人工智能和科學計算
什么是人工智能？
有很多定義，但是一個最樸素的定義，就是人工制造出的具有思考功能的機器，因此就簡稱為人工智能。 再看看電腦的定義，就是使用電來工作的像人腦一樣能思考的機器。 當然，電腦的這個名稱強調(diào)了使用電，未來會不會出現(xiàn)不使用電的具有人腦功能的機器，我覺得也是有可能會出現(xiàn)的，只是名字不用非要修改。 例如，原來我們生產(chǎn)的汽車是使用汽油的，所以叫汽車， 后來改成不用汽油而是使用電，我們還叫汽車（只是有時為了更明確些才使用電動汽車來稱呼）。 人工智能是指機器還是制造機器的技術還是使用機器的技術呢？ 不同的人有不同的理解，實際上也不是相互排斥的，這樣像汽車一樣，當我們說我們是學習汽車的，可是學習造車，造發(fā)動機，學習車輛的裝配，學習車輛銷售，學習修車， 學習開車作為通勤的工具，學習使用汽車運人或者運貨。
什么叫科學計算？
科學計算不是像人工智能那么火熱，讓我們看看來自美國總統(tǒng)信息技術顧問委員會的報告，是這樣定義科學計算的。科學計算包含三類元素：
算法、軟件、仿真軟件，
計算機和信息科學，
基礎計算設施.
科學計算是一個快速發(fā)展的多學科領域，它利用數(shù)學模型和計算機來分析和求解科學問題、工程問題； 它使用先進的計算能力理解和解決復雜問題（來自多個學科，如生物、醫(yī)療，甚至人文學科）。
科學計算是20世紀重要科學技術進步之一，伴隨著電子計算機的出現(xiàn)而迅速發(fā)展并得到廣泛應用?？茖W計算已與理論研究和實驗研究相并列成為科學研究的第三種方法，成為促進重大科學發(fā)現(xiàn)和科技進步的重要手段?，F(xiàn)今科學計算已是體現(xiàn)國家科學技術核心競爭力的重要標志，是國家科學技術創(chuàng)新發(fā)展的關鍵要素。
大腦是如何工作的？這也是一個科學計算瞄準要解決的問題， 在美國總統(tǒng)信息技術顧問委員會的報告中也有提及。
人工智能和科學計算的關系?
我覺得人工智能可以說包含了科學計算，科學計算也可以說包含了人工智能，當然來自不同學科背景的人有不同的理解。這個要覺得要擱置爭議，共同開發(fā)， 人腦所思考所要解決的各類問題是科學計算要解決的問題，包括大腦的工作機制； 而制造出一個具有大腦工作機制的機器也是人工智能要完成的終極目標。
人工智能時代，年輕人如何辦??
人工智能熱冷交替了好幾次了，現(xiàn)在又熱了，年輕人要怎么辦？ 這如同汽車發(fā)展一樣，如果因為對人力三輪車的熱愛而拒絕汽車，自然回避了加油、修車等諸多麻煩，但是從歷史的發(fā)展來看，還是要積極的擁抱新技術。 即使你喜歡機械工程，我也建議去了解人工智能，學會使用一些人工智能的工具，這對從事機械工程也是有幫助的。 當然，學習了一種人工智能的工具，感覺這個工具就能代替自己的思考了， 這恐怕也不是一種可取的做法。? 年輕人學習現(xiàn)在的工具的目的不是簡單的做一個僅僅使用工具的人，而是要發(fā)揮人的創(chuàng)造力，去創(chuàng)造更好的工具。
如果有自己特別感興趣的方向，就朝著那個方向努力，如果沒有的話，那就打好數(shù)學的基礎。蔡元培說過，“凡治哲學文學應用科學者，都要從純粹科學入手；治純粹科學者，都要從數(shù)學入手?！?這一點我覺得放在現(xiàn)在也是不過時的。
人工智能和科學計算的區(qū)別是什么？
“聽了你剛才的說法，我更加糊涂了，人工智能和科學計算有啥區(qū)別呢？” ? 讓我來看，確實沒有啥區(qū)別，但是也會有很多人不這么看。 人工智能大量的使用科學計算的技巧（例如概率統(tǒng)計、矩陣的特征分解、最優(yōu)化等），這一點我想應該不會有多少不同意見吧。 天氣預報是屬于人工智能還是屬于科學計算，很多人會認為這是科學計算，因為這里還是涉及到很多流體力學的物理模型，但是實際上天氣預報也可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡等所謂的人工智能的技巧來處理數(shù)據(jù)。武漢大學校長、中國科學院院士張平文院士說，“氣象領域擁有海量的精密觀測數(shù)據(jù)，人工智能（AI）是典型的數(shù)據(jù)模型，在氣象領域能發(fā)揮重要作用，可使預報預測能力得到很大提高?！?此前，在北京冬奧會賽場，得益于北京大學重慶大數(shù)據(jù)研究院開發(fā)的人工智能MOML算法賦能天氣預報模型，氣象短時臨近預報“百米級尺度、分鐘級更新”已經(jīng)實現(xiàn)。
所以，我可以粗暴的把人工智能和科學計算區(qū)分開來，二者都是要做數(shù)學建模，都是要進行計算，都是要做預測和決策，但是人工智能是基于數(shù)據(jù)進行數(shù)學建模，而科學計算是基于機理進行數(shù)學建模（這里的機理就是某個學科的某些理論模型，例如薛定諤方程等）。 但是正如張平文院士在他的科普報告《數(shù)據(jù)科學融通應用數(shù)學》里提到的，結合數(shù)據(jù)和機理進行數(shù)學建模已經(jīng)得到了越來越多的研究者的關注， 二者的界限會漸漸模糊。
人的精力是有限的，可是要學習的內(nèi)容越來越多怎么辦？
實際上不是所有的知識內(nèi)容都要學習。在這里講一個典故。宋代名儒謝良佐，去拜程顥為師。程顥問他：“你平常讀什么書？”謝良佐說：“史書?！背填楇S意抽出一本，翻開一段，謝良佐都可以一字不漏地背誦如流。結果，謝良佐非但沒等來夸獎，反倒是被程顥罵：玩物喪志。到了現(xiàn)在，實際上更不需要這般背誦，因為了有百度的文心一言，在史料都被數(shù)字化存儲后，我們根本不用背誦所有的史料。 有句話是這樣說的：“你若背得，未必曉得；你若曉得，不必背得。”這樣的背誦表演，被稱作“口耳之學”，又叫“道聽途說”。
我們學習的目的不是為了成為一個兩腳書櫥。 要利用工具來學習，不是每個知識都要花費同樣的精力來學，同時學習不是目的，學習的目的是為了制造更好的工具，是為了發(fā)現(xiàn)問題，是為了解決問題。
模型和算法是科學計算的核心，軟件是科學計算的支柱。當然我這里說的模型是指數(shù)學建模，不僅僅是基于機理的建模，還包括基于數(shù)據(jù)的建模，以及基于二者的混合建模。在歷史上有哪些重大算法呢？ 我們看看菲爾茲獎得主高爾斯的出版的《數(shù)學指南》列出的20個重大算法： 其中有我們熟 悉的fortran, 最小二乘法等， 和我們中國有關的， 有高斯消去法，因為早在263年，我國的劉徽就提出了求解線性方程組的消去法， 另外，還有馮康先生的有限元方法。 Matlab? 把其他算法有效的集成成一個容易使用的通用軟件，這個集成本身也是一個重大算法，因此matlab也被列入了29個重大算法之一。
通用科學計算軟件是一個學習科學計算的好工具，也是學習人工智能的好工具。MATLAB是一款通用科學計算軟件，從2020年6月份開始對國的部分單位禁用，引起了熱烈的討論，上了當年的人民日報，被稱為對我國科技封鎖的第一槍。 我們的科研人員隨后積極行動起來，開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權的通用型科學計算軟件北太天元。 當然，北太天元還要不斷改進，還需要應用人工智能在自然語言處理和圖像處理等方面的技術，把北太天元學習曲線變得更加平緩，把北太天元變得越來越功能強大以及越來越用戶友好。 引用雷鋒同志的日記中的一句話：“智慧從勞動中，力量從團結中來”。? 我們可以加入北太天元的開發(fā)者社區(qū)，拓寬自己的知識面，沿著自己感興趣的方向上不斷深入， 和志同道合的朋友交流合作， 不斷的深入科學研究或者工程技術，為更加美好的明天作出自己的貢獻。在我們積極勞動為科技發(fā)展做貢獻的同時，也在不斷的增強自己的能力和智慧。 期待年輕人以解決真問題為目標，以國家需求為導向，為我國的科技發(fā)展貢獻自己的力量！
