中国科学院院士管晓宏： 人工智能还不具备“从0到1”的创新能力
“当前人工智能可以高效完成数据学习、风格模仿、内容生成等任务，但人类独有的想象、顿悟、灵感等‘从0到1’的原始创新能力，仍是人工智能不具备的核心竞争力。”在近日举办的世界艺术与科技对话活动上，面对许多人担忧的“人类的创新能力是否会被机器取代”这一问题，中国科学院院士、西安交通大学教授管晓宏给出了答案。
在人工智能飞速发展的时代，算法介入了科学研究、艺术创作、工业制造等多个行业。在管晓宏看来，艺术与科学共享想象力、创造力、好奇心三大核心基因。真正的科学突破需要艺术般的直觉与顿悟，同样艺术创作离不开科学式的严谨与逻辑。
早在2012年，管晓宏便与西安音乐学院师生共同创办了“艺术与科学的交汇”系列音乐会。这是一种全新的形式：专业乐团演奏与学术讲座交替进行，科学家与艺术家同台解说。
在高中版音乐会上，管晓宏做出了一个大胆的尝试：他们在现场请出乐手，基于音频信号处理和人工智能算法，实时测试乐音的“音高准确度”，并用大屏幕将数据处理结果展示给全场中学生。
观众不仅能欣赏到经典乐曲，还能了解乐音背后的数学物理原理、旋律变化的幂律规律，并探讨音乐如何启发创新和发现等深刻话题。
他们发现，作曲家主观创作的调性音乐，旋律变化竟然符合许多自然和工程系统中普遍存在的幂律关系，这一结果从一个侧面揭示了艺术与科学之间深刻的定量关联。团队进一步提炼出旋律变化的三个数学特征，建立了有约束熵最大模型，解释了为什么符合幂律的音乐更能使人产生愉悦感。
这些成果引发了更根本性的问题，例如为什么人类大脑偏爱符合某些规律的音乐？为什么“十二平均律”被广泛接受，而连续音阶或更细分的音阶却难以流行？
带着这些问题，管晓宏团队联合中央音乐学院、清华大学等单位，申请了国家自然科学基金交叉学部的重大专项——“音乐智能量化和脑科学认知研究”。该项目从音乐大数据建模、实景音乐厅脑科学实验、非人灵长类音乐神经编码、音乐对大脑发育的影响以及个性化音乐治疗等五个方向展开系统研究，目前已取得重要进展。
人才培养是艺术与科学融合的终极目标。管晓宏认为，要培养具备国际竞争力的青年人才，最重要的就是创新能力。而这种能力不能仅靠课堂学习，必须通过课内外融合的实践来锤炼。艺术与科学交汇的理念不应局限于大学，而应深入中小学的科学教育中。
“许多家长曾质疑孩子花时间学乐器、学乐理是否会浪费学习时间。但事实证明，艺术教育不仅是素质教育，更是培养创新思维的重要途径。”管晓宏表示，他的多位博士生从音乐中受到启发，投身音乐数学建模、音频信号处理、音乐人工智能等前沿交叉领域。
他还提到，年轻人不应盲目追逐热门专业，因为今天的热门很可能在毕业时已经降温。“真正重要的是培养学习知识的能力、多学科交叉的视野，以及敢于打破常规的创新勇气。”
“科学与艺术的跨界灵感，绝不是人工智能通过既有的数据训练就能自动生成的。”管晓宏建议，年轻人既要打好数学、物理等基础学科的知识根基，又要主动接触艺术，有意识地运用艺术形象思维去启发科学想象。
面向未来，管晓宏团队正在策划“人工智能与脑科学版”音乐会，将人工智能作曲成果、实景音乐厅脑科学实验等最新研究融入演出，进一步推动信息科学、脑科学、生物医学与人文艺术学科的交叉融合。
《中国科学报》 (2026-05-13 第3版 领域)
“当前人工智能可以高效完成数据学习、风格模仿、内容生成等任务，但人类独有的想象、顿悟、灵感等‘从0到1’的原始创新能力，仍是人工智能不具备的核心竞争力。”在近日举办的世界艺术与科技对话活动上，面对许多人担忧的“人类的创新能力是否会被机器取代”这一问题，中国科学院院士、西安交通大学教授管晓宏给出了答案。
在人工智能飞速发展的时代，算法介入了科学研究、艺术创作、工业制造等多个行业。在管晓宏看来，艺术与科学共享想象力、创造力、好奇心三大核心基因。真正的科学突破需要艺术般的直觉与顿悟，同样艺术创作离不开科学式的严谨与逻辑。
早在2012年，管晓宏便与西安音乐学院师生共同创办了“艺术与科学的交汇”系列音乐会。这是一种全新的形式：专业乐团演奏与学术讲座交替进行，科学家与艺术家同台解说。
在高中版音乐会上，管晓宏做出了一个大胆的尝试：他们在现场请出乐手，基于音频信号处理和人工智能算法，实时测试乐音的“音高准确度”，并用大屏幕将数据处理结果展示给全场中学生。
观众不仅能欣赏到经典乐曲，还能了解乐音背后的数学物理原理、旋律变化的幂律规律，并探讨音乐如何启发创新和发现等深刻话题。
他们发现，作曲家主观创作的调性音乐，旋律变化竟然符合许多自然和工程系统中普遍存在的幂律关系，这一结果从一个侧面揭示了艺术与科学之间深刻的定量关联。团队进一步提炼出旋律变化的三个数学特征，建立了有约束熵最大模型，解释了为什么符合幂律的音乐更能使人产生愉悦感。
这些成果引发了更根本性的问题，例如为什么人类大脑偏爱符合某些规律的音乐？为什么“十二平均律”被广泛接受，而连续音阶或更细分的音阶却难以流行？
带着这些问题，管晓宏团队联合中央音乐学院、清华大学等单位，申请了国家自然科学基金交叉学部的重大专项——“音乐智能量化和脑科学认知研究”。该项目从音乐大数据建模、实景音乐厅脑科学实验、非人灵长类音乐神经编码、音乐对大脑发育的影响以及个性化音乐治疗等五个方向展开系统研究，目前已取得重要进展。
人才培养是艺术与科学融合的终极目标。管晓宏认为，要培养具备国际竞争力的青年人才，最重要的就是创新能力。而这种能力不能仅靠课堂学习，必须通过课内外融合的实践来锤炼。艺术与科学交汇的理念不应局限于大学，而应深入中小学的科学教育中。
“许多家长曾质疑孩子花时间学乐器、学乐理是否会浪费学习时间。但事实证明，艺术教育不仅是素质教育，更是培养创新思维的重要途径。”管晓宏表示，他的多位博士生从音乐中受到启发，投身音乐数学建模、音频信号处理、音乐人工智能等前沿交叉领域。
他还提到，年轻人不应盲目追逐热门专业，因为今天的热门很可能在毕业时已经降温。“真正重要的是培养学习知识的能力、多学科交叉的视野，以及敢于打破常规的创新勇气。”
“科学与艺术的跨界灵感，绝不是人工智能通过既有的数据训练就能自动生成的。”管晓宏建议，年轻人既要打好数学、物理等基础学科的知识根基，又要主动接触艺术，有意识地运用艺术形象思维去启发科学想象。
面向未来，管晓宏团队正在策划“人工智能与脑科学版”音乐会，将人工智能作曲成果、实景音乐厅脑科学实验等最新研究融入演出，进一步推动信息科学、脑科学、生物医学与人文艺术学科的交叉融合。
《中国科学报》 (2026-05-13 第3版 领域)
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