朱松纯:国际知名计算机视觉专家、统计与应用数学家、人工智能专家,北京通用人工智能研究院院长,北京大学人工智能研究院、智能学院院长,清华大学基础科学讲席教授。3次获得计算机视觉领域国际最高奖项——马尔奖。
早上9时许,朱松纯从北京大学朗润园出发,到与北大一条马路之隔的北京通用人工智能研究院(以下简称“通院”)处理各类事务,下午先回到北大给元培学院学生授课,然后再到清华大学自动化系指导学生们开展科研。一日之间,他的身份在“通院院长”“北大教授”“清华教授”之间切换,忙得不亦乐乎。
“回国3年多来,我差不多每天如此,工作节奏很紧张,但我感到很充实。”朱松纯近日接受本报记者正常采访时这样表示。
20世纪60年代末,朱松纯出生于湖北鄂州。虽然自幼家贫,但他始终勤奋刻苦,品学兼优。
1977年,高考制度恢复,那是堪称影响许多青年人生路径乃至中国社会走向的一场重大变革。对此,彼时刚上小学三年级的朱松纯认识还很有限,但也受到触动。他回忆道,有一天,他看见家附近的长岭中学操场上站满了从四面八方赶来的考生,他们静静地聆听该中学教务主任关于迎接高考的动员讲话。“他们意气风发、斗志昂扬,就像奔赴战场一样!我当时就暗下决心,要好好读书,也要考大学,当科学家!”朱松纯说。
“也要考大学”不仅激励朱松纯克服重重困难,完成初中学业,成为镇上同年级唯一升入高中的学生,而且学业优良。1986年,他以优异的成绩考入中国科学技术大学计算机系,大学梦成真。
大学期间,朱松纯如饥似渴地学习,渐渐地对AI产生了浓厚兴趣,不仅主动到自动化系旁听AI导论课程,还选修了给研究生开设的神经网络课。大三时,他给生物系认知科学实验室的张达仁老师写信,得以参与早期视觉注意机制的研究,其间读到英国学者大卫·马尔的著作《视觉》。正是这本计算机视觉领域的开山之作,引领他开启了长达30年的研究并取得丰硕成果。2022年12月,朱松纯教授与其他学者合作的学术专著《计算机视觉:统计模型释义马尔范式》正式出版,为马尔的框架提供了完整的数理模型。
“可否构建一个‘大一统’理论,对各种纷繁复杂的智能现象进行解释,实现通用的AI?”这是朱松纯在大学三年级提出的问题,而探寻这样的一个问题的答案就成了他此后科研的主要目标。当时,国内人工智能研究刚起步,参考资料十分匮乏。为了搜集资料,他和一位同学坐火车赴京,在国家图书馆复印了几百篇国外论文,背回学校与同学一起研读。
大学毕业时,朱松纯以全系第二名的成绩被保送攻读硕士学位,但当时无法在国内找到视觉与认知交叉方向的导师,他只好一边做研究,一边寻找机会。终于,1992年,朱松纯获得赴美国哈佛大学计算机专业攻读博士学位的机会,导师是国际数学家协会主席、菲尔兹奖获得者大卫·芒福特。
“破浪乘风万里天,精微科学得心传。中华民族腾飞志,不独吾家望汝贤。”临行前,朱松纯收到一位中学老师的赠诗,从字里行间深切感受到那份殷切期待之情。
朱松纯不负所望,学业精进。1996年,他博士毕业时就已在学界崭露头角。彼时,计算机视觉的主流研究是规则与几何,统计方法并不被看好。而当代人工智能的基础是统计模型,朱松纯以超前的思维挑战传统范式,第一次用统计的方法,以数学模型准确地刻画了“什么是纹理”,解决了困扰计算机视觉领域20多年的基础问题。
与当时快速地发展的互联网领域相比,人工智能研究显得有些冷清。朱松纯发现,身边的很多研究者去了网络公司,然而,他选择留在高校继续从事AI研究,潜心于探索人工智能“大一统”理论,先后任教于布朗大学、斯坦福大学、加州大学等。
“朱老师是一个很纯粹的科学家。”北京大学人工智能研究院助理教授朱毅鑫毕业于朱松纯的实验室,他说,“经常看见朱老师沉思,面前的草稿纸上密密麻麻。对我们向他请教的问题,他总能很快给出独到的见解,为我们打开思路。”
“科技创新时不我待,我只想做出一些原创性的成果。”朱松纯说,科学家享受探索科技前沿带来的如沐春风般的奇妙体验。他不知疲倦、乐在其中,经常在实验室工作到很晚,回家时常常已是夜深人静、满天星斗。
“中国要在AI竞争中胜出,必须培养大量具有国际视野和家国情怀的顶尖人才”
2020年8月底,朱松纯回国筹办通院,带领科研团队探索AI最前沿。“中国要在AI竞争中胜出,必须走原创的技术路线,必须培养大量具有国际视野和家国情怀的AI顶尖人才。”为此,朱松纯在北京大学和清华大学,紧锣密鼓地领衔打造全新的、本博贯通的人工智能课程教学体系,并积极推动成立北大智能学院。
朱松纯预判人工智能的发展有三大趋势:一是在人工智能的核心研究领域,如计算机视觉、自然语言理解、认知推理、机器人、机器学习、多智能体,日益高度融合,走向统一,实现从弱人工智能向通用AI的转变;二是智能与其它学科,如心理学、神经科学、生物医学等交叉发展,拓展其外延;三是通用AI的理论和方法逐步成为人文与社科的基础,实现“新文科”与“新社科”从定性向量化的方向发展,探索人机共生的智能社会。与此相适应,朱松纯将AI学科的培养目标定位于“新工科”“新文科”“新社科”“新医科”的大交叉背景下的“通识”,融会贯通人工智能六大领域的“通智”和助力各行各业的“通用”。
据北京大学AI研究院副院长李文新介绍,为了更好的提高物理课教学效果,朱松纯仔细研究物理课程大纲,圈定知识点,并与物理学院的老师开专题研讨会,成立专门的课程研究组,最终为通用AI实验班(以下简称“通班”)学生量身设计了两门物理课,涵盖了从高中物理起点到近现代物理的基础知识,突出物理学的建模思想。
就这样,通过近3个月日夜奋战,朱松纯和20多位跨学科专家反复打磨,终于确立了一套全新的人工智能课程教学体系,在横向上覆盖了计算机视觉、自然语言、认知推理、机器人、机器学习和多智能体六大AI核心领域,在纵向上贯穿了从数理基础、人工智能理论到前沿实践等课程教学体系,同时开设了AI与艺术、哲学、国学、法律、经济、社会、政府和公共管理等多门交叉课程。
在朱松纯推动下,北京大学在元培学院建立了通班,清华大学在自动化系建立了因材施教培养计划通用AI方向。截至目前,已有3个年级共150余名学生加入。通院则成为了他们的科研实践平台,获得了从通班到通院的成长通道。
“朱老师牵头的全新培养方案改变了我的人生轨迹。”刘宇是清华大学自动化系2020级本科生,原本觉得自身作为本科生没机会去参与这么高大上的科研,然而他在大一就通过面试,成为清华大学通用AI方向第一批学生。
专题讲座、暑期科研实践、科研实训营……刘宇除了系统学习通用AI所涉及的交叉学科,还参加到形式多样的科研、人文活动中。在通院导师贾宝雄研究员的指导下,他从读论文、写摘要入手,开始了计算机视觉方面的研究。入学短短两年之后,就能在导师带领下独立负责一个科研课题。
在科幻电影《超能陆战队》中,有一个“大白”智能陪伴机器人,可以陪男主角一起学习、玩耍,当男主角情绪失落时,“大白”会安慰他,给他一个大大的拥抱。
与只能完成单一任务的智能体不同,“大白”是一个通用智能体。这正是朱松纯孜孜以求的目标:打造具有自主感知、认知、决策、学习、执行以及社会协作的能力,同时符合人类的情感、伦理和道德观念的通用智能体。
“要实现这一目标,就要改变以‘大数据、小任务’为架构的‘鹦鹉范式’,转换为以‘小数据、大任务’为架构的‘乌鸦范式’。”朱松纯解释,鹦鹉学舌是通过重复训练实现的简单模仿,知其然不知所以然;乌鸦喝水看似简单,却属于自主推理的行为,是高级智能,也是人工智能未来的发展趋势。
在北京市和科技部支持下,通院的组建工作进展顺利。朱松纯提出,以中国之思想,创世界之科技,从中国的优秀哲学思想中找到人工智能学科发展的根基,以原创的科研范式,原创的技术路线,开展有组织的科研。朱松纯回国创建通院的消息一出,吸引了海内外同行的目光。
“大干一场的时候到了!”在给伦敦国王大学信息学院助理教授杨耀东的微信中,朱松纯不仅畅谈自己的科研理想以及通用AI对国家的重要意义,还悉心地安排这位年轻学者回国任教的各项事宜。“我也要像朱老师那样为国家的通用AI研究贡献一份力量。”杨耀东立即辞去教职启程回国,成为通院的研究员,同时兼任2022级北大通班的班主任,挑起了科研与人才培养的双重担子。
通院仿佛一块巨大的磁铁,先后吸引200多学者加入,包括30多位海外名校毕业的博士生,组建了通用视觉、自然语言与人机交互、机器学习、认知计算与常识推理、多智能体、机器人等多支研究团队。
“通院在每一个研究方向上都部署了力量,我们大家可以根据交叉研究的需要跟同事自由组合,合力攻关前沿课题。”杨耀东说。既能延续自己在AI细致划分领域的研究,又可以和其他领域的优秀人才交流碰撞,在通院这样的平台上,人才聚合的作用优势明显。
“做科学研究不是到北京天桥看把戏,哪里热闹就去哪里。”朱松纯常用自己的经历启发大家,“要做原始创新,就要有全局观和前瞻思维,提前预判科学前沿趋势,设伏于必经之路,才能一举取得领先优势。”
“不随大流,敢为天下先。”这是许多人对朱松纯的评价。在美国参与“可解释人工智能”这个重大科研项目时,其他国际专家大多采用学界流行的可视化深度学习方案,朱松纯则带领团队另辟蹊径,确立了“人机实时双向价值对齐”这一全新的范式。“起初别人都认为不切实际、没办法实现。”朱毅鑫说,朱松纯带领大家克服重重困难,取得突破,相关研究成果最终被国际学术期刊《科学》和《科学·机器人学》同时在主页头条刊登,被评价为“把人机团队合作领域的AI研究向前推进了一大步”。
“三十功名逐一统,八万里路怀家国。”朱松纯的办公室挂着这样一幅书法作品,准确诠释了他过去30年科研逐梦的历程,也表达了一心报效国家的深厚情怀。展望未来,朱松纯豪情万丈:“我们的目标是把北京建设成为有全球影响力的AI创新策源地。”(记者 施芳)