【AI 技術拱手讓人?】CS 博士都外銷,美學者要政府重視基本數學教育

亞洲研究學者認為:美中爭霸中 AI 基礎在數學,美國若不加強恐輸中國

【為什麼我們要挑選這篇文章】美中的爭霸戰,不只在 5G 發展上,在 AI 人才的競爭也十分激烈。美國專門研究亞洲的學者歐斯林認為,中國投入大量國家資源培養一堆 STEM 留學生,而美國的數學博士在 2017 年甚至有 50% 的學位授與外國人。隨著兩國的科技競賽持續演進,人才培育成關鍵,美國是否要輸在起跑點了?(責任編輯:呂威逸)

學者歐斯林(Michael Auslin)表示,美中科技爭霸的焦點在人工智慧(AI),AI 的基礎在數學,美國不重視培育數學人才,若不認真補救,很可能在這場競賽中輸給中國。

報導國際事務的雙月刊「國家利益」(The National Interest)網站 3 日刊出美國史丹佛大學胡佛研究所(Hoover Institution)學者歐斯林的文章「何以中國在人工智慧優勢的競賽要靠數學」(Why China’s Race For AI Dominance Depends On Math)。

美中競爭激烈,AI 科技成重要戰場

文章表示,世界頭號人工智慧強權將有能力決定全球金融、商業、電信通訊、戰爭與運算。AI 霸權的競賽或許已成為美國和中國權力競逐中最顯眼的一面。美國總統川普 2019 年 2 月簽署一項行政命令「美國 AI 倡議」,以保護美國在主要 AI 科技的領導地位。

歐斯林表示,重要的是數學,美國沒能在適當數學領域訓練出夠多的美國公民以維持人工智慧優勢地位。

文中指出,北京在 AI 領域的高超能力於 2017 年經由英國廣播公司(BBC)駐中國記者沙磊(John Sudworth)揭露,讓世人得知。沙磊躲在中國西南某地,中國的閉路電視監控系統 7 分鐘內就定位到他,這震驚了民主國家。

當今依圖科技(YITU Technology)和曠視科技(Megvii)這類人臉辨識技術領先的中國公司,把 7 分鐘壓縮成僅僅數秒鐘。

AI 研發不只靠砸錢,數學能力也很重要

幾年來,美國的企業、大學、智庫和政府投入數百篇政策文章與針對 AI 挑戰的企畫案。但歐斯林說,AI 不是投入大筆經費就會發展的黑盒子,如果相關的基礎數學無法維持優勢,再多的研究報告都是空談。

而機器學習(Machine Learning)領域的技術也需要精密和計算能力超強的演算法。從智慧型手機到隸屬美國能源部的橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)中號稱世界上最強大的超級電腦「高峰」(Summit);搜尋引擎谷歌(Google)到社群網站臉書(Facebook)等企業,相關平台和程式都運用了極複雜的數學運算。

歐斯林指出,美國中學生與大學生對基礎數學不夠專精,以至於無法為進入更高深的數學領域鋪路,像是 AI 所需的統計理論和微分幾何學。

在經濟合作暨發展組織(OECD)對各國學生的數學評量中,15 歲美國學生的數學成績排名 35,低於 OECD 的平均成績。美國教育無法訓練出具高深數學能力的學生,讓愈來愈少美國公民在碩博士班學習數學和科學。

CS 專業近 7 成是留學生,專業人才美國公民少

根據國家科學基金會(National Science Foundation),2017 年美國的電腦科學系中,有超過 64% 的博士候選人與將近 70% 的碩士生是外國人,一半的數學博士學位授予非美國公民。在這些外國學生中,中國和印度學生占大半,他們有些人會留在美國工作,但是有很多會回國幫助他們國家的科技業。

雖然放寬專業人才簽證審查能吸引國際人才學成後留在美國,但更重要的問題是沒有足夠的美國公民在研究所攻讀高深數學,這可說是所有複雜問題的根源。

中國推動 AI 計畫,全力投入資源取得競爭優勢

歐斯林說,美國在數學教育上的失敗之所以重要,在於中國共產黨訂下 2030 年取得全球人工智慧優勢的目標,並動用資源全力達成。

中國的 AI 市場目前估計約為 35 億美元,目標是在 2030 年以前建立一個 1 兆人民幣(1420 億美元)的 AI 市場,除了政府出資在北京打造 AI 工業園區,通訊巨擘華為技術公司在倫敦和新加坡皆有 AI 研究的實驗室,並提出全方位的 AI 策略。

中國經費大半投入人臉和聲音辨識技術和自然語言處理,北京政權的目的是用這些應用數學和 AI 設備來打造一個史無前例的數位監控國家。

除了監控新疆和西藏、發展「軍民融合」政策外,在歐斯林看來同樣陰險的是,據報北京正在招募全國最聰明的高中生,訓練他們成為 AI 的武器科學家。

在最近一份國際學生能力評量計畫(PISA)的成績,中國學生在全世界的數學排名第一(科學與閱讀也是),儘管這項成績可以懷疑,但毫無疑問中國非常聚焦科學技術工程數學(STEM)教育,遠超過歐美國家。

中國重視數學能力,「千人計劃」募集各國數學家

此外,中國積極招攬海外一流的數學家,包括「千人計畫」吸引關鍵領域的國內外研究人員到中國。從美國政府科技長到民間顧問公司等方面都警告,中國公、私方面對 AI 野心勃勃的投資正威脅美國的領先地位,同時吸取了源自美國的知識,中國籍的工程師在美國引發安全風險的疑慮。

歐斯林說,AI 投資者如李開復看到中國在人工智慧科技迅速迎頭趕上美國,卻鮮少有人評論是因為「數學能力推動了相關發展」。

先進的 AI 結合中國發展第 5 代行動通訊(5G)網路的領先優勢,加上政府挹注資金努力成為半導體晶片生產的領導者,歐斯林認為,這意味著在可見的未來,美國公司不僅會成為中國技術的消費者,而且會放棄打造數位經濟的能力;美國政府部門也將如此,導致美國在維持全球軍事力量平衡的能力崩盤。

中美競賽延續,基礎數學教育和人才培育成關鍵

他認為,最佳方法是著重基礎知識。全面推動美國學生在基礎和進階數學訓練,由政府和領導品牌的科技公司領頭執行、投入資金到一些具有雄心壯志的人才培育方案。

歐斯林說,像是人才發現計畫、建立數學中心以及推動類似「國防教育法案」(National Defense Education Act)的當代版本。國防教育法案在 1958 年蘇聯發射人造衛星史潑尼克(Sputnik)後通過,提供數學獎學金給明日之星,並保證這些學生未來在公家或私營企業的就業。

他在結語中說,美國必須承認在吸引與訓練各種數學程度的美國人上表現有多差勁,再認真思考與提出對策,否則很可能輸掉這場 AI 競賽。

歐斯林的新書是「亞洲新地緣政治」(Asia’s New Geopolitics)。

(本文經合作夥伴 中央社 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈學者:AI 基礎在數學 美國不加強恐輸中國 〉。首圖來源:Tra Nguyen on Unsplash

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