縱橫數位時代系列43─ 因應人工智慧，增強大學課程的亮點

A.　人與機器分工

(A.1) 全球化競爭力挑戰，愈來愈激烈

地球上的生物，無論是動物、或者植物都要為生存而競爭，人類也不例外。人類除了生存競爭之外，也要追求生活的品質、以及生命的意義。

人類發展的歷史，從「人與獸爭」開始。遠古的人類為了和兇猛的野獸爭取生存的空間與資源，開始使用工具，例如刀與斧。先是石器時代，然後進入青銅器時代與鐵器時代。接著的是「人與天爭」的情境，農耕民族需要源源不絕的水源，因此要修築水庫、以及灌溉用的溝渠，還有居住的家園。

在十八世紀迎來了第一次工業革命，這是「人與機器爭」的時代，英國人瓦特改良了蒸汽機。自此，機器、與水利資源被廣泛地採用。在1870年至1914年之間的第二次工業革命，人們學會了使用石油、與電力等優質的能源，行動力方面獲得了顯著的改善。在20世紀的第三次工業革命，電腦被發明了。自動化機器大量的出現在工廠的生產線，更有效率地取代了人力。

資訊科技的進步帶來了第四次工業革命。根據<維基百科>的描述，因為各種科技的融合，使得物理、數位和生物等領域科技之間界線難分。各種新興科技的突破，包括了：機器人學、人工智慧、奈米科技、量子計算機、生物科技、物聯網、工業物聯網技術、分散式共識、第五代行動通訊技術(5G)、增材製造、3D列印和全自動駕駛汽車。

換個角度來看，「人與人爭」從遠古開始、直到今日，都沒有停止過。在21世紀的年輕人要面對三大挑戰，分別是全球化、跨領域、與人機共存。人工智慧就由電腦自動化的高度進步所造成的，可以分為明顯的三個階段，分別是弱人工智慧 (Weak AI)、強人工智慧 (Strong AI)、與超人工智慧 (Super AI)。

(A.2)　張忠謀認為：人工智慧是第三個數位時代

臺積電公司創辦人張忠謀博士將數位時代分為三個階段，自1980年「國際商用機器公司」(IBM) 宣布進入電腦市場，到1995年的期間是第一時期，可稱為數位時代的先驅，個人電腦(personal computers)、特別是筆記型電腦(laptop computer)極為流行。1995年到2019年是手機時代，改變了幾十億人的生活及工作方式。他預測，正在展開的第三個數位時代，AI會取代很多價值，很少人能夠避免被取代。人們可能仍然有工作，但未必利用到人的潛力或既有技能，可能只拿到很低的薪水。社會貧富差距將會拉大，這對於社會和諧與穩定方面將帶來很大的危險。

(A.3)　系統傾向於最低能量與最大亂度/自由度

高中物理課教導我們，在封閉的熱力學系統裡傾向於往最低能量與最大亂度/自由度發展。如果以半導體晶片的科技來做例子，專精於製造技術的臺積電公司(TSMC)所追求的是最低能量的極致；反之，專精於晶片設計的聯發科公司(MediaTek Corp.)所追求的就是在最大自由度方面有很好的表現。所以，晶圓製造代工的臺積電公司與產品設計的無製造(Fabless)公司之間是相輔相成的，並不會產生硬碰硬的直接競爭。

為了達到追求最低能量，可以依循已知定理、定律來推導。反之，為了達到追求最大亂度與自由度，就有不同的方法。如果大家公認的標準存在時，例如圍棋比賽、銀行貸款案件等，那麼用統計的方式、或者人工智慧的深度學習方法，電腦可以迅速地找到好答案。如果是需要想像力、創造力的情形，例如文學作品、藝術作品等，那麼自然人還有很大的發揮空間。

電腦系統會不會自己產生新的智慧？這個問題很多人想知道答案。如果換一個角度來問，就比較有討論的空間。在不遠的將來(例如30年之後)，哪些知識會被收納入人工智能？哪些知識會停留在自然人智慧呢？目前看來，人工智能的存在是經由程式設計師寫為電腦程式的，或者使用大數據與深度學習，所以系統化的知識最容易被加入到人工智能裡。例如已知的學科知識，還有高中所教的孔子著作的《論語》大部份內容。　　跳躍式思考、或者沒有傳統脈絡可循的看法，比較不容易寫為電腦程式、或者吸收進電腦裡，就會留在自然智慧精華裡。包括了廣義哲學的議題，還有老子著作的《道德經》內容，以及孫武著作的《孫子兵法》內容等。

B.　大學課程的調適與增強亮點，三管齊下

21世紀人才培育新思維，就是要與人工智能(AI)共榮互補，可以採取三管齊下的策略。

(B.1)　第一管：普及程式語言、程式設計課程

第一管的措施就是在大學校園裡普及「程式語言」、「程式設計」等電腦課程，增加學生對於電腦的運作與使用的熟悉程度，並且樂於與其互動。

為了全球化競爭，現代華人必備的四種語言分別是中文、英文、數學方程式、以及程式語言。中文是大家的母語，流暢的聽說讀寫難不倒眾人。對於中文的進一步使用，必須由文字的層次提升到文化與文明的境界，才能夠增強表達的內涵。

英文是世界通用的語言，出外旅遊與國際貿易都離不開它，還有科學領域的專業知識需要靠英文來溝通。對於英文的掌握如果可以做到用英文做夢、或者用英文來進行有效的辯論，就是遊刃有餘了。

數學方程式是科學領域的通用語言，包括物理學、化學、工程學、材料學、醫學、生物學等自然科學(physical sciences)，以及經濟學、商學、管理學、社會學、社會工作學、心理學等社會科學(social sciences)。在大學裡的很多學系都需要嫻熟於數學方程式的運用。

程式語言是在資訊時代裡用來和電腦溝通的工具。簡單地說，把方程式的方字去掉，一連串的程式按照電腦可以理解與處理的語法來寫，就是程式語言了。如果把設計的因素加進去，就成為程式設計了。

從小學到大學裡經常提到的「規矩」，矩是四角形，例於長方形、或者正方形；規是圓弧形，例如正圓、或者橢圓形。四方形在轉角處，微分(differentiation)不連續。反之，圓形在繞一圈360度的每一點其微分都是連續的；不只是一階(first order)微分，即使是高階微分也都是連續的。

華人區的大學課程，很專注於方程式(亦即等式equation)有標準答案的傳授。至於處理不等式(inequality)、不確定(uncertainty)的情況，很少去觸及。面對人工智能即將席捲有標準答案的工作，我們應該提升大學課程的內容，多探討處理不等式(inequality)、不確定(uncertainty)的圓式法則。學生們畢業之後在產業界做人做事，除了循規蹈矩的方法(也就是傳統理論的方程式)之外，也可以提升到八面玲瓏的圓式。

(B.2)　第二管：雙智慧AI「人工智能」課程與BI「自然智慧」課程

第二管的措施是新開設的課程，包括了兩部份：AI「人工智能」課程與BI「自然智慧」課程，合起來稱作雙智慧。

在AI「人工智能」方面，許多大學的資訊工程系、以及資訊管理系等相關學系陸續地開設了「人工智慧」學程，在大學部與研究所提供了由淺到深的課程內容。教育部也積極地協助在高中、國中、甚至於小學開設「人工智慧導論」等先期準備課程。還有，新成立的「臺灣人工智慧學校」是由財團法人「科技生態發展公益基金會」及「臺灣資料科學協會」主辦，然後委託財團法人「人工智慧科技基金會」執行，並且獲得了中央研究院資訊科學研究所、以及資訊科技創新研究中心的支持協助。他們在臺灣的北部、中部、南部設立了四個校區。這一所非傳統的學校針對不同的應用領域，開設了更貼近產業需要的人工智能課程。

對於大多數人而言，比較新奇的是BI「自然智慧」。在歐美，也有人用HI (Human Intelligence)來稱呼。於2016年，Xtecher發表了一篇文章「HI將超越AI成為更高級智能」。於2018年，微軟公司(Microsoft Corp.)的洪小文全球資深副總裁(也兼任微軟亞洲研究院院長)在數位時代(Business Next)的網頁發表了另一篇呼應的文章「HI + AI：電腦是最好的左腦」。

我們也於2017年在<臺大校訊> 刊載了一篇文章「AI攜手BI 雙智慧重新定義人與機器分工」。在此，BI與HI是相通的，指的都是自然智慧精華。也都是要進一步開發人的感性右腦，來和理性的左腦相輔相成。

大部份的人工智能研究與發展集中在演算法(algorithms)的層次。再往上游看，還有很多可以讓人類發揮的空間，依次包括了「方法」(methods)，然後是更上一層的「方法論」(methodology)，又往上一層的可以看成是萬學根源的「廣義哲學」(generalized philosophy)。年輕人如果掌握了這幾層高級功夫，就像是獲得了「萬用藥膏」的幹細胞(stem cells)一樣，可以使用在所遇到的各種新狀況，對於跨領域、橫向轉換、轉新職能力等都是輕而易舉之事。

(B.3)　第三管：活化現有專業課程內容

第三管的措施是活化現有的專業課程內容。時代在進步，新的知識不斷地累積，對於原有的課程內容要去蕪存菁，才能夠有足夠的空間來容納更重要的新知識。四十多年前的教學，毛筆字的書法課是很重要的必修課，打算盤的技能同樣地也是重要的必修課。到了21世紀，毛筆字的書法課歸類於藝術領域讓真正有興趣的學生去選修，打算盤的技能早就被按計算機、甚至於滑手機所取代了。

因此，我們要虛心地重新檢視專業課程、以及通識課程的內容，能夠與人工智能相輝映的就保留，會被取代的部分就縮減。就像是長途遠足一樣，如果想把所有家當都背在身上的人一定走不了很遠。反之，能夠輕車簡從，甚至於就地取材的人，才能夠隨著時代的巨輪繼續前進。

在21世紀的大學教育，不要再採用填鴨式教學，而是要改為「生動教學」，讓學生們的學習由靜態轉為動態，學生動起來。2017年9月<臺大校訊>第1319期的文章「推行生動教學超越標準答案」，有著詳細的敘述。