
鼎石学生对话剑桥Pietro Liò教授:面对人工智能的世界,今日的学校如何培养未来的学生?
OpenAI 的自然语言处理模型 ChatGPT 于去年 11 月推出,不到半年时间,已经席卷全球,成为迄今为止人工智能发展历史上引发最多关注的一项技术。
ChatGPT能做什么?
它可以写文章:商务邮件、新闻报道、学术论文,甚至是创作小说与诗歌;
它可以陪你聊天:担任你的语音助手或智能客服;
它可以进行艺术创作:画画、设计,甚至生成产品图;
它可以制作多媒体产品:绘图、制作音频和视频产品;
它可以生成代码:制作插件和应用程序;
它可以担任数据分析、职能家居控制、医疗辅助诊断等工作内容;
……
更可怕的是,这个清单还在飞速更新中。
在微软近期的研究报告里,表明GPT-4已经拥有9岁儿童的心智。而且,它还在以指数级的趋势迅速迭代着。
对于大众而言,人工智能的时代似乎真切地到来了。
ChatGPT挑战了我们对于人工智能的认知,原本人类最具优势的创造力工作正在面临来自人工智能的全面挑战。
当ChatGPT进入学校,来自世界各地的教育者们对此更是形成了鲜明的两大阵营:
支持者认为“ChatGPT有可能彻底改变我们的学习方式,它在个性化教育领域有着巨大的潜力”,例如,IBO组织发布声明表示,允许学生使用ChatGPT进行论文写作,并将人工智能视为“一个非凡的机会”。
「IB 不会禁止使用此类软件,但会与学校合作,帮助他们支持学生如何根据我们的学术诚信原则合乎道德地使用这些工具。」
——IBO网站
反对者则认为学生们可能会过度依赖ChatGPT等工具来完成学习任务,而这将有损学生的批判性思维、创造力和想象力的培养。像美国、日本的一些学术机构都明确反对在学术工作中使用ChatGPT。
支持也好,反对也好,没人能阻挡未来的到来。
与Pietro Liò教授现场连线的画面
在本期「大学的精神」栏目中,带着对人工智能的诸多好奇与疑问,鼎石市场及传播部团队联同两位鼎石2023届学生墨筹与林雨庭,于2021年有幸远程连线采访了剑桥大学计算机科学与技术系教授、剑桥人工智能医学中心和欧洲科学院的成员Pietro Liò。
在此次访谈中,Liò教授回顾了人工智能的历史,同时展望发展前景。他分享了他的研究方向,将人工智能应用于医学领域的具体实践,也谈到了人工智能对人类所带来的挑战与机遇。
- 当过去人类最引以为豪的领域正在逐渐被人工智能所取代时,未来人类究竟要何去何从?
- 人类如何更好地利用人工智能为人类造福?
- 今日的学校如何为未来人工智能的世界培养人才呢?
在此,我们与您分享「大学的精神」栏目的访谈文章。文章有部分删减,全文敬请期待2023年的《鼎石志》。
访谈嘉宾
Pietro Liò
剑桥大学计算机科学与技术系教授
剑桥人工智能医学中心和欧洲科学院的成员
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Pietro Liò是剑桥大学计算机科学与技术系教授及人工智能研究组成员。作为曾多次获奖的研究人员和意大利顶尖计算机科学家之一,Liò教授撰写了大量关于计算机技术的论文,并将其研究重点放在开发人工智能和计算生物学模型上,希望能够理解疾病的复杂性和解决个性化和精准医疗问题。Liò教授同时也是剑桥人工智能医学中心和欧洲科学院的成员。
采访人
鼎石市场及传播团队
墨 筹|
林雨庭|
鼎石学生(2023届)
鼎石学生(2023届)
01
人工智能是否要接管世界
《鼎石志》:在小说、电影及公众认知中,人工智能经常被描述为“将接管世界”的机器人。人类将被具有更高智能的机器人所取代的说法也一直伴随着人工智能的发展历程。
作为专注于人工智能前沿领域的科学家,您如何定义人工智能?
Liò教授:美国认知科学家马文·李·明斯基(Marvin Lee Minsky)曾说,人工智能是“让机器去完成那些人类需要智能才完成的事情的一门科学”。我同意他的观点。
马文·李·明斯基
有时,当朋友问我为什么我们需要人工智能时,我开玩笑说,是因为人类没有足够的“自然智能”。
从某种意义上说,人工智能将帮助我们更好地在信息时代去生活。
人类没有办法分析我们所产出的海量数据,但人工智能能够帮助我们提取最好的或最有用的信息,从而做出与有利于社会健康与总体利益的关键决策。
此外,根据神经科学家的说法,人类大脑的主要任务是遗忘。因为这样大脑才能为更新的体验来留出空间。
如此说来,人工智能基于海量数据存储所做出的精确分析则变得非常具有价值。
《鼎石志》:在您看来,过去的几年里,人工智能领域有哪些最激动人心的时刻或最重大的发现?
Liò教授:一直以来,我对退行性疾病的研究很感兴趣,特别是帕金森症和阿尔茨海默症。
在研究如何攻克这些疾病的过程中,我们需要一个跨越不同学科背景的团队来分析数据。
例如,临床医生和专家可以利用磁共振成像(MRI)技术,或像血液测试这样的分子技术来整合出不同的数据。
几年前,我曾写过一篇论文,我用人工智能把血液测试和成像数据放在一起,希望能创造出一种可以更早诊断出阿尔茨海默症的诊疗方式。
但要实现这一目标很不容易,因为我们所收集到的数据如此不同,以至于无法将它们放入一个单一的等式中。
我们后来改进了算法。有趣的是,得出的数据结果一方面显示了大脑损伤,另一方面又显示了DNA的变化。
这一奇妙的新发现为整合不同的数据提供了可能,否则这些数据是不可能相互关联的。这令人印象深刻,因为只有人工智能的深度学习可以做到这一点。
人工智能,尤其是深度学习能力,可以比人类更有效地追踪数据。这让我感到振奋的同时又有一丝失落。
作为人类,我们希望了解宇宙万物与我们生活中的一切。这一想法激励着我们为事物的运作方式去建立模型。由此,我们发明了人工智能这种强大的技术,它让我们相信人类有极大可能做出更多可以挽救生命的重要医学发现。
尽管如此,我仍然感到遗憾,因为我们虽然知道人工智能可以做到这一点,但我们却不知道具体如何运作。
02
中学生如何学习人工智能
林雨庭:在此次访谈之前,我们也收集了来自鼎石不同年级的同学们的问题。
张桥雨同学想问您:人工智能是一个涉及计算机、数学、认知和神经科学、哲学等诸多学科的新兴专业领域。
对于将来有志于在大学里探索人工智能的学生来说,他们在中学阶段应该从哪些方面着手准备?您认为他们需要培养哪些技能?
Liò教授:他们可以关注一些写相关博客或文章的人来“浅尝”一下人工智能,了解自己对哪方面最感兴趣。
他们也可以在这条路上继续探索,很多论文和报告对人工智能领域的愿景、转变等内容进行了分析与总结,这也让学生们可以选择进入那些与他们的想法或生活目标相契合的领域。
人工智能具有连接一切的巨大力量。目前关于人工智能的论文数量达到了十万篇左右,这个数字相当庞大。一个学生穷尽一辈子的时间也读不完。
重要的是,要对课题进行选择,或缩小你的研究重点,而这正是导师的作用。
导师应该有足够的经验去建议学生在不同的学习阶段去阅读最重要的论文。这不是约束学生,而是给他们指明一条道路。学生有时可能会有点偏离方向,但导师会建议他们应该花多少时间去阅读什么样的论文。学生需要听取导师的意见,以便更好地学习如何发展技能。
林雨庭:我们知道,对人工智能的研究是由剑桥大学计算机科学系主导的。作为剑桥大学的教授,您希望在您的潜在的学生身上看到什么样的素质、才能或技能?
Liò教授:我想找的是表现出色并认真对待学习的学生。有些学生可能会说,“我在这个科目上没有得到高分”。但对我来说,努力学习的过程更重要,因为有动力和决心学习的学生更值得欣赏。
我还希望看到学生有清晰的研究方案。一个学生可能半年或者一年后可能会改变研究思路。但是,学生应该清楚地知道自己的目标。我不希望学生在不知道如何开始和做什么的情况下浪费数月的时间。
我的学生还必须务实。最好的研究或研究领域并不存在,但我们仍然有很多机会去作出好的研究。所以学生应该从一个想法开始,坚持下去,逐渐将其构建完整。你做得越多,项目就会变得越好。
03
学校如何为未来的
人工智能世界做好准备?
《鼎石志》:在这个以科技为主导的时代,如今的青少年将比以往更加依赖于科学技术。因此对青少年们进行科学素养教育与综合能力将变得比以往任何时代都更加重要。
在您看来,在上大学之前,学校教育应该从哪些方面培养学生的科学素养与综合能力,以培养他们应对未来时代的能力?
Liò教授:与过去的技术不同,人工智能可能会扩展到许多不同的领域。例如,我认为未来很多艺术家可能会使用人工智能来创作一种全新的音乐或绘画。在历史上,摄影技术的发明曾引发过社会讨论。但结果恰恰相反,摄影技术催生了新的艺术形式。
不同的人将会以不同的方式使用新技术。我们可以通过它生成一个完整的身体或声音。我们能够根据这些演员创造一个新的角色,甚至是一部完整的电影。
这将是一场巨大的革命,因为我们将建立一种由人工创造的第二人生。这可能对我们产生积极的影响,也可能带来消极的影响。这意味着,我们需要提高对这种技术的认知。只有具备足够的认知,人工智能才能推动人类的进化。
另一个方面,人工智能让我们每个人都拥有超能力。因为通过人工智能,我们可以轻易获取更多关于他人与世界的信息。
这可能会引发一些社会问题,但这也可以使我们有能力治愈更多的疾病,预测自然灾害的发生,或控制灾难性事件的风险,从而拯救更多的生命。
墨筹:作为一名计算机科学家和研究人员,您觉得创新能力对科学研究来说是必不可少的吗?创新能力是可以练习或训练的技能吗?
Liò教授:是的。想要创新,你必须跳出固有的思维模式。许多科学发现都是由那些曾经处于事业瓶颈期的人做出的。他们已经过了青年阶段,并且在某个领域已经深耕多年。
更重要的是要学会思考:“如果我们从不同的角度看这一事物,它可能会是什么样子?”或者“如果这个变量不存在,会不会改变什么?”
即使你的假设出错了,这种思路也非常有用。照本宣科地重复一个实验并准确地得到结果,只是证实了一个假设或理论。但如果实验结果与你预期的不一样,那可能就是一个新发现!这就是为什么要努力去尝试的原因。
04
人工智能
如何应用于医药领域?
墨筹:我和同学们想更多地了解您在剑桥的研究。受到疫情的影响,人工智能在生物医药领域的研究更是受到了前所未有的关注。
请问,作为这个领域的专家,人工智能在医疗领域能为人类生活带来哪些可见的改变?
Liò教授:二、三十年前,想要打破不同领域之间的壁垒是非常困难且进展缓慢。但幸运的是,在我所工作的剑桥大学却非常支持跨学科合作。这种合作的理念在大家的努力下还在不断深化。
正如我所说,我们在医学领域积累了大量的数据。现在,人工智能已如魔法一般在临床医生的工作中传播开来。
比方说,我们用手机拍摄下数十万人的皮肤斑点照片,请全世界最好的临床医生看看哪些皮肤斑点是癌症的临床表现。接着对医生的诊断进行整理和归类:哪一种斑点可能会被诊断为癌症,哪一种不会,并将这些准确的诊断结果作为数据信息输入到人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)中。
这个神经网络就成为了一名医学专家,就像数据库或知识集合一样。
这在医学上是一件了不起的事情。因为对于住在没有皮肤癌专家的偏远村庄的人们来说,现在只要将自己拍摄的病情照片上传到神经网络上,神经网络就可以根据其知识集合为患者做出诊断。
从这个例子可以看出,人工智能几乎可以永久保存世界上最好的临床医生的经验与知识,并且可以随时调用。
这意味着,即使所有的临床医生都退休了,他们的经验也可以积累并留存下来。同时,我们还可以用这种方法培训其他年轻的临床医生。这就是我和我所在的剑桥大学癌症联盟成员们的愿景。
墨筹:接下来,我们想和您分享一些我们进行的相关研究。在10年级的个人设计项目中,我曾参与过关于缩放模型和使用Python创建衍生工具和绘图的项目。
除此之外,我还在做一个与运动科学有关的项目——使用机器学习和计算机视觉来检测膝关节的损伤。对这个项目,您有什么建议?
Liò教授:自动检测膝关节损伤的项目所面临的一个问题是需要大量的数据。
如果你向医院索要患者膝关节损伤的数据,他们可能会拒绝你,因为这种数据很敏感,涉及到私人的健康问题。然而,你可以使用“合成”数据——也就是说,如果你在患者膝盖上装上机器人部件,就可以模拟一些损伤。
如果是我,我会联系一家专门治疗运动员或普通人膝关节损伤的医院,然后,在你的项目结束时,你可能会建议进行诸如假肢之类的干预。
你的项目很有意义。通过这项研究,你甚至可以确定在运动过程中更容易导致膝盖受伤的动作,并用摄像机将其记录下来。
你还需要学习更多的医学专业知识,这不仅是因为你需要更多的医学数据。更重要的是,你可以向无论年轻或资深的运动员提出真正的建议。
05
人类文明的巅峰,
或是终结?
《鼎石志》:斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)曾说过:人工智能有可能是“人类文明史上最大的事件,但是也有可能是人类文明史的终结,除非我们学会如何避免危险。”
您认为人工智能是否存在某些技术风险?如果有风险,科学家应如何避免人工智能的潜在危险,并利用其优势来造福人类?
Liò教授:我们缺乏检测非线性的意识。我们的推理方式都是建立在线性的基础上。例如,如果我们买1个面包付1个面包的钱,买2个面包就要付2倍的钱;从甲地到乙地需要1个小时,那么两倍远的地方就需要两倍的时间。我们只需要在基数上乘以2,这就是线性思维。
但自然界是非线性的。非线性意味着有些事情是不成正比的,是不可预测的。
这就是为什么人工智能令人印象深刻,因为它已经建立起了捕捉非线性的方法论。举例来说,里氏震级是对数形式,4级地震的强度不是3级的1倍或4倍,它实际上是3级地震的10倍。
作为人类,我们还没有准备好。我们的进化还没有把我们带到这个阶段。因为我们的进化一直是围绕部落、小团体进行。现在,我们建立了大规模的城市、社会等等。
有了人工智能,我们将拥有一种新的超级力量。这意味着,作为一个物种,我们正处于进化历程中的危险境地。我们将需要进行战斗。
我认为史蒂芬·霍金和其他人已经看到人工智能的风险是有原因的。相比古罗马帝国甚至更早的时期,我们每个人都将变得更加强大,即使是一个人也可以影响很多人,这是令人担忧的事情。
这就是为什么我们应该建立一个全球联盟来传播更多的知识,教育更多的人,并一起讨论人工智能的影响。由于存在风险,所以我们应该密切监控人工智能的所有负面案例。
因为,我们一旦失败了,就不会再有我们人类了。
墨筹:非线性对我们来说是件新鲜事!在某种程度上,创造人工智能是为了模仿人类的思维方式。但是人类有偏向性——我们的思维是线性的,我们是理性和感性的结合体。
您认为人工智能有不可避免的限制或边界吗?这些限制是自然缺陷、弱点还是优势呢?就像人类情感有时是一种限制,有时又能使我们取得成功。
Liò教授:2002年获得诺贝尔经济学奖的以色列心理学家丹尼尔·卡尼曼(Daniel Kahneman)提出了一个观点:人类有两个系统。
丹尼尔·卡尼曼
当我们需要做出决定并认真思考时,一个系统就会思虑周全且缓慢。当我们依赖于过去所做出相似的决定时,另一个系统就会更快运行。
系统1和系统2很好地解释了我们的本性和我们的认知行为,它们可以被看作是我们的“双重灵魂”。但在很多情况下,我们放弃思考,只是寻找无需花费太多时间的最快速的答案和解决方案。
这指出了我们在未来的人工智能中要寻找的东西:不仅是机器学习,还有机器推理。
我们在人工智能方面遇到困难的一个原因是,我们的进化一直是基于启发式策略(heuristic),或者说我们为了快速找到答案而开发的东西。
赫伯特·西蒙
诺贝尔经济学奖得主赫伯特·西蒙(Herbert A. Simon)提出了所谓的“满意决策”(satisficing)概念。
举例来说,你不会寻找世界上最漂亮的汽车,因为你可能买不起,但是你会寻找一辆让你满意的好汽车,这被称为有限理性,这就是我们的思维方式。
我们是理性的,但我们经常简化现实以找到可接受的东西,即使它不是最好的。这在我们的行为中造成了启发式偏见,因此我们容易犯错。
但人工智能可以帮助我们避免人类进化过程中产生的内部限制,从而完善我们的决策。
06
人工智能,重新定义“人”
《鼎石志》:智能是人类之所以成为人类的关键因素。那么,当有一天人工智能超越人类智能的时刻,或者我们称之为“奇点”到来的时刻,人类是否需要重新思考人之所以为人的定义呢?人类的独特性会在哪些方面体现呢?
Liò教授:重要的是,要设定目标。人工智能的意义在于它加速了所有其他领域。
到目前为止,人工智能本身不是问题;相反,它汇集了人类知识所有其他领域的问题和优势。
从某种意义上说,人工智能就像核能:处于特定条件下,我们可以从中汲取大量能量,但如果我们徒手接触它,我们就会死亡。
人工智能使一切变得如此强大,同时也伴随着风险,这就是为什么我们应该寻求可持续性,不仅是我们作为人类这种物种的可持续性,更要寻求地球的可持续性。
我们要始终秉持尊重彼此、尊重各种生命形式的理念。维护人类尊严和可持续性将保证我们的后代能够在地球上过上美好的生活。
墨筹:谢谢Liò教授!我认为我们的对话带来了很多讨论和研究的可能性。
林雨庭:这次的对话对我很有启发,解答了我的很多疑问。很荣幸能与您就这个话题进行深度地交流。
Liò教授:也谢谢你们!你们以及鼎石的同学能拥有这样的思考和行动让我非常欣喜。
*注:本文采访并写作于2021年,本次访谈中分享的关于人工智能的概念放在今日依然适用。但具体到人工智能应用于医学领域的实践与数据可能已经有了更新的进展,为尊重采访的真实性,在此不做更新,特此提醒读者。
关于“大学的精神”专栏
《大学的精神》是鼎石市场及传播部推出的专栏文章,我们将不定期邀请来自世界顶尖高等院校的校长、院长、教授、以及招生负责人担任访谈嘉宾,与他们就大学的精神气质、教育理念进行深入讨论。我们希望藉此专栏,与您一同重新认识这些伟大的大学,寻找教育的永恒价值,并探索理想教育的可能性。