圖靈獎得主John Hopcroft:中國必須提升本科教育水平,才能在AI領域趕上美國

AI科技大本營發表於2017-11-07

記者 | 周翔


總有一些這樣的人,他們不懼艱辛,奔赴萬里,來到一個陌生的國度,為一群陌生人奉獻餘生。


1986 年,由於在演算法及資料結構設計和分析方面的基礎性研究成就,康奈爾大學計算機系教授 John Hopcroft 被授予圖靈獎。
21 年後,John Hopcroft 受邀來到南昌大學,發表了主題為“Future Directions for Computer Science”演講,翌年,John Hopcroft 成為北京理工大學的榮譽教授。
翻看 John Hopcroft 的個人簡介,你會發現,自 2007 年以來,“China” 已經逐漸成為其個人履歷中最常出現的詞彙。
2011 年初,受到中華人民共和國外國專家局的邀請,John Hopcroft 開始投身於幫助中國高等院校計算機學科建設以及人才培養的相關工作,並先後成為重慶大學、上海交大、華中科技大學、吉林大學、蘇州大學、北京大學、哈爾濱工業大學等多所國內知名高校的名譽教授。
而在這些中國大學中,與 Hopcroft 緣分最深的當屬上海交大。2011 年 12 月中旬,剛剛結束了在康奈爾的授課,Hopcroft 便飛抵上海,為上海交大致遠學院電腦科學方向學生講授《資訊時代的電腦科學理論》課程。自此之後,他每年冬季學期為致遠學生講授《資訊時代的電腦科學理論》,夏季學期講授《自動機理論》。此外,Hopcroft 目前唯一的博士生便是畢業於上海交大的 Yixuan Li。

就在近期的微軟亞洲研究院與哈工大共同舉辦的第十九屆“二十一世紀的計算”國際學術研討會上,AI科技大本營有幸採訪到了這位將近耄耋之年的老教授。在採訪過程中,這位教授言辭懇切,直指中國教育的弊病,值得我們警醒。

以下是採訪實錄,AI科技大本營整理:


中國教育的最大問題

AI科技大本營:當初為什麼會來中國開設 CS 課程?

John Hopcroft:在職業生涯早期,一個人可能只想建立個人的職業聲譽。但是隨著年齡的增長,你會想做一些能夠讓更多人變好的事情,而到中國授課這樣的機會可能是人生中絕無僅有的。

如果你幫助中國改變教育系統,那麼這將會讓幾千萬學生受益,也會讓數百萬的個體受益,進而提升經濟和人們的生活水平。而我也希望能夠做一些事情,讓這個世界更美好一點。

AI科技大本營:和您當初來到中國相比,中國教育有哪些變化?

John Hopcroft:變化不大。但是我相信,未來幾年將發生很大的變化。中國政府知道需要改變,他們並不需要外國專家來告訴他們,中國教育到底哪裡出了問題,因為他們已經知道,而且比外國專家知道的多得多,但是他們需要幫助來改變現狀,因為這很大程度是文化的原因。

AI科技大本營:您覺得中國的 CS 教育目前最大的問題在哪?

John Hopcroft:首先是文化問題,也就是人們評判成功的客觀標準。大學校長以及一些政府僱員,他們的任期往往是五年一輪,然後他們會想要升職,這無可厚非,那麼他們可能就會在初級教員上施加壓力,讓他們爭取更多的研究資金,並發表更多的論文。

但是問題在於,研究基金和發表論文實際上和大學機構的關係並不是很大,他們的任務在於培養下一代人才。而那些初級教員揹負了太多申請研究資金和發表論文的壓力,以至於沒有時間放在教育和學生身上。但是我認為中國政府正在致力於改善這一現象,開始用大學生的質量作為評價大學機構的標準。

AI科技大本營:您覺得線上教育(MOOC)會是未來嗎?有哪些缺點?

John Hopcroft:教育學家認為,一個好老師最重要的特質就是關心學生能否成功,但是 MOOC 卻讓這種師生關係丟失了,我認為 MOOC 最主要的作用還是將資訊傳遞給大眾。

其次,很多行業的從業者每隔 5 年左右就要進行 2 周的培訓,以延長從業證書的有效期,因此 MOOC 在培訓領域非常有用,但並不是在教育領域。


給中國學生和老師的建議

AI科技大本營:您覺得中國學生最需要注意的是什麼?

John Hopcroft: 首先,目前的中國教育系統,比如在基礎教育階段,都是以通過考試進入好大學為目標的。學生們每天上課的時間很長,而且放學後還有家庭作業,因此學生基本上所有時間都專注在“學習”上。

在我上學的時候,每天早上 9 點上學,下午 3 點放學,而且沒有家庭作業,我可以在課後時間做我想做的任何事。實際上,很多教育其實是發生在課堂以外的,比如和其他學生交流,探索世界等等。

亞洲學生解決問題的能力往往不是那麼好,他們需要挖掘更多的創造力。中國需要減少基礎教育階段的家庭作業,將更多的時間花在真正的教育上。

AI科技大本營問:您覺得中國老師最需要注意的是什麼?

John Hopcroft:我們要意識到,中國的整體生活水平還不夠高,人們的大部分時間都花在“living”上。通常學生的父母雙方都需要工作,他們需要將時間花在賺錢上。但是我相信,一旦中國的生活水平提高了,那時候老師和家長可能就會專注在學生教育的成功上。此外,老師和家長不應該告訴學生他們應該去做什麼,而是讓學生髮現自己的興趣所在。

我之前跟一箇中國學生交流,他的指導老師創辦了一家創業公司,這位老師既是學生的老師,也是學生的老闆,而這在美國是決不允許的,因為這涉及到利益衝突。比如當這名學生去諮詢老師問題的時候,那麼後者給出的回答可能是以公司利益而不是學生利益為先。

我為什麼會走上學術的道路?其實就是受到小學和中學老師的影響。我也希望將這種影響傳遞給下一代人才。我相信,隨著生活水平的提升,中國將會逐漸改變。

AI科技大本營:對於其他領域想轉行 CS 的學生,您有什麼建議嗎?(需要哪些程式設計基礎和數學基礎)

John Hopcroft:在我看來,未來 CS 將會影響每一個學科。但是,生物專業的學習 CS 要比 CS 專業的學習生物更加容易。

AI科技大本營:您覺得年齡對 CSer 的事業有影響嗎?

John Hopcroft:作為一個程式設計師,剛開始的時候可能很興奮,但是說實話,寫了 20 年程式碼之後,肯定會厭倦,因此我認為是有影響的。但是我們正在讓越來越多的工作自動化,未來需要人力完成的工作將會越來越少,或許未來人們 25 歲才開始工作,45 歲就可以退休,而且社會生產依然能夠滿足所有人的需求。


成功的祕訣

AI科技大本營:在這幾十年中,CS 最大的變革是什麼?

John Hopcroft:有這樣幾件事情:

首先,我們正在進入資訊時代,在工業革命時代,我們讓機械任務自動化,如今我們正在智慧任務自動化,比如駕駛汽車、語言翻譯等等,其中部分原因就是大量可用資料的出現,特別是近幾年以來,這樣我們就可以利用這些資料來訓練計算機去做以前不能做的事情。

此外,在過去的 40 年中,電腦科學一直在研究如何讓計算機更有用,如今則更加專注於計算機能用來做什麼,因此電腦科學開始在應用領域發揮作用。電腦科學家開始與其他領域的研究人員相互交流,這也是 CS 領域裡非常大的一個變化。

AI科技大本營:您目前的研究方向以及關注的重點是什麼?

John Hopcroft:我目前的研究方向是深度學習,目前深度學習已經被應用於很多領域,而且效果很好,但是我們不知道深度學習為何效果這麼好,而我個人的興趣是研究深度學習的內部機制。

AI科技大本營:您是如何一直保持學習的動力的?

John Hopcroft:我一直有一顆好奇的心。當我對某件事感興趣時,我就會跟進,我的職業生涯也因此受益頗多。這讓我意識到,有些教育其實是發生在課堂之外的。

AI科技大本營:作為學者,如何找到適合自己的研究方向?

John Hopcroft:研究可以分為兩種,一種是應用型研究,一種是基礎型研究,但是重要的不是哪種研究更重要,而是你為什麼要做這個研究。如果是應用型研究,那麼可能是因為公司需要,如果是基礎型研究,那麼可能因為你自己感興趣,而且這種研究並不一定要多麼實用。這取決於你做那種研究,如果你選擇做基礎型研究,那麼你只是想探索,當你發現了有趣的事情的時候,你就會跟進。

AI科技大本營:您覺得是什麼原因促成了您今天的成就?

John Hopcroft:非常幸運,我出生在一個良好的家庭。我的父母非常恩愛,家庭穩定,但是他們都沒有讀過大學,因此他們希望我未來能夠比他們過得更好,而且他們知道教育非常重要。而且,在我讀小學和中學期間,有很多非常關心我的老師。我相信,與其他的小孩相比,我要幸運的多,機會也更多。

實際上,那些研究兒童早期教育的人發現,如果一個人越早幹一件事情,那麼對其一生的影響就越大,而且他們認為,小孩剛出生的前三年可能是最重要的。

為什麼這很重要呢?因為不是每個人都是生而平等的。試想一下,一個小孩出生在穩定、富裕的中產階級之家;另一個小孩出生在單親家庭,母親還是個癮君子,成長環境複雜,我不認為這兩個小孩未來有同樣的成功概率。


AI 的侷限和潛力

AI科技大本營:您覺得深度學習的侷限性在哪?

John Hopcroft:首先,深度學習本質上是模式識別以及高維空間,在這一範圍內,我們可以做一些特定的事情。比如,我們現在訓練一個深度網路來識別自行車,做法就是看圖片並比較兩張圖片,當你看到一輛自行車的時候,你會將它的功能資訊提取出來,比如車位坐墊可以坐,可以騎著它回家等等,但深度學習的方法並不能將這種功能資訊提取出來。因此我們還需要一次大的革命,來提取功能資訊以及完成更復雜的事情。

AI科技大本營:如何看待 Elon Musk 等人的 AI 威脅論?未來 AI 會取代哪些工作?

John Hopcroft:我現在談論的是未來 10 年會發生的事情,而他們談論的是數百年後的事情。

在我小時候有一種工作叫“電梯服務員”,但是現在這種工作已經消失了,未來卡車司機、計程車司機、收銀員等工作都將會消失。很明顯,未來只需要少部分人就可以提供大眾所需要的服務,因此我們需要重構社會。

需要指出的是,為一家公司工作這樣的概念其實是最近的現象,只有 150 年的歷史,在 150 年以前,世界上絕大部分人都是在家工作(自己為自己工作),然後進行貨物交換,而公司直到近代才開始成為社會運轉的支柱。因此,我們必須重構社會,讓人們即使在不工作的情況下也能夠有基本收入,目前德國政府正在考慮這個問題。不僅如此,他們還在考慮,當大多數人都不工作之後,要做些什麼,如何參與到有意義的活動中去。因為當大眾無所事事的時候,國家將會變得非常不穩定。


中國與美國在 AI 領域的差距

AI科技大本營:中國和美國在 AI 領域的最大差距是什麼?

John Hopcroft:我認為美國對 AI 的研究更早。首先,很多(美國的)教員都在這個領域做自己感興趣的研究,但是在中國,往往是高階教員對初級教員說,“讓我們來解決這個問題”。我想中國首先需要修正教育體系裡面存在的問題,然後中國將會在 AI 領域迅速趕上美國的水平。

目前中國缺少基礎性研究,很多都是跟隨美國做的東西,這一點是中國需要改變的地方。當中國還是發展中國家的時候,它可以先看看其他國家是怎麼做的,然後 copy 過來。但是中國正在成為世界的領導者,那麼就不能再跟隨了,而是要領導,中國在未來的 5~10 年中將發生這種變化。

AI科技大本營問:中國要如何趕上美國?

John Hopcroft:主要問題還是處在教育上,中國必須改善大學教育中存在的問題。中國頂尖大學有很多 lead program,毫無疑問,他們培養出來了很多世界頂尖人才,但是這只是一小部分,剩下的絕大部分大學生呢?這才是問題所在。中國需要讓那些平均水平的學生也能接受世界級水平的教育。

AI科技大本營問:中國應該怎樣提升基礎研究的水平?

John Hopcroft:中國想要提升基礎研究的水平,有很多工作需要做,但是我覺得當務之急是提升本科教育的水平。為什麼不是研究生教育,而是本科教育呢?在我看來,除非中國先改善本科教育,否則研究生教育不會改善,因為 lead program 出身的頂尖學生都去美國念PHD了。

如果你提升本科教育,那麼就會培養出很多頂尖學生,而研究生的質量也會大大提高。因此我建議只專注一件事,那就是改善本科教育,而且不僅僅是針對那些優秀的學生,而是中國幾千萬的大學生。


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