大數(shù)據(jù)時代的解決方案
      本書探討的主題是大數(shù)據(jù)時代激活數(shù)據(jù)學(xué)的提出、運行機理及場景應(yīng)用。激活數(shù)據(jù)學(xué)是以充分發(fā)揮人機群體智能為核心，綜合運用數(shù)據(jù)科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)提出的海量數(shù)據(jù)存儲、處理的解決方案。激活數(shù)據(jù)學(xué)將確立一個新的觀察人類智能和機器智能的視角，引導(dǎo)人們重新審視數(shù)據(jù)無限膨脹可能造成的人類認(rèn)知障礙，重新思考維持一個健康、安全和有效的數(shù)字社會的根本辦法，建立與人類智能復(fù)雜性同步的人工智能系統(tǒng)，開啟用復(fù)雜性系統(tǒng)思維認(rèn)識未來世界和改造未來世界之旅。
      大數(shù)據(jù)時代面臨的問題與挑戰(zhàn)
      在人類文明的伊始，人與人的第一聲交流即意味著“連接”的開始。語言使人與人連接，并促使用于記載事物的文字、數(shù)字符號產(chǎn)生，這樣的“連接”便產(chǎn)生了“數(shù)據(jù)”，并演化為人類文明最初的信息與知識。在漫長的農(nóng)耕文明時代，“連接”主要以語言溝通和書面文字溝通的形式存在。進(jìn)入工業(yè)文明時代，“連接”開始通過無線電臺、電報、電視的形式存在，但這樣的“連接”產(chǎn)生的信息往往是單向性且缺乏互動的�；ヂ�(lián)網(wǎng)時代，人和人開始通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)雜交錯的互動連接。社交網(wǎng)站、電子郵件、搜索引擎、聊天工具……人類建立連接的方式趨于多樣化、多維化，人類社會產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也因而大量積累。與此同時，數(shù)據(jù)的價值
越來越受到人們的重視。數(shù)據(jù)深刻作用于政治、經(jīng)濟、文化等領(lǐng)域，帶來更多的創(chuàng)新機會，從生產(chǎn)、生活到科研，一個大數(shù)據(jù)時代正在開啟。
      在美麗的貴州省黔南州布依族苗族自治州平塘縣，被稱為“中國天眼”的世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡——FAST（500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡）已于2016 年9 月25 日落成啟用。FAST的計算速度需達(dá)到每秒200 萬億次以上，存儲容量需達(dá)到10PBa 以上。這一世界級的工程將幫助人們捕捉到更多來自宇宙的信息，它的背后是“天文級”的海量數(shù)據(jù)存儲和復(fù)雜的計算。隨著時間的推移、科學(xué)任務(wù)的深入，以及數(shù)據(jù)的大量采集，未來對計算速度和存儲容量的需求將爆炸式增長，數(shù)據(jù)量和計算量都將“大得驚人”。
      數(shù)據(jù)是沒有邊際的，而計算力、存儲力始終存在物理極限。在過去很長一段時間里，科技日新月異的發(fā)展依賴摩爾定律。當(dāng)摩爾定律逐漸失效時，數(shù)據(jù)的膨脹是否將引發(fā)世界性的數(shù)字爆炸？人們寄希望于量子計算，量子計算將有可能使計算機的計算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過今天的計算機，但仍然存在很多障礙。如何長時間地保持足夠多的量子比特的量子相干性，同時又能夠在這個時間段之內(nèi)做出足夠多的具有超高精度的量子邏輯操作，提高所需量子裝置的準(zhǔn)確性，還面臨許多困難。
      人類作為自然界中最偉大的智能體已經(jīng)進(jìn)化了上百萬年，人類所具有的智能是大自然賦予人類最高級的禮物。今后，人類智能仍將是人造系統(tǒng)模仿和研究的對象。人類未來對數(shù)據(jù)的處理，要更多地模仿人腦對數(shù)據(jù)的處理方式，人腦就是世界上最好的“量子計算機”。
      目前人工智能的發(fā)展水平可以用三個維度來描述，即強度、擴展性和能力。強度是指人工智能系統(tǒng)的智能化程度，擴展性是指人工智能系統(tǒng)可以解決的問題的范圍，能力是指人工智能系統(tǒng)所能提供的平均解決方案的質(zhì)量。雖然我們已經(jīng)在專用人工智能領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，但目前人工智能水平仍然停留在“有智能沒智慧，有智商沒情商，會計算不會算計，有專才無通才”的水平。其特點是能力單一，只能在某個特定領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用。在人工智能2.0 時代，我們期待一個新的框架：首先，在人的邏輯層次可辯明；其次，可以處理大規(guī)模數(shù)據(jù)；最后，可以基于一小組標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。我們認(rèn)為，將數(shù)據(jù)驅(qū)動的機器學(xué)習(xí)方法與知識引導(dǎo)方法相結(jié)合，將為人工智能的未來推開一扇新的大門。
      探索解決之道—激活數(shù)據(jù)學(xué)
      受人腦處理數(shù)據(jù)方式的啟發(fā)，本書提出了一種新的處理海量數(shù)據(jù)的一般性框架——激活數(shù)據(jù)學(xué)。激活數(shù)據(jù)學(xué)從復(fù)雜理論出發(fā)，將產(chǎn)生智能所依賴的數(shù)據(jù)、軟件硬件環(huán)境、交互規(guī)則等視作一個具有“簡單性、局部性、全局性、內(nèi)聚力、動態(tài)性”的開放復(fù)雜系統(tǒng)，智能產(chǎn)生的過程即開放復(fù)雜系統(tǒng)中各個具有局部目標(biāo)和行為的自主體通過自主行為及動態(tài)環(huán)境相互作用達(dá)到整體的全局目標(biāo)所涌現(xiàn)的群體智能，這種涌現(xiàn)的群體智能能夠高效求解問題。
      激活數(shù)據(jù)學(xué)中采用塊數(shù)據(jù)模型作為數(shù)據(jù)模型。塊數(shù)據(jù)把各種分散的點數(shù)據(jù)和分割的條數(shù)據(jù)匯聚在一個特定平臺上并使之發(fā)生持續(xù)的聚合效應(yīng)。塊數(shù)據(jù)的聚合打破了傳統(tǒng)信息不對稱和物理區(qū)域、行業(yè)領(lǐng)域?qū)��?shù)據(jù)流動的限制，高度關(guān)聯(lián)的各類數(shù)據(jù)可以在沒有任何障礙和限制的條件下自由流動、相互作用，為智能的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。
      激活數(shù)據(jù)學(xué)的核心是將人類認(rèn)知能力與計算機快速運算和海量存儲的能力結(jié)合起來。一方面，提高智能系統(tǒng)的置信度，避免人工智能技術(shù)的局限性所造成的風(fēng)險甚至危害；另一方面，建立人類參與的混合增強智能，將海量數(shù)據(jù)通過人機混合增強智能實現(xiàn)最佳釋放。這種形態(tài)是人工智能可行的、重要的成長模式。