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AI领域美国不是世界第一?那是谁

人工智能这把火已经烧到了国家战略层面,连美国总统和政府机构也卷了进来。上周四,奥巴马主持白宫前沿峰会,展望美国在未来50年的发展。峰会中,白宫发布报告《 国家人工智能研究与发展策略规划 》。相关情况,大家可以参考《连线》杂志的总统专访( Barack Obama on Artificial Intelligence, Autonomous Cars, and the Future of Humanity ) 。

这两天,自媒体没少炒作这个报告;我自己呢,倒是特别地对这个报告中的两张趋势图感兴趣。报告中说,从2013年到2015年,SCI收录的论文里,提到“深度学习”的文章增长了约六倍,同时强调,“按文章数计算,美国已不再是世界第一了。”

美国不是世界第一?谁是世界第一呢?来看报告中的两张趋势图:

AI领域美国不是世界第一?那是谁

上图是每年SCI收录的文章里,提到“深度学习”或“深度神经网络”的文章数量变化趋势,同时按国家做了区分。数据本身是从Web of Science核心数据库里查询得到的。

AI领域美国不是世界第一?那是谁

第二张图和第一张图其他条件一样,只是增加了一个“文章必须至少被引用一次”的附加条件。也就是说,第二张图统计的文章数,是被引用过的“有效文章数”,相对来说更合理一些。

两张图里,中国都在2014年和2015年超过了美国(以及其他所有第二梯队的国家),居于领跑者的位置。

问题来了,在AI研究领域,中国人真有这么强吗?

从这些年的直觉看,中国人/华人在人工智能领域里的大牛比比皆是,吴恩达、孙剑、杨强、黄广斌、马毅、张大鹏 ……随口可以说出一大串,我自己在Google的研究团队,微软研究院等地亲眼看到的,也到处是中国人、华人的面孔。但这只是直观感受。整体来看,中国人/华人所做的科研贡献到底有多重要,对人工智能的推动作用到底有多大?白宫报告里的统计是不是科学、合理?

其实,对美国国家战略规划里的统计,我自己是有几个疑问的,主要包括:

·直接搜索关键字“深度学习”、“深度神经网络”,真的能涵盖这些年人工智能领域的所有科学研究进展?像机器人、智能控制、机器视觉、无人驾驶等领域里,没有提及深度学习的文章眼见还有不少。严格按关键词匹配会漏掉多少相关文章?是否影响统计结果?

·“文章至少被引用一次”,比较科学,但好像还远远不够。这种统计,真的不需要考虑SCI的影响因子吗?不考虑的话,会混进多少较差期刊上发表的比较水的论文?这些数据会不会被国内研究机构靠SCI引用数来评职称的风气污染?

·在全球化时代,按国家统计,会不会有明显偏差?白宫报告没有提到被统计的文章是如何归入不同国家的。如果按作者发表文章时的所在机构,那大量在国外机构访问的中国学者会不会被算成外国人?中国人和外国人合写的文章该如何统计?如果按期刊所属国家和地区,那不同国家间的期刊水平(影响因子)差异是不是会让统计结果带有偏见?

基于此,我也想自己去做个统计。

统计前,给自己设了几条原则:

·从期刊的影响因子出发,只统计影响因子高的顶尖期刊。

·从Web of Science主题词出发,涵盖人工智能相关的所有科研领域,而不仅是深度学习方面的文章。

·关注对象是华人,而不是用国家分类的办法去比较中国和外国——这个是我自己的选择,因为今天的学术界,国家间的合作和交流已不可忽视。类似吴恩达这样的外籍华人,其实也在为中国的人工智能发展做贡献。与其限定国家,不如从整体上看一看,地球上的华人科学家、研究者群体,到底有多厉害。

·关注时间范围是2006到2016年,跨度10年左右——因为许多人说,这一波人工智能大潮是从2006后的几年时间里,才开始真正兴起的。

我的统计结果

先说说我的统计结果,一会儿会在附录一中讲讲我用的统计方法。

来看下2006到2016年间华人作者的平均贡献:

AI领域美国不是世界第一?那是谁

在2006到2016年的时间段里,近两万篇最顶级的人工智能文章中,由华人贡献的文章数和被引用数,分别占全部数字的29.2%和31.8%。近十年,华人用五分之一左右的作者人数,平均贡献了三成的顶级AI研究文章和被引用数。统计角度,这已经是超出平均水平的科研贡献了。

但平均数并不能看出华人科学家、研究者在最近几年的发力程度。来看2006到2015年间,华人贡献的文章数和被引用数的变化趋势:

AI领域美国不是世界第一?那是谁

2006到2015年间,华人作者参与的顶级AI论文,占全部顶级AI论文数量的比例,从23.2%逐年递增到42.8%。而华人作者参与的顶级AI论文被引用次数,占全部顶级AI论文被引用次数的比例从25.5%逐年递增到55.8%(2016 年数据较少,未用于趋势比较)。

也就是说,即便只统计顶级出版物里的顶级文章,中国人/华人在人工智能领域的贡献,在发展趋势上也和白宫报告中揭示的规律如出一辙——无论从哪个角度来说,中国人/华人正在人工智能领域里发挥举足轻重的作用,而且,从2014年,2015年开始,中国人/华人已经处于人工智能研究的领先地位,占据了人工智能科研世界的半壁江山!

个案分析

会有人觉得这个统计很不可思议吗?这个结果会出乎很多人意料吗?我们还可以拿一个更具体的例子,来深入分析一下。

在顶级人工智能期刊和会议录里,我来举个大名鼎鼎的例子吧:IEEE模式分析与机器智能汇刊(IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,简称PAMI),2015年影响因子6.077,高到没朋友,想往这里投稿的同学可能都知道被接受和发表的难度有多恐怖。

我从《IEEE模式分析与机器智能汇刊》里按引用数选出2006到2016年间的前500篇论文,下面是这500篇论文的引用数分布情况:

AI领域美国不是世界第一?那是谁

其实很恐怖的,前500篇文章最高引用数2715,最低引用数41——真顶级期刊!普通期刊难以望其项背呀。

那么,这500篇最顶级的人工智能论文里,华人科学家、研究者的贡献如何呢?先说几个数字:500篇顶级文章的作者一共1220人,其中华人科学家、研究者316人,占25.9%。所有作者单独累加计算的被引用数总和是231361次,其中,华人科学家、研究者被引用数总和是63846 次,占27.6%。如果单看2014年(当年华人的文章数、引用数均较高)的数据,华人科学家、研究者被引用数占51.8%,超过了半数。

AI领域美国不是世界第一?那是谁

如果只看《IEEE模式分析与机器智能汇刊》在2006到2016年间,引用数最多的10位华人作者和10位非华人作者的具体情况,也是一个很有趣的表格:

AI领域美国不是世界第一?那是谁

《IEEE模式分析与机器智能汇刊》的华人前10位大牛,与非华人前10位大牛,在每个人的总引用数上几乎不相上下。的确,最顶尖的人工智能科学家里,中国人/华人的贡献丝毫不亚于其他科学家。

另外,如果对人工智能特别是模式识别的研究领域不熟悉,那么,记住表中这20位顶尖科学家的名字吧。有兴趣的话,大家可以去搜一搜他们的简历,看看他们都在哪里工作,在哪里做研究,他们的学生、同事都是谁,相信会有很多发现。

原因?

为什么中国人/华人在人工智能领域这么强?因为数学好?因为兴趣使然?因为思维习惯?因为勤奋?因为教育?大家可能都有自己的答案。

本文不想展开讨论,列举数据和事实,才是本文的目的。

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