人工智能本科專業(yè)高校名單大全(440所)
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清華大學(xué)劉知遠(yuǎn)教授答疑
各大開設(shè)人工智能的院校
在計算機(jī)專業(yè)和人工智能日益火爆的當(dāng)下,很多人對這兩個專業(yè)又是好奇又是憧憬。對此,清華大學(xué)劉知遠(yuǎn)教授近日在知乎上分享了一些內(nèi)容,以幫助考生更加理性地選擇專業(yè),希望更多真正喜歡 CS/AI 的考生選好學(xué)校選對專業(yè)。
劉知遠(yuǎn)教授從人工智能是什么、學(xué)什么、怎么學(xué)、以及去哪兒學(xué)的問題入手,對此進(jìn)行了答疑。
清華大學(xué)劉知遠(yuǎn)教授答疑
人工智能是什么?
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是一門年輕的學(xué)科,從 1956 年達(dá)特茅斯會議正式提出 AI 名稱至今不過 65 年;從阿蘭圖靈 1950 年提出判斷機(jī)器是否能夠思考的圖靈測試至今也不過 70 年時間。
AI 的 70 年發(fā)展史匯集了來自數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、邏輯學(xué)、哲學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、語言學(xué)等不同領(lǐng)域?qū)W者的努力,是典型的交叉學(xué)科。同時,從整體來看 AI 仍然是計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的主要分支。
人工智能是什么?簡言之,人工智能學(xué)科是利用計算機(jī)實現(xiàn)人類智能。人類智能并沒有公認(rèn)的定義與界限,實際上也隨著 AI 的發(fā)展而有所變化。某項人類技能被計算機(jī)所掌握后,人們往往不再認(rèn)為它代表人類"真正"的智能。
例如,1997 年 IBM 深藍(lán)戰(zhàn)勝人類國際象棋冠軍卡斯帕羅夫后,就有評論說 IBM 計算機(jī)只是在暴力搜索,不是真正的智能,that's not thinking!這種現(xiàn)象又被稱為"AI Effect"。
所以,人工智能總是聚焦在那些尚未被計算機(jī)破解的人類智能能力上。比較簡單的人類智能已經(jīng)被解決了,例如計數(shù)能力有了計算器,數(shù)據(jù)記憶和查詢有了數(shù)據(jù)庫,下棋能力有了下棋軟件,剩下的是那些困難的高級智能。
簡單而言,如果我們把大腦看做一個黑盒,它能夠接受外部世界的刺激信號,大腦處理這些信號產(chǎn)生輸出反饋,人類智能正體現(xiàn)在這些"刺激-反饋"的對應(yīng)中。針對不同刺激信號和反饋處理的復(fù)雜性,AI 下面有很多專門的領(lǐng)域開展相關(guān)研究和探索。
目前,公認(rèn)的 AI 核心課題包括:機(jī)器學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺、自然語言處理、語音處理、知識表示與計算、推理與規(guī)劃,等等,并在此基礎(chǔ)上支持著許多重要應(yīng)用場景如無人駕駛、機(jī)器人等。
機(jī)器學(xué)習(xí):旨在讓計算機(jī)具備自動學(xué)習(xí)的能力,能夠解決分類、聚類、回歸、關(guān)聯(lián)分析等任務(wù)。目前主流是從大規(guī)模數(shù)據(jù)中自動學(xué)習(xí)和總結(jié)規(guī)律,從而能夠?qū)π碌臄?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測,也被稱為統(tǒng)計機(jī)器學(xué)習(xí)。簡單地講,機(jī)器學(xué)習(xí)是從大量"刺激-反饋"數(shù)據(jù)中自動總結(jié)規(guī)律的技術(shù)。
計算機(jī)視覺:旨在讓計算機(jī)理解和處理圖像數(shù)據(jù)(包括圖片、視頻等),使計算機(jī)掌握"看"的能力。圖像是典型的無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),由像素組成,如何從一幅圖像中自動識別不同層次的對象(如輪廓、人臉、場景等)及其復(fù)雜關(guān)聯(lián),是計算機(jī)視覺面臨的挑戰(zhàn)問題。
語音處理:旨在讓計算機(jī)理解、處理和生成人類語音,使計算機(jī)掌握"聽"和「說」的能力。語音也是一種典型的無結(jié)構(gòu)序列數(shù)據(jù),看似簡單的一維語音信號包含著豐富的信息如內(nèi)容、意圖、身份、情感、信道、場景、干擾等。以語音識別為例,目前在深度學(xué)習(xí)技術(shù)的支持下,普通場景的語音轉(zhuǎn)文本的效果已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。而在多人、方言、強(qiáng)噪、遠(yuǎn)場等挑戰(zhàn)場景下,語音識別效果還需要進(jìn)一步提升。
自然語言處理:旨在讓計算機(jī)理解和處理人類語言。與 C++、Java 等人工設(shè)計的編程語言不同,人類語言是大自然的產(chǎn)物,因此被稱為"自然語言"。人類語言也是典型的無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),由字詞組合而成,如何理解一句話、一篇文章甚至一本書的意思,也是人工智能面臨的挑戰(zhàn)問題。由于語言是人類特有的傳遞豐富信息和知識、表達(dá)復(fù)雜思想和情緒的載體,甚至被認(rèn)為是人類思考的重要工具,因此自然語言處理問題更接近人類高級認(rèn)知智能,有很多重要的開放問題。
知識表示與計算:人類對世界的認(rèn)識積累形成了知識,知識是人類理解外部信息、實現(xiàn)各種智能能力的基礎(chǔ)。近年來隨著知識圖譜的廣泛應(yīng)用,成為研究界和工業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)問題。
由于上述這些課題都關(guān)涉人類智能,所以互相密切關(guān)聯(lián)、不分彼此,例如計算機(jī)視覺、語音識別和自然語言處理都是機(jī)器學(xué)習(xí)算法的重要應(yīng)用場景,知識表示與計算也成為計算機(jī)視覺和自然語言處理方向的重要話題,等等。
正因為年輕,這些方向都充滿著活力,一方面最新技術(shù)日益深遠(yuǎn)地影響著人類社會生活的方方面面,同時學(xué)科體系和技術(shù)框架也在飛速地日新月異、推陳出新,現(xiàn)在去翻十年前的教材很多內(nèi)容都顯得過時了。
從學(xué)科設(shè)置來看,國內(nèi)大學(xué)遵照教育部《學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄》來頒發(fā)學(xué)位。最初的計算機(jī)一級學(xué)科是"計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)",下設(shè)"計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)"、"計算機(jī)軟件與理論"、"計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)"三個二級學(xué)科,其中"計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)"對應(yīng)高性能計算(超算)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)(互聯(lián)網(wǎng)),后來單獨(dú)成立出"網(wǎng)絡(luò)空間安全"一級學(xué)科;"計算機(jī)軟件與理論"對應(yīng)軟件工程和計算機(jī)理論科學(xué)等,后來單獨(dú)成立出"軟件工程"一級學(xué)科;而"計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)"則對應(yīng)計算機(jī)的各類應(yīng)用技術(shù),很大程度上正沿著從信息化到自動化再到智能化的路線前進(jìn),可以想見,如果現(xiàn)在這波 AI 浪潮還能持續(xù)幾年,單獨(dú)成立"人工智能"一級學(xué)科也指日可待。
從研究配置來看,AI 研究隊伍主要分布在計算機(jī)、自動化、電子工程等信息科學(xué)相關(guān)院系中,這與 AI 起源有密切關(guān)系,計算機(jī)的奠基人圖靈、馮諾依曼,自動化的主要理論基礎(chǔ)"控制論"的奠基人維納,以及電子工程和信號處理的主要組成"信息論"的奠基人香農(nóng),均為 AI 的創(chuàng)立貢獻(xiàn)了思想。
所以,計算機(jī)系主要從計算理論和計算機(jī)應(yīng)用的角度研究 AI,自動化系從自動控制的角度理解 AI,電子工程系則從信號處理(將 AI 關(guān)心的視覺、文本、聽覺等模態(tài)理解問題看做信號處理)的角度解讀 AI。
當(dāng)然,在哲學(xué)、腦神經(jīng)等其他領(lǐng)域也有從事人工智能探索的學(xué)者。不過總體而言,由于人工智能核心目標(biāo)是探索如何將人類智能轉(zhuǎn)化為可計算問題,因此它主要還是落在計算機(jī)領(lǐng)域。
如果希望對 AI 發(fā)展有比較通俗全面的了解,可以參考以下兩本書:《人工智能狂潮》雖然標(biāo)題名略顯中 2,內(nèi)容比較扎實,淺顯全面并及時涵蓋到最近的深度學(xué)習(xí)浪潮;《人工智能簡史》是華人尼克的大作,作者搜集的史料全面扎實,夾敘夾議有很多干貨,讀起來很過癮,不過很多地方點(diǎn)到即止,如果沒有相關(guān)背景知識很難看懂作者所指。
人工智能學(xué)什么?
如前所述,人工智能大致還是一個計算機(jī)應(yīng)用的課題。雖然這兩年國內(nèi)外已有很多高校開設(shè)了人工智能班和專業(yè),課程設(shè)置還沒有形成共識。我們可以從國內(nèi) AI 本科教育體系的先聲——南京大學(xué)人工智能學(xué)院發(fā)布的《南京大學(xué)人工智能本科專業(yè)教育培養(yǎng)體系》做一些分析。

作為對比,這里列出清華大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系的選課指導(dǎo)清單,其中用紅框標(biāo)出了與人工智能有關(guān)的限選課程。

可以看到,人工智能需要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容包括:
數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課:清華 CS 和南大 AI 都需要學(xué)習(xí)的有 微積分(或數(shù)學(xué)分析)、代數(shù)與幾何、離散數(shù)學(xué)(或數(shù)理邏輯、圖論等)、概率論。南大 AI 新增 最優(yōu)化方法,這在清華 CS 為研究生課程。
學(xué)科基礎(chǔ)課:清華 CS 和南大 AI 都需要學(xué)習(xí)的有 程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、人工智能導(dǎo)論、計算機(jī)原理、數(shù)字電路、系統(tǒng)控制。南大 AI 新增 機(jī)器學(xué)習(xí)、知識表示、計算機(jī)視覺、自然語言處理 作為學(xué)科基礎(chǔ)課,這在清華 CS 均為高年級選修課或研究生課程;清華 CS 需要額外學(xué)習(xí) 電路原理、信號處理、操作系統(tǒng)、編譯原理、形式語言與自動機(jī),這些被南大 AI 列為專業(yè)選修課。
專業(yè)選修課:南大 AI 設(shè)立了很多 AI 相關(guān)的專業(yè)選修課,如 自動規(guī)劃、概率圖模型、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等,在清華 CS 均為人工智能方向研究生課程;而南大 AI 設(shè)立的很多認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、計算金融、計算生物學(xué)、計算語言學(xué)等交叉課程,在清華則分散在各院系開設(shè)的課程。
由此可以總結(jié),目前看 AI 本科專業(yè)核心課程的設(shè)置與計算機(jī)專業(yè)相比,重疊部分要遠(yuǎn)大于差異部分。可以看出南大在 AI 課程體系構(gòu)建方面花費(fèi)了大量心力,非常符合 AI 的當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn)。
所以,回到這個問題,人工智能學(xué)什么?_建議就是以計算機(jī)核心課程(數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課)為學(xué)科主線,以 機(jī)器學(xué)習(xí)、知識表示、計算機(jī)視覺、自然語言處理 為學(xué)科特色,以學(xué)科交叉為輔助。
因此,我們也可以說,無論是在以南京大學(xué)人工智能學(xué)院為代表的新成立的人工智能專業(yè),還是以清華大學(xué)計算機(jī)系為代表的計算機(jī)專業(yè),都可以完成對人工智能基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。
不同之處在于,前者預(yù)置為學(xué)科基礎(chǔ)課,后者則成為高年級時的可選方向(計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)軟件與理論、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù))之一的計算機(jī)應(yīng)用技術(shù),如下是該方向的專業(yè)限選課程列表,其中超過一半課程是 AI 相關(guān)。

如果對這些課程要學(xué)什么感興趣,可以購買查閱《南京大學(xué)人工智能本科專業(yè)教育培養(yǎng)體系》或者使用搜索引擎檢索相關(guān)介紹。
人工智能怎么學(xué)?
清華大學(xué)章程明確提出"價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授"三位一體的育人模式,劉知遠(yuǎn)教授認(rèn)為這是高水平 AI 人才養(yǎng)成方式的最佳描述。
知識傳授這層不必多說,師者傳道受業(yè)解惑,在大學(xué)里通過課程講授和課下實踐,研習(xí)精通計算機(jī)和人工智能理論與技術(shù),每位同學(xué)通過一門門課程成績反映出的,正是專業(yè)知識掌握的水平。絕大部分同學(xué)都能明白課程學(xué)習(xí)的重要性。然而,大學(xué)之道不僅于此,不然大學(xué)就不過是個專業(yè)技校。
在知識傳授之上就要構(gòu)筑能力培養(yǎng),這對 CS/AI 專業(yè)而言尤其重要。計算機(jī)和人工智能是非常年輕的學(xué)科,正處在飛速發(fā)展的朝陽時期,學(xué)科知識更新?lián)Q代很快,大部分最新知識根本無法在短時間內(nèi)及時沉淀到教科書中。而進(jìn)入教科書的那些知識,與實際應(yīng)用場景往往已有較大距離。
很多 CS/AI 高科技公司自身就站在學(xué)科最前沿,亟需有快速學(xué)習(xí)和獨(dú)立解決開放問題能力的人才。這樣,一方面要求同學(xué)有意識建立終身學(xué)習(xí)的理念,有較強(qiáng)的獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力;另一方面則要求同學(xué)注意通過實驗室研究等方式鍛煉科研創(chuàng)新能力。
CS/AI 同學(xué)們需要主動參與科研工作的全過程,樹立專業(yè)志趣,培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力、自我學(xué)習(xí)的習(xí)慣、提出問題的意識、以及獨(dú)立解決開放問題的能力,這是大學(xué)培養(yǎng) CS/AI 高水平人才的必由之路。因此,大學(xué)教師在 CS/AI 開展高水平原創(chuàng)研究的能力,也一定程度上決定了他們對學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng)的水平。
最后一層價值塑造也許是最玄乎的,但更加重要。一個人在知識和能力確定的情況下,Ta 的努力方向和堅持程度最終決定其成長的高度。找到在術(shù)業(yè)上的堅持方向,就是價值塑造的過程。
這個過程絕不是簡單粗暴的灌輸和宣講就能實現(xiàn)的,要有高水平的教師一起教學(xué)相長,有志存高遠(yuǎn)的同學(xué)共同努力拼搏,有各界奮斗的學(xué)長作為示范榜樣,有校外海外的實踐平臺廣開視野。實踐出真知,只有自己多聽多看多想,才能找到自己喜歡的、努力的方向,也才更有后勁堅持不懈。
所以,不管是人工智能、計算機(jī)專業(yè)還是其他什么專業(yè),只要想把自己培養(yǎng)成為該領(lǐng)域的可堪大用之才,就需要從知識、能力和價值這三個層面來努力提升自己。
人工智能本科專業(yè)高校名單大全(440所)




