清華新成立的這個系對標麻省理工

當年的6月1日，作為清華大學基礎科學講席教授、北京智源人工智能研究院首席科學家，劉嘉在北京智源大會上給出擲地有聲的結論——人類依舊擁有世界上最高等的智能。

然而幾個月后，他的結論悄然發生了變化。11月10日，他認為，腦與人工智能（AI）的結合是人類進化的節點；11月30日后，劉嘉的觀點變得激進——

“人類有兩次認知革命，第一次是7萬年前，第二次是現在。”

“未來95%的教師將被人工智能取代，別培養孩子會消失的技能。”

“人工智能逐漸‘涌現’出它的‘意識’。”

“AI全面超越人類大概率是確定的事情。”

“人要與AI共同發展才不會被淘汰。”

……

劉嘉并未止步于給出觀點，他要把這些思考落地。今年4月18日，由劉嘉擔任系主任的清華大學心理與認知科學系正式成立，這里將成為他踐行思考的園地。

這也是清華大學再造心理學系的一大步。

作為我國最早建立心理學專業的高校之一，清華大學于1926年成立心理學系。此后在1952年全國高校院系調整之際，該校心理學系隨理學院并入北京大學。改革開放后，清華大學逐步恢復心理學教研，并于2008年在社會科學學院內建立心理學系。

新成立的心理與認知科學系由原來的心理學系從社會科學學院獨立出來，成為清華的二級機構。據官方表述，該系將通過心理學與認知科學、腦科學、人工智能等學科結合，以“新技術”回答意識起源、智能本質等心理學基礎問題。

這是一個怎樣的定位和目標？為什么心理學要跟人工智能結合？為什么要如此強調“新技術”？他們會有怎樣的教育理念和人才思路？

帶著這些疑問，《中國科學報》專訪了劉嘉。

此前，劉嘉在北京大學心理學系取得學士和碩士學位后，于2002年獲得美國麻省理工學院腦與認知科學系博士學位，回國后先后擔任北京師范大學心理學部部長等職，并于2020年來到清華大學。

劉嘉說，心理學和人工智能的結合“必須當成信仰來做，沒有退路，而不是抱持一種玩耍的、可做可不做的心態”。以下為專訪內容。

劉嘉 受訪者供圖

與通用人工智能的結合是一種回歸

《中國科學報》：你在北京師范大學時主要采用磁共振腦成像、遺傳學和心理物理法研究視覺智能，如今在清華關注人工智能的認知神經基礎和視覺智能，為什么會有這樣的轉變？

劉嘉：應該說，這并不算什么轉變。2012年深度神經網絡爆火后，我的第一個考慮就是它可以成為我們研究大腦的一個模型，因為它是由人工神經元連接的網絡。

從這個角度出發，在ChatGPT橫空出世后，通用人工智能（AGI）的火花出現了，而心理學就是發展通用人工智能必須借助的主要學科之一。離開它，通用人工智能就不完整。正因如此，我們便自然而然進入了通用人工智能領域。

從歷史上看，在基于人工神經網絡的人工智能的發展歷程中，心理學起到了奠基性的作用。

這是因為人工神經網絡本身就是受生物神經網絡啟發而產生的。比如，人類歷史上第一個人工神經元模型MCP、第一個人工神經網絡感知機、最主流的深度神經網絡BP算法的誕生，都與心理學家和認知科學家有關系。再比如，被譽為“深度學習之父”的杰弗里·辛頓，以及被譽為“強化學習之父”的理查德·薩頓，其本科所學均為心理學。

因此，與其說目前心理學和人工智能的結合，特別是和通用人工智能的結合使我們“加入”了這個領域，不如說是我們“回歸”到這個領域。

大模型對很多學科來說是一種“掃蕩”，但對我們來說則更多是一種機遇。對于一些核心問題，如意識起源、智能本質、情緒情感等，通用人工智能的產生反而能促進我們對其更好地理解。

基于以上認知，我覺得在未來幾年，心理學會隨著通用人工智能的發展而不斷蓬勃壯大。與此同時，我們的很多傳統方法可能失效，或者變得過時。

《中國科學報》：你們是怎么招研究生的？

劉嘉：目前我們所招學生的本科背景相對比較復雜，涉及心理學、計算機、物理學、數學、醫學和力學等學科，還包括傳統的理工科，如精密儀器等。

至于這樣做的原因，我認為可以概括為三點。

第一，現代科學一定是多個學科的交叉。具體到我們，則屬于認知科學、腦科學和人工智能的交叉，這就要求學生有多學科背景。因此，我不在乎學生本科是學什么的，而更在乎他對這個領域是否感興趣，是否愿意學習這個交叉學科。畢竟，學科的邊界在這個跨學科的新興領域里已經被打破了。

第二，一個新興的學科更需要愿意進行交叉學習的年輕人。事實上，我們這些教授的很多知識結構已經固化，某些認知邊界會對我們的進一步開拓產生約束作用。相比之下，年輕人則沒有任何邊界，更沒有包袱，正如古語所云，英雄出于少年。

第三，由于以ChatGPT為代表的大語言模型的出現，此前基于知識的學習已經不那么需要了。

這一點非常重要。ChatGPT對知識的教授一定比老師更清楚、全面。因此，學生須更注重能力訓練，而非知識的獲得。從這個角度講，對同一個問題，不同專業的學生進行充分的交流、溝通和互補，更有利于其發展。

“億元俱樂部”

《中國科學報》：你覺得學科交叉是應對大模型沖擊的一種天然的或理所應當的手段嗎？

劉嘉：可以這樣說。

也是從這樣的角度出發，清華大學心理與認知科學系將要做的最主要改革，就是本科教學的改革——傳統的基于每個小科目的教學方式必須打破。

傳統上，本科教學是按照學科進行的。這種模式的好處在于其知識體系非常清楚，壞處則是知識的重復性很高，有些知識可能在多個學科都會被涉及。此外，其更大的壞處在于這種模式仍屬于基于知識的講授。

對此，我們準備采取基于現象的教學方式，即針對某種現象，讓學生從各個學科出發，共同解決問題。

以抑郁癥的教學為例，此前這會被放在臨床心理學范疇內，從癥狀、診斷、干預等方向進行教學，但現象式教學只問一個問題——什么叫作抑郁癥？要回答這個問題，需要先從遺傳學、社會心理學、發展心理學等現象展開描述，并通過認知神經科學、復雜動力學分析其認知神經機制以及動態發展過程，之后則是運用臨床心理學進行干預。

可以看到，圍繞這一現象，我們把心理學所有的學科都納入其中，這就是一個完全的、融會貫通的教學方式。

《中國科學報》：除此之外，你們還有其他不一樣的教育理念嗎？

劉嘉：我們另一個理念被稱為“億元俱樂部”。因為心理學是一門實驗科學，我們會把研究生期間才能接觸到的“高大上”的實驗設備放到本科生教學中。

具體而言，我們會讓學生使用磁共振成像（MRI）設備測量神經元活動所引發的血氧動力，用腦磁圖記錄大腦電磁信號變化，用鈣成像設備記錄神經元活動。這些設備的總價值達到上億元，這也是“億元俱樂部”一詞的由來。

我們一定要讓學生接觸到最先進的設備，此舉的好處是能讓學生站在實驗的最前沿，而不是還在用傳統的設備。這也是清華的優勢所在——我之前讀書的麻省理工學院都不可能擁有如此全的設備。

我們要求學生將從老鼠到猴再到人的整個鏈條全部打通。如此一來，學生就可以看到同一個功能是怎么演化的，也可以看到不同動物的大腦活動以及認知行為有什么共性，還可以在不同的尺度規模上和人工神經網絡做對比。

簡單舉例，在做大腦的神經元成像時，同時記錄100個神經元和同時記錄1萬個神經元得到的答案完全不同，因為規模會帶來認知功能的涌現。這是人工智能的黃金法則之一 ——規模律。

小而美

《中國科學報》：為什么心理與認知科學系一定要獨立建系？

劉嘉：具體來說，有三點原因。

第一，心理學屬于理科而非文科。1879年，德國人威廉·馮特建立了世界上首個心理學實驗室，這標志著心理學的誕生。所以，心理學從一開始就是一門實驗科學。

至于為何心理學最初被放在文科，其中有學科延續等多種歷史原因，但如今，它重新回到理科懷抱的時機已經成熟。

第二，清華大學相對優勢的學科還是工科。心理學在清華的發展必須立足這個優勢。因此，清華心理學的發展路徑和國內其他高校的心理學發展路徑是不同的，它必須從工科里吸收養分，因為這里的工科土壤太肥沃了。

第三，心理學獨立出來后，能更好地和通用人工智能發生關聯。

此外，從時代的大趨勢上看，心理學也必須獨立。比如，我們看到好多其他綜合性大學也逐漸在做大、做強心理學系。

《中國科學報》：與北京大學、北京師范大學等高校的心理學系相比，清華心理與認知科學系的定位或目標有何不同？

劉嘉：正如我剛剛提到的，清華心理與認知科學系要發展，必須扎根工科，這決定了我們的一些特點。

首先，清華大學在國內人工智能領域名列前茅。如果將心理學與人工智能結合，那么清華大學無疑可以提供最天然的土壤。

其次，清華大學的氛圍有利于培養交叉學科的學生。在清華，不僅計算機系在搞人工智能，幾乎所有的院系都在搞，甚至人文、社科、藝術等領域的院系也會參與其中，這在其他大學是比較少見的。

最后，我們的系屬于少而精、小而美。

在這方面，我們可以做一對比——北京師范大學心理學部每年的本科生招生規模是100多人，北京大學的本科生招生規模也有近50人，而我們的招生規模只有15人左右，因為要開展現象式教學就必須進行小班教學。規模小就要求我們把很多東西拋棄掉，不能什么都有。

所以對于我們而言，極簡主義之后剩下的關鍵詞就是腦科學+認知科學，這樣便于專注、便于深挖。

對標麻省理工

《中國科學報》：清華心理與認知科學系在世界名校中有沒有對標的目標？

劉嘉：我們對標的就是麻省理工學院的腦與認知科學系。

兩所高校都屬于工科強校，交叉學科氛圍也比較接近。所謂“對標”有兩層含義：一是學習他們先進的教學理念和組織架構，二是看有無機會能達到甚至超越他們的水平。

談到“超越”，這件事我們以前是不敢想象的，但我覺得現在已有可能。因為ChatGPT的問世，大家又在同一條起跑線上了。

《中國科學報》：你在麻省理工學院多年，在你看來，它最大的競爭力是怎么體現的？

劉嘉：麻省理工學院給我最大的感受是它始終抱持一種極其開放的態度，其學科知識的迭代速度特別快，對新事物特別敏感。

第一點，麻省理工學院扎根工科。這更使得它不停思考下一個前沿領域或問題是什么，以及當下的研究是否已經過時。

第二點，麻省理工學院有一種信念——技術帶來理論的突破，他們一直追求用更新的技術回答原來的老問題。

《中國科學報》：這種技術引領理論的理念在清華如何落地？特別是在人才引進和培養的過程中，該理念如何體現？

劉嘉：在人才招聘方面，我們很關注受聘者在用什么樣的設備和技術回答問題。

如果受聘者還是用很傳統的方法進行科研，即便其做了很好的工作，我們大概率也不會太歡迎，因為在我們看來，只有對技術本身充滿熱愛、想在技術上作出革命性創新的人才適合我們。

《中國科學報》：現在已經在招聘了嗎？

劉嘉：我們的招聘一直在進行。不過與其他大學不同，學校給我們設了規模上限——不超過30人。因此，我們對引進人才的要求非常嚴格，但也會保留幾個名額，讓優秀的人始終有機會進來。

《中國科學報》：國內心理學與人工智能結合的步伐看似還不夠快，如何才能加速這一進程？

劉嘉：我覺得當下智能研究的發展要靠自己的決心和資源的投入。

第一，我們必須將這件事當成信仰來做，而不是抱持一種玩耍的、可做可不做的心態，認為“能多發點文章固然好，不做也無所謂”是不行的。

第二，無論是學校還是院系，都應有一套支持學科交叉的體制和機制，我們需要把資源給到非傳統心理學領域的人。舉個簡單例子，如果我們系內八九成的老師都來自心理學領域，我就要對“交叉”一詞打一個問號了。

此外，資源投入必須讓學生接觸到各種各樣的儀器設備，我們總不能讓大家只拿臺筆記本電腦來搞大模型吧？

我們還需要一大批實驗工程技術人員來支撐交叉學科的發展。這在以前是被忽略的——僅僅招聘科研人員來發文章的做法是不全面的，我們要把實驗工程技術隊伍建立起來，研發革命性的新儀器、新算法。

來源 中國科學報