北大張平文院士：北大數(shù)學(xué)系的天才不是培養(yǎng)出來的，而是保護(hù)出來的

作者 | Camel

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編輯 | 唐里

10 月 31 日，由北京智源人工智能研究院舉辦了首屆“智源大會”，并定位為“內(nèi)行人的AI盛會”，在會上可見諸多人工智能領(lǐng)域的著名學(xué)者，例如張鈸院士、高文院士、John E. Hopcroft、Michael I. Jordan、朱松純、Christopher Manning等，為國內(nèi)人工智能領(lǐng)域?qū)W者前沿交流提供了一個大的舞臺。

在會上，北大數(shù)學(xué)系張平文院士作為智源研究院“人工智能的數(shù)理基礎(chǔ)”重大研究方向的首席科學(xué)家，接受了 AI 科技評論等媒體的采訪。

張平文，中國科學(xué)院院士，發(fā)展中國家科學(xué)院院士。北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，教育部長江特聘教授，百千萬人才工程國家級人選，國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體學(xué)術(shù)帶頭人?，F(xiàn)任北京大學(xué)校長助理、科學(xué)與工程計算中心 主任、中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會理事長、大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用技術(shù)國家工程實驗室 主任、北京大數(shù)據(jù)研究院學(xué)術(shù)委員會 主任。

張平文院士在訪問中指出“人工智能的數(shù)理基礎(chǔ)”是北京智源人工智能研究院建立起的第一個研究方向。他提到當(dāng)前人工智能面臨著可計算性、可解釋性、泛化性、穩(wěn)定性等理論方面的挑戰(zhàn)，而對這些問題的解決，則需要從數(shù)學(xué)、統(tǒng)計和計算的角度來深入考慮，因此“數(shù)理基礎(chǔ)”重大研究方向?qū)⑹紫葐尤齻€方面的研究，包括可解釋性的新型人工智能模型、新型的機器學(xué)習(xí)算法和深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論。

目前的人工智能的進(jìn)展往往是來自于計算機或神經(jīng)科學(xué)的研究人員，張平文院士認(rèn)為智源學(xué)者將努力去打破這種范式，建立以數(shù)學(xué)與統(tǒng)計理論為第一原理的新一代人工智能方法論。

在隨后的采訪中，記者與張平文院士還聊到了關(guān)于人才培養(yǎng)方面的一些問題。張平文院士認(rèn)為，當(dāng)前我國在應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)具備領(lǐng)先地位，但在基礎(chǔ)研究方面還仍有欠缺，主要原因在于創(chuàng)新環(huán)境還存在不足。

北大的數(shù)學(xué)系作為全國最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)圣地之一，天才云集，大師輩出，被冠為“北京大學(xué)四大瘋?cè)嗽褐住?。談及北大?shù)學(xué)系對人才的培養(yǎng)，張平文院士認(rèn)為對于基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的研究要有天賦，同時也要有情懷，這兩樣缺一不可，因此北大數(shù)學(xué)系從來不是培養(yǎng)天才，而是保護(hù)天才；通過篩選把各種“怪才”找到，保護(hù)他們，并指導(dǎo)他們“不要去做小問題，要做就做大問題”、“要么一鳴驚人，要么就默默無聞”。但做大問題意味著不成功的時候居多，所以絕大多數(shù)人可能一輩子默默無聞，但北大的骨子里有這種“做大問題”的精神。

我們來看張平文院士的具體談話，AI 科技評論進(jìn)行了不改變原意的編輯，內(nèi)容未經(jīng)本人確認(rèn)——

（參與媒體：AI 科技評論、CSDN、財新網(wǎng)、36氪）

四個層面

張平文：“人工智能數(shù)理基礎(chǔ)”是北京智源人工智能研究院建立起來的第一個研究方向，主要目的就是研究人工智能的數(shù)學(xué)的理論基礎(chǔ)。大家都知道人工智能現(xiàn)在還存在很多問題，例如深度學(xué)習(xí)的可解釋性等。那么，怎么才能真正理解它呢？實際上人工智能的基礎(chǔ)主要是數(shù)學(xué)，因為整個計算機的技術(shù)主要也都是數(shù)學(xué)。但是數(shù)學(xué)有很多層次，大體上我把它分為四個。

首先是算法層面。人工智能有很多種算法，深度學(xué)習(xí)只是其中一種；人工智能這一波比較熱，主要還是深度學(xué)習(xí)算法的推動。這個算法效果不錯，但并不是對所有問題都好。其次它為什么好，我們其實也是不清楚的。我們做數(shù)學(xué)的人，希望能夠在這個層面上從數(shù)學(xué)的角度弄清楚這個算法為什么好以及它的適用范圍是什么。我們還希望能夠基于數(shù)學(xué)的研究能夠提出新的算法，不過這個問題相對較難。

另外一個層面是模型。過去數(shù)學(xué)上的模型一般來自于物理，物理先從實驗中找到各種機理，然后將機理用數(shù)學(xué)表達(dá)就成了數(shù)學(xué)模型。我們希望能夠從人工智能中探索出新的數(shù)學(xué)模型。

其次是問題驅(qū)動的層面。人工智能現(xiàn)在有很多問題不能解決，你在解決這些問題過程中間，如果算法不合適、模型不合適，你就會去嘗試尋找新的算法，這種方式我們稱之為問題驅(qū)動。事實上這正是目前大量做計算機的人做的事情，而不是做數(shù)學(xué)的人做的。但做數(shù)學(xué)的人也應(yīng)該會干一點，如果不干這些工作，他們就會很難理解這些問題。

但是，以上這些層面都不是數(shù)學(xué)的最高層面，數(shù)學(xué)的最高層面要回到基礎(chǔ)數(shù)學(xué)。什么是基礎(chǔ)數(shù)學(xué)？像我們說的幾何，你要從幾何、拓?fù)涞慕嵌葋砜瓷窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，那就是更深層次的。但現(xiàn)在到底哪些基礎(chǔ)數(shù)學(xué)跟人工智能的基礎(chǔ)有關(guān)系，目前還不清楚，所有聯(lián)系都非常弱。就是因為它不是顯而易見的，所以才值得我們?nèi)ド钊胙芯俊?/p>

到底人工智能的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是什么，目前人們的認(rèn)知差得還太遠(yuǎn)。但是總體一條，人工智能的數(shù)理基礎(chǔ)是遲后于技術(shù)的。這并不是人工智能獨有的現(xiàn)象，所有領(lǐng)域都是這樣，數(shù)學(xué)不會走在技術(shù)的前面，經(jīng)常是基礎(chǔ)走在技術(shù)后面。通過數(shù)學(xué)對技術(shù)理解多了以后，才會使應(yīng)用變得更加廣泛，應(yīng)用著才會更加有信心。

所以，在人工智能的數(shù)理基礎(chǔ)這方面開展研究，不能當(dāng)做工程來研究。如果當(dāng)工程來研究，不會出什么好的成果；實際上它是一個很漫長的過程。對于這樣的研究，更重要的是建立起一個良好的環(huán)境；此外這樣的研究是年輕人的世界，所以應(yīng)當(dāng)吸引那些特別優(yōu)秀的年輕人從事這方面的工作，給他們一個好的環(huán)境，讓他們能夠安心來做這方面的問題。這正是北京智源人工智能研究院要做的事情。

基礎(chǔ)創(chuàng)新環(huán)境

問：我國相比其他的一些國家（例如美國、加拿大等），在AI研究上還有所欠缺。您是怎么看待這個現(xiàn)象？

張平文：很多人在報告中都談到了中國優(yōu)勢和不足。

中國的長處，第一是數(shù)據(jù)，第二是應(yīng)用場景。數(shù)據(jù)的層面，中國很有優(yōu)勢，因為我們有14億人，另外我們對數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)沒有西方國家要求那么高，所以這方面我們有極大的優(yōu)勢。應(yīng)用方面，中國的應(yīng)用場景應(yīng)該是非常豐富的，再 加上中國 政府也不斷 出 臺 一些的鼓勵政策，應(yīng)用方面是非常的強。

中國 最差的方面是基礎(chǔ)研究，最典型就是原創(chuàng)的算法。算法就相當(dāng)于一個橋梁，你有了很多數(shù)據(jù)，也有應(yīng)用場景，但怎么實現(xiàn)，這需要算法這個橋梁。但你看現(xiàn)在人工智能中重要的算法，很少是來自中國的，這就會導(dǎo)致我們對算法的理解上有欠缺。

所以其實數(shù)據(jù)和應(yīng)用兩塊，中國是非常好的，相比美國并不差；但差就差在原創(chuàng)這塊。

為什么在原創(chuàng)這塊會差呢？我覺得有多方面的因素。一個方面西方國家（特別是美國）把全世界最優(yōu)秀的人才都吸引過去了，包括中國的人才也吸引過去了，特別是高端的人才，使得全世界絕大部分優(yōu)秀的人才都在美國。為什么美國能夠把這些人吸引過去呢？這有多方面的因素，但最重要的一點就是它具有一個創(chuàng)新的環(huán)境，整個社會足夠開放，且有最資深的科學(xué)家。年輕的學(xué)生要想學(xué)到最前沿的知識，都會優(yōu)先選擇美國?，F(xiàn)在中國數(shù)學(xué)最好的學(xué)生80%、90%都在北大，而這些學(xué)生有一半會去美國，而且是最好的那一半。你想把他們留住，不是給的錢跟美國一樣多，他們就會留下的。優(yōu)秀的學(xué)生一定會想，我在一個地方能不能學(xué)到最前沿的東西，有沒有一個好的環(huán)境，這才是最重要的。

中國在這方面缺乏。第一缺乏高端的人去教他們；第二缺乏一個創(chuàng)新的、發(fā)展的環(huán)境，我國已經(jīng)有一些，但還不夠。北京智源研究院所要做的就是：第一，科研環(huán)境的支持，讓優(yōu)秀的人才能夠在北京不為錢財所困，安心地工作；第二，通過智源這個平臺能夠使得不同領(lǐng)域的人（你看我們是做數(shù)理基礎(chǔ)，其他還有做芯片的、做信息檢索的、做自然語言處理的）團(tuán)結(jié)在一起，相互學(xué)習(xí)，這就創(chuàng)造了一個良好的創(chuàng)新環(huán)境。我覺得這兩點是非常重要的，智源解決了這兩個問題，就能夠把高端的人才穩(wěn)定下來，就能夠有資深的科學(xué)家來教育我們的年輕人。

當(dāng)然智源不可能解決所有的問題，培養(yǎng)人才最終還是得靠學(xué)校。

北大數(shù)學(xué)天才的成長

不是培養(yǎng)，而是保護(hù)

問：那么，北大數(shù)學(xué)系是怎么培養(yǎng)人才的呢？

張平文：其實中國數(shù)學(xué)這個行業(yè)跟其他領(lǐng)域不大一樣，現(xiàn)在的數(shù)學(xué)在北大熱門得不得了，你要進(jìn)北大學(xué)理工科，最難進(jìn)的系是數(shù)學(xué)系，十幾年了，一直都是這樣。

從我們自己的角度來說，我們數(shù)學(xué)學(xué)院的學(xué)生超過一半是通過數(shù)學(xué)競賽招的，我們不是考察他在中學(xué)的數(shù)學(xué)能力，而是考察他的數(shù)學(xué)天賦，因為如果一個學(xué)生將來要做基礎(chǔ)數(shù)學(xué)，最重要的能力還是這個人的天賦，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)不是誰想做就能做的。此外還要有情懷，因為基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的研究是靠情懷驅(qū)動的，不能跟我們油鹽醬醋混雜在一起。

所以我們就要找到這樣的人，有天賦，有情懷，一輩子想做基礎(chǔ)數(shù)學(xué)。這些人，做基礎(chǔ)數(shù)學(xué)有做得特別好的，也有跟我們差不多的，也會有一些看起來完全是“不懂世事”的。北大數(shù)學(xué)系，“怪人”特別多。我們在北大就有這樣一個環(huán)境，讓這些“怪人”在北大能夠生存下去，不是說要生存得很好，但要能夠體面的生活下去，能夠過得還行。

因此，我們第一是要把這樣的人找到，第二是要保護(hù)他們，第三是讓他們有成長的環(huán)境。這些人不是你培養(yǎng)的，你是要營造一個環(huán)境，讓他能夠成長，我覺得用“培養(yǎng)”是不準(zhǔn)確的，因為他是靠天賦、靠情懷自己成長起來的。

外面的世界誘惑太多，怎么讓這些誘惑不去影響他們，這是我們要做的。如果他想學(xué)東西，他能學(xué)得到，這里有優(yōu)秀的學(xué)者和他們交流。但是如果他經(jīng)受不住社會的誘惑，看著美女來了就跟美女跑了，看見大老板來了就跟著人家賺錢去了，那不 完蛋了嗎？這些人都是很有能力的，我們不能讓他們流失了，我們要“保護(hù)”他們。

這些人是我們的核心，一年有十個、八個就夠了，不用太多，但是我們不知道是誰，需要不斷甄別他，這個是我們的重中之重。具體我就不說了，因為我不希望搞得很熱鬧，他們的那個世界需要很安靜。

我們一年差不多招收200人，但事實上百分之八九十的人將來都是要走入社會的。有兩個比較熱門的選擇，要么就是人工智能，要么就是金融。這些人不需要天賦嗎？天賦還是要的，但是沒有那么重要。這個時候，他更重要的能力要有能夠把工程問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力、解決數(shù)學(xué)問題的能力、把現(xiàn)有的數(shù)學(xué)知識用到實際問題的能力。因此對他們的培養(yǎng)，與前面那少數(shù)的一些人就不完全一致了。

這樣的人首先要把數(shù)學(xué)學(xué)好，這是可以培養(yǎng)的。但最關(guān)鍵的是培養(yǎng)他的數(shù)學(xué)思維能力，不能把他完全變成書呆子，需要讓他們跟行業(yè) 結(jié)合，具體什么行業(yè)就要看他興趣了。另外，他需要具備團(tuán)隊協(xié)作的能力，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)可以單打獨斗，但應(yīng)用數(shù)學(xué)需要團(tuán)隊。

所以我們培養(yǎng)人才就是要不斷的篩選，把那些精華、“怪才”保護(hù)好，還不能宣傳。我們最具天賦的人，我們是不宣傳的，怕破壞他的心境。這些人你平?？床怀鰜?，怪怪的，你平?？吹蕉疾恢?。將來他們里面，像張益唐一樣的將大有人在。

北大是有精神的，我們告訴這些人，你不要去做小問題，要做就做大問題；要么一鳴驚人，要么就默默無聞，就是這樣。這可不容易，做大問題意味著你不成功的時候多。所以，絕大多數(shù)人可能就一輩子默默無聞了。北大校友們很爭氣，像老一輩的有張益唐，他的經(jīng)歷都可以拍成電影了，58歲終于成名，中途非常坎坷。

北大的骨子里有這種精神。