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大国都在这个领域发力竞争,连美国也怕被赶超

李长久 |

发布日期:2018-12-05

在AI研讨会开幕式演讲中,白宫科学和技术办公室副首席技术官迈克尔•克拉夏斯毫不掩饰这次会议的目的——“特朗普政府将确保美国继续成为AI的全球领导者”。

随着各国人工智能与相关信息技术和产业快速发展,美国政界和企业界感到前所未有的挑战。

英特尔公司人工智能产品事业部负责人纳温•饶认为,在人工智能如何改变未来的经济和工作等方面,其他国家已经行动起来,美国在这方面却略输一筹。

曾在奥巴马政府担任总统科学顾问的约翰•霍尔德伦发出警告:特朗普政府迟迟未提出针对AI发展的方案,这令人担忧。

2017年3月公布的名为《美国优先:让美国再次伟大的预算纲要》预算案显示,2018财年政府可自由支出总额为10650亿美元,科研预算遭大幅削减。

生物医学研究预算削减达20%,美国国家卫生研究院预算经费比2017财年降低18%,美国国家环境保护局预算减少约30%,将有约3200人被裁掉,占该机构现有工作岗位的20%。

这令美国科学家们非常担忧。

在多方压力下,2018年5月10日,特朗普政府召开了AI研讨会,商讨如何通过投资和政策制定确保美国在AI领域的世界领先地位。

会议宣布成立AI专门委员会。

在AI研讨会开幕式演讲中,白宫科学和技术办公室副首席技术官迈克尔•克拉夏斯毫不掩饰这次会议的目的——“特朗普政府将确保美国继续成为AI的全球领导者”。

一、引领第四次工业革命,引发全球大国竞争

1956年,在美国达特茅斯大学举办的一次研讨会上,“人工智能”(AI)概念横空出世。

AI通常指通过让机器模仿人类的感知、思考、行为方式,替代人类完成工作的一类技术和工具,被科学家称作“最强有力的创新加速器”“驱动未来的动力”。

但是,直到一个甲子之后的2016年,人工智能才在大数据、云计算、物联网等新一代信息技术的加持下,逐渐展现出引领各行各业革命性变革的强大势头。

2017年,人工智能以智能手机端为切口进入广大群众的生活,这一年,被业界称为人工智能商业化、产品化应用元年。

业内人士表示,人工智能技术的发展,将重构生产、分配、交换、消费等经济活动,形成全方位覆盖各领域的智能化新需求,促进新技术、新产品和新业态的涌现,对经济结构变革产生重大影响。

清华大学公共管理学院院长薛澜认为,随着人工智能、生命科学、物联网、机器人等新技术的发展,我们的物理空间、生物空间和网络空间正在深度融合,引领第四次工业革命的到来。

“它的技术发展和扩散速度,它对人类社会影响的深度和广度,都是前三次工业革命远远不能相比的。”

东软集团董事长刘积仁认为,第四次工业革命的背后,是数字经济的飞速发展。人类生产的不再只是物质财富意义上的国内生产总值(GDP),还将生产以大数据为核心的新的GDP,这些都会为2008年金融危机以来全球经济持续低速的增长,带来全新的动力。

国际知名管理咨询机构埃森哲发布报告预测,通过转变工作方式以及开拓新的价值和增长源,到2035年,人工智能产业有望拉动中国经济年增长率从6.3%提升至7.9%,推动中国劳动生产率提高27%。

近几年来,随着人工智能、云计算、互联网、大数据与传统的物理、化学、生物、机械等学科相结合的新一轮科技革命和产业变革加速演进,世界各国已经或正在制定有关政策和措施,谋求竞争优势。

德国是制定应对政策最早的国家。2010年,德国政府提出“工业4.0”规划,侧重借助信息技术和产业将原有工业模式智能化,重塑德国工业在全球的重要地位。

2015年5月,中国颁布和实施《中国制造2025》,明确提出“加快发展智能制造装备和产品”,巩固人工智能发展基础。2015年7月,在《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中,明确人工智能将作为推进“互联网+”重点布局的领域之一。2017年7月20日,国务院公开印发《新一代人工智能发展规划的通知》,明确我国人工智能产业发展的战略目标和重点任务。

2016年1月22日,日本内阁会议通过第5个科学技术基本计划,核心内容是建设全球领先的“智能社会”。

法国总统马克龙2018年3月公布法国人工智能发展战略,拟从人才培养、数据开放、资金扶持及伦理建设等方面入手,将法国建成在人工智能研发方面的世界一流强国。

2018年4月25日,欧盟委员会提出,2018-2020年间将在人工智能领域提供240亿美元投资。此后,欧盟委员会正式提交为期7年(2021年到2027年)的科研资助框架——“欧洲地平线”项目,临时预算约1000亿欧元,重点关注三大领域基础研究创新和社会重大问题。

2018年初以来,世界多数大国对发展人工智能的支持力度不断加大:英国政府1月决定投入超过13亿美元,力争在AI领域处于领先地位;法国政府3月下旬宣布将在2022年前投资18亿美元用于AI研发;欧盟委员会4月25日发布报告提出,将在2018-2020年间在AI领域提供240亿美元投资。

二、美国能维持在人工智能领域的领先地位吗?

美国将采取如下政策和措施,支持人工智能与相关信息技术和产业的发展:

1.继续加强基础科学研究

基础科学研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总开关。如同一条河流,基础科学研究是“上游”,决定着“中游”的技术创新和“下游”的技术推广和产业化。

美国麻省理工学院校长L•拉斐尔•赖夫认为,到目前为止,美国孕育经济增长的一个成功之道显而易见:政府为基础科学研究提供资金,大学提供人才、培训和支持。其结果是激发了创新、私人投资和进一步研发,带来新的产品、新的产业、新的就业岗位和大范围的更优质生活。因此,美国若要保持竞争优势,必须要增加对国内基础科学研究的投资。

虽然近年美国研究与开发(R&D)投资的全球占比呈下降趋势,但仍是全球基础科学研究投资最多的国家,特别是美国国家实验室基础研究实力仍然很强。

在2017年底公布的全球500强计算机榜单中,中国超级计算机“神威•太湖之光”位于榜首,其浮点运算速度峰值可达每秒12.5亿亿次。

2018年6月8日,美国能源部下属橡树岭国家实验室宣布,该实验室造出一台名为“顶点”的超级计算机,其浮点运算速度峰值可达每秒20亿亿次。国际组织TOP500在2018年6月25日发布全球超级计算机500强最新榜单,美国超算“顶点”夺冠。

美国能源部4月9日公布一份需求方案说明书,计划投资18亿美元用于开发两台百亿亿次级(Exascale)超级计算机,拟定将于2022年和2023年投入使用。届时,其运算速度将比目前美国最快的超级计算机高出50倍到100倍,将极大推动美国的科学研究和产业发展,有望在新材料开发、核安全评估、密码破译、癌症研究等领域大显身手。

美国能源部部长里克•佩里称,“它们将有助于确保美国在高性能计算这一重要领域的持续领导地位。”

2.发挥大企业在应用研究和创新领域的主导作用

大企业是应用研究和创新的主力军。大企业多、竞争力强,是美国处于全球产业、价值链高端和关键核心零部件占主导地位的强大依托。因此,美国政府和大学大力支持大企业开展应用研究和创新。

美国白宫科学和技术政策办公室副首席技术官迈克尔·克拉夏斯认为,美国拥有比任何其他国家更多、更具潜力的AI创业公司,拥有全球前100强中的四分之一。

一项国际性研究表明,AI研究排名前20位的大学中,排名前8位以及20强中前13个都位于美国,这些大学将在未来几十年里推动AI技术的突破。

为在人工智能等信息技术和产业研发竞争中处于领先地位,美国谷歌、微软、英特尔、IBM等国际科技巨头都积极参与其中。

以IBM为例, 2018年6月,IBM首次公开展示已研究五年多的新AI技术,并在美国旧金山举行了两场人机辩论大赛,IBM研究院的新人工智能辩手(Debater)赢得其中一场比赛,这也是全球第一个具有辩论能力的AI。IBM表示,创建一个这样的系统是为了开拓一个全新领域,即能够处理人类那些更深层次的语言和分析行为,以及分析如何利用这些行为来讨论答案未必明确的重大问题。

3.广纳天下精英与善用人才

自20世纪初以来,美国科学和技术实力和创新能力总体上一直居于世界领先地位,移居或旅居美国的全球精英对此做出了巨大贡献。

美国国家实验室最多、著名大学和大企业都有研究室或实验室,既有良好的研发条件又有宽松的研发环境,吸引全球精英源源不断地移居美国。外国出生的居民在美国人口中仅占13%,但是,他们获得的专利占美国专利的三分之一,他们中的诺贝尔奖得主占美国诺贝尔奖得主的四分之一。

美国一直是引进全球优秀学生最多的国家。21世纪初以来,美国经历了恐怖袭击、2007年次贷危机、2008年金融危机和2009年经济衰退,但是,流入美国的全球英才持续增加。在美国高校的国际学生从2007-2008学年的62.4万人增至2016-2017学年的110万人,其中,在科学和工程专业获得博士学位的外国优秀人才有80%以上滞留在美国工作。

人类科学技术发展史表明,谁拥有一流创新人才,谁拥有一流科学家,谁就能在科学发现和技术发明中占据优势。

从资金、企业、人才等方面综合比较,美国科学和技术实力与创新能力仍居世界主导地位。

2018年5月公布的在瑞士国际管理发展研究院(IMD)的世界竞争力最新排名中,美国重返该榜单的榜首位置。但是,据美国国家科学基金发布的《2018年科学与工程指标》报告显示,自2008年金融危机以来,美国的整体研发经费年均增长1.4%,面对其他大国的竞争,美国要维持在人工智能与相关信息技术和产业领域的全球领先地位,将面临严峻的挑战。

前克林顿政府高级经济顾问劳拉•泰森认为,未来美国的半导体等行业能否茁壮成长,“并不取决于美国能否成功遏制中国的进步,而是取决于美国自身保持和支持美国公司的创新能力”。

人工智能领域的专家表示,政府应增进学术和政府研究的投资,而不是在政府内削弱科学研究。他们表示,政府的移民政策已经吓倒了许多在外国出生而在美国工作的人工智能研究人员。许多专家担心美国所采取的行动不足以帮助本国的先进行业参与竞争——不只是与中国竞争,而是与世界竞争。

三、中国怎么做才能成为AI强国?

改革开放40年来,我国科学技术发展和自主创新取得巨大成就,实现了从“两弹一星”、神舟飞天到深海探秘,制造了汽车、高铁、大飞机和航空母舰,进行了超级计算、量子传信和天眼探空,中国科学技术发展从“跟跑”到部分领域实现“并跑”和“领跑”。

但是,仍然要理性认识我国科学技术水平和制造业现状。根据工信部数据,我国95%的高档数控系统、80%的芯片、几乎全部高档液压件、密封件和发动机都依靠进口;产业发展需要的高端设备、关键零部件和元器件、关键材料等大多依赖进口。因此,要从以下几个方面入手,实际出发,脚踏实地、持之以恒地不断推进人工智能强国建设:

1.基础研究与应用研究要相辅相成

中国工程院原常务副院长朱高峰院士指出,我国所需众多核心技术产品还依赖进口,如半导体加工设备,基本被日本、美国、荷兰霸占;超精密机床,由日本、德国、瑞士等一统天下;高性能飞机发动机严重依赖进口;汽车发动机主要是外资、合资品牌,“缺芯少基”现象普遍。

《2017年中国集成电路产业分析报告》显示,当前中国核心集成电路国产芯片占有率低,在计算机、移动通信终端等领域的芯片国产占有率几近为零。成就与短板差距如此之大是多种原因造成的。

新中国成立后,从国情出发,中央确定了以任务带学科的发展方针,通过一些国家需求的重大任务,带动学科的发展。这种方式在特殊的历史条件下有它存在和发展的必要性,也取得了很大成绩。但其缺陷是不能从学科的发展规律入手研究工业的基础,包括基础理论、基础材料、基础工艺和基础零部件。

改革开放后很长时期内,由于主要追求经济发展速度,仍然主要重视应用技术,也没有从根本上解决工业基础研究的问题。基础科学研究短板依然突出,企业对基础研究重视不够,重大原创性成果缺乏,底层基础技术、基础工艺能力不足,工业母机、高端芯片、基础软硬件、开发平台、基本算法、基础材料等瓶颈仍然突出,关键核心技术受制于人的局面没有得到根本性改变。

几十年来,我国研发投资特别是基础科学研究投资水平一直低于多数发达国家。《国际经济统计年鉴》和世界银行数据库等提供的数据显示,研究与开发(R&D)支出占国内生产总值(GDP)的比重,1995年:世界平均为2.02%,美国2.5%,日本2.8%,韩国2.7%,中国为0.6%;2011年:世界2.15%,美国2.79%,日本3.39%,韩国4.04%,中国1.84%。

党的十八大以来,中国研发投资大幅度增加。国家统计局2018年2月13日公布的数据显示,2017年中国研发投资达到1.75万亿元,比2012年增长70.9%,研发投资占GDP的2.12%。但是,基础科学研究投资920亿元,仅占全国研发投资的5.3%,仍明显低于美国、日本等主要发达国家基础科学研究经费占本国研发投资的比重。

科学是技术之母,基础科学研究是形成持续强大创新能力的关键,是建设世界科技强国的基石。2018年伊始,国务院印发《关于全面加强基础科学研究的若干意见》,明确了我国基础科学研究三步走的发展目标。提出到二十一世纪中叶,把我国建设成为世界主要科学中心和创新高地,涌现出一批重大原创性科学成果和国际顶尖水平的科学大师,为建设富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国和世界科技强国提供强大的科学支撑。要实现这个目标,必须增加基础科学研究投资。

2.自主创新与引进和国际技术合作相结合

各国都参与国际和国家间科技交流与合作,主要问题是处理好自主创新与引进和参与国际科技交流和合作的关系。

1978年中国实行改革开放政策后一个时期内,深受“造船不如租船”、“造飞机不如买飞机”和“以市场换技术”等主张的影响,并从1992年起开始实施“以市场换技术”的政策。企业用于引进技术与自主创新投资为1比0.078。科技部2003年发布的《技术预测与国家关键技术选择》的调查报告显示,在当时218个技术项目中,中国只有1项居世界领先地位,有27个技术项目与领先国家处于同等水平。

引进、消化、吸收国外技术曾是中国芯片领域发展的重要途径,通过海外并购、国际合作与合资企业等方式取得了一定成果、产业水平有所提升。但是,中国集成电路整体产业与发达国家相比,相关核心技术依然受制于人。中兴通讯一再遭受美国制裁充分表明缺乏关键核心技术之痛。

集成电路产业是信息化时代的心脏和命脉,对国家安全和产业安全至关重要。

中国集成电路产业真正发展始于2000年,当年成立了中国最大的半导体制造商——中芯国际集成电路制造有限公司。

2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中,“核高基”(即核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品)与载人航天、探月工程等并列为16个重大科技专项之一。

2014年6月24日出台了《国家集成电路产业推进纲要》,并设立总额1300亿元的国家集成电路产业投资基金,将以芯片为核心的半导体产业确立为国家战略新兴产业。

科学技术是人类共同的事业,需要各国一起推进,绝不能关起门来搞创新。但是,大量事实说明,关系到国家安全和核心竟争力的高新技术和关键核心零部件,市场换不来,有钱也买不来,过多依赖引进会有被卡脖子的危险,必须靠自己研发、自主创新、自己发展。

中国要强盛,要复兴,就一定要大力发展科学技术,坚定的搞自主创新,增强自主创新能力,把中国建设成为世界科技强国,也能为解决世界性重大科学难题、让科学技术造福人类贡献中国方案和智慧。

3.培养人才与留住和用好人才

中国是世界上年度大学毕业生最多和人才总数最多的国家,但也是外流英才最多的国家。美国科技部门统计,在美国高科技领域获得博士学位的近90%的中国英才滞留美国。

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央制定的一系列政策和措施,已经吸引大量留学生回国和海外人才来华工作,形成大规模留学人才“归国潮”。

据统计,截至2016年底,我国留学回国人员总数已达265.11万人,其中70%是党的十八大以来回国的。出国留学完成学业后选择回国发展的留学人数比例从2012年的72.38%扩大到2016年的82.23%。

自2008年国家实施“千人计划”到2016年底,已引进海外人才6089人,目前国家重点项目学科带头人中70%以上是“海归”精英,中国科学院、中国工程院的很多院士也是“海归”英才。

大量科研成果承载着留学归国精英的智慧和汗水:一系列我国原创性科研成果进入世界领先行列,一些应用技术成就打破了国外封锁垄断,缩小了我国与发达国家的技术差距,创新型国家建设取得重大进展。

于此同时,也明确了我国有效培养人才、留住和用好人才的方向、政策和措施:

一是对新时代教师队伍建设做出顶层设计

高校教师质量是高校吸引优秀学生,培养高端英才的重要条件。

国务院2015年11月5日发布的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》提出,到2020年,若干所大学和一批学科进入世界一流行列,到2030年,更多的大学和学科进入世界一流行列;到2050年,一流大学和一流学科的数量和实力进入世界前列,基本建成高等教育强国,培养出各行各业各领域的高端人才。

二是发挥高校优势为人工智能发展贡献智慧和力量

2018年6月初教育部印发的《高等学校人工智能创新行动计划》提出,到2030年,中国高校要成为“建设世界主要人工智能创新中心的核心力和引领新一代人工智能发展的人才高地”。

高校的优势不仅在基础研究,还在学科交叉。中国工程院院士、清华大学副校长尤政介绍,清华大学从两个角度切入人工智能的核心基础研究,一是脑科学,二是计算。“这不是侧重于支撑现实性人工智能的主流应用,而是着眼未来的主动布局。”我们在看到国内人工智能应用技术蓬勃发展时,一定要更加重视基础研究,与此同时,校企协同,抓住应用“机遇期”。

多位高校校长认为,人工智能最大的活力在于应用,所以要加强与产业的联动,特别是要推动科学创新体系与产业创新体系的联动。

三是为各路英才发展创造良好条件和环境

从詹天佑、茅以升、钱学森、邓稼先到黄大年……一批又一批莘莘学子赴外求学、归国兴邦,靠的都是国家凝聚力、创造良好条件和环境。

2018年初,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于分类推进人才评价机制改革的指导意见》提出,要建立科学的人才分类评价机制,并根据党和政府关于改革人才发展体制机制的各项政策,在全社会形成尊重知识、尊重人才、尊重创造的良好氛围,把服务保障措施和研发创新创业环境建设好,吸引越来越多的留学生回国和海外精英来华发展。

但是,为了让培养和吸引的人才更好地发挥所长,为科技发展和产业成长持续贡献自身力量,推动我国在第四次工业革命中不断披荆斩棘,在全球竞争中掌握优势地位,还要为“一辈子只干一件事”的学者创造条件和环境。

科学研究有其自身规律,耐心钻研方有成果。有些科学家做了几十年冷板凳,才振翅高飞、一鸣惊人。高校人才聚集,有些人参与国家项目研究,有些人参与企业开发新产品,还有些人一辈子全心全力“只干一件事”。

南京理工大学教授、中国工程院院士王泽山60多年专注火炸药研究,他“用科学研究科学”,走一条自己的科研探索之路,做出超越国外水平的原创成果,让中国古代“四大发明”之一的火药在现代重焕荣光。2018年1月,王泽山获得2017年度国家最高科学技术奖。

我们要为那些醉心基础研究的科研人才创造更有利的条件和宽松环境,让他们有“一辈子只干一件事”的自由、好奇而无后顾之忧,从而涌现更多王泽山式科学家和创新成果。

美国微软公司全球执行副总裁沈向洋用“天时、地利、人和”来描述中国的独特魅力和吸引力,认为现在正是“让人工智能在中国的社会经济中发挥更大作用的大好时机”。

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