深度學習拓展人工智能邊界

深度學習的提出，是人工智能領域的一個重大突破。以往，人工智能只能用來解決人們非常了解且能清楚表達的問題，例如下象棋等，應用領域非常有限。深度學習的意義在于，它拓展了人工智能所能解決問題的邊界。

深度學習具有一定的通用性。例如，人們利用深度學習來做圖像識別，不一定要具備非常豐富、專業(yè)的圖像知識。深度學習是一種大眾化的工具，即便你對這個領域沒有很深入的了解，只要擁有充分的數(shù)據(jù)，就能夠做研究。

正是因為有了深度學習，目前機器人才在語音識別、圖像識別、圍棋等眾多以往被認為人類最擅長的領域超過了人類。谷歌公司研發(fā)的AlphaGo打敗李世石、戰(zhàn)勝柯潔就是例子。

為什么機器下圍棋能夠超過人類？為什么人工智能在圖像識別的某些方面會超過人類？中國科學院院士張鈸認為，數(shù)據(jù)、計算資源和算法是深度學習成功的三大法寶。人們常常感慨大數(shù)據(jù)的力量、計算資源的力量，但沒有看到背后算法的重要性。例如，AlphaGo能夠在2～3個星期內(nèi)，學到幾千萬個棋局，能夠自己和自己下圍棋，靠的正是強化學習算法。

但是，人工智能的發(fā)展依然受到多個條件的限制，即大量的數(shù)據(jù)、完全的信息、確定性的信息和單領域（單任務）。只有這4個限定條件達成后，機器才有可能達到或者超過人類的水平。例如，我們可以利用醫(yī)療數(shù)據(jù)來做大數(shù)據(jù)處理，某些疾病的醫(yī)療診斷、醫(yī)療圖像的識別只要符合這4個條件，人工智能都可以完成，而且經(jīng)過努力，可以達到甚至超過人類水平。然而，在現(xiàn)實生活中，大量的工作并不符合以上4個條件。

目前，人工智能還做不到像人類那樣舉一反三。推廣能力差、魯棒性差等局限性，使得人工智能要超過人類只是特定意義上的可能。人工智能現(xiàn)在學習的是舉一百反一。它需要經(jīng)過幾千萬甚至上億的樣本訓練，才能夠進行識別。因此，深度學習領域還有大量的研究工作要做。

從源頭扭轉(zhuǎn)生態(tài)惡化趨勢

生態(tài)系統(tǒng)可以直接為我們提供食物、木材、淡水、燃料，調(diào)節(jié)氣候、控制洪水、減少疾病、減輕污染，提供美學的、教育的、精神的服務，保證人類安全、健康和高品質(zhì)的生活。

目前，生態(tài)系統(tǒng)服務是國際生態(tài)學研究和環(huán)境管理的熱點。2006年，英國生態(tài)學會通過問卷調(diào)查，列出100個與決策和政策相關的生態(tài)學科學問題，生態(tài)系統(tǒng)服務位列第一。然而，生態(tài)系統(tǒng)的退化問題正日益加劇。2000—2005年，聯(lián)合國組織了全球生態(tài)系統(tǒng)服務評估，選擇了24項指標，結果顯示其中15項服務正在退化。

當今，我國大力提倡生態(tài)文明，這是對工業(yè)文明的一種革命性的反思。生態(tài)文明的新路徑，是以綠色發(fā)展作為整個社會發(fā)展的引領性思想。那么，面對迫切的生態(tài)文明建設需求，我國該如何從源頭上扭轉(zhuǎn)生態(tài)惡化的趨勢，切實促進生態(tài)文明建設？

中國科學院院士傅伯杰認為，第一要依靠科技創(chuàng)新?？萍紕?chuàng)新可以延長產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品的附加值。同時，通過科技創(chuàng)新發(fā)展新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，可以推動產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整。第二，促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。很多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)要在生態(tài)文明建設中實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，通過持續(xù)的產(chǎn)業(yè)技術改造，增強經(jīng)濟發(fā)展的后勁。同時，加強高校、研究所和企業(yè)的合作，推進新的科技成果轉(zhuǎn)化、替代原有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。第三，完善法律法規(guī)，創(chuàng)新體制機制。生態(tài)文明建設需要從法律法規(guī)和體制機制方面進行約束。第四，建設生態(tài)文化，吸取中國古代和世界先進的生態(tài)環(huán)境的建設思想，營造良好的綠色文化氛圍，增強全民節(jié)約資源、保護生態(tài)環(huán)境的科學理念。最后，加強人才隊伍建設，為產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整奠定人才基礎，推進教育創(chuàng)新，培育勇于并敢于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才，營造有利于創(chuàng)新人才成長和發(fā)揮才能的文化環(huán)境。

發(fā)展空間科學衛(wèi)星系列——新時期的“兩彈一星”任務

空間科學是以空間飛行器為主要平臺，研究發(fā)生在地球、日地空間、行星際空間乃至整個宇宙空間的物理、天文、化學以及生命等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學?？臻g科學的研究領域既覆蓋宏觀的宇宙，也涉及生命起源以及暗物質(zhì)粒子，因此是微觀物理世界的前沿。其中產(chǎn)生的任何重要突破，都將是基礎科學前沿的重大成果。空間科學不但是實現(xiàn)原始科學創(chuàng)新的重要領域，也是國家和政府在有組織的、定向的重大基礎研究方面的主要抓手之一。

我國自“十二五”開始，由中國科學院組織實施空間科學衛(wèi)星系列計劃。任務實施機構中國科學院國家空間科學中心，按照空間科學計劃的特點以及新的管理機制，成功實施了暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星（“悟空”）、“實踐十號”返回式科學實驗衛(wèi)星、量子科學實驗衛(wèi)星（“墨子號”）和硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星（“慧眼”）4個科學衛(wèi)星計劃，科學成果正在陸續(xù)發(fā)表。為落實《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，中國科學院對發(fā)展空間科學衛(wèi)星系列進行了部署，包括宇宙的起源、黑洞、引力波、系外行星探測、太陽系資源勘探、太陽爆發(fā)機理、地球空間暴及其粒子逃逸、水循環(huán)和全球變化的關系等，聚焦重大基礎科學前沿問題，瞄準重大原始創(chuàng)新突破。

中國科學院國家空間科學中心主任、研究員吳季認為，空間科學計劃具備3個主要特點。（1）科學目標瞄準基礎科學宏觀或微觀前沿，一旦突破將實現(xiàn)重大原始性創(chuàng)新，具有重大國際影響，使中國人在人類發(fā)展的歷史中做出應有的貢獻。（2）空間科學計劃投入大，風險高，不同計劃還具有共性，適合由政府或政府委托的機構來組織實施，屬于典型的有組織的、定向的基礎研究。（3）空間科學計劃在實施過程中，可以帶動相關高新技術的發(fā)展，是實現(xiàn)寓軍于民和軍民融合的最佳平臺，其作用是其他任務無法替代的。

空間科學計劃，在新的歷史條件下，在建設世界科技強國的過程中，定會產(chǎn)生像20世紀60年代我國“兩彈一星”任務一樣的重要作用。因此，發(fā)展空間科學衛(wèi)星系列就是新時期的“兩彈一星”任務。