李凯团队获2020贝尔实验室竞赛二等奖,但却遭质疑论文只为「炫技」_详细解读_最新资讯_热点事件

编者按:本文来自微信公众号“新智元”(ID:AI_era),作者:新智元,36氪经授权发布。

【导读】近日,2020贝尔实验室奖出炉,该竞赛旨在表彰将定义下一场工业革命的颠覆性创新,其中,二等奖获得者是华人教授李凯所在的团队,奖项公布后,Reddit上有人质疑了其论文的实用性。

贝尔实验室,位于美国新泽西州莫瑞山。

这里被称为最伟大的实验室之一,孕育了射电天文学、晶体管、激光器、光伏电池、电荷耦合器件、信息论、Unix以及C语言、C++和S语言等影响人类的发明。

可以说,没有贝尔实验室,今天的世界肯定不会是现在的样子。

2016年,诺基亚完成收购,贝尔实验室归诺基亚所有。

2020年3月,诺基亚启动了2020年贝尔实验室奖竞赛,决赛选手于2020年6月宣布。每位决赛入围者均被分配了诺基亚贝尔实验室研究团队的负责人和研究导师,他们共同努力,推动了全年的创新。

该竞赛旨在表彰将定义下一场工业革命的颠覆性创新,共收到了来自26个国家/地区的208位学者的提案。

本月,2020贝尔实验室竞赛奖揭晓。

一等奖由宾夕法尼亚大学电气与系统工程系副教授Firooz Aflatouni摘得。

二等奖则由普林斯顿大学的印度裔教授Sanjeev Arora和华裔教授李凯所在的团队获得。

三等奖被授予乔治亚理工学院的博士生Cheng Qi和他的队友们:罗马第二大学的博后研究员Francesco Amato和佐治亚理工学院的教授Gregory Durgin。他们的提案「超级射频识别:射频识别革命的未来」。

前三名决赛选手将获得10万美元(大奖)、5万美元(第二名)和2.5万美元(第三名)的奖金,以帮助他们提高创新能力。

竞赛一等奖获得者

宾夕法尼亚大学电气与系统工程系副教授Firooz Aflatouni因其关于集成光子-毫米波深层网络的建议而赢得竞赛,因此获得了10万美元的奖励。

他的系统使用深层神经网络光子芯片作为人工智能平台,证明了光学领域的图像和视频识别为未来带来了巨大的可能性。

光子平台以每秒约60亿次的光速解释和识别图像,使其比当今的数字计算平台快得多。该系统体积小,全光学,节能和低成本,因此可以轻松地集成到众多其他解决方案中,例如相机系统中的嵌入式AI。

二等奖:印度裔+华人团队

此次贝尔竞赛奖二等奖颁给了由普林斯顿大学计算机科学教授Sanjeev Arora带领的团队。

他们提出了一种叫做InstaHide的解决方案,这是一种用于加密训练图像的通用方法,可以在不泄露数据的情况下,允许对数据进行深度学习,解决了机器学习工具缺乏隐私性的重大问题。

团队成员还有普林斯顿大学的计算机科学教授李凯,他是深度学习研究领域的股肱之臣,在2007年,他与李飞飞合作启动了ImageNet项目,推动了人工智能基于深度学习的革命性发展。

在国内,李凯的名字也并不陌生,他是ACM Fellow、IEEE Fellow、美国工程院院士,中国工程院外籍院士。

他提出了计算机分布式共享内存(DSM)技术,远程直接内存存取机构。

而且,李凯还为2018年未来科学大奖科学的委员会委员。

而此次团队中的另一名成员,Yangsibo Huang,是李教授目前带的华人博士生。

团队另一名成员Zhao Song 现在是普林斯顿大学博后研究员,在今年7月来普林斯顿之前,他曾在普林斯顿高等研究院数学系学习了一年,方向是理论深度学习。 

Song的研究领域主要是理论计算机科学(TCS)和理论深度学习(TDL)。

他在TCS方面和DL方面都有着不小的建树,而机器学习中的隐私和安全性问题正是他的研究方向之一。 

二等奖引争议,「只是为了炫技」?

 不过,这个奖项也引起了很大的争议。

在reddit的一篇贴子上,有人称,「InstaHide令人失望地获得了贝尔实验室奖第二名,这是一个严重的错误。」

作者质首先赞扬了论文一作的科研水平,因为身为博士生的Yangsibo Huang,她对实验的过程是严格而准确的。

然而,作者却质疑了文章的高级作者,即两位教授。作者指出,「InstaHide很复杂,只是为了炫耀。」InstaHide没有构建可能提供隐私的最简单的方案,而是构建了一个复杂的方案,因为它使可视图片看起来更漂亮。

实际上,InstaHide是对图像进行操作的。给定一幅以范围[0,255]的像素表示的图像,InstaHide首先将每个像素转换为范围[-1,1]的像素。然后,在合并一些图像后,它将每个像素乘以1或-1,如上所示。因此,它将左边这张猫的图像转换为右边这张图像的「编码」版本,其中每个像素都乘以1或-1。

敏锐的读者可能会注意到,我们所做的只是删除了原始列表的符号信息。因为我们乘以了1或-1,均匀随机,理论上我们的信息完全去掉了符号。因此,InstaHide可以(更简单地)释放列表中每个项的绝对值:[1,3,5,7,2]。这和做一些奇怪的符号翻转过程一样,不会显示更多或更少的数据。

那么,为什么要费事翻转这个标志呢?其实有一种东西叫「On Time Pad」。这是一种可证明安全的密算法,在不同的设置中,它依赖于通过将每个项乘以1或-1来屏蔽一个随机的数字列表。

为了说明InstaHide是一个完美的加密算法,作者不得不引入这个疯狂的符号翻转过程。当然,用绝对值来描述它会更简单。但这不可能叫做加密算法。

贝尔实验室的兴衰

用地表最强来形容贝尔实验室再贴切不过。

在贝尔实验室完成的11位工作者获得九项物理学诺贝尔奖,其中有两位华人(1997年获奖的朱棣文和1998年获奖的崔琦)。

可以说,它是美国高科技的一张名片。

1925年,美国电话电报公司(AT&T)成立「贝尔电话实验室公司」,简称贝尔实验室。由于AT&T能坐收美国几千万用户的电话费,所以其利润相当可观。

每年,AT&T会拿出产值的3%用于贝尔实验室的研发。这与当时其他美国实验室比,已经是极其富裕的待遇。

就这样,在优厚的研发资金下:

1947年,第一个晶体管出现。这是芯片的重要元件,没有它就没有现在我们手里的电脑。

1954年,实验室有人制作出第一个有实际应用价值的太阳能电池;4年后又有人发现了激光的存在。

1962年,世界上第一颗通信卫星Telstar1发射成功且首次跨大西洋电视实播,出自实验室之手。今天我们能看到各地的电视直播,还离不开通信卫星。

1969年,UNIX系统和C语言被成功研发;同年,实验室还做出「CCD」,正是现在扫码机器必备的感光组件;几年后,手机通讯系统基础理论也出现在实验室里。

然而,当时间来到1984年,美国司法部根据《反托拉斯法》对AT&T进行拆分,贝尔实验室也因此缩减成贝尔实验室核心团队。

90年代,AT&T公司又被进行一轮拆分,贝尔实验室和设备制造部门分离出来形成一个新公司——朗讯科技

2000年以来,作为之前贝尔实验室主要经费来源的AT&T公司,因拆分而削减了经费,贝尔实验室只能依靠朗讯来提供支持。

慢慢地,贝尔实验室的情况不乐观了起来,被缩减研究经费和裁员成了常有的事。

2006年,新一轮收购开始,法国一家公司收购了朗讯科技形成阿尔卡特-朗讯公司,贝尔实验室也一并合并了过去。

然而,随着资金的继续崩塌,不久之后,阿尔卡特朗讯不得不出售已经拥有46年历史的贝尔实验室大楼,至高无上的科研殿堂最终沦为按平方米估价的商业楼盘。

有人说,贝尔实验室从神坛跌落了。

2015年,诺基亚收购阿尔卡特-朗讯公司,保留了贝尔实验室。

「我们正处于由5G作为关键网络基础设施实现的『Remote X』新价值范式的边缘,它将允许从任何地方远程访问,交互和智能控制所有内容。」贝尔实验室的第13任主席马库斯·韦尔登表示。

参考链接:

Nokia reveals winners of 2020 Bell Labs Prize

https://nicholas.carlini.com/writing/2020/instahide_disappointingly_wins_bell_labs_prize.html#

改变过人类命运的地方:贝尔实验室的百年沉浮

本文来自微信公众号:鲜枣课堂(ID:xzclasscom), 作者:小枣君,原文标题:《贝尔实验室的百年沉浮》,题图来自:视觉中国

贝尔实验室,是20世纪人类最伟大的实验室之一。

在这个实验室里,走出过15位诺贝尔奖科学家,诞生了3万多件专利。包括晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、电子数字计算机、C语言、UNIX操作系统等众多耳熟能详的发明,皆诞生于此。

可以说,这是一个改变过人类命运的实验室,是现代科技的摇篮。

但是,就是这么一个伟大的实验室,进入21世纪之后迅速销声匿迹,很少再听到它的名字。

到底贝尔实验室经历了什么?它是如何辉煌起来的?又是如何衰败的?

今天这篇文章,让我们一起回顾它的传奇故事。

实验室的诞生

贝尔实验室,以贝尔命名。

这个贝尔,就是亚历山大·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell),电话专利的获得者。

1876年,贝尔呈交电话专利申请并获得批准。紧接着的第二年,具有商业头脑的他,就创办了贝尔电话公司。

1895年,贝尔公司将其正在开发的美国长途业务项目分割,建立了一家独立的公司,称为美国电话电报公司,也就是大名鼎鼎的AT&T(American Telephone & Telegraph)

AT&T早期的LOGO

谁也没想到,随后的几年,AT&T的规模和实力反而超过了母公司。1899年,AT&T整合了美国贝尔的业务和资产,成为贝尔系统(Bell System)的母公司。

又过了26年,1925年的1月1日,当时AT&T总裁华特·基佛德(Walter Gifford)收购了西方电子公司的研究部门,成立一个叫做“贝尔电话实验室公司”的独立实体(AT&T和西方电子各拥有该公司的50%的股权)

再后来,这个公司改名为贝尔实验室。

因此我们可以看出,贝尔实验室是AT&T创立的,和贝尔本人并没有直接关系(他1922年就去世了)

扎根基础,开创辉煌

在建立之初,贝尔实验室便致力于数学、物理学、材料科学、计算机编程、电信技术等各方面的研究。也就是说,除了电信技术的研发之外,它的重点在于基础理论研究。

而正是基础理论的研究,开启了贝尔实验室的辉煌时代。

1927年,贝尔实验室的克林顿·戴维森和莱斯特·格莫尔通过将缓慢移动的电子射向镍晶体标靶,验证了电子的波动性。这项实验为所有物质和能量都同时具有波和粒子特性这一假设提供了强有力的证据。10年之后,戴维森又凭借在电子干扰研究方面取得的成就获得诺贝尔奖。

1933年,贝尔实验室的卡尔·央斯基,通过研究长途通讯中的静电噪声,发现银河中心在持续发射无线电波。通过此研究,射电天文学被创立。

1947年,贝尔实验室发明晶体管。

这个就不用说了吧?没有晶体管,就没有现在的芯片,更不会有体积小巧、功能强大的电脑、手机。

作为现代历史上最伟大的发明之一,晶体管标志着电子工业革命的开始,人类正式步入电子信息社会。

插一句,就是这个威廉·肖克利,后来创立了硅谷的第一家科技公司,召集了著名的“硅谷八叛徒”,改变了半导体的历史。

1948年,克劳德·香农发表论文《通讯的数学原理》,奠定了现代通信理论的基础。他的成果是部分基于奈奎斯特和哈特利先前在贝尔实验室的成果。

从1941年到1972年,他在贝尔实验室工作了31年。

1954年,贝尔实验室制作出了第一个有实际应用价值的太阳能电池。

1962年,世界上第一颗通信卫星Telstar1发射成功且首次跨大西洋电视实播,出自贝尔实验室之手。

1964年,阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现宇宙微波背景辐射,并因此获得1978年诺贝尔物理学奖。

1969年,UNIX系统和C语言被贝尔实验室的丹尼斯.利奇和肯.汤普生成功研发;在1980年代,C语言又由比加尼·斯楚士舒普发展为C++语言。

所以说,贝尔实验室也算是码农的圣地了。

也是1969年,贝尔实验室的乔治·埃尔伍德·史密斯和威拉德·博伊尔共同发明电荷耦合元件(也就是CCD),正是现在扫码机、相机、扫描仪必备的感光组件。两人因而获得2009年诺贝尔物理学奖。

几年后,手机通讯系统基础理论也出现在实验室里。

具有代表性的研究成果

根据粗略统计,自成立之日起,贝尔实验室一共获得了30000多项专利,平均每天一个。

各种奖项,贝尔实验室几乎是拿到手软:

  • 15位科学家获得诺贝尔奖;

  • 16位获美国最高科学、技术奖——美国国家科学奖章和美国国家技术奖章,均由总统亲自颁奖;

  • 4位获得了图灵奖(堪称“计算机界的诺贝尔奖”)

  • 还有更多科学家拿了其它国家的高等奖章,就连实验室成为史上第一个机构获奖者(美国国家技术奖)

……

贝尔实验室诺贝尔奖获奖记录

总而言之,那个时代的贝尔实验室,代表了全球科技的最前沿,是先进技术和创新思维的源泉。

风雨飘摇,走向衰败

20世纪80年代,贝尔实验室的命运迎来了转折。

1984年,美国司法部依据《反托拉斯法》拆分AT&T,分拆出一个继承了母公司名称的新AT&T公司(专营长途电话业务)和七个本地电话公司(即“贝尔七兄弟”),美国电信业从此进入了竞争时代。

1995年,又从AT&T中分离出了从事设备开发制造的朗讯科技和NCR,只保留了通信服务业务。同时,贝尔实验室也被“剥离”出来,成为朗讯科技公司的组成部分。

补充说一下,再后来的2005年,原“小贝尔”之一的西南贝尔对AT&T兼并,合并后的企业继承了AT&T的名称,也就是现在的AT&T。

之前贝尔实验室的主要经费来源,是AT&T公司电话费帐单上的附加收费。被分拆之后,这笔经费就没有了。它只能依靠朗讯来提供经费支持。

但是,朗讯的情况并不容乐观。

在激烈的市场竞争之下,朗讯疲于奔命,经营情况不断恶化。它不得不缩减开支,裁减人员。拥有1万人的贝尔实验室,对朗讯来说是一个巨大的负担,以朗讯的利润,是无论如何也养不起的。

十年间,朗讯的股票从高峰期的84美元跌至0.55美元一股,员工人数也从3万余人锐减为1万6千人,几欲到了崩溃的边缘。贝尔实验室也被迫以出售专利来平衡支出。

2006年年底,比朗讯大1.5倍的法国阿尔卡特电讯公司,越洋伸出橄榄枝,“合并”了朗讯。贝尔实验室,也随之归了合并后的“阿朗”(阿尔卡特朗讯)

实际上,在这之前,贝尔实验室已经进行了大规模裁员,整体实力大幅下降。而且,媒体还曝光了贝尔实验室研究员Jan Hendrik的论文造假,又令实验室声誉大受打击。

即便如此,厄运还是没有结束。

阿尔卡特朗讯公司在市场经营方面仍然困难重重,在华为中兴等竞争对手不断施加的压力下,阿尔卡特朗讯合并后从未实现盈利,市值蒸发了大半。

迫于无奈,阿尔卡特朗讯不得不出售已经拥有46年历史的贝尔实验室大楼,由美国新泽西的Somerset房地产开发公司购得,并打算将其改建为商场和住宅楼。

2008年金融危机后,贝尔实验室干脆彻底放弃了引以为傲的基础物理学研究,把有限的资源投向网络、高速电子、无线电、纳米技术、软件等领域,希望能为母公司带来回报。

但是,这最终还是没有能挽救“阿朗”。

2016年,诺基亚完成对阿尔卡特·朗讯的收购。贝尔实验室归诺基亚所有。

如今的贝尔实验室,规模和实力大不如前,虽然也搞搞5G之类的新技术研发,但早已没有了往日的荣耀。

衰败背后的思考

不到一百年的时间,贝尔实验室爬上了神坛,又跌到了谷底。往日辉煌已成过眼云烟,不禁令人唏嘘。

它为什么会创造那么辉煌的成就,又为什么会衰败得如此之快?这是一个值得我们认真思考的问题。

也许你会说,还不就是因为“钱”嘛。以前有钱,就有成果,后来没钱,就歇菜。

确实,对于一个研发机构来说,钱是一个很重要的因素。

AT&T时期的贝尔实验室,基本上是不差钱的。

在实验室成立之初,AT&T就占据美国电话领域90%的市场份额,给实验室的第一笔科研经费就达到1200万美元,在当时简直就是天文数字。

在垄断经营带来的雄厚财力支持下,贝尔实验室营造了非常宽松舒适的环境。而这样的自由环境,就是科研人员追逐梦想的天堂。

对于研究人员来说,最大的乐趣莫过于按照自己的兴趣和专长来选择研究课题,并能够得到自由交流和探讨。而这些,在贝尔实验室都能得到最充分地满足。

那些科研人员,没有KPI,没有业绩考核,没有进度检查,没有任务汇报,没有各种束缚和监视。他们的每一层“领导”,都是这个领域被认可的技术权威。上下级的关系,是非常平等的同事关系,而非隶属。上级也不会随意干预下级的研究项目。

严格的人才选拔制度,也是贝尔实验室成功的一个重要因素。

鼎盛时期的贝尔实验室,每年只招收极少的优秀人才。他们对初级人员都提出了很高的要求,包括必须具备追求科学的理念和自我驱动的激情。他们对资深专家的招聘,会根据其在科技领域的领导地位决定,同样包括层层筛选。

管理层方面,贝尔实验室历届总裁都有博士学位,有几任总裁获得过诺贝尔物理学奖,在产业界、学术界具有很高的声望。

在多方面因素的作用下,贝尔实验室才最终成为了科研人才的乐园,创新成果的沃土。

本文来自微信公众号:鲜枣课堂(ID:xzclasscom), 作者:小枣君