郑南宁院士：AI迈向智能文明时代

郑南宁

中国工程院院士

西安交通大学教授

经过40年不懈探索，中国工程院院士、西安交通大学人工智能与机器人研究所所长郑南宁率领团队，始终围绕"感知—认知—协同"核心脉络，推动人工智能（AI）从"视觉识别"向"深度理解"演进。他坚信，AI必将孕育出"智能文明"，但根本前提是技术应服务于人类，而非取代人类。

这种对学术理想的执着追求，也转化为他对团队长远发展的殷切期望：在"后郑老师时代"，他期望团队能够铸就经得起历史考验的AI领域"百年基业"。

您团队核心的科研理念是什么？是如何在长期科研中形成并完善的？

郑南宁院士：

1985年秋，我从日本学成归国返回母校。当飞机降落在西安时，我未曾料到那一刻既是个人人生转折，也是时代新篇的开端。

当时，中国的AI尚处启蒙阶段，计算机尚未普及，算法远未成为基础设施，"智能"对多数人而言仍是遥远概念。1986年春，在学校支持下，我们创建了人工智能与机器人研究所。那间学校东二楼不宽敞的实验室，却承载着让机器如人类般感知理解世界的坚定信念。

△ 1989年，郑南宁团队研发的"行驶车辆牌照自行识别系统"荣获1989年度国家教委二等奖

40年光阴荏苒，研究所从一粒种子茁壮为一片绿荫。40年研究历程中，团队始终围绕一条清晰主线展开，即智能的基本架构并非孤立的内部计算，而是"感知—决策—环境"构成的动态闭环。

这条主线源于我的控制学科背景。控制系统强调输入与输出关系，要使系统稳定并适应环境变化，动态反馈机制不可或缺。从这个视角看，AI不只是算法，更是一种信息处理能力，本质上体现为信息组织结构。

这一理念同样来自对人类认知行为的观察。例如，我们进入房间会自然寻找合适位置坐下，无需复杂计算，这正是人对环境的"认知"能力。因此，我们的研究从早期视觉感知，逐步发展到视觉认知与理解，再到构建环境的"世界模型"。

为更清晰表达这一思想，我将其归纳为PCC框架：

■ P代表感知（Perception），

■ C代表认知（Cognition），

■ 第二个C代表协同（Collaboration）。

从研究历程看，早期聚焦视觉感知与计算；2000年后，面对复杂环境，我们开始关注如何让智能系统如人般理解任务与环境；未来，在人机共存时代，我们将更强调"人机协同"，而非简单"机器替代人"。这一体系的核心不在于某一类技术或算法，而在于对"智能本质是什么"的长期探索。

AI本身是交叉学科，您认为它在学科发展中扮演什么角色？

郑南宁院士：

AI研究具有鲜明的多学科交叉特点，涵盖计算机视觉、模式识别、认知科学、神经科学、控制科学和数据科学等多个领域。

这种深度跨学科融合，推动AI理论持续发展。因此，我们的团队从一开始就注重多学科背景融合，成员来自控制、计算机、软件、数学、生物、机械等不同领域。跨学科不仅体现在组织架构上，更体现在研究者个体的知识结构中。从事AI研究的人，除了掌握本专业知识，还需了解认知科学、神经科学、计算机工具与平台等多方面内容。换言之，研究者本身也应当是"跨学科的"。

例如，在新型冠状病毒预测研究中，我们团队将传统流行病模型与长短期记忆网络（LSTM）、自然语言处理（NLP）结合，构建混合AI模型，从而提升预测准确性。这体现了跨学科技术融合解决实际问题的能力。

△ 郑南宁院士主编的《人工智能本科专业知识体系与课程设置》（左边为第一版，右边为第二版）

从更深层看，跨学科的意义不仅在于知识的多样性，更在于它带来了批判性思维。科学发展的本质不是单纯发现，更在于批判。就像生物多样性维持生命延续，学科多样性也维持着学科活力。因此，跨学科不能停留在表层合作，深入到思想和精神层面才能产生真正深刻内涵。

未来5至10年，您认为计算机视觉与AI最值得关注的核心技术方向是什么？会给产业带来什么影响？

郑南宁院士：

我把未来5至10年最重要方向概括为六条主线，它们正汇聚于一个共同目标：从"感知智能"走向"认知智能"和"行动智能"。

■第一，多模态基础模型，让机器从"看见"走向"理解"；

■第二，具身智能与机器人，让AI走出屏幕，进入物理世界；

■第三，构建世界模型，通过因果推理与记忆机制，提升AI的可解释性；

■第四，人机协同智能，从"替代逻辑"走向"增强逻辑"；

■第五，高效智能计算，包括端侧AI、神经形态计算与新型视觉硬件；

■第六，AI for Science与复杂系统智能，推动AI在科学发现与知识创新中的应用。

这些方向指向一个重要趋势：

将数据——模型驱动智能与社会系统、科学发现、领域知识结合起来。这将推动公共卫生、能源、电网、交通、气候、城市治理等领域发生深刻变革。未来5至10年，社会结构将因AI而重组，就业形态也将发生显著变化。

AI不仅改变物理世界，更重构人类的认知方式，而人类通过需求与约束塑造AI，进而催生一种全新的"智能文明"——这是人类社会与AI深度融合的结果。

您认为我国AI领域发展还存在哪些挑战？您和团队如何布局未来发展？

郑南宁院士：

我国AI在基础理论、关键核心技术方面仍有短板，尤其是在高端芯片、基础软件领域亟待突破。结合产业现实，我认为主要存在五方面不足。

一是：底层硬件与软件生态薄弱，全栈自主性不足；

二是：原始理论创新滞后，应用强于理论的格局尚未根本改变；

三是：高质量数据与评测体系仍不完善；

四是：基础软件与工具链自主性不足；

五是：高可靠规模化应用能力薄弱，许多模型仍停留在演示阶段。

团队布局路径：

基于长期的学术积累，我们团队为中国AI发展探索出一条"认知驱动+人机协同+视觉落地"的特色路径。具体而言：

■从感知算法转向认知视觉系统突破；

■以混合增强智能推动高风险行业和极端环境的应用落地；

■加强认知科学、脑科学、物理学科与AI的深度融合，弥补原创理论短板；

■融合视觉、语言、知识与领域机理，发展"面向复杂环境或任务的安全可信的AI"；

■推进"算法—芯片—系统"协同设计，以应用场景反向牵引自主软硬件生态的协同演进。

未来AI竞争的关键，在于能否率先整合感知、记忆、因果与协同，构建可信、可部署、自主可控的智能系统。这也正是我们团队持续探索的方向。

科技工作者如何在创新的同时坚守学术底线、规避风险？您的学术思想里有怎样的价值导向？

郑南宁院士：

在AI伦理与技术安全日益受到关注的背景下，科技工作者应如何在追求技术创新的同时坚守底线？

我的回答是技术必须服务于人，而不能脱离人、替代人，更不能压倒人。

首先，要严格区分"能做"与"该做"。当前AI面临的一个重要风险，是将"技术可实现"等同于"应用可接受"。科技工作者不能只追求指标领先，而忽视技术可能带来的不利后果。

在我的科研实践中，始终坚持四条底线原则：

■第一，真实性底线，数据必须真实，实验必须可复现，结论不得夸大；

■第二，安全性底线，在高风险场景中，必须经过充分验证，并确保人类参与最终判断；

■第三，可解释与可问责底线，越是高影响场景，越需要明确系统为何作出判断，以及明确责任主体；

■第四，以人为中心底线，不能将"机器替代人"视为唯一目标，应优先保障人的尊严与主体性。

风险规避需从研究设计、训练评测、部署治理三个层面协同推进。我的学术思想始终贯穿明确的价值导向。

2017年提出的"混合增强智能"强调，人机协作不是权宜之计，而是未来智能的基本形态。真正重要的突破，不仅在于性能提升，更在于构建以人为本、安全可信、可持续演化的智能体系。

需要强调的是，智能并非某种突然而至的奇迹，而是世界演化出的一种新的认知结构。人类创造智能，用以扩展自身的感知与推理能力；与此同时，智能也反过来重塑人类的认知方式、决策逻辑与现实结构——二者形成持续反馈、相互塑造的关系。未来不是对立，而在于共生与耦合。理性被技术放大，也在边界处显现出局限；意义不由计算给出，仍需由人类选择。

交大的学术传统、育人理念对您的学术思想和学科发展有什么影响？

郑南宁院士：

从学生到教师，我的一生都在西安交通大学度过。母校的学术传统就如同空气一样，无声却无处不在。它不仅塑造了我的学术思想，也教会我如何成为一名有温度、有担当的教育与科技工作者。

当年西迁老教授们对学生认真负责的态度，以及对教学科研的执着精神，深深影响了一代又一代交大人。那时师生关系融洽，教师不仅传授知识，也在日常生活中给予学生细致关怀与潜移默化的精神熏陶。

令我难忘的是本科毕业设计。那是50年前，我们毕业设计小组完成"数字位移自动测量"项目——如今看来，这是我们研究AI的一个小小的尝试。

为支持我们，学校教务处专门批款让我们赴企业调研、购买元器件。值得一提的是，当时本科生多以项目形式组织毕业设计小组，大家协作完成。这种模式对培养学生综合能力、团队合作能力非常重要。

硕士期间，我师从宣国荣教授，他充分尊重我的兴趣，支持我从事语音识别研究。当时学校接收了香港理工学院（现香港理工大学）捐赠的一台美国王安公司TRS80微型计算机，这是中国最早的一批微型计算机之一。为了在主板上接入话筒，我需要自行改造硬件，学校也给予充分的支持。正是在这样宽松、鼓励创新的环境中，我才得以在探索中不断成长。

如今，我们团队依然保留着当年那台TRS80计算机。每当看到它，我都会想起一句话："岁月的脚步并未随风飘逝，回首相望，它还静静地诉说着一个研究所的过去、当下与未来。"这也不断提醒我们，唯有"知来路"，方能"明去处"。

△ 郑南宁院士在上课

长期以来，西安交通大学宽松的环境、鼓励创造的氛围与实际支持，让我的想法得以落地、能力得到提升，学术思想也在此土壤中逐步形成。交大犹如母亲一般滋养了我，给予我成长的力量，我深深地热爱着她。

对于未来学科建设，我的想法很明确，要把西安交通大学的AI做成"百年老店"，而不是一代人的热闹；对青年学者，我希望他们能够自信、包容、坚持、奋斗。我很早就提出，现在已经进入"后郑老师时代"，希望青年教师们接好这一棒。

△ 郑南宁院士解答学生问题

面向未来，西安交通大学在AI领域的发展，应继续发挥多学科融合的优势，围绕"感知—认知—协同"主线，构建具有国际影响力的研究体系。更要传承西迁精神，坚持"扎根西部、服务国家"，既要突破"卡脖子"关键技术，也要在基础理论和原创思想上实现更大跨越。