未来会是什么样?时光倒流40年,面对这道“作文题”,即使再多的奇思妙想,也很难想象出当今这个神奇的信息时代——一部手机,一台电脑,闯天下。小到一粥一饭,大到环球旅行,几乎都能按键搞定。你可知道,这沧桑巨变的背后,离不开一只看不见的“计算手”。从计算机从娃娃抓起,到超级计算机,再到人工智能,计算力犹如一根能量无穷的魔法棒,推动科技进步,催化财富增长,一次次赋能我们的新生活,让奇妙的“未来”触手可及。
娃娃起学计算机
未来无法预知,大胆创新可以捕获先机。
中福会少年宫13楼的走廊上挂着一张1984年的珍贵彩色照片。照片上,穿蓝色运动上衣的男孩李劲和身着红格子棉袄的女孩丛霖坐在两台电脑前做着人机互动,李劲身后的邓小平同志背着手身体微倾,脸上带着赞许的笑容。照片最右边是两个孩子的指导老师王颂赞。
正是这场计算机操作演示,让邓小平同志连连称赞,更在看完表演后拍着李劲的肩膀作出了“计算机的普及要从娃娃做起”的指示。这一指示有如春风雨露,极大地促进了我国中小学的计算机普及教育。
现如今,王颂赞早就是全国闻名的计算机指导特级教师,而李劲已成为一名计算机科学家,目前是微软亚洲研究院首席研究员。
“上世纪七八十年代,计算机还只是在上海和全国刚起步。1978年,杨雪兰女士曾带着儿子来中国,其间她到访少年宫交流。当时,她的儿子带着一台苹果第二代计算机,这是我们第一次见着真正的计算机。当时,少年宫已有了计算机中心,但只有计算器,没有计算机。”王颂赞回忆说,当时还没有那么多电脑,少年宫就用纸制作了模拟键盘,让孩子们在“纸键盘”上模拟操作。1984年邓小平同志作出指示之后,为了在娃娃中普及计算机,少年宫还组织专家编写了电脑普及教材,在全国范围内培训了一大批老师,在学生中开展计算机BASIC语言学习。
信息产业生力军
如今,“数字校园”在上海的中小学相当普及,校校都有电脑房、校园网,多媒体教学设备、电子阅览室遍地开花,甚至人工智能实验室都悄然在沪上的校园现身。而从这一间间电脑房、一堂堂电脑兴趣课中走出来的计算机娃娃们,已经成为支撑国家信息产业发展的生力军、后备军。
培养出更多符合信息时代发展的创新人才,也是计算机教育走向高端发展的必然趋势。2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点,应在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育,以培养复合型人才。记者了解到,像中福会少年宫这样以“编程”为中小学生适应人工智能时代切入口的学校并不在少数,多年来,上海部分中小学已开设了编程社团学习。
今年4月,全球首部人工智能普教教材——《人工智能基础》(高中版)在沪发布,这也是国内中等教育体系首次引入AI教材。这一教材由商务印书馆、华东师大慕课中心和人工智能企业商汤科技共同编著完成。这套教材着重于人工智能的基本思想、基础知识,以及常用算法和工具的讲授。中学学生或许将来不会成为人工智能研究者或工程师,但也能通过对这个教材的学习掌握AI应用的基本能力,以此应对人工智能应用日趋广泛的未来社会。
超算抢占制高点
几乎与计算机普及同步,我国在更高性能的计算领域,有如“夸父逐日”般,从未停止奔跑的脚步。
“中国要搞四个现代化,不能没有巨型机。”1978年,在中央召开的一次重要会议上,邓小平同志将研制亿次巨型计算机的任务郑重交给国防科技大学。1983年12月26日,我国第一台命名为“银河-Ⅰ”亿次巨型计算机通过国家鉴定,中国成为继美国、日本之后,第三个能独立设计和制造巨型机的国家。随着科技的发展,上世纪九十年代,成功推出银河-Ⅱ、Ⅲ型巨型机,性能得到大幅提升。
2009年10月29日,中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生,并于次年首次在第36届世界超级计算机500强排行榜上名列榜首。2013年5月,峰值速度达5.49亿亿次的“天河二号”惊艳亮相,并先后六次站在世界超算500强榜首。从“银河”实现我国巨型机“零”的突破,到“天河”在世界超算数度称雄,实现从“跟跑”到“领跑”,是改革开放以来,我国科技发展艰辛与辉煌的一个缩影。
就在上海张江郭守敬路585号的二层,有一座中国超算历史博物馆。我国最具代表性的四台自主研发的超级计算机在此“四世同堂”——我国首台亿次巨型机“银河-Ⅰ”,首台千亿次计算机“神威-Ⅰ”,以及首台十万亿次的“曙光4000A”和百万亿次的“魔方”。其中,“银河-Ⅰ”是我国超级计算机的“始祖”,研制于1979年启动,1983年完成。“银河-Ⅰ”不仅是一个巨大的科技成就,也像是一件工艺品:每块电路板背后密密麻麻的焊点,都是手工一个个焊上去的;机柜里密布如发的数万根连线,都是靠人手一根根接通的……
从0到1,从1到“世界第一”,中国“超算”在改革开放40年时间里,一步一个脚印。今年11月13日,最新一期全球高性能计算TOP500榜单公布,此次榜单中10大超算生产商中有4家为中国企业。联想集团公司上榜数量由上半年榜单的117套增长到此次的140台,连续两期蝉联超算500强榜单冠军。另外,浪潮和中科曙光分列亚军和季军,分别是84台和57台。华为制造14台,位列第八。中国超算上榜总数居第一,占全部上榜超算总量的45%以上。
单机运算速度排行,美国能源部下属橡树岭国家实验室开发的“顶点”排名第一,中国超算“神威·太湖之光”和“天河二号”分别位列第三、四名。由联想公司制造的德国超算“超级MUC-NG”首次跻身十强,位列第八。
“超级大脑”超级赞
作为超级计算领域的专家,上海超级计算中心副主任李根国博士坦言,衡量一个国家在超级计算领域的实力,除了峰值计算速度,更重要的是看应用能力和广泛程度。2000年,李根国来到位于浦东的上海超级计算中心,从实习生到中心副主任,历经超算中心18载发展变化的他,对上海超算中心助力过的基础科研、攻关项目、产业发展如数家珍。
一支2B铅笔,从1.2米高的书桌上掉到地上,会摔断吗?一片正在太平洋上空的雨云,多久才飘来上海下场及时雨?一辆轿车,以超过每小时120公里的速度在高速路上撞车,到底有多严重的后果?……“眼见为实”之前,上海超算中心已经胸有成竹。作为2000年上海市一号重大工程,它掐指能算的本领早已远近闻名,还曾两度跻身全球十大“神算”,吸引着全国各地的科学团队慕名前来求解科研攻关中的“应用题”。
2000年,上海成立全国首个面向公众开放的超级计算中心,为满足市气象局等少数高端用户的海量计算需求,请来“神威-Ⅰ”超级计算机。“神威-Ⅰ”当年“计算如神”:眨下眼睛的一秒钟里,就能完成3840亿次运算,8小时算出全球各地未来10天的天气状况。不到5年,“神威”爽快让出“神算宝座”,由当时国内运算速度最快,每秒计算10万亿次的超级计算机——曙光4000A执掌“上海第一脑”。2006年起,曙光4000A整日满负荷运转,各地用户必须“等位”。
2009年6月,上海“神算”掌门人再次让贤,“魔方”横空出世。6600个CPU,1650个计算节点,100TB内存,700TB储存,两套互联网络,峰值运算速度230万亿次……它让上海高端计算能力在全国率先迈入百万亿次时代,极大缓解商用大飞机、新材料、生物医药、重大装备、新能源和电动车等高新产业发展中常常遭遇的“计算饥渴”。
如今,上海超算中心已经累积支撑数千个自主创新项目,服务了2500多位科学家和研究者,依托该中心的支撑,诞生了1000多篇世界一流论文、数百项工业新产品和数十个国家重大工程项目。其中,包括大飞机的气动部件、新一代国产车型、国内多个核电站的设计以及一批重要药物的先导化合物。不过,比起美国、日本、法国等超级计算机强国,差距不小。“在研制生产超级计算机上,中国无疑已是大国,但在应用环节,仍需不懈努力。”李根国说。
随着科学对高性能计算的依赖与日俱增,上海光源、蛋白质中心等这些为全世界科学家提供服务的公共研发平台,都需要高性能计算能力。作为支撑上海科技创新的“超级大脑”,上海超算中心正在酝酿不断提速:按照规划,着力每秒2500万亿次计算能力的部署,比当前水平提升约6倍;正在研发阶段的“E”级机运算速度是“神威·太湖之光”的10倍,预计到2020年,这一“E”级机将成为支撑张江国家科学中心建设的重要力量。
创新发展大事记
1983
国防科技大学研制成功运算速度每秒上亿次的银河-Ⅰ巨型机,这是我国高速计算机研制的一个重要里程碑
1995
曙光公司推出了国内第一台具有大规模并行处理机(MPP)结构的并行机曙光1000(含36个处理机),峰值速度每秒25亿次浮点运算,实际运算速度上了每秒10亿次浮点运算这一高性能台阶
2000
上海超级计算中心(SSC)成立,它是国内第一个面向社会开放,实现资源共享的高性能计算公共服务平台
2005
5月,联想完成并购IBM PC。联想正式宣布完成对IBM全球PC业务的收购,联想以合并后年收入约130亿美元、个人计算机年销售量约1400万台,一跃成为全球第三大PC制造商
2009
6月,上海超级计算中心已部署峰值速度200万亿次/秒的“魔方”(曙光5000A),该机在公布的全球高性能计算机TOP500排行榜中名列第十,上海超级计算中心已跃升为世界上计算能力最强的高性能计算中心之一
2018
9月17至19日,由国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、国家网信办、中国科学院、中国工程院和上海市人民政府共同主办的世界人工智能大会在上海举办
人工智能抢占先机
时间拨回1956年的夏天,在美国汉诺威小镇宁静的达特茅斯学院,几位年轻学者围绕自然语言处理、神经网络等当时技术远无法触及的问题,展开了一场“头脑风暴”,人工智能四个字横空出世。
在“人工智能”这一概念提出62年后,AI已成为新一轮产业变革的核心驱动力,正在对世界经济、社会进步和人类生活产生极其深刻的影响。今年9月17日至19日,2018世界人工智能大会在中国上海隆重举办。围绕人工智能尖端科学研究与负责任发展、人工智能安全伦理规范、人工智能与国家安全、人工智能与网络安全、人工智能的法律问题等五大前沿议题,大会通过1场主论坛、33场主题论坛、5场高端对话、22场发布活动,打造了世界顶尖的人工智能合作交流平台。
如同大会的主题“人工智能赋能新时代”,世界人工智能大会最大的亮点之一,就是呈现AI+金融、智造、教育、交通、健康、零售、服务等AI应用场景,全面展现AI技术如何赋能时代发展、推动产业升级。
1978年,叶永烈先生出版了著名科幻小说《小灵通漫游未来》,书中的“小灵通”是位眼明耳灵的小记者,无意中登上了一艘开往未来市的气垫船,回家后把几天里漫游未来市的种种见闻一股脑儿都写了下来,其中便有不少人工智能技术。比如,未来市上课不用记笔记,一种名叫“写话机”的电子仪器,能自动把老师的讲话变成文字记录下来。40年后,科幻小说里的奇思妙想,成了我们现实可用的语音识别技术。在2018世界人工智能大会开幕式上,主会场的大屏幕两边实时滚动的字幕,将发言者的讲述内容迅速、清晰地展示在观众面前。不管是带家乡口音的普通话还是英语,人工智能都可以识别、翻译。
上海的地铁站里,你一定见过这样一座“小型工厂”——“天使之橙”,只需等待40秒,就可以喝到现榨果汁。在2018世界人工智能大会上,“天使之橙”带来了它的新伙伴,X-24h智慧便利店。“X-24h智慧便利店整合视觉识别、重力感应、智能锁鲜、智能烹饪等前沿技术,实现无人化理货、无人化制作、无人化售卖。”巨昂投资有限公司创始人兼CEO周祺告诉记者。
随着技术的飞跃进步,人工智能这只“堂前燕”,早已飞入了“寻常百姓家”。
在商汤科技和华师大慕课中心的指导和支持下,全国第一个中学阶段人工智能实验室在市西中学建成了,正式面向学生开设AI课程。学校的电脑预装了深度学习算法平台,学生们可以在“SenseClass教学实验平台”上进行深度学习模型训练和定制算法扩展。校方介绍,这些“教学助手”可以通过学生外显的行为,准确分析跟踪学生的思维、情感、注意力、劳逸程度等,对学生进行精准的个性化指导。
在九院放射科,每天仅肺部检查就高达150件次,以每次检查CT拍摄300至500张影像图片计,需诊断的影像图片数万张。依图科技的肺癌影像智能诊断系统能将肺部影像诊断压缩至秒级,有效减少漏诊率及医生疲劳工作时长。它能在医生看到患者胸部CT影像前,就自动标出肺结节的大小、位置、密度,并初步分辨良恶性,再将结构化影像报告交由医生审查。
像这样的“AI+”,每天都在上海的各个角落发生着……
如今,上海把人工智能作为建设卓越的全球城市、打响上海“四个品牌”和建设具有全球影响力科创中心的优先战略。市委书记李强在会见出席世界人工智能大会的中外企业家代表时指出,人工智能是引领未来的战略性技术,我们要努力打造人工智能发展的“上海高地”,充分激发各类创新型企业尤其是人工智能企业的活力。希望大家为上海人工智能发展多作研究交流、多提宝贵建议,携手抓住人工智能发展机遇,共同实现合作共赢发展。上海将全力培育更加良好的生态系统,为企业在沪发展人工智能提供更好服务,搭建更大平台。
据亿欧智库统计,中国人工智能商业落地的100强企业中,上海拥有22家,人工智能产业规模达700亿元左右,核心企业150多家。上海正筹建的人工智能发展联盟,集聚了超过300家人工智能相关的企业、投融资机构及科研院所。
不止如此,上海,正向越来越多这样的人才与企业敞开怀抱。大会期间,上海发布《关于加快推进上海人工智能高质量发展的实施办法》,22条细则聚焦人才、数据、资本三大重点,为上海提升城市能级和核心竞争力提供新动能。
新近发布的《2018年中国人工智能城市感受力指数报告》显示,上海地区居民整体对AI的感受力较强,居民在交通、安全、生活办公三大场景中,对于AI的使用情况与需求度均较高。世界人工智能大会之后的上海,正蓄势待发,AI将为城市的未来和人们的生活带来怎样深刻的影响,令人充满期待。
本报记者 郜阳