文｜《中国科学报》记者 孙滔云开体育

2016年发生的两件事，让感情学家刘嘉怡悦了20年的学术信仰坍塌了。

第一件事是，宇宙顶尖围棋妙手李世石以1比4败于AlphaGo。这让刘嘉猛然发现，“一个全新宇宙正渐渐拉开帷幕。”

第二件事则是刘嘉的切身经历。在他参与计议与制作的江苏卫视《最广泛脑》节目中，面临通过少小东说念主脸识别20年后的成年东说念主、双胞胎识别、现场及时像片识别等挑战，东说念主类顶尖选手败于AI。

他本来自信满满。早在2002年，他在好意思国麻省理工学院（MIT）进行博士学位答辩之际，就在第二张PPT里写说念，“目下起先进的机器识别面容的正确率只然而随机水平，而东说念主类能够在一秒钟识别上百张面容。为什么东说念主类如斯伟大？为什么东说念主类如斯理智？为什么机器如斯愚笨？”他的答辩题目是《面容识别的领会神经机制》。

在计议《最广泛脑》节目之初，他的判断是，细则东说念主类更是非，不错险阻真贵碾压AI，此次要“让东说念主类的智谋在镜头前痛高兴快地羞耻一下AI”。

当AI校服东说念主类的那一刻，他在消沉之余顿悟：他一直求索的面容识别问题并非东说念主类智能的现实场所，正本我方围绕一个假问题怡悦了20年。

他决定躬身入局，去寻求并攻克果真的问题。为了新的指标，刘嘉辞去了北京师范大学感情学部部长的职位。他要重返实验室，只想作念一个全职科研的庸俗证明。

刘嘉

1 新的信仰

时候拨回到1997年。刘嘉刚到MIT脑与领会科学系运转攻读博士学位，他和导师南希·坎韦施有一则这么的对话。他说，我方想作念挑战大的课题。南希告诉他，视觉是东说念主类通盘的嗅觉系统中最主要的信息开端，有60%的大脑区域都与视觉相关，而在通盘的物体识别中，面容识别是最难的。

刘嘉以为我方一下子收拢了重心：面容识别即是那颗金冠上的明珠，他要作念阿谁摘取明珠的东说念主。从此以后，5年读博生涯，以及归国之后的15年间，他一直都在深耕面容识别。他想知说念东说念主是怎样识别面容的、大脑的什么区域在扩充这个功能，以及它的历程。

在读博期间，他发现了紧要的成果：当东说念主们看见一张面容，大脑会用100毫秒把面容和非面容离别开，然后才会把这个信息传输到一个专诚用于面容加工的区域，之后再用70毫秒把这个面容识别出来。

这即是面容识别的独到之处，跟其它物体的识别是完全不同的。这个功能无比紧要——唯有在东说念主群中马上找到母亲的面容，婴儿身手普及我方的活命概率。

他们的这篇看管文章发表在《天然—神经科学》，迄今援用接近900次。

关联词，他一直以为的最现实的智能问题居然被AI攻克了。更况且，2016年的AI在东说念主们看来还相等弱智。不言而谕，他选错了主义。

他追求的是终极问题，面容识别并不是。

他要的阿谁问题是什么呢？天然即是刻在阿波罗神庙的那句“相识你我方”：咱们是怎样清醒我方的，咱们是怎样清醒这个宇宙的，它背后的第一性道理是什么？

44岁的刘嘉运转寻找新的印迹：在“东说念主猿相揖别”的数百万年里，东说念主类主要在进化以言语为载体的念念维才略，是以言语和念念维才是最为紧要的。

2022年11月30日，大言语模子ChatGPT面世的那天，刘嘉正发着烧，有一又友给他发了一个GPT-3.5的贯串。源泉发问的问题他照旧不铭刻了，但他立即相识到这能够即是通用AI（AGI）的雏形。战栗之余，他的病都好了一半。

再延长出去，他得出了一个更为震撼的论断：那一天是AI进化史的分界线。在此之前，AI仅仅一个用具良友；在此之后，地球上有了另一个能清醒东说念主类的“物种”，东说念主类不再是孤儿了。

刘嘉说，“如果达尔文看见这个时刻的话，他一定会说，一个新的生命出身了。”那么，如果脑科学加上东说念主工智能，会不会在某一天造出一个数字东说念主类大脑呢？

彼时，他的身份照旧是清华大学基础科学讲席证明、北京智源东说念主工智能看管院首席科学家。

他是如斯清脆，以至于为此写了一册题为《通用东说念主工智能：领会、训诲与活命神气的重构》（下称《通用东说念主工智能》）的书，并于本年6月份出书。在自序中，他写说念，“把这近十年中我的摸索、抗争、瓦解和疑问，攒成了笔墨，与你共享”。

2 一面镜子

如果说ChatGPT的问世给了刘嘉新的信仰，那么2024年诺贝尔物理学奖颁发给机器学习则给了他极大的信心，因为动作获奖者之一的“深度学习之父”杰弗里·辛顿恰是感情学出身。

不仅如斯，辛顿的资历也让刘嘉有极大共识：剑桥大学入学后仅一个月，辛顿便憎恶了物理学“每天12小时实验与誊写札记”，他愤而辍学。一年后重返学校，他运转学习生理学，又很快产生了发火，因其只关爱轴突电生理而不讲大脑职责机制，于是转向玄学。1970年，他再度回身感情学并获取学士学位。剑桥大学毕业后，辛顿成了又名木工。这期间，他读到了加拿大感情学家唐纳德·赫布的《步履的组织》一书，深受震荡之余，他决定用仿生步调看管大脑智能，之后投入爱丁堡大学攻读博士学位。

这么的东说念主生险些即是刘嘉的一面镜子，他曾经在东说念主生追求上扭捏过。

刘嘉是重庆涪陵东说念主，他小时候时时在夏夜铺着凉席睡在室外，仰望星空的时候他就深嗜天地的广袤面庞，这导致他在高中一直想读天体物理专科。不外他的想法因为一册对于弗洛伊德的列传变调了。他忽然以为感情宇宙比天地更为广袤，更为复杂，他要去学感情学。

1990年投入北京大学感情学系后，他才发现这门学科太“文科”了，充满了玄学念念辨以及莫得逻辑的死记硬背，那远非他遐想中的科学，于是他在本科期间学了北大筹画机系的中枢课程。他还辅修了无线电系的电子学与信息系统，王人因大脑亦然一个信息加工的系统，他以为学信息论有时会匡助他清醒大脑。

他最终坚抓完成了感情学的学业，并在读完北大领会感情学硕士后，奔赴麻省理工学院攻读博士学位。

其实，刘嘉在大学作念的事情远不啻上述。按照他的说法，“红说念”“黑说念”和“黄说念”他都试过了，最终才回来感情学。

所谓“红说念”，即是走宦途。他大一的时候竞选过北大的校学生会主席，在第二轮即被淘汰出局。在这个历程中，他只感到了累，完全找不到“high”的嗅觉，他就赫然这条路不是我方想要的。

“黄说念”跟挣钱相关。在1995年硕士一年齿的时候，他就靠写软件挣到了不少钱。他不会容许，有了钱就只会带一又友去北大南门“胡吃海塞”“喝了就吐”。他仍然莫得“high起来”。

他决定效劳“黑说念”，也即是作念常识。这条路诚然很累，报酬也很低，但“越作念越high”，这就弥散了。

刘嘉最早战争AI是1994年。他用传统东说念主工智能步调符号AI作念了对于东说念主格测量的大众系统，并获取了北京大学“五四后生科学奖”一等奖，他是独一获奖的本科生。他当时看到的AI远不是他期待的，直到他听了一位刚从日本归国的博士讲的东说念主工神经收集的课，才感受到了“AI的灵动”。可惜当时的电脑算力太小，一台386台式机的算力都远远比不上目下的智能手机。

之是以奔赴MIT读博，其一是因为刘嘉通过互联网知说念了东说念主工智能之父马文·明斯基，后者恰是在MIT东说念主工智能实验室任教；其二是他读了已故筹画神经科学范围前驱大卫·马尔对于视觉的文章。在那本书中，这位MIT证明用了一堆数学公式发挥东说念主类为什么能看见这个宇宙。刘嘉顿生重视，认为领会科学就应该是这么的，那才是我方应该为之怡悦的主义。

可惜的是，当刘嘉来到MIT见到马文·明斯基，在聊起东说念主工神经收集时，这位大佬却一脸消千里，告诉刘嘉这个主义不值得作念，然后惨酷他回来脑科学看管。

当乘坐冷飕飕的电梯从马文·明斯基办公室出来，他的心计一如马文·明斯基般消千里。他照旧听从了大佬的惨酷，再也没碰AI。

刘嘉在北大念书期间。

3 “清醒智能的现实”

其实刘嘉对AI的意思一直莫得沦一火。当年的AI太弱智，没法作念好玩的事情，当AI不再弱智了，作念事的时机来了。

回首最近十年的学术之路，回来实验室后的刘嘉并不堪利。他反念念，我方犯了多个空虚。

第一个空虚是，为了追求可解释性，他使用的东说念主工神经收集的参数目太小。他没相关注OpenAI的职责，而是扈从了DeepMind XLand的职责，以致在2020年6月GPT-3问世之后，他曾批判那是个试图靠堆参数堆出智能的“傻大粗”。他坦承，我方错得额外离谱。

这个空虚，是他在2023年才相识到的。毕竟神经收集太小时，不可能具有果真的智能，东说念主们没见地指望从唯有302个神经元的璀璨隐杆线虫中得到对于智能的看管成果。

第二个空虚是跟风。他也想作念基于Transformer的大模子，直到2023年年底，他才猜测了生物进化的维度。

他发现，更多的神经元数目并非高等动物区别其他动物的独一特征，不然神经元数目远多于东说念主类的大象和鲸会比东说念主类更理智，那么进化就成了他参照的智能划定。他要回到我方擅长的范围里，把脑科学和AI讨好起来，望望智能是如何进化而来。因为他的第一性道理是“进化不会干没趣的事情”。

与如今流行的AI for Science不同，刘嘉想要作念的是，让脑科学匡助AI来发展，就像当年辛顿一心要让机器效法大脑的运作机制不异。

刘嘉看到了当下大模子的短板，那即是，它只可作念从1到100的事情，而对从0到1的颠覆式鼎新的事情窝囊为力。是以在他看来，如今最该攻破的反倒是脑科学，唯有把脑科学的根柢问题管束了，身手启发下一代AI的出身。

刘嘉在作念什么呢？“清醒智能的现实”，他们的标语爽快明了。

在刘嘉的实验室，《中国科学报》记者见到了普遍开着颅窗的转基因小鼠。他们正在期骗宽场的单光子钙成像技艺记载小鼠视觉皮层的上万个神经元的步履。刘嘉想知说念，当小鼠在作念某个领会任务的时候，这些神经元组成的生物神经收集是怎样步履的？这么的看管有时能启发新的东说念主工神经收集算法。

就在前两年，他们课题组还在以狨猴为看管对象。不外他很快发现，每次能记载的山公神经元有限，于是他转向了小鼠。这么他就能一次不雅察上万个神经元的步履，唯有如斯，他身手把看管成果和东说念主工神经收集作对比。在作念神经元成像时，同期记载100个神经元和同期记载1万个神经元，得到的成果是完全不同的——就像大模子的发展不异，范围会带来领会功能的泄露。

1998年，刘嘉在MIT。

4 “信仰之跃”

如今的刘嘉不出差，不参增多样会，“老敦壮健在第一线作念看管”。

刘嘉这种冷静的姿态传承自他的导师南希，后者是一位个性完全的科学家。当年归国之际，刘嘉问导师，建立我方的实验室有什么决窍。南希告诉他两个要道词——tough and fair。刘嘉不明：fair是公说念的道理，那tough是对东说念主严厉吗？南希说，其实是simple and straightforward（简略和径直）的道理。

刘嘉随机赫然了，导师的道理是：不需要浑沌周折、绕来绕去。若要去苦求经费，拿文章、拿实验提案就弥散了；如果学术不雅点和别东说念主不同，就不错径直抒发出来。fair则是对事分歧东说念主，科学眼前，学生、敦厚东说念主东说念主对等。

但是，tough and fair并不料味着特立独行。他相识到，DeepMind校服麻省理工学院与哈佛大学的布罗德看管所，因解析卵白质结构拿到了2024年的化学诺奖，充分阐述了传统的小而好意思的实验室和传统的敦厚、学生的单线和洽看管款式果决失效。

在AI期间，科学必须得像 DeepMind 那样以工程化的神气来鼓动，即Engineer for AI for Science（基于工程架构的东说念主工智能助力科学看管）。跨学科的和洽，照旧成为脑科学+AI发展的必要要求。

2024年，他开启了“小曼哈顿研究“，即在学校的扶助以及已有感情学基础上，创建了融感情学、脑科学和东说念主工智能三个交叉学科的感情与领会科学系，运转了一段新的征途。

“信仰之跃”，这是刘嘉为辛顿写的小传的题目，其实那是写给他我方的。

辛顿是刘嘉的最大偶像。当辛顿攻读博士学位之际，恰是神经收集看管的严冬。马文·明斯基在其文章《感知机》中严厉批判了由神经收集通向AI的说念路，断言“看管神经收集是一条死巷子”。这时候，辛顿的导师也背弃了神经收集，转投符号主义AI阵营。关联词辛顿却执着于神经收集看管，成了辩别经费、导师和学界扶助的孤勇者。

辛顿的信仰是强项的，“莫得情理认为东说念主工神经收集作念不到咱们能作念的一切”。早在剑桥念书的时候，他就宣告：“清醒大脑的独一见地，即是亲手造一个出来。”这是他的信仰。

当年刘嘉辞去了感情学部部长的职位，这在很猛进度上有相似之处。

他把这个信仰的根源归纳为延迟称心，这种延迟称心以致是特出生命周期的。刘嘉时时告诉学生，作念事情要接头时候标准，要把它放到5年、50年，以致特出你的生命的标准上来看待其价值。

在步调论上，他尽力于着重的一个战略是，遑急是最佳的防御。

他是国内使费力能磁共振看管大脑功能的前驱之一。当年他刚到MIT念书，导师就运转费力能磁共振看管大脑功能。刘嘉于2002年加入中国科学院生物物理所，参与组建了国内第一台用于脑科学看管的磁共振开拓。2006年到北京师范大学后，他主导确立了国内高校第一个磁共振脑成像中心。

他莫得称心于这些建立，反而跳出了快意区，再也不碰磁共振了，原因是其空间和时候分辨率太差，完全不成称心东说念主工神经收集看管需要。随后，他又从东说念主的看管转向了山公看管，之后再次转向了小鼠的看管。

在《通用东说念主工智能》一书中，他如斯总结我方的学术念念想：如果仅仅沿着练习的说念路前进，诚然容易且安全，却可能让你堕入领会的局部最优罗网——你以为我方已司清醒了通盘这个词宇宙，实则仅仅固守在一个忐忑的旯旮。

这就要延续迭代我方：在运转训练前，都必须明确一个指标函数。这个函数界说了模子但愿达到的梦想气象，而训练的一说念道理就在于延续优化参数，让模子越来越接近这个指标。

东说念主生也需要界说指标函数。他说，无须执着于精准地策动畴昔的每一步，那样反而可能堕入过度分析而迟迟无法行动。你需要作念的是“强行升空，不详运转，空中加油”，找一个简略正确的主义，然后延续逶迤、束缚上前。

这恰是刘嘉收尾信仰之跃的旅途。

本文部天职容参考了《东说念主文清华播客：对话清华学者》的刘嘉专访云开体育，东说念主物图片由受访者提供。

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