美国 CS 专业跨越 64% 博士生和近 70% 的硕士生是留学生，数学博士学位有一半授予了非美国公民，中国和印度学生占大部门。本文来自微信民众号：机械之心（ID：almosthuman2014），作者： 蛋酱、泽南，原文题目：《中国AI手艺领先，是由于数学好？美国杂志直指中美数学教育差距》，题图来自：视觉中国

上个星期，一位华人留学生题为“亚洲人数学能力实在很差？”的视频登上了热搜。

“知其然而不知所以然，他们仅仅善于使用而不追求真理。”这名女生以为大多数亚洲人学习数学时注重运用却不体贴原理推导，论据有一定的原理，不外结论引发了不少人的吐槽。

很快，博主“他们都叫我雪姨”新公布了一个视频向人人致歉，示意个人经历不能指代群体，有关亚洲人数学很差的言论十分不正确。在应试教育为主，升学压力很大的海内，若是说学生们破费云云大的精神却不能把一门学科学明了，确实异常恐怖，数学是现代高等教育最主要的基础是有目共睹的。

7 月份，2020 阿里巴巴全球数学竞赛竣事，流动创办者马云云云评价数学的主要性。

有趣的是，在数学水平太差这件事上，大洋彼岸的美国人和我们有着同样的担忧。在亚洲人数学很差的视频在海内盛行的同时，美国《国家利益杂志》刊载了一篇文章给出了完全相反的看法：由于中国人数学好，在人工智能领域里中国正在逐渐成为决定性气力。

这篇报道在开篇即提到：“遗忘人工智能自己吧，它只是一个数学问题。美国没有培育出足够善于数学的公民，因此无法保持统治职位。”

以下为美国《国家利益杂志》报道的主要内容：

外洋第一次注意到中国人工智能手艺的特殊能力可能是在 2017 年底，当 BBC 记者 John Sudworth 在贵阳实验挑战“天网系统”时，仅用 7 分钟就被找到。现在，像依图科技和旷视科技这类在人脸识别领域处于引领职位的公司，已经能够将这个 7 分钟缩短为几秒钟。这不仅体现了中国的人工智能手艺实力，更主要的是背后所展现的数学实力。

人工智能领域的竞争已经成为中美两国竞争中最显著的一个方面。占有人工智能主导职位的那一方将拥有重塑全球金融、商业、电信、战争和盘算的能力。2019 年 2 月，美国总统特朗普签署了一项行政命令，名为“美国人工智能倡议（American AI Initiative）”，旨在保持美国人工智能手艺领域的领导职位。在短短几年内，美国的企业、高校、智库和政府相继颁布了数百个政策文件以及项目，来应对这一挑战。

但这并非人工智能自己的问题，而是数学的问题。

人工智能并不能被简朴地看作“黑箱”——只要无限投入资金就可以生长壮大。若是美国人才不能掌握人工智能领域所需的数学基础知识，那这么多的智库项目和政府讲述将毫无意义。若是没有抽象数学能力，那数十亿美元的投资要求也是不现实的。

今天我们所说的“人工智能”实际上是种种算法及其特色化生长的连系，大量地借鉴了高等数学和统计学知识。以深度神经网络为例，它不是人造大脑，而是大量通过重复盘算一系列梯度（高中微积分几乎不教）来“学习”的信息转换模块，梯度也是反向流传算法家族的主干。

反向流传（Backpropagation）是一种与最优化方式（如梯度下降法）连系使用的，用来训练人工神经网络的常见方式。

所有的机械学习都可以做类似的剖析，这项研究就是关于若何编写盘算机程序来学习一项义务，而不是执行一个预先编码的义务。快速分类数据、识别模式、效果展望和自学的能力，都归结于愈发庞大的算法，以及逐渐壮大的算力和海量数据。

从 iPhone 到天下上最壮大的超级盘算机 Summit，从谷歌到 Facebook，这些盘算平台和盘算程序都使用了极其庞大的数学盘算，从模拟核爆炸到网络搜索效果，无所不及。

与《人工智能超级大国：中国、硅谷和新天下秩序》作者李开复的看法相反，人工智能不仅仅是数据。李开复曾经提到，今天的数据就宛如 20 世纪早期的石油资源，拥有最多数据的中国就是新的沙特阿拉伯。然而，若是没有与之匹配的数学能力，以及一些推动数学领域缔造性生长的人，天下上所有的数据加在一起也只能带你走到这一步——而不足以走到 AI 领域前沿研究者们勇敢畅想的未来。

不管你怎么划分，这个天下都是在1和0的基础上运行的，运行它们的算法都是经由频频磨炼的。缔造这些算法的人才都经由了多年的训练，才气掌握这些庞大的数学知识。

不幸的是，美国的中学生和大学生没有掌握基本的数学知识，好比统计理论和微分几何，而这些知识恰恰是他们进入更高阶段的基础，也是人工智能的基础。

在经济合作与生长组织（OECD）2018 年的国际学生评估项目测试中，15 岁的美国学生的数学成就为 35 分，远低于该组织成员国的平均水平。纵然在大学阶段，由于没有掌握解决抽象问题所需的基本知识，美国学生通常要影象算法，然后在需要的时刻插入算法。

在学生高等数学能力培育方面的失败，意味着越来越少的美国公民去攻读数学和科学类的高等学位。美国国家科学基金会的数据显示，2017 年，美国盘算机科学专业跨越 64% 的博士候选人和近 70% 的硕士生是国际学生，昔时数学专业的博士学位有一半授予了非美国公民，其中中国学生和印度学生占了大部门。亚洲优异学生希望去到美国大学深造，这很大水平上是由于美国大学的培育体制比他们本国的培育体制要先进，只管中美之间的教育差距不停缩小。

然而这也同时意味着，美国大学培育出来的那些在盘算机科学和数学领域开拓新方向的人，不是美国人。这些人一部门将留在美国，但许多人也会回国，投身于本国科技产业的生长。

有充实的理由以为美国应该放宽对于熟练手艺工种的入境签证限制，激励更多的人在完成学业之后留在美国。但最主要的问题是，基本没有足够数目的美国公民把高等数学作为主修科目，这些细节造成了响应的影响，从应对全球竞争到硅谷的创业文化，从对于国家安全的担忧到美国公司是否以为自己需要为美国利益着想。

美国在数学教育上的阻滞与中国努力推进 2030 年 AI 设计形成了鲜明的对照。在现在的人工智能手艺领域里，美国和中国占有了最主要的职位。中国在人工智能相关手艺上投入了大量资金，使其成为海内工业现代化的焦点重点。在《中国制造 2025》战略中，“中国智造”这一名词被提出，制造手艺与信息手艺连系的系统成为生长方向，人工智能等手艺占有了主导职位。

现在，中国的 AI 市场约有 245 亿人民币的规模。在国务院印发的《新一代人工智能生长规划》中到 2025 年人工智能基础理论将实现重大突破，部门手艺与应用到达天下领先水平，人工智能成为动员我国产业升级和经济转型的主要动力。而在那个时刻，人工智能焦点产业规模预计会跨越 4000 亿元，动员相关产业规模跨越 5 万亿元。

为实现这样的目的，海内已投资 140 亿元人民币在北京打造 AI 工业园区。而华为等引领全球行业生长的科技企业也在推出自己的 AI 芯片，打造“全场景 AI”战略。

在中国，人工智能已经从实验室走出来，进入了手艺落地探索的阶段。基于高度正确的面部识别手艺，我们可以实现许多快捷利便的应用，如银行大额转账时的认证、券商远程开户，甚至虚拟身份证。一些科技公司的 AI 实验室也已推出了可以识别出 Deepfake 换脸手艺的深度学习模子，对于袭击黑产、证据造假等义务上，这些手艺将能施展异常主要的作用。

只管中国的 AI 产业正在不停与美国拉近距离，但中国仍将眼光放得更为久远——他们在努力提高年轻人的数学水平。据经济合作与生长组织（OECD）对于全球 15 岁学生的最新一期统计，中国学生的数学能力全球第一（科学和阅读能力也是第一）。毫无疑问，中国正将重点放在 STEM（即科学、手艺、工程和数学）教育上，其水平跨越了美国和欧洲国家。

2020 年 1 月，教育部公布了在部门高校开展基础学科招生改造试点（也称强基设计）的通知，其指出“要服务国家战略，招收一批有志向、有兴趣、有先天的青年学生举行专门培育，为国家重大战略领域运送后备人才…… 主要选拔培育有志于服务国家重大战略需求且综合素质优异或基础学科拔尖的学生。”

5 月 6 日，介入强基设计的大学已经公布了第一年的招生简章，包罗清华、北大等 36 所“一流大学”建设高校开展了试点。这一设计聚焦高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等要害领域以及国家人才紧缺的人文社会科学领域，主要突出基础学科的支持引领作用，所有限定为基础学科专业，且不得转换专业，这也是和以往自主招生最大的差别（高校的自主招生也已被作废）。

看来，想要提升基础教育水平，在人工智能等尖端领域提高自身实力，中国和美国人都有着同样的想法。但在数学之外，决定因素或许另有许多。

参考内容：

https://nationalinterest.org/feature/why-chinas-race-ai-dominance-depends-math-163809

http://www.moe.gov.cn/srcsite/A15/moe_776/s3258/202001/t20200115_415589.html

本文来自微信民众号：机械之心（ID：almosthuman2014），作者： 蛋酱、泽南