中新社北京3月6日電 題：AI與OR，東西共促人類(lèi)未來(lái)
——專(zhuān)訪(fǎng)國際著(zhù)名運籌學(xué)家、問(wèn)丨斯坦福大學(xué)終身教授葉蔭宇
作者 王宗漢 裴心語(yǔ)
盡管立學(xué)較晚，葉蔭宇運籌學(xué)的促人思想卻有著(zhù)悠久歷史。中國古代的東西“田忌賽馬”典故，古希臘伯羅奔尼撒戰爭中雅典與斯巴達各發(fā)揮自身優(yōu)勢取得戰爭勝利，問(wèn)丨都是葉蔭宇運籌學(xué)核心思想“優(yōu)化”的具體體現。
運籌學(xué)因戰爭而生，促人步入現代服務(wù)于人類(lèi)衣食住行等方方面面。東西運籌學(xué)的問(wèn)丨概念與應用如何？與另一重要的學(xué)科人工智能有著(zhù)怎樣的關(guān)系？國際著(zhù)名運籌學(xué)家、馮·諾伊曼理論獎首位華人得主、葉蔭宇斯坦福大學(xué)終身教授葉蔭宇接受中新社“東西問(wèn)”專(zhuān)訪(fǎng)，促人圍繞上述問(wèn)題予以解答。東西
現將采訪(fǎng)實(shí)錄摘要如下：
中新社記者：作為一門(mén)科學(xué)，問(wèn)丨“運籌學(xué)”(Operations Research，葉蔭宇簡(jiǎn)稱(chēng)OR)的歷史不長(cháng)，與普羅大眾的日常生活也有一定距離。什么是運籌學(xué)？運籌學(xué)因何而生？運籌學(xué)立學(xué)的目的是什么？
葉蔭宇：從歷史來(lái)講，“運籌學(xué)”的概念源自第二次世界大戰。在這場(chǎng)人類(lèi)有史以來(lái)最大的戰爭中，每一場(chǎng)戰役行動(dòng)的實(shí)施都需要調配巨量人力與資源，也需要做出謹慎的軍事決策。宏觀(guān)上有戰略(strategy)層面，微觀(guān)上就有操作(operation)層面，這就是運籌學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)，也是運籌學(xué)誕生的原因。
隨著(zhù)生產(chǎn)力的持續發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，從前“定性”的方法已不足以解決當下的問(wèn)題，只有為問(wèn)題“定量”才能找出解決之道。在個(gè)人不足以在如此飛速變化的環(huán)境中快速、準確地做出決策時(shí)，運籌學(xué)提供的量化方法能夠幫助人類(lèi)做出更好決策。比如在發(fā)達的金融領(lǐng)域出現了定量金融、量化交易，這說(shuō)明整個(gè)世界都在向更微觀(guān)、更細節、更量化的方向發(fā)展，西方常說(shuō)“Devil is in the details”，翻譯成中文就叫“細節決定成敗”。中國在上個(gè)世紀引進(jìn)這門(mén)科學(xué)的時(shí)候將“Operations Research”翻譯為“運籌學(xué)”，我覺(jué)得這個(gè)翻譯很好，但還沒(méi)有完整體現其背后“量化”的含義。
歸根結底，“優(yōu)化”是運籌學(xué)的核心思想，也是其目的，意味著(zhù)在解決一個(gè)問(wèn)題或達成一個(gè)目標的過(guò)程中取得最優(yōu)解。中國國內最早在上個(gè)世紀六十年代就有數學(xué)家提倡用“優(yōu)化”的思想解決實(shí)際問(wèn)題，其中一位就是著(zhù)名數學(xué)家華羅庚先生，他的“0.618法”能夠通過(guò)較少的試驗次數找到最合理的工藝條件，當時(shí)為提高工業(yè)生產(chǎn)效率提供巨大幫助。
2019年10月31日，在中國國家博物館參觀(guān)“行遠同夢(mèng)——華僑華人與新中國特展”的觀(guān)眾參觀(guān)上世紀50年代華羅庚《從單位圓談起》手稿。中新社記者 賈天勇 攝中新社記者：運籌學(xué)在日常生活中有哪些應用？
葉蔭宇：運籌學(xué)在日常生活中的應用十分廣泛。如每個(gè)人常用的導航軟件，衛星定位只能提供實(shí)時(shí)的位置信息，但為用戶(hù)規劃出合理出行路線(xiàn)的是運籌學(xué)。而在現代工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)力獲得極大發(fā)展，產(chǎn)量大大提升，同時(shí)個(gè)性化、定制化需求越來(lái)越大，合理安排工業(yè)生產(chǎn)也是運籌學(xué)思想的體現。在物流領(lǐng)域，由于現實(shí)中如天氣變化、道路維修等不可控因素極多，往往不能按照理想的規劃進(jìn)行物流運輸，這就需要運用運籌學(xué)建立合理的倉儲點(diǎn)、運輸線(xiàn)，保證供應鏈各環(huán)節的緊密銜接。而人們日常出行乘坐的航班、鐵路，涉及復雜的航線(xiàn)、鐵路線(xiàn)路規劃，一天中需要規劃成百上千航班、鐵路班次的運行時(shí)間，都需要運籌學(xué)一一解決。
2023年4月27日，福建福州，在第六屆數字中國建設成果展覽會(huì )上，北斗組網(wǎng)衛星模型亮相國家北斗重大項目成果展區，吸引參觀(guān)者。中新社記者 呂明 攝中新社記者：“求解器”對于解決運籌學(xué)問(wèn)題而言十分重要，其重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題就是優(yōu)化問(wèn)題。中國第一個(gè)成規模的運籌學(xué)優(yōu)化算法求解器的成功研發(fā)，得益于您多年的指導。中國這一領(lǐng)域的發(fā)展現狀如何？前景如何？
葉蔭宇：運籌學(xué)對于優(yōu)化問(wèn)題所設計的算法，在計算機上的實(shí)現，就是“求解器”。西方曾長(cháng)期主導求解器市場(chǎng)，如歐洲FICO的Xpress(后被美國收購)與美國IBM的Cplex等，都是求解器的代表作品。中國需要使用求解器的企業(yè)，因當時(shí)國內沒(méi)有開(kāi)發(fā)商用求解器，故需要購買(mǎi)西方的求解器產(chǎn)品。近年來(lái)，由于外部環(huán)境的變化，導致一些國內企業(yè)難以再繼續使用西方的求解器產(chǎn)品，必須轉向“自力更生”。一些企業(yè)找到了我和我的學(xué)生們，希望我們能夠迎著(zhù)前所未有的困難“頂上去”，開(kāi)發(fā)出中國自己的求解器。我們也的確做到了。
中國開(kāi)發(fā)出自己的求解器，是不是意味著(zhù)打破了西方的“壟斷”？可以說(shuō)是，但我認為這不是重點(diǎn)。我們的目標并不在于僅僅打破“壟斷”即可，或者做一些西方產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。我們要做就要做到最好，要做到未來(lái)全世界都用我們的產(chǎn)品。目前我們在求解器的開(kāi)發(fā)上確實(shí)取得了不少成果，某些方面是世界領(lǐng)先的。
中新社記者：運籌學(xué)與人工智能(AI)之間的關(guān)系是什么？
葉蔭宇：我的一些個(gè)人經(jīng)歷可以回答這些問(wèn)題。
1982年初到美國時(shí)，我的兩個(gè)求學(xué)方向就是人工智能(AI)與運籌學(xué)(OR)。當時(shí)我的導師給我們布置任務(wù)，構建一個(gè)中醫的專(zhuān)家系統，其中包括了專(zhuān)家的信息以及中醫診斷的方法。那時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)還沒(méi)有出現，構建這樣一個(gè)系統只能依靠不斷地尋訪(fǎng)。我們遇到了很多問(wèn)題，最突出的問(wèn)題就是，一些中醫的診斷方法對于“量”的定義十分模糊，如出現很多“適量”“少許”等字樣。我覺(jué)得這可能是經(jīng)驗使然，在專(zhuān)家的腦中，“適量”等詞匯應是“量化”的結果，但對于外人而言，是難以捉摸的。所以在當時(shí)的條件下，構造這樣一個(gè)系統，數據是不夠的。但恰恰是遇到了這些問(wèn)題，使我對“量化”產(chǎn)生了興趣，從而投身運籌學(xué)的研究。
目前流行的人工智能技術(shù)，比如一些大模型，其訓練就是一種尋優(yōu)的過(guò)程，就用到了運籌學(xué)的思想。而運籌學(xué)的優(yōu)化過(guò)程，可以借助人工智能等先進(jìn)技術(shù)得以實(shí)現。
中新社記者：運籌學(xué)與人工智能各自的優(yōu)點(diǎn)如何？
葉蔭宇：我認為二者各有千秋。相比于人工智能，運籌學(xué)的顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)是：設計一種算法無(wú)需真實(shí)數據參與，可將問(wèn)題和數據抽象化，完全不會(huì )影響運籌學(xué)的優(yōu)化過(guò)程。就如同往一個(gè)背包里放不同價(jià)值、不同種類(lèi)的物品，人工智能需要了解這些物品具體為何、價(jià)值幾何從而給出解決方法，而運籌學(xué)的優(yōu)化是給出一種最優(yōu)算法，無(wú)論放進(jìn)去什么樣的物品，都能根據算法找出最優(yōu)解，通俗來(lái)講，就是以不變應萬(wàn)變，以“一”對“無(wú)窮”。
而相比于運籌學(xué)，人工智能近年來(lái)的發(fā)展可謂是“飛入尋常百姓家”，無(wú)人不知無(wú)人不曉，人們在使用大模型時(shí)都可以用大白話(huà)去提出問(wèn)題，然后比較快速地得出合理答案，而運籌學(xué)是一門(mén)不易為普羅大眾所了解的科學(xué)，只不過(guò)我們在日常生活中是日用而不知。
2025年2月2日，機器人樂(lè )隊在北京海淀新春科技廟會(huì )上演奏音樂(lè )。中新社記者 陳芳婷 攝中新社記者：最近，諾貝爾物理學(xué)獎、化學(xué)獎頒給了研究人工智能的專(zhuān)家，網(wǎng)絡(luò )上有些觀(guān)點(diǎn)認為物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科在人工智能的沖擊下“行將不存”。人工智能與基礎學(xué)科的關(guān)系如何？我們應當如何看待人工智能？
葉蔭宇：這些說(shuō)法夸張了。我認為，恰恰是諾獎的結果證明，人工智能目前所取得的成就是基于物理學(xué)、化學(xué)等這些學(xué)科之上的。比如今年的諾貝爾物理學(xué)獎是對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )機器學(xué)習的研究，其中的“網(wǎng)絡(luò )”，就是一個(gè)關(guān)乎數學(xué)和物理學(xué)的概念。人工智能的出現，最終目的還是要解決人們在日常生活中的實(shí)際問(wèn)題，并不會(huì )成為脫離實(shí)際的“空中樓閣”而存在，而這些實(shí)際問(wèn)題就關(guān)乎物理學(xué)、數學(xué)等等基礎科學(xué)。我所接觸的人工智能研發(fā)領(lǐng)域的一些團隊，近些年來(lái)很難取得切實(shí)落地的成果，就證明了這一點(diǎn)。
此外，人工智能技術(shù)的實(shí)現與發(fā)展，也需要思考“從哪里來(lái)、到哪里去”的問(wèn)題，實(shí)則依賴(lài)于各個(gè)學(xué)科的發(fā)展，從其起源、機制、未來(lái)等多個(gè)維度來(lái)看均是如此。作為一種工具，人工智能的發(fā)展本身并不是目的，解決實(shí)際問(wèn)題服務(wù)人類(lèi)才是目的。
中新社記者：人工智能的發(fā)展有哪些潛在的問(wèn)題？
葉蔭宇：個(gè)人認為，人工智能未來(lái)的發(fā)展，主要還取決于誰(shuí)來(lái)使用這一技術(shù)，怎么使用這一技術(shù)。西方很多人把人工智能當作一個(gè)聰明絕頂的“神”來(lái)“崇拜”，我認為這種想法是有問(wèn)題的。我們發(fā)展人工智能技術(shù)，并不是為了追求塑造一個(gè)聰明絕頂的“神”，如果研發(fā)者持有這種想法，勢必會(huì )造成社會(huì )的“不公平”——人與人之間是有差異的，“聰明”與否并不應成為判別一個(gè)人價(jià)值的標準。
此外，在人工智能發(fā)展的過(guò)程中，還存在耗能與耗時(shí)的問(wèn)題，尤其是耗能，會(huì )帶來(lái)大量的環(huán)境問(wèn)題。解決人工智能的耗能、耗時(shí)，需要運籌學(xué)的方法來(lái)幫助人工智能的發(fā)展事半功倍、通過(guò)優(yōu)化訓練流程節省時(shí)間、節約資源。而發(fā)展人工智能是中國與西方的共同心愿，環(huán)境問(wèn)題又是中國與西方乃至全世界共同面對的問(wèn)題，故我認為在這一點(diǎn)上，中國與西方可以進(jìn)行很多合作。(完)
(中國人民大學(xué)高瓴人工智能學(xué)院博士生王炳哲對此文有貢獻)
受訪(fǎng)者簡(jiǎn)介：
葉萌宇。受訪(fǎng)者供圖葉蔭宇(Yinyu Ye)，斯坦福大學(xué)管理科學(xué)與工程系及計算數學(xué)工程研究院李國鼎講座教授，是內點(diǎn)優(yōu)化算法、在線(xiàn)線(xiàn)性規劃和學(xué)習、強化學(xué)習和馬可夫過(guò)程算法分析等領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng )者之一。曾獲2009年約翰·馮·諾依曼理論獎、2012年國際數學(xué)規劃大會(huì )(ISMP)Tseng Lectureship獎、2014年美國應用數學(xué)學(xué)會(huì )優(yōu)化獎等。