的結(jié)合起來，還是做的不夠，但是為了真正推動(dòng)人工智能下一步，必然要把這兩者之間做一個(gè)緊密連接。

我分享一下我自己的觀點(diǎn)。

今天我們之所以，今天上午的討論大家也提到人工智能這個(gè)概念60年前已經(jīng)有人提出過，為什么今天才會(huì)突飛猛進(jìn)突變。主要是三個(gè)不同趨勢的會(huì)合。一個(gè)是計(jì)算能力按照摩爾定律在增長，每過18個(gè)月翻一次倍。一個(gè)是由于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)產(chǎn)生。另外我們在算法上做了很大的進(jìn)步。但是我們?nèi)绻氐?點(diǎn)基本上，一個(gè)是摩爾定律是不是繼續(xù)往下走，這是我個(gè)人研究的一個(gè)領(lǐng)域。大家現(xiàn)在都普遍認(rèn)為過去50、60年摩爾定律的確按照每18個(gè)月翻一次倍的原理。但是過去50、60年的推動(dòng)基本上是工程師做的事情，只是把同樣的設(shè)計(jì)原理、把芯片的器件做的越來越小，三極管越來越小。

但是大家普遍認(rèn)為按照這種規(guī)律做下去，摩爾定律馬上會(huì)停止這么快的速度推進(jìn)?，F(xiàn)在給了一個(gè)很大的機(jī)會(huì)，可以在白紙上畫更美麗的圖案。摩爾定律之所以碰到阻力，就是因?yàn)槊總€(gè)三極管散發(fā)的熱量都是差不多，但是如果把三極管數(shù)目每過18個(gè)月翻一次倍，產(chǎn)生的熱量也是每18個(gè)月翻一次倍，這樣集成下去，就要燒掉。我的發(fā)現(xiàn)是按照高速公路原理按照車道運(yùn)行，而不是雜亂無章運(yùn)行，所以幾乎不散發(fā)出額外的熱量，這也是一個(gè)非常激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)，2007年被評為全球十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。

硅谷當(dāng)年之所以成為硅谷，就是因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)明。我們按照老路跟硅谷競爭肯定落后。如果有一個(gè)新的技術(shù)產(chǎn)生，新的材料發(fā)現(xiàn)，必然會(huì)導(dǎo)致一個(gè)新的顛覆性機(jī)會(huì)。所以我們今天在深圳開這個(gè)會(huì)，我也是希望深圳成為下一個(gè)硅谷，但是如果真正要成為下一個(gè)硅谷，要技術(shù)上進(jìn)行顛覆性改革。材料對整個(gè)社會(huì)起到非常非常重要的因素，幾乎我們?nèi)魏稳祟惪鐣r(shí)代的時(shí)代都是以材料命名，比如舊石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、硅片時(shí)代，我的發(fā)明是建筑在石墨烯以上，是一個(gè)烯錫。我們計(jì)算能力一定要有非常高的提高。

講起科學(xué)，最重要的科學(xué)一個(gè)是數(shù)學(xué)、一個(gè)是物理。數(shù)學(xué)的領(lǐng)域必然也會(huì)由于人工智能推進(jìn)帶來突飛猛進(jìn)變化，因?yàn)槲乙恢痹谂e這么一個(gè)例子，我們?nèi)丝吹降镍B飛，我們想學(xué)飛，但是一開始只是簡單的仿真，后來之所以有突飛猛進(jìn)變化，是我們理解了數(shù)學(xué)原理，我們發(fā)現(xiàn)了空氣動(dòng)力學(xué)是理論動(dòng)力和數(shù)學(xué)非常好的結(jié)合。今天的確又碰到了人工智能一個(gè)非常好的機(jī)會(huì)，下一步如果真正理解智慧的數(shù)學(xué)原理的話，完全設(shè)計(jì)出來完全跟大腦完全不相關(guān)的新的智能的機(jī)器，遠(yuǎn)遠(yuǎn)數(shù)量級上超過大腦功能。這是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)代，這也是科學(xué)家可以大有作為的時(shí)代，也是科學(xué)和產(chǎn)業(yè)顛覆緊密結(jié)合的時(shí)代。

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