從固定終端轉(zhuǎn)移到移動終端讓現(xiàn)實世界精確映射到數(shù)字世界成為可能

近日，“浪潮云數(shù)智中國行-重慶站”現(xiàn)場，重慶郵電大學計算機學院/人工智能學院執(zhí)行院長張清華做了題為《人工智能發(fā)展的內(nèi)驅(qū)動力》的主題演講。張清華院長分享了人工智能時代下數(shù)據(jù)、算法和算力的發(fā)展，尤其對人工智能時代下的“數(shù)據(jù)科學”做了精彩的解讀。

隨著計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們已經(jīng)進入了以數(shù)據(jù)為主體的數(shù)字化進程中，科學研究也已經(jīng)走向“數(shù)據(jù)科學”第四范式。數(shù)據(jù)是數(shù)字世界的基本要素，也是人工智能的生產(chǎn)資料。然而，目前我們對數(shù)據(jù)的挖掘與探索仍然停留在表層，并未發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)本身的新規(guī)律、新知識，并由此創(chuàng)造新的價值。面對數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，深化人工智能發(fā)展，重大的科學基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)必不可少。

將重慶郵電大學建設(shè)為“重慶市大數(shù)據(jù)智能化的一個實驗場所、人才高地、科技高地”，是重慶市的重要戰(zhàn)略部署。目前，重慶郵電大學正加緊籌劃建設(shè)“大數(shù)據(jù)試驗場”，推動科學基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為重慶市以大數(shù)據(jù)智能化為引領(lǐng)的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略提供強有力的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。2020年7月，重慶郵電大學與浪潮攜手打造了計算性能達每秒千萬億次規(guī)模的人工智能創(chuàng)新平臺，作為重郵的核心算力底座，支撐起重郵的大數(shù)據(jù)智能化研究，切實推動重慶市的智慧新基建發(fā)展與國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)建設(shè)。

數(shù)字世界來臨，數(shù)據(jù)成為生產(chǎn)資料

人工智能的三大要素是算法、算力和數(shù)據(jù)。其中，數(shù)據(jù)是人工智能時代的生產(chǎn)資料。那么我們?yōu)槭裁催M入數(shù)字世界，被數(shù)據(jù)包圍？首先要提到的是計算機的發(fā)展，計算機令一切數(shù)字化成為可能，也讓高效計算成為可能，我們已經(jīng)身處數(shù)字化進程中，是抵擋不住的潮流。第二，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)明讓機器的互聯(lián)互通成為可能，讓信息高效匯聚成為可能。第三，移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得我們的數(shù)據(jù)從固定終端轉(zhuǎn)移到移動終端，變?yōu)槲覀兊?a target="_blank">手機、iPad。第四，物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器，使人與人之間、人與物之間、物與物之間構(gòu)建起萬物互聯(lián)的數(shù)據(jù)世界，讓現(xiàn)實世界精確映射到數(shù)字世界成為可能。實際上我們每個人都是數(shù)字世界的最基本要素和數(shù)據(jù)生產(chǎn)者，每個人都在數(shù)字世界上對自己進行畫像，最后匯聚成一個數(shù)字海洋，也就是我們今天所說的“數(shù)字世界”。

在人類社會誕生前，世界上我只有一維空間，即物理空間。有人類社會后，我們說形成了包含社會空間在內(nèi)的二維空間，現(xiàn)在我們給自己構(gòu)造了一個第三空間，就叫數(shù)字空間。在三維空間里，除了物理空間、社會空間，還有虛擬的數(shù)字空間。數(shù)字世界現(xiàn)在正在逐漸形成，其基本要素就是數(shù)據(jù)，數(shù)字世界就是我們現(xiàn)實世界的基本映射，有人提出是孿生世界。我個人認為，這個映射空間目前還不是孿生，未來可能構(gòu)建從物理世界到數(shù)字世界的雙生，可能那時候提“數(shù)字人”會更為準確。

數(shù)據(jù)科學作為第四范式

2013年被稱為大數(shù)據(jù)元年，后來國家每年都在制定計劃推動大數(shù)據(jù)發(fā)展，我們?nèi)绾沃卫頂?shù)據(jù)世界，如何應(yīng)用數(shù)據(jù)世界？對應(yīng)的就需要處理數(shù)據(jù)的科學，因此，大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略推出后，“數(shù)據(jù)科學”應(yīng)運而生。

什么是數(shù)據(jù)科學，我查了很多資料，但是沒有很準確的定義。有人這樣說過，要成為一門科學，背后一定要有基礎(chǔ)理論支撐。我們的人工智能發(fā)展得非常繁榮，然而，繁榮主要是在應(yīng)用端。可以說，治理數(shù)據(jù)的模型、方法都還在路上。現(xiàn)在，應(yīng)用實踐已經(jīng)倒逼我們做理論研究、基礎(chǔ)理論分析。

科學研究的第一范式是實驗科學，第二范式是理論科學，第三范式是計算科學，第四范式就是數(shù)據(jù)密集型科學，也即“數(shù)據(jù)科學”，它以數(shù)據(jù)挖掘為依據(jù)，也就是數(shù)據(jù)世界形成后我們希望從數(shù)據(jù)當中獲取其本身蘊含的規(guī)律和價值。然而，目前我們在數(shù)字世界中能還原現(xiàn)實世界的規(guī)律，但是還沒有發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)世界本身的新規(guī)律。

“數(shù)據(jù)科學”的特征我主要說三個。第一是不在意數(shù)據(jù)的雜亂，而在意數(shù)據(jù)的量；第二是不要求數(shù)據(jù)精準，而強調(diào)數(shù)據(jù)面面俱到。面面俱到的含義不是涵蓋所有數(shù)據(jù)，而是各個方面都要有代表性數(shù)據(jù)，這就離不開概率論支持。第三是不追求因果關(guān)系，但重視統(tǒng)計規(guī)律。這意味著不只追求因果關(guān)系，更多在于追求關(guān)聯(lián)關(guān)系。

科學研究的前三種范式都屬于知識范式，它們的重要特征就是從數(shù)據(jù)特征里面挖掘出能夠被我們理解的知識。數(shù)據(jù)科學范式下，有一個不一樣的思維方式：我們是否可以挖掘出客觀存在但人類無法理解的知識呢？數(shù)據(jù)科學的內(nèi)涵知識，是否可以通過數(shù)字世界的特殊方式直接解決問題？我認為數(shù)據(jù)科學范式下挖掘出來知識，可能我們理解不了，但是機器能理解，這種規(guī)律應(yīng)該是數(shù)據(jù)范式下我們?nèi)ヌ剿骱退伎嫉摹?/p>

建設(shè)大數(shù)據(jù)試驗場驅(qū)動數(shù)據(jù)科學發(fā)展

要探索數(shù)據(jù)世界、治理數(shù)據(jù)世界，就必須發(fā)展“數(shù)據(jù)科學”，這是一個重要前提。每一個科學都需要探索，在探索過程中都需要做試驗或者實驗。試驗是探索，實驗是驗證。我想，最重要的事情就是做“大數(shù)據(jù)試驗場”。大數(shù)據(jù)試驗場想做的就是驅(qū)動數(shù)據(jù)科學發(fā)展，探索數(shù)字世界的奧秘，換一個角度看世界。

為什么要建大數(shù)據(jù)試驗場呢？因為數(shù)據(jù)孤島的存在，我們現(xiàn)在的一些數(shù)據(jù)挖掘方法，只能挖到一些很低端的淺層次的數(shù)據(jù)，更深層次的怎樣進行挖掘，需要新的挖掘方法和新的理論，就需要建設(shè)試驗場。做一個比較淺顯易懂的對比方式，試驗場跟礦場是類似的。

目前，重郵正在建設(shè)“大數(shù)據(jù)試驗場”，我們建設(shè)大數(shù)據(jù)試驗場的目的是探索數(shù)據(jù)科學本身的內(nèi)涵、探究數(shù)據(jù)科學本身規(guī)律，然后引導產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，引導行業(yè)的發(fā)展。我們在浪潮等一些知名企業(yè)的指導下，構(gòu)建了千萬元級的算力，但長期目標是打造示范性算力基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建大數(shù)據(jù)試驗場基礎(chǔ)設(shè)施，在高校中打造算力平臺的典范，為重慶市實施大數(shù)據(jù)智能化發(fā)展作出貢獻。
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