发布时间:2020.08.24

SIGS人物 | 马兆远:从物理学家到社会改造者

从学界到业界,一个量子物理学家可以做什么?清华大学深圳国际研究生院院长助理、清华大学未来实验室数字化先进制造研究中心主任、物理学家马兆远试图用他二十年实践来回答这个问题。


清华大学深圳国际研究生院院长助理、清华大学未来实验室数字化先进制造研究中心主任、物理学家马兆远

 

继《量子大唠嗑》之后,马兆远最近出版了他的“科学三部曲”之二《人工智能之不能》,将科学启蒙这件事儿,从艰深的理论普及工作进一步推进到大众关心的社会热点话题。与此同时,他正努力通过清华大学深圳国际研究生院,在南中国搭建一个助力中国制造业升级转型的实验基地,而这部分心得,将成为他“三部曲”收官之作的主体内容。
从理论普及到社会热点,再到提供一整套改造社会的建设性方法,马兆远崇尚的“科学启蒙”不是学院派的坐而论道。在他看来,科学启蒙不仅要用科学来武装人们的头脑,更要实实在在地用科学实现社会改造。

马兆远“科学三部曲”之《量子大唠嗑》《人工智能之不能》


 “做我们这个领域的产业化” 

在深圳大学城见到马兆远的时候,他正为清华大学深圳国际研究生院工程中心的筹办忙得不可开交。
今年5月,国内疫情放缓之后,马兆远就从北京来到深圳,一转眼已是酷暑。他是那种典型的科学家,热情、执著、忘我,一旦卯起劲儿来做事,周围的环境便视若无物。自2019年3月底,清华大学深圳国际研究生院正式挂牌成立,马兆远在深圳已待了些时日,可是说起这座城市,除了“热”跟“蚊子多”,他几乎没留下什么印象。
与之形成鲜明对比的是,马兆远对深圳乃至大湾区的企业群,包括整个制造业现状,却能如数家珍。目前,他负责清华大学深圳国际研究生院工程平台的搭建,他试图引入英国谢菲尔德大学先进制造中心的经验,在南中国做一个“社会实验”,助推中国制造业的转型升级。
如今满脑子都是“产业化”的马兆远,最早却是“实验室里的科学家”。他被保送北大,核物理本科;25岁牛津博士毕业,师从“超冷原子物理理论之父”、英国皇家科学院院士Keith Burnett爵士;美国国家标准局、加州大学伯克利分校博士后,师从“激光冷却之父”、诺贝尔物理学奖获得者William Philips。
2009年,刚30岁的马兆远回国,作为百人计划研究员进入中科院,为中国空间站“天宫四号”设计了世界第一个空间冷原子量子实验平台,一路顺风顺水,从教授、研究员再到科学家。6年后,他却选择了裸辞离开。
“我想做我们这个领域的产业化。”马兆远说。量子调控,号称是人类知识密度最大的学科,这个领域拿过诺贝尔奖的人已经有十几位,因知识体系过于复杂,这门学科的产业化一直是难以解决的问题。
马兆远在牛津有一个师兄,钻研物理学近20年,但最终找到的工作却是为一家企业做营销,利用他认识各个实验室负责人的人脉,为企业卖激光。这对于他的才学而言,是极大的浪费,但是没办法,社会只能提供给他这样的就业岗位。
在物理学领域,一个博士毕业,大约只有10%的机会找到一个教职,在大学或研究所里继续研究,90%的人要去工业界找位置,但由于物理学太过专业,工业界又很难有匹配的岗位提供给这些博士。如此继续下去,还有谁去学物理呢?

 把AMRC模式复制到中国 
马兆远的博士导师Keith Burnett是量子物理学领域的泰斗,但是他也曾踌躇,如果找不到产业来支撑,量子物理学将很难有发展动力。2007年,Keith Burnett担任英国谢菲尔德大学校长,此后,他花12年时间搭建了先进制造研究中心(Advanced Manufacturing Research Center,简称AMRC),一个制造业企业研发机构,帮助工业企业技术升级。
谢菲尔德市曾是英国老工业基地,上世纪70年代,随着传统工业的衰败,谢菲尔德市面临着环境污染、就业机会减少等问题,沦为“锈带”城市。在Keith Burnett的推动下,谢菲尔德大学与企业联合成立AMRC,建立科技园区、研发尖端科技、培训技术人才,改善了谢菲尔德市基础设施条件,并为其创造了许多就业机会,在当地老工业基地转型的过程中发挥了重要作用。
马兆远敏锐地意识到,AMRC的运作模式对中国十分重要,尤其是在中国面临传统制造业正在离开、高端制造业尚未产生的情况下,如果能把AMRC的运作模式复制到中国,将给中国制造业带来升级转型的巨大机会,“企业将在生产实践中遇到的技术性问题向高校等研究机构反映,高校通过承接企业的部分工业订单来推进技术的更新和专业人才的培养,问题和技术迭代起来形成一个上升的良性循环。”
2017年,为了学习这套运作模式,马兆远入职谢菲尔德大学,担任AMRC智能制造教授。在他的积极推动下,英国开始开放AMRC的经验在全球的推广,并积极开展与中国在制造业升级转型和智能化方面的合作。2018年,马兆远回到清华大学,促成了清华大学和谢菲尔德大学的合作,致力于将AMRC模式在中国落地。


马兆远和导师Keith Burnett在清华大学,他们身后是正在建设中的未来工程中心

 

随着2019年清华大学深圳国际研究生院的正式挂牌,目前,马兆远的工作重点转移到了南中国。“深圳一直是个务实的城市,大湾区的优势也是务实,这里民营企业多、决策流程化较短、运作更灵活,有长达40年的制造业基础。现在要做的,是拂去互联网产业的泡沫,回归制造业,制造业才是中国的根本。”未来一段时期内,马兆远将以深圳及大湾区为试点,助推中国传统制造业升级转型。

 至少300年内,AI无法取代人类 

而《人工智能之不能》,可以看做是马兆远所做的一系列关于中国制造业转型升级研究的副产品。
最早,人工智能是马兆远做量子调控实验的一个标准工具,后来,为了发掘人工智能更大的社会应用价值,他做了一个小小的创业实验——组建了一个名为“司马大大”的人工智能团队。如今,司马大大已为海量视频资源的采集、存储、分析和数据结构化提供了一套完整的软硬件相结合的解决方案,建立了以Smart Data为核心的产品系列,在安防、新零售、制造业等大数据应用的前沿阵地具有广泛应用。
“这个创业项目涉及到大量的AI技术,我于是退回去思考:人工智能有哪些事情是做不了的?这就是AI NOT的来历。”马兆远说。
最近几年,关于人工智能的话题越来越热,人们担心,人工智能会很快普及,并威胁到人类的生存。马兆远认为,这是在炒作名词,炒作焦虑。他通过严谨的科学研究,在新书《人工智能之不能》中证明:在量子计算机诞生之前,目前所有的AI都无法取代人类;而量子计算机的诞生,至少还要再等300年。这本书研究的正是人工智能做不了的事情,最后落脚在怎样培养适应人工智能共生时代的新人类。

《人工智能之不能》

马兆远 著  中信出版集团  2020年3月


在马兆远看来,在目前工业4.0时代,人工智能相对稳妥的落地点在于制造业。因为人类有着无限定义的可能性,但机器不同,至今为止未突破图灵结构,只能实现有限算法。使用有限算法去预测无限世界,本身就存在问题。这也是他为何认为,人工智能适合应用在制造业这样的完全可控环境中而非银行中的人脸识别业务,后者显然并不可控。
同样,目前中国制造业升级转型的方向,也是数字化驱动的制造业。那是一个全新的工业领域,机器人可以通过学习来适应新的生产环境、产出新的生产方式,最终带来生产工艺的改变。“如果将新生代的技术应用于旧的生产系统上,有望实现旧工业的升级改造,例如高铁、核能、航空等领域。”马兆远说。


 秉持务实主义的社会改造者 

《人工智能之不能》是马兆远“科学三部曲”的第二部,第一部是他出版于2016年的《量子大唠嗑》。那是马兆远面对大众进行科学启蒙的第一本著作,令人意外的是,这本书没有枯燥乏味的专业术语,没有老学究式的照本宣科,有的只是诙谐的语言、有趣的人生经历,以及马兆远对“科学”这个圈子的理解和看法。

《量子大唠嗑 : 开启未来世界的思维方式》

马兆远 著  中信出版集团  2016年10月


在马兆远看来,这两本书都在讲同一件事情:现代科学观,“科学不是绝对真理,它只是一套认识世界的办法。要允许科学犯错误,允许后面的知识去改变前面的知识。”同样,这两本书也在讲同一套哲学理论:务实主义是唯一解决问题的办法,“并不存在没有一个一成不变的真理,人类只能碰到问题解决问题,用邓小平讲深圳的那句话来说,就是‘摸着石头过河’。”
“务实主义”是采访中出现频率最高的关键词。马兆远坦陈,他受李敖、胡适、杜威“务实主义”思想的影响颇深,不相信空泛理论,更相信实践。与此同时,他的博士导师Keith Burnett从物理学家变成社会改造者的人生经历,对他的影响也非常大。


马兆远在位于中国台北的胡适墓前

 

“一个科学家可以为这个世界做点什么?我觉得不光是提出理论,要做出来给大家看,这就是务实主义特别‘笨’的办法。”马兆远说,自己做实验物理出身,目前他在清华大学深圳国际研究生院努力搭建的产学研平台,某种意义上也是一个“社会实验”。

从学界到业界,放弃自己多年的科学训练,马兆远并不觉得遗憾。“胡适当年讲过一句话,叫功不唐捐,你当年的任何一个努力,在你今天做的事情里边可能都多少都有用”。在给记者的签名书扉页,他写下“日拱一卒”四个字,那是胡适的名言,也是他时刻放在心上勉励自己的语录,“每天都有一点点进展,然后10年后或者20年后,你会发现你已经走了很远了”。