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法国力争人工智能主动权,从法国数学中寻找镜

来源:http://www.tessiz.com 作者:澳门威斯尼人平台登陆 时间:2019-11-21 09:42

澳门威斯尼人平台登陆,2018年3月,刚刚年届不惑的法国总统马克龙正式公布《法国人工智能发展战略》(Programme national pour l'intelligence artificielle),豪掷15亿欧元(约合116亿元人民币),期待在其任期内为法国人工智能的发展抢占先机。回看中国,2017年7月国务院印发《新一代人工智能发展规划》,明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点,应逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程,形成我国人工智能人才高地。

“他是一位数学家和文学家,写过很多与数学有关的著作——《难以企及的人物:数学天空的群星闪耀》、《数字与玫瑰》、《数学与人类文明》,也写过很多数学随笔;他又是一位诗人,写过不少动人的诗歌,作品被译成20多种语言;他还喜欢旅游和摄影,他的足迹到哪儿,哪儿的自然美景和民俗风情就进入他的镜头,去年4月在深圳开过摄影个展‘蔡天新的世界’。”在近日一个面向公众的科普活动中,中国科学院数学与系统科学研究院党委书记、副院长王跃飞,以这样一个吊人胃口的开场白介绍了当天的演讲者——浙江大学数学系教授、博士生导师蔡天新。在当天的演讲中,蔡天新在《从笛卡尔到庞加莱——法国数学的人文主义传统》的题目下,带大家领略了法国数学界的魅力。浪漫的法国涌现了多位数学家巴黎市区有20个区,其划分呈现阿基米德螺线状,并且不规则;巴黎的街道都是发散型的,北京的五道口有五条线就已经很难得了;巴黎的建筑也多为六角、八角,巴黎有100多个街道、广场还有大学也以数学家命名,“这些都体现了巴黎人的数学素养”。在德国数学家高斯的一部传记中,作者引用了下面这段话:有一个异乡人在巴黎问当地人:“为什么贵国历史上出现了那么多伟大的数学家?”巴黎人回答:“我们最优秀的人学习数学。”又有人问法国数学家:“为什么贵国的数学一直享誉世界呢?”数学家回答:“数学是我们传统文化中最优秀的部分。”法国人喜欢幻想并善于幻想,除了涌现出无数杰出的诗人、画家和音乐家,费尔马定理、庞加莱猜想均出自法国人的头脑。此外还有中国人熟知的哥德巴赫猜想,这位18世纪的德国人,在给瑞士数学家欧拉的信中提出了自己的猜想,至今无人能证明。可是,蔡天新指出,这个猜想法国人笛卡尔在比他早100年的时候就发现了。笛卡尔和天才的世纪17世纪,法国诞生了多位数学天才——德沙格、笛卡尔、费尔马、帕斯卡尔,法国数学全面超越了意大利。英国哲学家兼数学家怀特海称17世纪是“天才的世纪”,在数学领域,无疑以法国人所作的贡献最多。1596年,笛卡尔终于出场了。他小时身体羸弱,时常处于孤独冥想的状态。“现在中国独生子女很多,他们的特点是敏感,如果教育制度不摧残他们的话,应该出好多天才人物。”蔡天新调侃说。幸亏校长看出他心智和身体上的差异,要他先增强体质。自那以后,笛卡尔终身保持了晚起的习惯。包括在部队当兵,需要思考问题时,他也是躺在床上冥思苦想。据说,他就是躺着看见天花板上苍蝇的运动才发明坐标系的。他后来回忆,那些在冥思中度过的漫长而安静的早晨,是他哲学和数学思想的真正来源。笛卡尔在数学上的主要成就是创立了一门数学分支——解析几何,同时发明了坐标系统。不过人们很少知道,他在数论领域也花费了不少精力和时间,例如完美数和友好数问题。蔡天新说自己也是受哥德巴赫猜想的影响而选择了数学。比笛卡尔晚两辈的牛顿,是从社会传闻而不是从课堂上了解到了笛卡尔的新哲学和新几何,他相信物理世界是由运动着的物质粒子组成的,并掌握了用代数方法解决几何问题的方法。不久,身为剑桥大学三一学院研究生的牛顿,便在自己的农庄里(因为鼠疫放假)构想了微积分学和万有引力定理。笛卡尔在数学上有好几位竞争对手,如有着“业余数学家之王”之称的法官费尔马。费尔马大定理是毕达哥拉斯定理(即勾股定理)的推广和提升,虽然结论截然相反。据说笛卡尔经常接到费尔马的挑战,如宣布发现某某数学规律却不告之证明方法。帕斯卡尔的主要数学成就包括概率论的创立、二项式系数和射影几何学中的帕斯卡尔定理。除了数学上的成就以外,他还发明了计算机、流体压力定律,计算机中的帕斯卡尔语言和天气预报中的大气压强单位“帕”均取自他的名字。相比笛卡尔和帕斯卡尔的多才多艺,费尔马把自己的聪明才智全部奉献给了数论。这当然与费尔马有着自己的职业、需要养家糊口有关。“但我认为更重要的是,费尔马与高斯、欧拉这3个对数论有杰出贡献的数学家,他们已经从数论之美中获得了满足,因此不怎么需要寻求诸如艺术、哲学或宗教的滋养。”蔡天新说。从费尔马到庞加莱1665年费尔马去世后,法国数学界有半个世纪的沉寂。之后从1710年代开始的100年间,法国又源源不断地出现大数学家——克雷罗、达朗贝尔、兰伯特、拉格朗日、拉普拉斯、勒让德、蒙日、卡诺、傅立叶、泊松、柯西、蓬斯莱、伽罗瓦。他们中的每一个都成就非凡,如果放在其他国家,都可能成为该国历史上最伟大的数学家。庞加莱,以其名字命名的猜想获得解决而重新引起全球瞩目,他的才华和成就横跨了科学与人文两大领域,被认为是通晓全部数学与应用数学知识的最后一个人,他涉足的研究领域惊人的广泛,并不断使之丰富。他还是数学的天才普及者,其平装本的通俗读物被人们争相抢购,在公众中的影响如同后来的英国理论物理学家、《时间简史》的作者霍金。数学以外,庞加莱的贡献也难以胜数:相对论、光学、宇宙起源等等。他既当选为法兰西科学院院士(后成为院长),又当选为法兰西学院院士,可谓同时处于科学和人文两座金字塔的塔尖。庞加莱相信艺术家和科学家之间创造力的共性。反思中国数学氛围如果说工业革命的需要促使牛顿在英国发明了微积分,那么流血的法国大革命尤其是拿破仑的好战,也使法国成就了一批精通理论和应用的数学家。“那个时代的法国数学家几乎都与拿破仑交上了朋友,他们中的许多位曾在军事学院和准军事学院就读或任教。”蔡天新说。蔡天新认为:“从笛卡尔、帕斯卡尔、柯西等人的成才例子和伽罗瓦的早夭也可以看出,身体和智力上的平衡、科学与人文素养的兼备是何等重要。”或许是法兰西的面积狭小,数学家们抬头不见低头见,加上邻国之间的相互竞争,使得多数对数学感兴趣的人有着高起点,他们相互影响和勉励,形成了合理的良性循环。需要指出的是,前面提到的半数法国数学家与巴黎综合工科学校(创立于1794)结缘,而另一座同样诞生于法国大革命期间、校名同样谦逊的巴黎高等师范学校(创立于1808)则在上个世纪培养了8位菲尔兹奖得主。可以说,正是笛卡尔以来法国数学的人文主义传统,使得数学在法国长盛不衰。“值得我们深思的是,很少有法国数学家长期滞留海外!”蔡天新说。再看中国,虽说西汉时就有了《周髀算经》和《九章算术》,南朝时祖冲之对圆周率的估算领先世界1000多年,却限于实用性的计算而忽视公理化建设和理论推导。近代以来,由于缺乏对外交流,中国和整个东方数学未跟上时代的脚步。等到国门重开,终于意识到自己的落后,我们的面前困难重重。“巴黎有100多条以数学家命名的街道,北京有一条吗?”蔡天新质问,底下无语。“我个人认为,迟迟未有人得诺贝尔奖的一个重要原因在于,中国科学的人文环境不够好。”蔡天新解释道,所谓人文环境是宽泛的概念,主要是指有利于人才脱颖而出的宽松环境。蔡天新表示,如果我们的数学工作者年轻时多一些人文修养,盛年之后能把一部分精力转向哲学思考或研究,及时探讨数学的未来和外延,把数学看成传统文化的一部分,而不是作为敲门砖或谋取名利的手段,我们的数学事业就会兴旺发达,数学研究和人才培养就会成为一种有序的制度,中国也有望成为真正的数学大国。蔡天新的这番话引起了大家的思索,底下的林群院士坐不住了:“其实中科院一直有这种氛围和对数学这种智力的追求,改革开放后,全国都有这种氛围。我认为,做数学不是为了诺贝尔奖,或者说,中国数学家已经取得了亚洲诺贝尔奖。”林群是指吴文俊和其他几位科学家分享2006年邵逸夫奖。在法国多年的严加安院士深有感慨地说:“我是过来人,年纪越大,越觉得文化素质的重要性。文化素质高的人,懂得学术品位,不会去写低档次的文章。陈省身、杨振宁、李政道等大师级的学者都是文化素养很高的人。”严加安院士举了法国导师的例子来说明师生间的学术传承:“上世纪七八十年代,国内打印论文不方便。我把论文寄给我在法国进修时的导师Meyer教授,他帮我打印论文,帮我修改,有时甚至是作了实质性修改,但他从不在文章上署名。他非常谦虚地说,他帮我打印论文,可以边打边看,这样能加深理解。他的这一优秀品德对我日后影响很大。”关于中科院数学院的氛围,严加安表示非常好,“比较宽松,负担不重”。“有的学校博士非要发表3篇SCI文章,数学院不以论文多少来提副研,也不以论文多少来给博士学位。”严加安说。讲座的最后,提倡数学和人文同行的蔡天新身体力行,给大家朗诵了他的诗《梦想活在世上》:飞鸟向往我的眼睛/乡村和炊烟飘过屋顶/河流挽着我的胳膊出现/月亮如一枚蓝蓝的宝石/嵌入指环/我站到耳朵的悬崖上/梦想活在世上《科学时报》 (2009-7-9 A2 国内)

法国将改造传统优势专业,并鼓励高校新设人工智能专业。鉴于数学和信息科学为人工智能的两大基础学科,建议这两个学科的人才向人工智能教育方向转移。

面对席卷而来的第四次工业革命与人工智能浪潮,法国依然努力保持着老牌“理工强国”与“人文劲旅”的双重优势,以统筹人工智能与人文素养的姿态争取着时代大势的潮头。

马克龙参观企业研究基地。

客观来讲,以卓越的思想文化与艺术设计著称于世的法国,其在世界范围内同样卓越的经济地位和国家实力,却在一定程度上为国人所低估。当代法国在空客飞机、航天技术、核工业、高铁、汽车、电信、海上石油工程,包括军工等大型尖端领域,均位居世界前列,欧洲大陆无出其右,甚至远超二战后背负诸多限制的邻邦德国。法国在人工智能领域的人才培养方面,具有不可小觑的传统优势。数学和信息科学是人工智能研究的两个基础学科,而法国是传统的数学强国。历史上,法国获得菲尔兹数学奖(被称为数学界诺贝尔奖)的总人数达13名,仅次于美国的14名,远超世界其他国家。

布点建立跨学科研究中心

首先,未来3~5年将人工智能领域的人才培养规模翻一倍,具体行动包括:改造传统优势专业, 鼓励高校新设人工智能专业;提高人工智能专业的女生比例;普及并优化中小学的信息技术课程;以薪水翻倍等措施提高公立大学和公立研究机构的人才吸引力。

法国公立大学和研究所的教师、研究员可支配50%的工作时间到企业从事科研工作,在企业的工作经历和成果对于教师、研究员职称晋升同样有效。公立大学和研究所的教师、研究员可创办人工智能初创企业,初创企业启动最初的2至3年中,所在大学或研究所可给予一定启动资金,并可为其免费提供场所。(摘编自3月1日《中国教育报》 许浙景/文)

2018年3月,法国著名数学家、同时身为政坛明星的塞德里克·维拉尼 (Cédric Villani) ,受法国政府委托起草了《法国人工智能发展战略研究报告》,在法国社会与国际上引起很大反响,被业界人士简称为《维拉尼报告》。这份报告全面摸底了法国在高等教育与科研创新领域中人工智能发展的现状与潜力,并为未来的发展与提升进行了前瞻性与操作性筹划。

此外,图卢兹和格勒诺布尔作为法国信息科学研究实力较强的城市也被列为此次发展人工智能战略布点。例如,图卢兹第三大学拥有数据与知识专业硕士点,专门开展人工智能和数据管理方面的研究;国家信息和自动化研究所在格勒诺布尔设有分所,在当地牵头开展人工智能研究。

精英引领的法国高教与科技创新

法国在人工智能人才培养方面具有一定的传统优势。人工智能的概念起步于20世纪50年代。自20世纪70年代末,法国的人工智能研究就开始有所发展。20世纪80年代,巴黎、马赛、南锡、图卢兹、奥尔赛等地建立了一批人工智能研究团队和实验室。1989年,法国第一个人工智能协会在格勒诺布尔成立。

法国教育界在全球人工智能发展浪潮中反应迅速、行动有力,而该国对于传统价值与人文精神的维系,仍然保持着清晰审慎的意识。法国教育界始终强调,要保障学生形成善辨是非的信息伦理与媒体素养,以抵御技术狂飙突进时代的负面冲击。

鼓励产业合作

中法两国在教育领域都是传统的中央主导型的国家,在举全国之力从“娃娃”开始抓人工智能、储备未来人才方面,有着众多可资参照与借鉴之处。法国在基础教育阶段对人工智能的发展与应用,总结起来有两大亮点:一是基于人本精神,利用人工智能为学生提供教育与关怀上的精准供给;二是基于审慎心态,着力培养中小学生的资讯鉴赏力与媒介鉴别力,避免负面及泛滥信息给身心带来消极影响。

鼓励高校新设人工智能专业

进一步,在以“自由、平等、博爱”为立国基石的法国,全纳教育是所有教育政策和教育技术发展必须关注的一个议题,人工智能技术的发展与应用也不例外。法国中小学已经达成共识,即数字技术与人工智能,在为各类困难学生与残疾学生提供可获得与可适应的教育资源方面,是未来的一个核心出路。

2018年3月,由法国国家科学研究中心、国家信息化与自动化研究所、巴黎文理研究大学共同体以及相关企业在巴黎联合成立了“PRAIRIE”研究所,集中了法国人工智能研究学术界和企业界的力量,共同培养人工智能专业人才,孵化人工智能初创企业,力争5年后将该研究院打造成为世界一流的人工智能研究院。

2018年3月法国总统马克龙在法兰西学院基于《维拉尼报告》所发表的演说,拟题为《人类的人工智能》,法国人已经充分意识到,对于“人之所以为人”的精准定义与宽广认知,在相当程度上决定着人工智能发展的深度与高度。法国教育对于理工素养与人文素养的兼顾传统,无疑将令其在未来人工智能领域的发展中占得独特的先机。法国新一代文理兼备的学子中间,将有望成就一批新科技时代的弄潮儿,延续法国作为欧洲乃至世界强国的时代荣耀。

法国公立大学、研究所与企业合作开设“企业教席”。比如在法国高校内,由企业出资开设教席,任期5年,每个教席的投入资金包括支付教席薪水,招录一定数量博士生或博士后研究员,组建研究团队。

其次,建立人工智能跨学科研究中心,盘活数据科学与人文社会科学的双重优势。进一步,以“立足法国, 辐射欧洲”为格局,集中法国学术界和企业界的共同力量推动人工智能发展,携手培养人才、孵化初创企业。

此外,法国还将增加人工智能专业师资力量。一方面通过加大法国本土人工智能专业人才培养力度,储备未来的师资力量;另一方面从其他国家引进优秀师资,壮大教学队伍。

从娃娃抓起的人工智能教育

在法国,人工智能技术在教育、健康、环境、交通、安全等领域的应用越来越受到重视,给法国经济和社会发展带来越来越重要的影响和变化。2018年3月28日,法国共和国前进党议员、数学家塞德里克·韦拉尼受菲利普总理委托,提交了关于法国人工智能发展战略研究报告(以下简称“韦拉尼报告”),在法国社会和国际社会引起较大反响。

再次,加强人工智能研究的国际合作,如巴黎高师、法国国家科学研究院与谷歌公司新近共建了欧洲第二个人工智能实验室,并在国际合作与分工中更多地聚焦于法国人工智能技术在健康、环境和艺术领域的发展优势。

2018年9月,谷歌与巴黎综合理工大学联合开设“人工智能与高级视觉计算”教席,首任教席教授由该校马力-保罗·卡尼教授担任。

正是笛卡尔以降法国数学家与科学家们拥有的人文素养,使得法国在理工领域的地位长盛不衰。法国教育界也从中得到重要启示,在文理兼顾的教育思想上堪称典范。2018年6月的法国高考,第一门依然是4个小时的哲学考试,理科类与技术类的考生同样面临着诸如这样的思辨性考题——“欲望是不是我们人类不完善的烙印”“感受不公正,是认识公正所必需的吗?”“是什么能够真正妨碍我的幸福?”

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(作者:王晓宁,系中国教育科学研究院助理研究员;本文系中国教育科学研究院基本科研业务费专项资金所级个人项目《法国数字化教育与传统价值维护策略研究》GYI2018037成果)

2018年2月,巴黎-萨克雷大学共同体成立“DATAIA研究所”,其作为一所跨学科的数据研究院,通过将数据科学与人文社会科学相结合的跨学科方式,培养人工智能领域人才。

更进一步,法国有着严格的应试教育系统,在中学到大学的分流与选拔中,数学与物理学等理工基础科学专业,往往是精英学生的首选。法国的高等教育是比较典型的双轨制,只有十分之一左右的学生有机会挤进具有精英色彩的“大学校”就读,这其中包括法国200多所规模小、档次高的“工程师学院”。这批尖端高等教育机构每年培养3.8万名工程师,为法国当代国家竞争力的卓越,包括人工智能领域的先行,储备了大量理工基础科学方面的人才。

根据韦拉尼报告建议,马克龙宣布由国家信息和自动化研究所牵头,依托大学的科研力量,整合各方研究资源,在全法布点建立4至5个跨学科研究中心。

科学与人文素养兼备的教育传统

数学和信息科学是人工智能研究的两个基础学科,而法国是传统的数学强国。历史上,法国获得菲尔兹数学奖的总人数达13名(其中11名来自巴黎高等师范学院),仅次于美国的14名,远超世界其他国家。

在法国,高考同样是国民教育重要的指挥棒。在这支指挥棒所指的方向上,数学被视为美学教育的一部分,是法国传统文化的一部分,是人格发展中不可或缺的教育环节,同时哲学思辨与艺术熏陶也被看成是法国科技人才成长的必由之路。由此,法兰西教育传统下的人才产出,散发着法兰西式的睿智与优雅,“法国制造”也同样贯彻着法兰西式的睿智与优雅。

尽管如此,韦拉尼报告指出,未来社会对人工智能人才需求将快速增长。目前,受限于专业设置和师资力量,法国高等教育阶段学习人工智能专业的学生规模约为3000至5000人。这样的人才培养规模远远不足以支持产业发展。因此,着眼长远,加快人工智能领域研究员、工程师、技术员的培养迫在眉睫。

维拉尼先生是法兰西国宝级人物,他在偏微分方程、黎曼几何、理论物理方面都有建树,于2010年获得菲尔兹奖,并在人工智能中的关键技术——最优传输理论方面是国际权威。有人称“从他的著作中可以看出他宏大的数学视野,惊人的数学直觉和磅礴的数学激情”,更因其独特的艺术气质被《纽约客》(Newyorker)称为“法国数学家中的Lady Gaga”。他曾经坦言参加政治是出于强烈爱国情怀和巨大的历史使命感,是出于“对于法国前途的危机感”。

在应用人工智能为教学效率服务方面,法国中小学校园已经着手探索开发人工智能技术,增强和改进对学生的全方位评估,以实现用更精准的教育供给,贴近每一个学生的需求。法国教育部表示,在未来,“屏幕”很可能不再是人与机器之间的主导界面,有必要及时跟进各类传感器、可穿戴设备的进展,以实现对学生学习与成长状态的更丰富的信息收集。与此同时,法国教育界还尤为看重人工智能对沉浸式模拟(增强现实、虚拟现实)的打造,尝试为学生打造“从真实情境中输入经验”的学习环境。

在法国中小学,人工智能还有一个应用重点,是为学生的生涯规划进行量身定制。在法国,学生从初中三年级开始(Cycle d’orientation)就面临基于自身禀赋能力的分层与分流。借助人工智能技术,学校将有望为学生提供越来越个性化和精确化的生涯建议,帮助学生建立自我定位,找到最贴合个体需求的发展之路。进一步,区块链技术(Blockchain)因为具备完整记录师生成长经历、成就认定的发展潜力,也成为教育界关注的一大重点。

马克龙政府以维尼拉的前瞻引领为蓝本,出台了多项举措加快人工智能发展。

在马克龙政府上台之前,法国的基础教育界就已经在历届政府的关怀下形成了全法数字化校园全景,在应用信息技术辅助教育治理、提升教育质量等方面基础深厚。面对国家层面“人工智能发展战略”号召,法国中小学反应迅速,应用人工智能与数字化创新工具的意识已然到位,实践已然展开。

作为传统的理工强国,法国从笛卡尔到庞加莱,一直到今日前沿科技与创新创业领域的众多翘楚,都在科学与技术发展史上熠熠生辉。更重要的是,这些卓越人物的才华和成就往往横跨了科学与人文两大领域。历史上法国数学家们不断赞叹着数学的简洁、智慧,以及“不可抗拒的美的力量”。庞加莱相信艺术家和科学家之间创造力的共性,相信“只有通过科学与艺术,文明才体现出价值”,他同时当选为法兰西科学院院士,又当选为法兰西学院院士,同时身处科学和人文两座金字塔的塔尖。

不可小觑的国家实力与未来潜力

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