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2019年6月专题
序言
什么是人工智能？
人工：计算机技术，数字化技术。
智能：需要智慧才能行使的能力。
关于智能，这个定义其实是循环无效的。
我给智能的定义是：对世界的抽象重构能力。就是说，谁能用抽象符号对世界及其运行规则进行更高效、更准确的重建，谁就具有更高的智能水平。
人工智能是利用计算机技术对世界及其运行规律进行抽象重建并模拟运行的技术。
时代困境
知识越来越复杂，创新越来越难
在一百多年前，物理和数学大厦就已经基本建成，越来越少的猜想，越来越复杂的公式，越来越抽象的理论。
这就好像是越建越高的大厦，如果我们要给它添砖加瓦，就必须爬到最顶端。要做出新的发现，你必须要爬每一层楼，掌握每一层知识。
20世纪以来数学并没有什么惊人的新发现，只是让数学变得更抽象，20世纪初数学家们便致力于数学的公理化研究，这种超越数学的原数学，比数学本身还难懂。这种抽象还表现在非欧几何的更深发展，二维三维已经不能满足需要，人类大脑根本无法想象的多维空间甚至无限维度都成为新的研究议题。
另一方面，抽象化的数学结出了新的成果，比如实变函数、泛函分析、抽象代数和拓扑学。数学的从理论到应用的转化也大大加快，这也让数学和更多新兴技术相结合，比如信息论、控制论和系统论。
总的来看，20世纪的数学发展特征是：理论越来越抽象，应用越来越快速，但没什么大突破。
不仅知识大厦越建越高，发明知识所用的实验工具也越来越巨型化，越来越难以获得。
对于基础物理学来说，没有什么比量子理论更加至关重要，对于天文学来说，没有什么比黑洞和暗物质的研究更加重要。然而要想研究这些，就需要超巨型的设备才能做那些最基本的实验。
上图是位于欧洲日内瓦的大型强子对撞机LHC，占地半径超过4公里，80多个国家8000多个科学家共同设计制造。100多年前，可以通过一些常规的实验器具观测遥远恒星传来的光线，以此证实爱因斯坦相对论的正确性，然而如今，无论是偌大的黑洞，还是微小的粒子，证明起来就如此困难。
时代机遇
工具越来越强大，集成度越来越高
信息时代，计算机和互联网让我们获取知识的成本越来越低。
计算机设备让我们摆脱人工运算的限制，我们可以处理以往不可想象的数据量、计算量和复杂度。
我们可以用便宜的设备计算出数百万位的圆周率，可以模拟数以亿计的神经元算法，可以模拟从生物细胞到火箭上天的各种数据。
我们不需要知道计算机芯片如何运作，不需要知道系统底层如何编码，但我们可以娴熟的利用计算机帮助我们执行运算和预测推理，或者利用接口统一、价格便宜的各种开发板、感应器来组装全新的实验产品。
知识大厦虽然越来越高，但似乎我们仍然有办法为它装上电梯，这使我们可以快速跃迁上去，而不必弄懂底层的每一块砖头。
当下很多人都知道汽车的运作原理，也许当你被穿越到公元前的时候，你仍能制造出一辆蹩脚的蒸汽车来。——但我想几乎没几个人能制造出电脑来，绝大多数（几乎全部）当下的人都不知道计算机芯片如何运作的。
如果我们不知道其中的原理，我们就无法做出根本性的创新。我们需要新的工具来帮助我们解决这个问题，来克服我们大脑自身的理解局限。
教育的使命
优化大脑神经元结构，赋予生命幸福能力
人类大脑包含大约800亿个神经元细胞，每个细元向其他神经元伸出1500~2000个连接。人类的认知和思维活动就是这些细胞互相联络充放电的过程。
学习的目的是优化大脑的神经元结构，使我们的大脑可以更加高效更加精确的运作。
人类大脑学习过程和我们的深度学习神经网络算法有很多相通之处，人类的学习也是依赖于大量数据输入（视觉、声觉、触觉等等），依赖于前向或后向反馈，依赖于奖励和惩罚的强化。
作为教育工作者，不能单纯的把学员当做机器，只关注其大脑运作的高效和精确，更应该注意维护和构建大脑的自我发展的健康机制。
我把它称之为幸福能力，如果我们只能向学员大脑输入一个程序，那么就应该是它。
幸福能力包含三个方面：
- 自我心理调节能力。
- 自我潜能挖掘能力。
- 自我梦想追求能力。
没有幸福能力的大脑，就像没有散热器的CPU，就像不能生长的塑料盆栽，就像没有方向的无头苍蝇。
依我的看法，对于人类大脑来说，幸福能力是比高效、准确更加有价值的判断标准。所以，在教学中，积极合理的奖励机制，比完美严谨的教学技巧更加有用。
未来科学家
驾驭数字世界，打通现实虚拟之门
在接下来的一百年，我们将看到科学发现从纯粹的实验法向虚拟实验和现实验证过度。
一百年以来，新的理论往往来自于天才的顿悟和推理演算，当这些演算被科学实验反复证实之后，它才能成为科学理论。在更早时候，新的理论更多的来自于科学家反复试验之后的归纳总结。
然而最近这几十年，一切正在发生默默的改变。越来越多的新理论将来自于计算机数字世界的模拟运算，现实的科学实验仅在最后阶段用以进行佐证和确定。
谷歌公司旗下公司Waymo的无人驾驶汽车，截止2018年累计在现实路上测试行驶了600万英里，但同时它也在虚拟世界模拟行使了50亿英里。
人类基因共有30亿个碱基对组成，基因组也超过2万种。对于生物和化学技术来说，我们没有时间和精力去完成数量庞大的现实实验，但我们可以依赖数字模拟技术将其加速，最终只要有目的的进行少量实验即可证实虚拟世界的新发现。
现实实验仅作为最后的证实验证部分，而不再是推理归纳的积累过程。
深刻理解现实世界，构建高效准确的虚拟镜像，掌控虚拟世界的高速推演能力，将其结论应用于现实世界，进而实现改造现实的能力。这就是人工智能为我们开启的全新时代。
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每个人的智能新时代
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