對話 | 圖靈獎得主John Hopcroft：深度理解AI技術理論，路漫漫其修遠

編者按：計算機科學的發展無疑推動了人工智能技術的進步，在這場21世紀的信息革命中，研究和發展人工智能理論及應用是當前科技背景下的必然趨勢。近日，圖靈獎得主 John Hopcroft 教授與微軟亞洲研究院院長洪小文博士在研究院展開了一場爐邊談話。在此期間，John Hopcroft 講述了自己對人工智能領域發展的獨到見解，以及對人才培養的建議，兩位專家還分享了對未來研究和技術趨勢的各自觀點。讓我們一起在接下來的精彩談話中尋找一些靈感吧！

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

洪小文：歡迎 John Hopcroft 教授做客微軟亞洲研究院，我們都知道現在由于疫情防控的需要，來北京需要進行14+7天的隔離，那么能否跟我們聊聊您的這趟中國之旅，并且又是因為什么讓您不畏辛苦地在這個時間點選擇來到中國？

John Hopcroft：在我年輕的時候，我渴望做出一系列優異的成績，希望能提高自己的聲望和影響力等等，但是當我不斷成長，年齡在不斷增加的時候，我更想做一些對世界有意義、有重大影響的事情。在中國有很多人才，而且也有很多機會，所以我想來中國進一步了解。

大概在25年前的時候，孩子們需要接受本科教育或許才能獲得更好的工作機會，所以上大學的人數大概以每年100萬人的速度在增長，為此中國每年都會新建50所占地面積和北京大學一樣大的高校。如今這種情況已經有所改變，那么中國就希望接下來的工作重心是提高教育質量，我也因此得到了這個機會來到中國，提供一些建議和幫助，這對我來說彌足珍貴。雖然我剛來到中國的十年里做出的成績十分微小，但是近兩年，我看到本科的教育質量得到了快速提高，我非常感謝中國給我這樣的機會，讓我做了很多有意義的事情，也讓我有機會讓這個世界可以變得更好！

洪小文：感謝 John 對教育做出的巨大貢獻，John 對中國的教育充滿了熱情，他在中國的大學里面花了很長時間為計算機科學領域的青年人才設計課程體系。作為教授，相信您的教育理念也影響了自己的學生，他們也為計算機科學領域做出了很多貢獻，您有兩個學生曾經獲得了圖靈獎，您能否給大家分享一下，您對做研究或者職業規劃有什么建議？在未來培養人才方面，我們還需要做哪些努力？

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

我第一次來到中國的時候，就注意到一個主修計算機的大四學生，他說“你知道我有多討厭這個專業嗎？”我覺得或許是因為他們父母告訴他“這個專業很好”，所以他才會選擇這個專業。但是，如果你想取得成功，你應該選擇自己真正喜歡的專業，一定要弄清楚自己喜歡什么，然后專注地去做。

圖靈獎得主 John Hopcroft 教授

我曾經和很多圖靈獎獲得者聊過，我問他們“是什么使你們成功的？你們有什么規劃嗎？”沒有人回答他們有制定過哪些計劃。只是當他們有做某些事的機會時，他們會先問自己是否感興趣，如果沒有，那就忽略掉。我也會告訴我的學生，不要因為我建議你做而去做，真正能讓你感到興奮的事情才是你應該去做的。

舉個例子，我曾經的一個博士生，他來到我辦公室和我說，他有一個比較瘋狂的想法，他對此感到非常興奮，于是我告訴他“去做吧，兩周以后我們看看會有什么進展”，本來我以為兩周以后他會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生涯中，獲得了圖靈獎。

每一個從最初就跟著我學習的學生，都獲得了博士學位，但是有一個人除外。這是一個很有代表性的故事：在我職業生涯的早期，有一個學生很快就完成了他的研究項目，他只需要發表他的成果就可以畢業了，但是他來到辦公室告訴我他要退出這個項目，因為他很喜歡滑雪，他想要去做一名專業的滑雪教練。當時我試著去說服他，讓他好好考慮一下，但是后來我發現我錯了，這或許對他來說才是更好的選擇。我希望他能享受他的職業，享受他的生活，而不是每天都被動的上班和做研究。

所以如果你想取得成功，我認為關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，那就去實習吧，嘗試6個月，看看自己是否喜歡。如果你真的喜歡，那就堅持下去；如果不是，那我們就嘗試另一種職業。

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

我們知道十四五規劃提出了中國的碳排放會在2030年達到峰值，到2060年的時候我們要實現碳中和。那么微軟在2020年的時候，也提出到2030年要實現碳負排放，到 2050年時，微軟還將從大氣環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。作為計算機科學領域的研究人員，您認為我們能做些什么？

John Hopcroft：在我的職業生涯中，我們的目標是讓計算機變得更加好用，所以我們更關注于計算機語言、編譯、算法、數據庫等方面的問題，但是如今計算機已經變得很好用了，而且計算機科學技術也在不斷提高，正如你剛才的問題，我們到底能做些什么？你可以看到現在計算機科學，無論是對環境問題，還是在農業、制造業和醫****等領域都發揮著重要的作用，提供了很多優化方案。

順便提一下，這里有一個關于基礎研究和應用研究的概念，這個定義與做的是不是基礎工作無關，而是與你做這個工作的原因有關：應用研究是有一個特定的任務需要你去解決；而基礎研究僅僅是因為你對某件事感到好奇，你的研究或許沒有應用，但是或許會推動行業的發展。所以為了更好的教學以及和行業的發展保持緊密聯系，我們希望有更多的人去做基礎研究。

在我上學的時候，還沒有計算機科學這個學科，我畢業于電子工程專業，然后受聘于普林斯頓電子工程系。當時有一位同院系的教員預感到計算機將會變得非常重要，然而那時計算機方面唯一的教學內容就是如何編程，他認為至少應該有一門關于計算機科學的課程，于是他詢問我是否愿意創建這樣一門課程。但是因為沒有課本，我也不太清楚這個學科要講什么。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算機科學家。當我受邀擔任美國政府在計算機領域的資深專家時，我才只有四十多歲。你們可以想象一下，如果我當時從事的研究工作是高能物理學的話，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會。

世界一直在改變，不要活在過去，放眼未來，會有更精彩的事情發生，我們正在經歷的信息革命，帶來的影響將遠大于農業革命和工業革命，也必將對社會產生更大的影響。你知道的，預測是一件很難的事情，我們處在一個非常幸福的時代，應該享受當下。

洪小文：那么您對計算機科學和 AI 技術之間的關系有什么看法？

John Hopcroft：正如前面所說，計算機科學的發展推動了人工智能的進步。人工智能近年來的不斷突破源自深度學習的出現，當 AlexNet 出現的時候，由于識別精度的提高和圖像數字技術的發展，人們開始將其應用到許多其他學科中，并且取得了很大的成功。

如果你想去訓練 AI 系統，我們知道你需要多少數據，怎么做才能使你的答案不脫離主題，并且能有更高的效率，但是就訓練 AI 系統這件事而言，我們沒有太多的理論，所以在未來，我們必須要做的事情，就是發展相關的理論。在很多領域中亦是如此，比如人們在真正理解熱力學之前就制造了汽車；在真正理解空氣動力學之前就可以讓飛機飛起來。但是我們從解釋一個理論到理解一個理論，還有很長的路要走。如果你在一個領域里面遇到問題，你應該直面這些問題，而且應該先從與之相關的小問題入手，偶爾你的大腦中可能會出現一些小靈感，正是這些小靈感或許能幫助你解決問題。

我們對人工智能系統的認識，還有成百上千的問題需要繼續研究，但是大部分問題，如更加精準的 AI 識別系統、如何精確提取物體的內在屬性等，或許會在未來5年內解決。我女兒兩歲的時候，我指著單詞書上的消防車教她認讀，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？我和神經生物學的研究人員聊過，在過去的30年里，人類在學習和大腦發育方面取得了巨大的進步。事實上，無論對孩子，還是對其他事物來說，最初的生長環境都是非常重要的。在中國，孩子們的競爭是很激烈的，大部分時間都在學習上，所以他們可以表現的十分出色，如果他們能把一部分時間放在社交等方面，或許他們可以學到更多新鮮的東西。

洪小文：接下來的問題是關于通用人工智能 AGI。我們現在有非常準確的圖像識別、語音識別技術等等，計算機在很多方面都已經超越了人類，但目前還只是在單一的領域。我們是否真的能造出像人一樣能做所有事情的計算機，您認為我們是否在通往 AGI 的路上？

John Hopcroft：我認為在未來15年內，很多技術問題都會得到解決。但是有些人會說，我們可以達到讓 AI 系統自我學習、自我提升，甚至開始形成自己的社群的階段，我認為這在100年內是不可能發生的。毫無疑問，AI 一定可以取得非常巨大的進步，它可以讓一些底層的工作自動化。如果只需要一部分的人口參與生產我們所需的商品和服務，比如照顧老年人和創造新系統的高科技含量工作，而制造業的很多工作或許會消失，我們必須去思考如何可以讓人們參與到更有意義的活動中。

洪小文：疫情讓世界發生了很多改變，您認為這將如何影響世界頂尖計算機科學人才的發展趨勢？另外，有很多中國學生去美國學習，當然也包括我自己，您對這些想要出國學習但又受到這些變化影響的學生有什么建議？

John Hopcroft：美國的學校很出色是因為他們一直在全球招募人才。但很重要的是，這其中很大部分都來自中國。就像你說的，全球受到疫情影響，如果這種人才流動停止，將對美國大學的質量和聲譽產生巨大的影響。但是中國也在不斷提高大學的教育質量和綜合實力，這樣的話，大家就沒有理由再離開中國到外面學習了。但是我希望這種人才流動可以保持下去，因為人才全球化是很重要的。

如果你去康奈爾大學，你會非常受歡迎，你甚至不用擔心自己來自哪里，在那里大家都會互相幫助。我要告訴大家一個有趣的故事，我以前每年夏天都會帶30位中國學生去康奈爾，我帶他們去的真正原因是想讓他們感受一下康奈爾大學和諧的校園環境。而且如果去了工程學院，那里基本上所有的學生都是亞洲人，他們會震驚竟然有這么多中國人，用普通話和他們交談比用英語還方便。

受到疫情影響，亞洲學生的數量會減少嗎？這其實很難衡量，但是我在北京大學注意到一件讓我印象非常深刻的事情。過去，精英項目的學生基本上都會去國外攻讀博士學位，但今年他們當中有18人將在北京大學攻讀博士學位。我認為這也是一個很好的現象。受益于人才全球化，無論是中國，還是美國以及全世界，都創造了巨大的財富。但是受到疫情影響，現在出現了一些問題，我希望在將來，我們可以重新維護好這種全球化的關系，更好地推動國際間的交流，因為現在的世界是普遍聯系的，我們必須攜手共進！