科学家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）生前建议，人类必须在今后的200年内，移民到另一个星球。原因有两个：第一，地球上的资源将无法维持一直增长的人口；第二，机器在日益进步的人工智能帮助下，有一天将会能够控制人类。听起来相当悲观。不过，我认为这两件事情都是可控的，就看人类如何利用自己的智慧而已。

  我们首先看看人口的问题。根据联合国的报告，2014年，世界人口的增长率是1.2%。如果不予以控制，继续以每年1.2%增长，200年后，会增加大约11倍；而500年后，会增长389倍。但是，控制人口增长率应该不是不可能的事情，只是到现在为止，除中国外，其他几个国家的政治家都只有少数的胆量去提出这个问题。

  至于人工智能的问题，目前，我国要发展智慧城市。一座城市本身是没有智慧的，如果要让一座城市有智慧，这些智慧必定是由人类给予。而人类把智慧灌输给一个城市系统的过程，就是“智慧工程” 。

  智慧有什么用处？一个人的智慧，是用来管理一个人的行为的。同理，一座城市的智慧，是用来管理这个城市的行为。一个城市的行为包括交通、安保、环保、教育、医疗、通信、城建、商务、金融，等等。在一座智慧城市里，上面的每一项都需要一个智慧的管理系统，成为一个个智慧的子系统。然后，必须还有一个智慧的总系统，把这些子系统串联起来，成为一个相辅相成的综合管理系统。

  人类是最具智慧的动物，因此，人类统治了世界。但是，人类的生命是有限的，每个人一生能积聚的智慧也是有限的。不过，如果我们也可以把所有人的智慧综合起来，一代代地相传下去，就会是相当无限的。这个用以综合和传递的媒体，从前主要是书籍，今天我们有电脑、大数据、云端等。而且，我们还发展了人工智能。

  一座城市本身只是一个载体，本身没有智慧。我们要建造一座智慧城市，必须利用人工智能去让我们实现。对一座城市而言，AI可以有两种不同方式，把智慧灌输到城市系统中——我们大家可以利用人工智能“指导”城市的管理系统，也可通过人工智能去“教导”一个城市的管理系统，其结果是不相同的。这些子系统和总系统其实都可以定义为机器。这些机器包括不同的电子设备，加上互联网、物联网、大数据、云端，等等，当然也包括卫星和其他通信系统。

  我们能够准确的通过经验，“指导”机器在不一样的情况下应该做什么样的事情。对任何一件有几率发生的事件，这个管理系统会在存储的数据库里找出相对应的案例，然后根据这个案例规定的步骤作出反应。这些反应动作是呆板的，是预先安排好的，也就是说，这些反应都是可以预知的。

  如果我们利用人工智能去“教导”一个城市的管理系统，就是把我们做人做事的原则教导机器，去考虑和决定在不同的情况下应该做什么样的事情。对任何一件有几率发生的事件，这个管理系统会根据它自己的经验，对事件作出反应。这个反应是随机的，我们不一定能够预知。就像我们教导我们的孩子一样。虽然我们都尽心尽力去教导孩子，想让他们长大后成为一个好人，我们仍就没有把握预知他们长大后会是怎样的人。同样，虽然我们都尽心尽力教导机器去管理一座城市，我们没把握预知这些机器将来会怎样管理这座城市。假如孩子不听话，对世界影响有限；如果机器不听话，后果可能十分严重！

  我们的结论是，用人工智能去指导或者教导，会得出两种不同的城市：前者应该名为“智能城市”，后者应该名为“智慧城市”。今天，国家要我们建造智慧城市，我们一定要把定义搞清楚。

  我们先回头看看智慧城市的历史。“智慧城市” 应该是从英文的Smart City翻译过来的，今天我们智慧城市的英文名字也叫“Smart City”。不同的语言之间，翻译有一定的困难。中文的“智慧”应该远比“Smart”高级。不过，作为工程师有一个好处，就应该用定义来确定一个名词的意思。既然大家已经把Smart City定义为智慧城市，我们就沿用这个翻译吧。

  2008年，IBM的总裁Sam Palmisano提出了“Smarter Planet”（更智慧的地球）的倡议。2010年，他提出了“Decade of Smart”（智慧的十年）的理念，鼓励大家应用电脑系统，使这个地球更智慧。 2011年，他更提出了“Smarter Computing”（更智慧的计算）的理念，来支撑更智慧地球的发展。智慧地球上的城市当然是智慧城市了。在电子设备，互联网，大数据等日益发达的今天，这个提议的确很合时宜、很恰当。

  不过，Palmisano提出的是“更智慧的地球”Smarter Planet，不是“智慧地球”Smart Planet。“更”是一个比较词，在一座没有智慧的城市稍加了一点点智慧，它就是“更智慧”了。但是如果一座城市只有一点点智慧，当然还不能算是一个“智慧城市”！

  根据“科普中国”的观点，“建设智慧城市，也是转变城市发展方式、提升城市发展质量的客观要求。通过建设智慧城市，及时传递、整合、交流、使用城市经济、文化、公共资源、管理服务、市民生活、生态环境等各类信息，提高物与物、物与人、人与人的互联互通、全面感知和利用信息能力，从而能够极大提高政府管理和服务的能力，极大提升人民群众的物质和文化生活水平。建设智慧城市，会让城市发展更全面、更协调、更可持续，会让城市生活变得更健康、更和谐、更美好。”

  目前，世界上已经有一些城市被称为智慧城市。例如荷兰的阿姆斯特丹（Amsterdam），其智慧的目的是要减少拥堵，增加安全和节省能源；美国加州的圣莱安德罗（San Leandro），其智慧是利用物联网来控制城市中电力的分配，进而达到节省能源的目的；哥本哈根（Copenhagen）希望在2025年前，成为第一座实现碳中和的城市。这些城市都只是在一个或者几个子系统加进了智能，其实还都不能算是真正的智慧城市。不过，因为要实现完全智慧的城市所需要的工作量十分巨大，要经过很长的时间才可能成功，暂时将这些城市称作智慧城市也未尝不可。而结果就是，每座智慧城市的智慧都不相同，当我们说某一座城市是智慧城市的时候，必须附注一下它具有的是哪一方面的智慧。

  2012年，国内开始安排重庆两江新区等90个地方作为智慧城市的试点，推动智慧城市的建造，以后试点的数量年年都会增加。但也和世界上其他城市一样，只是依当地的需要，建立不同的智慧的子系统而已。

  今天的电子设备已经相当先进了，电脑、云端、传感器、人脸识别等等，加上人造卫星、互联网、物联网和日趋完善的人工智能，机器已能为我们做很多人类自己做不到的事情。例如：导航系统已经是航空、船舶、汽车、飞弹不可或缺的工具了。“人脸识别” 在许多安全措施上的能力，是人类不能够比拟的。机器在围棋上战胜人类，只是人工智能很小的一步；机器人还可以替我们分担部分家务。

  回头看看我自己的经历。我在1958年开始设计房屋，当时用的是计算尺，用计算尺的准确度全靠工程师的眼力，一般大概是2%上下。之后就是手摇计算器，然后有电动计算器。1960年，我在学校第一次尝试使用初期的电脑。1962年，我开始编程、写软件。那时的电脑还用真空管，大都是整个房子那么大。1965年设计格尼大桥的时候，和我一起工作的同事，依靠一部电动计算器，用了整整一个月的时间，才把一个99×99矩阵的逆矩阵计算出来。我们公司的一部Siemens电脑，虽然占了公司整个地下室，还容纳不下这样一个矩阵。而这项工作，今天大概就只需要不到一秒钟时间。

  1959年，我从香港到德国留学，坐了一个月的船。如今，飞机、汽车把地域的距离缩短了， 互联网和智能手机把人的距离缩小了，机械化把工作的效率提高了。比较起来，感觉就像到了另外一个世界。

  在过去的30年里，个人电脑、互联网和智能手机这三个颠覆性的创新，完全改变了人类的生活形态。我的问题是，如果我们在30年前建造了一座智慧城市，今天它还能胜任吗？如果我们在30年前建造的智慧城市今天已经不胜任，那么我们今天建造的智慧城市，30年后是否还能胜任？

  这是一个很实际的问题。我是桥梁工程师，目前大跨度桥梁的设计寿命大都是100年到150年。城市设计应该更长。上面的例子指出，如果我们30年前设计一座智慧城市，已经未必能胜任今天的社会了，更不要说100年了，怎么办？

  我们设计智慧城市的目的是什么？我们设计智慧城市的目的是要让“人”能生活得更舒适。当人的生活方式大大地改变了，智慧城市的定义和目标也必须跟着改变。今天，人的生活方式改变得很快，而且这个变化将来会更快。那么我们怎样能以过去的经验为基础建造的智慧城市，来服务将来的社会？

  我们今天的智能交通，其实只是数据的整合，还没有太高的智慧可言。当无人驾驶的汽车成为普遍的交通工具时，今天的智能交通就过时了。图2是我最近在电视上看的一个节目，谈“会飞的汽车”。如果汽车会飞，目前的智能交通大概无法胜任了，我们的安保系统也会有问题。假如将来人也会飞呢？以目前科技发展的趋势，这大概不会是很遥远的将来！

  图3是Raymond Kurzweil的预言。图中曲线美元能够买到的计算速度。IBM在1920年开始，出产手动计算器，那时还没什么大用途。到1950年，1000美元能买到的计算器每秒钟大概能够做1次计算；到我在1962年开始写软件的时候，这个计算速度已能达到10万次；到2006年，这个速度增加到1万亿次。就是说，从1950年到2006年这56年间，同样价格的计算机速度增加了1万亿倍！

  图4是对将来的预言。Kurzweil认为，到2025年，1000美元能买到的计算速度，将可以比拟一个人脑子的计算速度；而到2045年，同样价格的计算机，计算速度将可以等于全世界人类脑子的总和。Kurzweil把这个2045年定作一个拐点（Singularity），他认为，当时机器将会有能力控制人类。从现在到2045年只有27年的时间，乐观一点的看法，那时候我也只是107岁！

  不过，从另一方面看，机器的智能是人类给予的，人类理论上是“应该”能控制机器的智能的，这就要看我们如何管理我们自己的智慧了。上面说过，我们大家可以根据我们的经验“指导”机器在不一样的情况下应该做什么样的事情，得出的应该是“智能城市”，是可控的；如果我们利用人工智能去“教导”一个城市的管理系统，就是把我们做人做事的原则教导机器去考虑和决定在不同的情况下应该做什么样的事情，得出的应该是“智慧城市”，这是可能失控的！当然，我们也可以在一个智能城市系统中选择性地、在可控条件下加入一点智慧，提高智能城市的工作上的能力。总而言之，如何避免失控，就要看人类自己的智慧了。

  一个城市的行为包括交通、安保、环保、教育、医疗、通信、城建、商务、金融，等等，我们建立智慧城市系统是要去管理城市里的这些行为。但是，我们管理城市里的这些行为的目的是什么？很简单，就是要让“人”生活得更舒适。人对“舒适生活”有两个基本要求： 一是生活上的方便； 二是精神上的享受 。

  “方便”的意思是：很容易获得我们想的东西和干我们想要干的事情。例如，智慧交通让我们出行方便，避免堵塞；智慧保安保证我们去哪里都可以不被伤害、不被欺骗、不被欺负；智慧环保使到处都是清新空气和可持续的绿色环境；智慧医疗让我们就医方便等等。这是机器能做到的。

  但精神上的享受如音乐、美术、哲学等，是具有人工智能的机器没办法提供的。例如，什么是美？什么是不美？这样的问题并没有绝对的答案，人工智能没办法做出适当的判断。所以我认为，智慧城市虽然可提供方便的环境，但要能满足人类对美好生活的需求，精神上的享受无可或缺。这就是我认为“智慧工程”后面要附加一个“+”的原因！

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