曹立宏可以站在这个领域的高峰,和他小时候的教育和自我学习能力有着密不可分的关系。很欣赏他的这句话:有必要与复杂的社会保持一定的距离,对当前的环境持有心灵的超越,坚持独立思考和独立判断,这就是当今社会最需要的‘隔离的智慧’和‘超越的心灵。
今年,人工智能成为全球热门的焦点话题。可以说,绝大部分人是因为看到谷歌公司的AlphaGo在几个月前击败世界顶尖围棋高手李世石,才开始意识到人工智能的时代已经到来。
人工智能对人类现实生活正在产生深刻影响,脑科学研究已在全球兴起,它被认为是人类社会的“第四次革命”。未来,大国之间的核心竞争必将体现于人工智能领域。
令人骄傲的是,在全世界人工智能研究的顶尖人才中,有一股不可小觑的华人力量。这其中,便有成就杰出的先行者——宜兴籍乡贤、中国传媒大学脑科学与智能媒体研究院院长曹立宏教授。
这是一位极富性情的脑科学专家,很难用几组词来定义他。因为,他太生动了。而他三十多年为之努力的梦想,正以一个时代的面目,以令人眩目、心神震撼的气势,向我们扑面而来!相信,读了他的故事,您也会认同以脑科学为核心基础的智能化时代,已经到来!
放养长大,“刻苦”这词要重新定义
——宜兴,是曹立宏永远的家
小时候,他叫“曹立红”。
“我看到的红色,和别的孩子看到的红色,是同一种感觉吗?”虎头虎脑,才八九岁的小男孩,瞪着圆溜溜的大眼睛,天马行空地乱想。
曹立宏隐约记得,他与脑科学的缘分始于童年时的关于“红”的遐想。
曹立宏老家在宜兴市杨巷镇。此地四绕巨流,东西夹山,风景甚美,当地人好武术、喜书画。他在这样的“摇篮地”,放养着长大。
从小到大,曹立宏一直将学习视为“有趣、好玩”之事,他笑言:“刻苦这个词,要重新定义。一个人的刻苦,一定是有原因的,他有兴趣就会在上面花功夫,不会觉得苦。顶顶要紧的是有兴趣。”
上初中时,曹立宏一次坐了轮船进宜兴城,在新华书店瞅中了一本封面上有自由落体照片的物理书,简直像捡到了宝贝。下午,他捧着新书,坐船回家,裤袋里正好有三个乒乓球,便摸出来“做实验”。伽利略的重力加速度实验是在比萨斜塔上做的,倘是在宜兴这样的水乡,会有不同吗?三只乒乓球,在船上抛上落下,试了几回,一只球为“科学”作了牺牲,漂到了西氿上……
当年的小伙伴杨扣根“揭发”他:“高考前几天,他还领着我们爬树!打着手电筒拿弹弓打麻雀子!”高考前一天,夹个篮球,背着铺盖,从杨巷走到官林考场,打好地铺,就打篮球去了,这便是曹立宏。那年高考,他的物理成绩是98分(满分100),化学成绩位列全县前三名。
“一帮好伙伴,一些好老师”——他如此形容从小学到高中的读书生活。王达成、谢一忠两位数学老师对他的影响尤其深远。多年以后,这位放养成材的脑科学专家,对应试教育深为忧虑,他大声呼吁:“与其以摧毁大脑的方式来提高分数,不如让大脑顺其自然健康发育。只会考试的大脑很快会被机器打败的,家长们醒醒吧!”他深深感谢作为教师的父母,当年从来不以考试成绩来管束他。
探索大脑奥秘,踏上孤独未知之路
——在南京紫金山天文台练功
1979年秋天,16岁的曹立宏考上了北京大学数学系。这一年,中国正在迎来科学的春天,北大集中着丁石孙等一批学界泰斗,科学巨匠、宜兴乡贤周培源时任北大校长。他在北大,再次遇到不少好老师,一帮好朋友。
画画、打球、下棋……曹立宏爱好甚多,但这辈子真正痴迷的两件事,都缘起北大。
顶顶痴迷的,便是脑科学。
曹立宏善下象棋,遇到上铺的兄弟竟总是输。“这家伙像是脑水多装了好多啊!”人脑结构到底有什么奥妙,有什么办法可以仿真?曹立宏发现这才是自己真正想研究的东西。他一边学数学,一边猛攻生物学。
另一痴迷的便是武术。1982年,北大成立武术协会,他是协会第一大队的大队长,师从武术名家秦庆丰练习少林五形八法拳。
“在桩功练习时,大脑入静的感觉真的很美妙。”武术令他倍觉人脑的神奇与美妙。
习武三十年,中国武术所体现的智慧与胆识,定力与修为,深深影响着他。
一张演练秦门步战刀的老照片,见证着曹立宏岳峙渊渟的修行气质。尽管多年后因一次意外膝部受伤,无法习武,但他作为北京少林五形八法拳研究会的核心成员,一直在传播中国武术文化。
本科应用数学专业毕业后,曹立宏未能考上北大生物学研究生,之后在南京紫金山天文台工作了五年。对宇宙空间的探索,为他更好地奠定了物理、哲学、天文、计算机等方面的素养,开启着他的创新思维。
1988年,他为了自己痴迷的脑科学,放弃公费留学深造天文学的机会,前往美国弗吉尼亚州立医学院,攻读生物统计学硕士。
那时,全世界的脑科学研究尚处于零起步时期。曹立宏选择的,是一条真正孤独的未知之路。
医学院每年会给一个年级最优秀的一名研究生发一大奖,曹立宏拿到了这一奖项。曹立宏的导师Chinchilli教授对他准备的硕士论文非常赞赏,认为已经达到博士水平。因他平时选修了大量功课,只需再补一门生理学课,就可博士毕业了。
曹立宏用了三年不到的时间,便拿到博士学位。其学霸生涯,趣事纷呈。比如,刚到美国时英文超烂,考试时“菠萝”写不出来,只好画一个可爱的菠萝,倒也“蒙”到了几分;跟一帮护理专业的姑娘上解剖课,他是唯一的“男神”,负责全部重、苦力活;在里士满的一个武馆,切磋之际,轻松撂倒一美国猛汉,由此收了一堆弟子,顺带升级口语水平……
以超越的心灵,寻找梦想的珠峰
——访问德国海德堡大学
脑科学与人工智能研究,在曹立宏心目中,是无可取代的“珠峰”,一路走来,再美的风景都不能留住他。所有的坚持,对各种诱人机遇的放弃,都是因为“山在那里”!
1991年,曹立宏放弃一家医药公司的高薪聘用,进入美国国家卫生总署(NIH)开始博士后的科研工作。
NIH是全世界医学界最权威的研究机构。在那里,曹立宏越来越感觉到人工智能的重要性。他记得:“当时整整有两个星期,耳朵旁仿佛总有一个声音,不断地跟我说,你要去学神经生理学!”
1992年,曹立宏回到弗吉尼亚州立医学院,用三年时间,读完神经生理学博士所需的所有课程,并常常没日没夜地浸泡在动物大脑电生理实验室。
这里还有个插曲,曹立宏完成学业后,曾在美国食品药品监督管理局(FDA)正式工作了“一天”。
他原是冲着美国新启动的东方医学科研计划,报考FDA的,面试非常严苛。上班第一天,作为一名新的美国公务员,必须宣誓,他觉得自己达不到誓言要求,毅然放弃。
他的人生下一站,同样放弃得很坚决。
1995年,曹立宏进入美国资本第一金融公司(CapitalOne Financial Corp)做金融数据分析模型。他是该公司聘用的第一位博士。
作为如今全球金融数据分析领域实力最为雄厚的企业,当时的资本第一公司只有十来名员工。现在国内MBA教材上讲到的金融数据分析模型,就是曹立宏当时研发的。曹立宏将人工智能方法运用到金融业,效益巨大,坏账率从6%多,降低至3%多。
“我的确赚到了一些钱,但钱这样的财富不是我最想要的。”在波诡云谲的金融帝国里,他拥有着一颗冷静的\科学家的心。在“资本第一”工作期间,他一直利用业余时间建构大脑神经元模型。 1997年,曹立宏离开资本第一公司,前往美国硅谷创业。曹立宏坚信,人工智能研究终将深刻影响世界。
多年以后,身为中国传媒大学二级教授、博士生导师的曹立宏,引用了中国传媒大学党委书记陈文申在毕业典礼上的一段话,在微信中勉励年轻人:“有必要与复杂的社会保持一定的距离,对当前的环境持有心灵的超越,坚持独立思考和独立判断,这就是当今社会最需要的‘隔离的智慧’和‘超越的心灵’”。这又何尝不是他自己的内心写照?
看完演示,诺奖得主眼含泪花
——在捷克学术访问
硅谷创业氛围很浓,大家对曹立宏的大脑模拟仿真研究非常感兴趣。
大脑仿真,是通过计算机对大脑的微观单元进行建模,从而构建复杂的神经网络系统,模拟神经信号的功能和过程。
然而,在二十多年前,大脑模拟仿真对于人类是一个几乎不可能做的事情。为什么?
道理很简单,因为我们的脑细胞太多了,大脑的神经元太多了,是一个天文数字。在1952年的时候,两位科学家Hodgkin和Huxley发明了能够描述神经元产生电信号的一组方程(HH方程),因此获得诺贝尔奖。这是神经生理学的一项最具奠基性的工作,强大的计算机就可以对这个方程进行模拟,进行数值计算。
在过去,因为计算机的能力太低,这个方程非常复杂,难以真正的、大规模地计算。
曹立宏经多年努力,对HH方程创新性地做了特殊处理,发明了神经元NiMi模型。这一模型产生的信号和大脑真实信号有很好的可比性,而且计算速度比传统方法快100倍。
1998年,曹立宏应邀在美国伯克利大学实验室,用他的笔记本电脑成功演示了这一大脑模拟算法。著名的物理学家,诺奖得主Glasser先生也在现场观看演示。
“这位白发苍苍的老先生,看完我的演示,非常激动,眼里含有泪花……”曹立宏无法忘怀这一幕。
Glasser先生在35岁时获得诺贝尔奖,得奖后的第二天就开始投入脑科学研究,差不多花了大半辈子的时间。他与曹立宏有着很多共同语言,两人聊得非常投机。
Glasser先生对脑科学的执着与理念,鼓舞着曹立宏。
曹立宏的父亲曹静安先生也曾在美国观看过儿子的演示,曹立宏非常怀念地回忆道:“父亲生前一直很关注我的研究,他也觉得研究大脑很有意义。还翻译过我的一些手稿。”
曹立宏特别提到,在紫金山天文台工作时的恩师——宜兴籍著名天文学家童傅先生。童老晚年深受帕金森病症之苦,行动十分困难,但思维仍敏捷清晰。曹立宏每次去看望他,都会更加坚定自己对脑科学的研究。得知童傅先生已于2013年辞世,他为此久久不能平静,深憾脑科学研究的进展还是太慢。
勇立潮头,领航中传脑智研究院
——作为嘉宾在纪念抗战胜利70周年大阅兵中观礼
短短近二十年时间,脑科学从理论到应用取得了巨大的发展。新一代人工智能技术在脑科学的发展与启示下迎来了春天。计算机硬件GPU的出现为其提供了硬件支撑,互联网云计算带来了海量数据。深度学习,作为机器学习的一个重要分支在2012年真正爆发了。
2012年,欧盟发起“人类脑科学计划”,2013年4月,美国启动“脑计划”。同年5月,中国传媒大学脑科学与智能媒体研究院成立,这也是我国成立最早的以脑科学为基础的智能技术研究院。曹立宏任院长。
作为世界脑科学研究的顶尖专家,曹立宏清晰地感受到各国政府、企业和学界在脑科学和类脑智能领域展开的竞赛。
曹立宏关注时代,思想深刻,见识卓远,一直将脑科学研究与人类命运、祖国兴盛视为一体。他相信,中国的未来在“智能+”。
脑科学和深度学习,是研究院关注的核心方向。研究院自主研发的NiMiBrain®大脑仿真平台即将于今年下半年上线,它将以世界上最快最准的类脑算法,为科研机构服务。这也是从2015年开始北京市“脑科学与类脑计算”的一个核心项目。
曹立宏还担任北京市协同创新研究院智能传媒技术协同创新中心主任。该院在中国传媒大学设立智能媒体研究中心,中传脑智研究院作为这个中心的核心载体,开展视频智能化研究。
2016年注定是不同凡响的一年。
今年3月,美国谷歌公司的AlphaGo对决韩国围棋九段棋手李世石。
“人机大战”直播期间,曹立宏在微信朋友圈同步点评,他坦言:“说实话,机器一旦拥有了这样的能力以后,我们人类很难真的从下棋的角度去战胜它……人工智能真的来了!这将是新常态!”
“人机大战”,AlphaGo四比一完胜李世石的结局,预示着一个崭新时代的到来。
未来,人类很有可能依靠人工智能实现“读心术”。不少人开始对机器的“强智能”充满忧虑。
然而,对人脑和人工智能的研究是无法阻挡的。
今年53岁的曹立宏满怀信心地说:“人类不断地在演化发展,怎样发展得更好,还充满悬念。让我们加快对大脑的研究,并大胆拥抱类脑人工智能吧!”