书名：智能力量：实现高质量发展的新动能
ISBN：978-7-115-63069-8
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主 编 于 晴 吴云坤
责任编辑 郭泳泽
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智能力量是引领未来的战略性力量，作为新一轮产业变革的核心驱动力，将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量。本书共9章，从智能力量应用、智能力量与主要领域融合发展、智能力量视野下的网络安全大脑、创新发展中的人工智能、“互联网+”时代下的安全智能力量等方面进行阐述，旨在帮助广大读者更为清晰地了解我国以及世界智能力量的发展概况，同时对于助力企业把握时代趋势实现创新升级具有参考价值。
本书适合从事人工智能和产业智能化相关工作的人员，以及对人工智能感兴趣的读者阅读。
顾 问 毛光烈 邬贺铨 纪清阳 严 明 杜 虹
沈昌祥 张宇翔 顾建国 徐 愈 崔书昆
蔡吉人
主任委员 于 晴 宁 涛 刘 博 杜跃进 李秋石
李震宁 杨春晖 吴云坤 邹 冬 张继春
陈睿智 邵 宇 赵 伟 姜海舟 傅永林
路 娜 魏海宇
主 编 于 晴 吴云坤
副 主 编 杨春晖 邹 冬 赵 伟 姜海舟 路 娜
随着“互联网+人工智能”的快速发展、计算能力的大幅提升，以深度学习为代表的算法模型不断丰富，智能技术正在不断地影响、渗透、推进着众多产业、行业的发展及应用，正在成为经济社会的新动能，也必将成为影响21世纪全球的核心生产力。
当今，我们正赶上新一轮“信息革命时代”，2017年国务院印发《新一代人工智能发展规划》，把人工智能（Artificial Intelligence，AI）列为国家重要发展战略，其中指出要在2030年成为世界主要人工智能创新中心。人工智能技术的发展已经呈现强大的生命力，但人工智能技术仍然有很长的路要走，算力、算法和数据技术都面临挑战，需要从“大数据大算力小任务”发展为“小数据小算力大任务”，其中人工智能应用框架、人工智能算法与人工智能芯片都是着力点。我们需要加强计算芯片创新，加强可扩展平台架构、系统优化设计等基础技术研发和能力构建，加强前瞻性智能技术与应用的理论梳理和研究，还要注意营造人工智能技术与应用的发展生态，包括人才、政策、法律、伦理等方面。
中关村网络安全与信息化产业联盟组织成员单位经过约一年的努力，编写了本书。本书立足人工智能技术与发展应用，从社会发展力视角切入，提出了“智能力量”这一概念，并围绕此概念进行归纳研究，总结出了许多新的思考与认识，反映了中关村网信企业在人工智能技术发展与应用方面的研究成果，也描绘了对其未来发展方向的期待。目前，人工智能还处在应用的前期，未来人工智能的应用将更加丰富多彩。尽管技术的进展并非现在就能预见，但本书从企业视角讲述对人工智能技术与应用的预期仍然是很有意义的，这将鼓励读者做进一步的探索。希望更多网信科技工作者、网信产业企业家不断成为人工智能技术与应用的探索者和先行者，为建设网络强国、实现中华民族伟大复兴做出我们应有的贡献。
邬贺铨
中国工程院院士
2023年1月1日
如果说互联网改变了信息基础设施，那么产业与社会互联网则改变了资源配置方式、产业资源利用方式、企业组织运作方式、社会治理模式。如末梢神经般植入人类生产与生活等方方面面的产业与社会互联网，不仅产生了科学家梦寐以求的海量数据，而且催生了云计算方法，把千万台服务器的计算能力汇总，使得计算能力飞速提高。科学家已发明的“机器学习”方法更是在各类互联网舞台上大显身手，从根据用户兴趣智能推送购物信息、阅读信息到提供准确的网络翻译、语音识别、语音交互、业务场景视频识别，产业与社会互联网越来越智能，智能技术的应用越来越广泛。
在人与人之间不便于面对面协同工作及交流时，非接触式的网上协同工作与交互模式开始发挥优势。在医疗领域，语音交互系统在人机合作的医疗物联网中大显身手，它通过识别医护人员及相关人员的语音或根据视频类的指令，由机器人或机器人系统执行相应的操作，这给医务工作者的工作带来了极大的便利。在农业领域，基于机器学习的决策支持工具整合了气候、能源、水等数据，能够帮助农民做出农作物管理的决策。在商业领域，决策支持系统能够帮助管理层预测趋势、分析问题产生的原因并加快精准决策。
现在，智能技术已经广泛应用于人们生活的各个领域。本书也有所提及，人工智能技术在教育、医疗、国防建设、社会治理、经济发展、金融、生物特征识别等领域都有或深或浅的应用。但我们依然应该看到，现阶段的智能技术手段与工具还只是处于发展和应用初期，各个领域的研发人员还只专注于各自领域的智能应用研究，基本处于以“分”为主的应用研究阶段。未来，在技术手段发展更加成熟时，必定会出现系统集成的“合”的阶段。当这个“合”的阶段到来时，各个领域的智能技术、业务数据以及新的应用方式将会整合，真正实现限制更少、效率更高的深度学习。
中关村网络安全与信息化产业联盟组织成员单位编写本书，是对智能技术发展方向的一次探索性研究。我很高兴看到联盟紧跟技术发展的新潮流，站在社会前沿引导大家对智能技术的应用进行深入思考并加深理解。希望联盟能继续肩负责任，发挥自身优势，做出更多、更好的研究成果，并让研究成果更好地惠及企业、造福人民，为实现中华民族伟大复兴的中国梦做出更多、更大的贡献。
毛光烈
浙江省智能制造专家委员会主任
2023年1月20日
当今世界正在经历以人工智能为基点、为力量的人物互联、万物互联新技术带来的巨大变革。人工智能既是一门极富挑战性的学科，又展现出具有广阔前景的科技力量、经济力量、军事力量和社会应用力量，必将成为网信产业新的战略点和聚焦点，以及信息社会发展的新质生产力。2019年5月16日，国际人工智能与教育大会在北京开幕，国家主席习近平向大会致贺信。信中指出，人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。
人工智能技术及应用正加速走进人们的生活，并深刻改变着人类经济社会的活动形态。从国务院印发的《新一代人工智能发展规划》可以看出，中国人工智能的应用前景与市场潜力巨大：到2025年，新一代人工智能在智能制造、智能医疗、智慧城市、智能农业、国防建设等领域得到广泛应用，人工智能核心产业规模超过4000亿元；到2030年，人工智能在生产生活、社会治理、国防建设各方面应用的广度深度极大拓展，人工智能核心产业规模及相关产业规模分别超过1万亿元和10万亿元。对于中国来说，人工智能已经成为跨越式发展的引领技术，加快渗透于经济、军事、文化和社会诸多领域。世界网络信息技术的发展与应用表明，谁占据智能力量制高点，谁就会占据新技术与发展的制高点。
2020年10月29日，中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》指出：“瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。”这一重要安排表明，人工智能与其他学科、技术相结合形成的智能力量将成为我国“十四五”时期经济社会发展的重要新型力量和巨大引擎。
智能是智慧和能力的统称。一般认为智能是知识和智力的综合体现，前者是智能的基础，后者是指获取和运用知识求解的能力。古今中外的思想家、哲学家与学者对“智能”都有不同理解和研究，取得了诸多成果。世界著名教育心理学家霍华德·加德纳（Howard Gardner）提出了“多元智能理论”，被誉为“多元智能理论”之父。根据霍华德·加德纳的多元智能理论，人类的智能可以分成以下8个范畴[1]。
[1] 加德纳后续补充了第9个范畴——存在（Existentialist）。
（1）语言（Verbal/Linguistic）。
（2）逻辑（Logical/Mathematical）。
（3）空间（Visual/Spatial）。
（4）肢体运作（Bodily/Kinesthetic）。
（5）音乐（Musical/Rhythmic）。
（6）人际（Inter-personal/Social）。
（7）内省（Intra-personal/Introspective）。
（8）自然探索（Naturalist）。
我国古代思想家对“智能”思想体系关注也很早，一般把“智”与“能”看作两个相对独立的概念。战国时期《荀子·正名》认为：“所以知之在人者谓之知，知有所合谓之智。所以能之在人者谓之能，能有所合谓之能。”其中“智”指进行认识活动的某些心理特点，“能”则指进行实际活动的某些心理特点，也有不少思想家把二者结合起来作为一个整体看待。《吕氏春秋·审分览》认为：“不知乘物，而自怙恃，夺其智能，多其教诏，而好自以……此亡国之风也。”东汉王充更是提出了“智能之士”的概念，他在《论衡·实知篇》中指出：“故智能之士，不学不成，不问不知……人才有高下，知物由学。学之乃知，不问不识。”他把“人才”和“智能之士”相提并论，认为人才就是具有一定智能水平的人，其实质就在于把“智”与“能”结合起来作为考察人的标准。
随着网络信息技术的发展，思想家、科学家把现代技术与传统智能相结合并对它们进行研究，形成了一门新兴学科，即智能科学。智能科学的研究本质和实现技术是由脑科学、认知科学、人工智能等综合形成的。脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理，建立脑模型，揭示人脑的本质；认知科学是研究人类感知、学习、记忆、思维、意识等人脑心智活动过程的科学；人工智能研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能。智能科学不仅要进行功能仿真，而且要从机理上研究、探索智能的新概念、新理论、新方法，是用科学的方法和手段来研究智能及其应用过程的一门学科。智能科学的概念和方法吸收了脑科学、认知科学、人工智能、数理逻辑、社会思维学、系统理论、科学方法论、哲学等方面的研究成果，以探索人类智能和机器智能的性质和规律。
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术学科。
人工智能是计算机科学技术的一个分支，它试图揭示智能的实质，并研发出新的能以与人相似的方式做出反应的智能机器。其研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能自诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息交互过程进行模拟。人工智能不是人，但能像人那样思考，甚至在某些方面可以超过人的智能。人工智能是一门极富挑战性的学科，其范围十分广泛，由不同的领域组成。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人才能完成的复杂工作。2017年12月，“人工智能”一词入选“2017年度中国媒体十大流行语”。人工智能正在向经济社会各个领域延展，已经成为推动社会发展进步的新型力量体，甚至成为军事较量的重要形式。
我国人工智能的发展潜力在世界范围内被看好。全球顶尖管理咨询公司纷纷发布报告，认为我国在市场规模、应用场景、数据资源、人力资源、智能手机普及程度、资金投入、国家政策支持等方面具有综合优势。尽管我国智能技术的发展在整体实力上仍然落后于美国，在基础研究、关键技术（如芯片技术）和人才上与美国也存在一定差距，但我国企业在技术层和应用层的生态圈建设，以及政府在政策上的倾斜和鼓励，无疑使我国成为具有巨大发展潜力的国家。国家在“十四五”规划实施中也将重点推进智能化技术发展，到2035年人工智能有望促进我国劳动生产率提高27%。
对于我国在人工智能发展上的优势，国内外的咨询和研究机构基本上做出了同样的判断。高盛公司在《中国人工智能崛起》报告中指出，数据、算法、算力是人工智能产业发展的三大要素，这三大要素在不同阶段都是人工智能核心技术应用的基础和关键，恰恰中国在这方面有着巨大的、无可替代的优势。从我国的人工智能产业链和生态体系建设来看，我国人工智能的数据、算法、算力生态条件正日益成熟。
然而，相对于国际先进水平，我国在人工智能的发展上还有一些差距和短板，主要体现在以下3个方面。
尽管我国的人工智能人才数量近年来呈稳步上升趋势，但在高端人才尤其是顶尖人才方面，与美国等发达国家依然有较大差距。同时，人才结构分布不均衡。有数据显示，我国的优秀人工智能人才在高校和科研机构分布较密集，在产业界却大大不足。与欧美很多优秀人工智能人才发源于企业不同，目前我国人工智能“头部企业”在人才培养中的主体作用尚未充分发挥。高校需要结合人才培养规律、产业需求，顺势而变，把学校资源转化为服务产业的资源。
当遇到关键性问题时，缺少核心算法是会被人“卡脖子”的。我国智能产业的创新能力薄弱，产业发展过度依赖开源代码和现有数学模型，对原创核心算法和算法底层框架的研究缺乏资源投入。以图像识别为例，用开源代码开发出的人工智能虽然可以准确识别人脸，但在对医学影像的识别上难以达到临床要求，很难做到精准识别；在三维重构、可视化等方面难以做到精准反映真实的解剖信息，甚至会出现误导等问题，这在医学应用上是“致命”的。这种情况下，遇到专业性强的研究任务，一旦被“卡脖子”将会非常被动，所以一定要有自己的核心算法。是否掌握核心算法将决定在未来的人工智能“智力大比拼”中是否有胜算。用开源代码“调教”出的人工智能顶多是个“常人”，而要帮助人工智能成长为“细分领域专家”，需使用以数学为基础的原始核心模型、代码和框架进行创新。
目前，在人工智能技术上，我国基本偏重技术应用。人工智能的应用技术面临“空心化”风险。比如，我国的超算能力已经达到世界先进水平，但这些很大程度上是基于美国的芯片实现的。以前在核心基础数据上的“欠账”，极大地限制了人工智能“弯道超车”，使我国总体上尚处于“跟跑”状态，在基础研究、原创成果、顶尖人才、技术生态、基础平台、标准规范等方面与世界领先水平还存在明显差距。在全球人工智能人才700强中，我国入选人数虽名列第二，但仍远低于美国。
综上所述，我们可以得出两个结论性的判断：一是人工智能不是颠覆性技术，而是具有通用技术性质的重要迭代技术，是我国发展的战略机遇；二是我国发展人工智能技术，既有巨大机遇，也面临巨大挑战，尚有大量的基础工作要做。
科学技术实践发展的一条重要规律就是，单一技术的创新随着其发展会成长为综合力量体系。机械技术、电力技术、互联网技术等都是如此，都由单一走向综合。以人工智能为核心技术，在网络、大数据、物联网（Internet of Things，IoT）和医学科学等技术的支持下，形成具有人类大脑相关功能从而提高社会生产、加快社会发展的力量。
智能力量是指在互联网技术、人工智能技术基础上形成的推动经济社会发展的新质动力和模式。智能力量具有以下特点。
随着现代通信技术、计算机网络技术和现场总线控制技术的飞速发展，数字化、网络化和信息化正日益融入人们的生活。人们在生活水平、居住条件不断提升与改善的基础上，对生活质量提出了更高的要求，智能化住宅小区就是在这一背景下产生的，其需求正日益增长，智能化的内容也不断有新的概念融入。
我国目前正处于新旧技术经济长波交替之际，以人工智能为代表的使能技术群正在推动整个科学技术体系发生革命性变化，由此带来了体系重构和范式变革。比如，无人驾驶汽车就是一种智能化的事物，它将传感器、物联网、移动互联网、大数据分析等技术融为一体，从而能动地满足人的出行需求。相较于传统媒体，智能化媒体是建立在数据化基础上的媒体功能的全面升华。它意味着新媒体通过对智能技术的应用，能逐步具备类似于人类的感知能力、记忆和思维能力、学习能力、自适应能力和行为决策能力。在各种场景中，智能力量以人类的需求为中心，能动地感知外界事物，按照与人类思维模式相似的方式和给定的知识与规则，通过数据处理及其反馈，对随机性的外部环境做出决策并付诸行动。
智能化需要以新型材料为基础和支撑，因此智能化也在不断推进高端化智能材料的发展。智能材料成为材料科学发展的一个重要方向，也是材料科学发展的必然。智能材料的研究内容十分丰富，涉及许多前沿学科和高新智能材料，在工农业生产、科学技术、人民生活、国民经济等各方面起着非常重要的作用，其应用领域十分广阔。
