王貽芳院士：建大型粒子對撞機，能反製外國“卡脖子”

“人類特有的創新能力和情感思考，現在人工智能可以初步做到。”昨天下午，2019上海科技節系列活動之“科普大講壇”在上海科技館舉行，中科院院士、中科院高能物理研究所所長王貽芳，上海交通大學設計學院常務副院長胡潔教授帶領聽眾探索了粒子物理與人工智能的奧秘，傳播科學與藝術之美。

人工智能系統當上電影編劇

“人們常說，科學和藝術是一枚硬幣的兩面。在我看來，科學和藝術其實是一面，它們互相融合，兩者的交匯點就是創新。”胡潔表示，創新的源泉“無監督學習”是人類特有的優勢，然而通過“生成對抗網絡”，人工智能也可以用自己的方式進行預測與創新。“無監督學習”是機器學習的一種方法，研發人員不給定事先標記過的訓練示例，讓計算機自動對輸入的數據進行分類。這裡的監督者不是人，而是指輸入數據的訓練不帶有目標標簽。

“生成對抗網絡”本質上是通過生成器、判別器的反覆訓練，建立“無監督學習”的模型。生成器像一個造假幣的團夥，試圖用假幣蒙混過關。判別器像警察，目標是檢查出假幣。生成器不斷生成新的結果進行嘗試，所謂“道高一尺，魔高一丈”，在這個過程中，它們的能力互相提高，直到生成器生成的人造樣本看起來與原始樣本沒有區別。

胡潔告訴聽眾，人工智能在很多領域表現突出：藝術創作上，可根據不同圖像的內容、風格進行疊加，創作出新的作品；平面設計上，阿里為淘寶“雙11”研發出“鹿班系統”，一秒能完成約8000張海報設計；表情捕獲上，通過人臉識別和建模技術，可以讓卡通動畫形象模擬人的表情，大大增強互動性和娛樂性。人工智能還進入了人類情感領域，9分鐘電影短片《Sunspring》是第一部人工智能系統擔任編劇的作品。片中背景音樂也是機器學習了3萬首流行歌曲後創作的。

表現如此亮眼，那麽人工智能以後是否會取代人類呢？胡潔表示，未來人工智能不會戰勝人類，而是人機融合，各自發揮所長。

我國高能物理有望“彎道超車”

畫作、設計、影視的藝術之美，可以利用人工智能技術去創造和呈現。對於更宏大的宇宙之美、更微觀的粒子之美的探索，則需要高精尖的裝置設備。“在無窮小的粒子中探索無窮大的宇宙，我們才能更好地認識世界。”王貽芳帶領聽眾回顧了人類對宇宙和物質結構不斷探索的歷程，介紹了我國粒子物理發展的近況。

他認為，現在是我國發展大科學裝置的大好時機，應該建設環形正負電子對撞機（CEPC）—超級質子對撞機（SppC），推動我國粒子物理研究走在國際前列。“和直線加速器相比，同樣的造價，CEPC每年可以獲得6倍的希格斯粒子，而且軌道可以用作後續質子對撞的隧道，使用壽命可達50年以上。”SppC是CEPC的升級版，能量是歐洲大型強子對撞機（LHC）的7倍以上，能模擬宇宙大爆炸，助科學家探尋新粒子和新物理現象，了解暗物質和暗能量的本質。

2012年7月，歐洲核子研究中心宣布LHC的實驗發現希格斯粒子。這一發現完善了描述物質微觀結構的標準理論，也預示著新時代的開始。在這一背景下，中科院高能物理研究所提出了建造下一代環形正負電子對撞機，並適時改造為超級質子對撞機的方案。

CEPC將使用和發展全球最先進的加速器技術，如機械、電子、真空、射頻微波、低溫超導、異塵餘生防護、計算機及網絡等技術，推動相關領域的發展。“外國的大科學裝置工程不會給我國企業機會，我們必須擁有自己的大科學裝置，這是反製‘卡脖子’的重要手段。”王貽芳表示，CEPC建設計劃為2022年—2033年，歐洲核子中心今年公布的計劃為2030年—2040年，這10年窗口期是我國實現“彎道超車”的重要機遇。