編者按：科學研究是怎么發(fā)展的，其意義何在？好奇心驅(qū)動的研究有多重要？“無用知識的有用性”又是什么？哪些是未來世界不可避免的問題？在第四個十年中，對微軟研究院最重要的事是什么？

在微軟研究院成立30周年之際，微軟全球八大研究院攜手打造了首屆微軟研究峰會。昨天，在大會的第一天，微軟全球資深副總裁、微軟研究院負責人 Peter Lee 發(fā)表了主題為《二十一世紀的產(chǎn)業(yè)研究》的演講，就上述問題分享了他的觀察和感悟，并且與微軟研究院創(chuàng)始人 Rick Rashid 共同探討了微軟研究院下一步發(fā)展的方向。

下面是 Peter Lee 的演講實錄：

大家好。歡迎各位參加首屆微軟全球研究峰會。我們很高興與科研界的同仁們相聚一堂，分享、交流最前沿的創(chuàng)新想法，這也是微軟研究院在過去30年一直傳承的文化之一。

但是，這次活動有些不同。這是我們第一次將這個活動開放給所有感興趣的用戶。此時此刻，如果你們親臨現(xiàn)場，就能夠與科學家們比肩而坐。同時，還有開發(fā)人員、商界領(lǐng)袖、學生、決策者等等，他們或從事科學研究，或依賴于科學研究，或?qū)茖W技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新過程感到好奇。

微軟研究院的團隊一直在努力為今天的活動做精心準備。不得不說，這對我們來說也是一次難忘的經(jīng)歷。它讓我們在座的所有人都有機會反思：這些年來研究是如何發(fā)展的？我們?yōu)槭裁匆M行研究？以及研究如何在我們作為一個社會共同體的一切活動中變得越來越重要？

當我在思考今天要說些什么的時候，我想起了亞伯拉罕·弗萊克斯納（Abraham Flexner）撰寫的一篇文章，這篇文章我已經(jīng)反復閱讀很多次了。它有一個極具挑釁性的標題：《無用知識的有用性》。文章開頭提出了一個令任何參與科學研究的人都非常不舒服的問題。我想現(xiàn)在就讀給你們聽一下。

《無用知識的有用性》

“在一個充滿非理性仇恨的世界里，人們投身于美的教化、知識的拓展、疾病的治療和痛苦的減輕，這難道不是一個奇怪的事實嗎？學術(shù)和精神生活看似一無所用，但卻能讓沉陷其中的人獲得別處無法給與的滿足?！?/p>

對我來說，這句話看起來就像是昨天寫出來的，但實際上它們已經(jīng)存在整整100年了。這句話來自于1921年 Flexner 寫給洛克菲勒基金會（Rockefeller Foundation）的備忘錄中。幾年后，他將這篇文章發(fā)表在了《哈珀雜志（Harper's Magazine）》上，解釋了將阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）以及其他飽受戰(zhàn)爭蹂躪的歐洲難民轉(zhuǎn)移到普林斯頓高等研究院（Institute for Advanced Study at Princeton）的原因。

像庫爾特·哥德爾（Kurt G?del）、羅伯特·奧本海默（Robert Oppenheimer）、阿爾伯特·愛因斯坦（ Albert Einstein）、約翰·馮·諾依曼（John von Neumann）等這樣的人，他們可以在沒有具體應用或結(jié)果的情況下，有足夠的自由去追隨自己的想法做事。

Flexner 在文章中寫道，“本文我將論述的是，對這些‘無用’滿足感的追求究竟成就了多少做夢也想象不到的‘用處’?！盕lexner 在文章中引用了詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）在赫茲研究所（Heinrich Hertz）的例子。他們對電磁學的研究，純粹是源自于他們的興趣。當然，這些人的工作為其他人奠定了不可或缺的基礎(chǔ)，使無線通信成為可能。

再舉一個離我們比較近的例子。克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)（Claude Shannon）花了很多個夜晚和周末去探究這個后來被證明對社會至關(guān)重要的想法：信息理論。

在這次微軟研究峰會上，你將聽到的計算機科學在其他學科中的探索，都是建立在數(shù)十年甚至數(shù)百年的工作基礎(chǔ)之上，由好奇心驅(qū)動的，在第一臺計算機還沒有建造出來之前就開始探索的研究工作。

我自己每隔一段時間就會重讀一次 Flexner 的文章，并推薦給與我密切合作的人也讀一讀。這是一種朝圣，一種與持久價值觀重新建立連接并保持關(guān)聯(lián)的方式，這些價值觀涉及研究是什么以及我們?yōu)槭裁匆鲅芯康葐栴}。

這篇文章還提醒我，理解研究的價值，對于人們乃至整個社會都不是一件容易的事，更不用說去承擔研究工作的成本?，F(xiàn)在，從知識本身來追求知識的想法有一個驅(qū)動原則——Flexner 和他的同事一起籌款資助了普林斯頓高等研究院——對所謂無用知識的追求，對更深層的理解、永恒的真理、新的美好的探索，都令今天的研究人員感到謙卑，受到鼓舞和啟發(fā)。我認為所有研究人員都有義務理解和接受這個想法，并努力在日益復雜的世界中保持這份赤誠。

以 Flexner 所寫下的這個偉大理念為背景，我現(xiàn)在想談談微軟研究院。我想介紹一下微軟研究院所研究的問題和想法，及其在更廣泛的研究界的位置。

先來談一點歷史。首先，微軟研究院成立于30年前的1991年。內(nèi)森·梅爾沃德（Nathan Myhrvold）和里克 ? 雷斯特（Rick Rashid） 創(chuàng)立了微軟研究院。Rick 的領(lǐng)導讓我受到了很大的啟發(fā)。微軟研究院開始收獲作為嚴謹研究機構(gòu)信譽的同時，也專注于與新興的個人計算機革命相關(guān)的研究領(lǐng)域。

在微軟研究院的第一個十年中，我們在操作系統(tǒng)、計算機圖形學、數(shù)據(jù)庫、編譯器技術(shù)、程序分析等方面取得了重大進展。一些早期的工作，如操作系統(tǒng)架構(gòu)、3D 圖形、觸摸界面、符號定理證明，以及 SQL 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化等等，都是最初的十年中，從微軟研究人員的頭腦中涌現(xiàn)出來的。其中大多數(shù)研究對計算機科學做出了重大貢獻，但也為微軟帶來了全新的業(yè)務線，引領(lǐng)微軟乃至更廣泛的科技行業(yè)完成了重大轉(zhuǎn)型。人們很容易忘記曾經(jīng)發(fā)生過的一些重大事件，例如從16位到32位再到64位處理器的變更。

第一個十年為微軟研究院奠定了重要的范式：研究要反應市場的變化，要反應即將到來的計算的基礎(chǔ)性進展，以及為微軟帶來潛在的增長和新的商機。最初的十年間，微軟研究院迅速成為新技術(shù)轉(zhuǎn)化的強大引擎。

第二個十年，微軟研究院擴大了規(guī)模，集中精力于軟件開發(fā)、生產(chǎn)力、質(zhì)量和安全性。這些方向變得非常重要，因為全世界已經(jīng)越來越依賴于像 Windows 這樣的微軟產(chǎn)品。不知道你們是否還記得，微軟曾經(jīng)暫停了幾周的工作，為了專注于提升軟件質(zhì)量。

相應地，微軟研究院創(chuàng)建了程序員生產(chǎn)力研究中心，內(nèi)部稱之為 PPRC，致力于研究如何大幅提高軟件開發(fā)團隊的協(xié)同工作能力，增強軟件可靠性，并且提升工作效率。PPRC 讓微軟走上了成為全球首屈一指的開發(fā)人員平臺的道路，今天我們認為這是理所應當?shù)氖?。但令我們更自豪的是，?Visual Studio、Z3 求解器和 GitHub 之類的技術(shù)已經(jīng)成為微軟公司產(chǎn)品的天然組成部分。

當然，在第二個十年中，其他領(lǐng)域也取得了令人難以置信的進步，例如人機交互。Xbox、Kinect 和 HoloLens 等設備中體現(xiàn)的最新交互形式，以及在分布式系統(tǒng)、計算機安全和密碼學等領(lǐng)域研究的重大進展，都為后來的云計算時代奠定了基礎(chǔ)。

在微軟研究院的第三個十年，我們看到了機器學習，尤其是深度學習的驚人進步。在2009年，杰弗里·辛頓（Geoffrey Hinton）與他的一些學生和博士后，在微軟研究院度過了一個夏天。他們說服了我們的語音識別研究小組，嘗試使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡而不是高斯混合模型，來做語音識別?，F(xiàn)在我不得不承認，在當時我認為這是一個瘋狂的想法，而且有同樣想法的不止我一個人。許多人也都認為這是一個瘋狂的想法。盡管如此，微軟研究院同意了這個嘗試，甚至在2009年 NeurIPS 大會上贊助了一個專門討論這個想法的研討會。

2010年年中，這一工作產(chǎn)生的第一個工程成果就很令人震驚。谷歌后來通過深度學習進行的計算機視覺實驗也向整個研究界證明了這一獨特的發(fā)現(xiàn)。當然，今天已經(jīng)很難再找到一種產(chǎn)品或服務，尤其是在云中，尚未被機器學習深度影響，并且其未來路線圖與人工智能毫無關(guān)聯(lián)。

在這三十年中，我們變得更加善于贏得來自微軟以及我們合作伙伴的工程和業(yè)務同事的信任。今天我們與他們合作，將先進的計算機科學研究應用到每個教室、每個實驗室、每個醫(yī)療保健機構(gòu)、每個家庭、每個人口袋里的產(chǎn)品中。

整整三十年，微軟的研究工作已經(jīng)幫助人類拓展了令人難以置信的成就和創(chuàng)造力。有些工作是希望通過更好的產(chǎn)品幫助微軟獲得更大的成功，而有些工作則是為了響應緊迫的社會需求，例如安全投****，或更快捷地驗證臨床新療法等。還有一些工作在嘗試“打破陳規(guī)”。例如，我們將整個數(shù)據(jù)中心部署到海底，并正常運營了多年。我們所做的其他工作也是要解決“有用的難題”，抱歉我沒有更好的詞匯來表達。比如，如何用最好的方法為地球上最大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心連接進出長達數(shù)千英里的電纜。此外，讓我最喜歡的是，我們所做的一部分工作只是為了表達喜悅之情。例如，我們創(chuàng)造了嵌入計算智能的高級時裝。

現(xiàn)在，讓我們再回過頭來談談 Flexner 的《無用知識的有用性》。雖然我們一直秉持著追隨自己好奇心的精神開展研究工作，無論它將我們引向何方，我們對一些想法的探索都是為了享受這個過程中的樂趣，但是在微軟研究院，我們有義務將這些工作在現(xiàn)實世界中實現(xiàn)。事實上，這也是產(chǎn)業(yè)界科研機構(gòu)與學術(shù)界研究實驗室不同的根本原因。這不僅適用于應對我們近期業(yè)務上的挑戰(zhàn)，或?qū)崿F(xiàn)推動行業(yè)向前邁進一兩步的成就，還適用于我們對所處領(lǐng)域及其在世界上的位置的更廣泛思考。

現(xiàn)在我會這樣來思考：我會提出一個問題，從現(xiàn)在起1年后、10年后、30年后，世界將會面臨哪些不可避免的問題？我舉幾個例子。

如果微控制器將不可避免地在未來幾年轉(zhuǎn)向14納米處理器，那我們今天應該進行哪些物理系統(tǒng)方面的研究？

如果未來10年我們的人口不可避免地愈發(fā)老齡化，我們將遭受更多與年齡相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，那我們今天應該支持和開展哪些健康和生命科學研究？

如果20年后我們將不可避免地擁有強大而有效的人工智能，那么我們今天應該從事哪些社會科學和可信計算的研究？

如果氣候危機不可避免，而且在本世紀中葉就會面臨更加緊迫的問題，那我們應該如何使用計算來加速氣候科學的發(fā)展，并找到減輕或預防未來災害的方法？

我希望也要求微軟研究院的每個人，永遠不要忘記科學研究背后的永恒原則。正如 Flexner 在《無用知識的有用性》中所寫的那樣，它是激勵所有科研人員開展工作的核心，但同時，因為認識到我們在全球最重要研究機構(gòu)群體中的位置，我們也有義務從現(xiàn)實世界出發(fā)，選擇我們的研究課題和研究目標。那可能是許多年后的世界，也可能就是今天，但就其必然性而言，它是真實存在的。

作為全球研究共同體的一員，微軟研究院在此真誠地表示，這是我們做出重要貢獻的方式，我們非常榮幸能夠成為其中的一份子。

為了更深入地探討這個問題，并對即將到來的第四個十年進行思考，我希望可以借此機會分享一下我與 Rick Rashid 關(guān)于這個問題的對話。Rick 是微軟研究院的第一任院長，也是第一名員工，當然也是微軟研究院的創(chuàng)始人。

在加入微軟之前，Rick 曾在卡內(nèi)基梅隆大學擔任教授。他的眾多成就之一，是開發(fā)了模擬微系統(tǒng)的內(nèi)核，這是當今廣泛使用的幾種操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)。他領(lǐng)導著微軟研究院一直到2013年，現(xiàn)在仍然作為榮譽退休研究員與我們一起共事。

這里，分享一個我自己的故事。我加入卡內(nèi)基梅隆大學計算機科學學院擔任教職時，Rick 也是那里的教授之一。記得那天我正坐在位于韋恩大廳的辦公室里，Rick 來到我的辦公室告訴我，他要加入微軟，創(chuàng)建一個全新的研究院。當時我不能確定這是不是一個好主意，但不得不說，Rick 成功了。這里很榮幸能與大家分享我們之間的這次對話。

左：微軟全球資深副總裁、微軟研究院負責人 Peter Lee，右：微軟研究院創(chuàng)始人 Rick Rashid

微軟研究院創(chuàng)始人 Rick Rashid：我認為對微軟研究院而言，很重要的一件事是將學術(shù)刊物作為我們?nèi)〉贸晒Φ年P(guān)鍵標準之一，這幫助我們成為全球領(lǐng)先的研究機構(gòu)之一，同時這也確實是我創(chuàng)建微軟研究院的主要目標之一。但我們衡量自己的方式之一是看我們對學術(shù)界的影響，不是我們發(fā)表了多少篇論文，而是這些論文的影響力如何？ 

Peter Lee：是的。你認為第四個十年里最重大的事情是什么？

Rick Rashid：有幾件事情我認為是接下來幾乎不可避免要發(fā)生的。我不知道是否會在十年內(nèi)，但也可能會在下個十年內(nèi)發(fā)生。我認為，一個就是機器學習、程序分析和程序證明工具的結(jié)合。我們將進入這樣一個時期，軟件更多的是由機器生成而不是人類編寫的。

這將對我們?nèi)绾慰创嬎悖绾慰创嬎銠C，以及如何看待產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用方式都產(chǎn)生重大的影響。我們已經(jīng)看到了相當多的例子。它們正悄悄地來到我們身邊。事實上，今天我們系統(tǒng)中由機器生成的代碼量已經(jīng)相當多了。這些機器生成的代碼大部分都非常簡單，不會太復雜，但它會變得越來越復雜。這有點類似于2000年至2010年間，由于深度學習技術(shù)的發(fā)展，我們突然間就能夠極大地擴展那些系統(tǒng)的能力了。從2010年到2020年，甚至是現(xiàn)在，我們見證了傳感技術(shù)的爆炸式增長。

無論是自然語言、計算機視覺、自動駕駛汽車，還是其他你能說出來的技術(shù)，在那十年里都發(fā)生了巨大的變化。我想我們已經(jīng)看到了機器生成代碼的早期成果，確實產(chǎn)生了一定的影響。不過我認為，當我們開始應用機器學習技術(shù)，并且對軟件和編程在規(guī)范制定和代碼開發(fā)角度有了更深入的理解后，這將產(chǎn)生巨大的機會和重大的影響。

我們在前三十年所探求的研究挑戰(zhàn)，其共同點是都專注于用計算解決計算本身的事情，比如讓計算機更強大、更可靠、更安全、更易于編程、更易于訪問，有時候只是為了使用起來更加有趣。然而，現(xiàn)在計算技術(shù)已經(jīng)融入到了我們整個社會之中，因此我們無法再將計算領(lǐng)域面臨的研究挑戰(zhàn)與社會共同體所面臨的更廣泛的挑戰(zhàn)區(qū)分開來，包括氣候、醫(yī)療、信任、包容性和復原力。

我們所屬行業(yè)的成功，從根本上取決于一個健康、安全的世界，在這個世界里，人們有能力取得更多成就。在微軟，我們業(yè)務的增長取決于人們是否能夠通過協(xié)同工作而取得成功。

簡單地說，當世界繁榮時，微軟才會繁榮，而達成這一目標比以往任何時候都更依賴于科學的進步。簡而言之，這是一個科學的時代。

現(xiàn)在，我們已經(jīng)從利用研究來解決計算機問題的時代，邁入到使用跨學科研究來幫助計算機技術(shù)為人類解決問題的時代。因此，微軟研究院作為一個研究社區(qū)，所從事的計算機科學和其他所有工作都變得越來越重要。計算機科學的進步可以加速所有科學的發(fā)展，我們行業(yè)交付的產(chǎn)品和服務可以對社會產(chǎn)生直接而強大的影響。我們在這里所做的工作比以往任何時候都更有可能改變世界。

這里我舉一個例子，在本周的研究峰會上，你可能聽說了我們最新成立的實驗室——微軟阿姆斯特丹研究院。在那里 Max Welling 和他的同事們正在從事分子模擬方面的基礎(chǔ)工作，將我們現(xiàn)在擁有的巨大計算能力投入到模擬現(xiàn)實的任務中，直接模擬單個原子和分子的行為。

想一想，是什么激發(fā)了這項研究？什么事情將成為可能？我們是否以及何時能夠成功？如果成功的話，我們將能夠以這些基礎(chǔ)能力為依托，在醫(yī)療健康、氣候科學和材料科學等領(lǐng)域取得難以置信的突破。如果將它與人工智能方面的進展相結(jié)合，那么將能夠幫助科學家們探索和理解其所涉及的海量數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生價值，這其中蘊含的可能性是驚人的。

這些是微軟研究院進入第四個十年時，我們的一些夢想。我們的研究涵蓋不同學科，從系統(tǒng)與網(wǎng)絡到數(shù)據(jù)庫、安全、密碼學、人機交互、經(jīng)濟學、社會科學等等。未來的每一次進步都可能對世界產(chǎn)生影響。

在此次微軟研究峰會上，你將聽到我們的研究員與其在學術(shù)界和工業(yè)界的合作伙伴，共同探討計算機科學和其他學科的最新進展，這些進展將會推動基礎(chǔ)技術(shù)和人類知識的進步，賦能人類創(chuàng)造力與成就，培育具有復原力、可持續(xù)、健康的全球社會，并確保技術(shù)值得信賴，可造福于每一個人。

大會期間你所了解到的每一個項目都是源于好奇心——當我們看到現(xiàn)實世界中的某個問題，就想知道計算機科學怎樣才能幫助解決它；看到某個領(lǐng)域的突破，會思考如何更廣泛地應用它；看到具有巨大潛力的新技術(shù)，會努力尋找新穎的應用。在這周的活動上，你可能不會聽到我們的某些研究，我們的某些探索，主要是因為這些項目目前還沒有太多進展，但是有些項目已經(jīng)取得了進展，并且結(jié)果令人震驚。

我想講一個關(guān)于語音翻譯的小故事。很多年以前，我們從事語音識別和機器翻譯研究。這基本上是探索計算極限的一項“藍天”工作。從那開始，我們最終創(chuàng)造出的技術(shù)捕捉到了深度神經(jīng)網(wǎng)絡的重大進步。之后，基于此，我們開展了以任務為導向的研究工作，從而開發(fā)出了一種能夠集成到 Skype 和 PowerPoint 等產(chǎn)品中的新技術(shù)。最終，通過在產(chǎn)品中的應用，我們幫助有聽力障礙的學生走進了教室學習。

正是這種探索之旅，從天馬行空的思考，到創(chuàng)新發(fā)明，到以任務為導向的研究，再到應用在現(xiàn)實世界中——這就是我們的研究精神，也是激勵著我們每天早上走進研究院的動力。

感謝大家，祝大家度過愉快的一周！