當(dāng)代人能否跟上科學(xué)的進(jìn)步

Fiona

如今，科學(xué)正在發(fā)生分裂。—方面是人類思想創(chuàng)造的科學(xué)，它是我們所珍視的故事、理論和闡釋的來(lái)源；另一方面是機(jī)器科學(xué)，它的算法具有驚人的預(yù)測(cè)能力，但內(nèi)部的工作過(guò)程對(duì)人類來(lái)說(shuō)是不透明的。

當(dāng)人類努力去理解世界本質(zhì)的時(shí)候，機(jī)器為我們提供了超越人類理解程度的量化的實(shí)際預(yù)測(cè)。“理解”滿足了我們的好奇心，但“預(yù)測(cè)”滿足了我們的欲望。到底哪種更為重要？哪種阻礙了科學(xué)進(jìn)步？

理解與預(yù)測(cè)

直到目前，“理解”和“預(yù)測(cè)”依然還是同盟關(guān)系。弗朗西斯·培根是最早將兩者結(jié)合的學(xué)者之一，主張科學(xué)家應(yīng)該到世界上四處行走，用工具輔助思考，以免陷入思維停滯與循環(huán)論證的痛苦。這就是學(xué)術(shù)“理解”現(xiàn)實(shí)的典型方法。

培根在《新工具》一書(shū)中寫到：“人類探索自然的新方法……就像徒手畫直線，或是畫精確的圓……徒手永遠(yuǎn)比不上尺子或圓規(guī)，所以使用工具會(huì)成為我們的方法。”

牛頓熱情地采納了培根的經(jīng)驗(yàn)哲學(xué)。他終其一生都在開(kāi)發(fā)工具：物理透鏡、望遠(yuǎn)鏡。所有工具都加快了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的步伐，但在人類對(duì)儀器日益增長(zhǎng)的依賴中，隱藏著一種令人不安的分歧：人類大腦可以洞察世界的隱藏原理，而工具可以測(cè)量和建模。

今天，這一鴻溝似乎已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)極限，理解和預(yù)測(cè)、原理和模型的關(guān)系，正在失去其原本的一致性。在培根和牛頓的時(shí)代，關(guān)于世界的解釋還能被人類大腦駕馭，關(guān)于世界的預(yù)測(cè)還可以被理論驗(yàn)證，兩者構(gòu)成一個(gè)良性的整體。

然而，到了大數(shù)據(jù)時(shí)代，理解和預(yù)測(cè)之間的邏輯不再成立。現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)在解釋原子、光和力方面，取得了驚人的進(jìn)展。如今，我們開(kāi)始適應(yīng)更復(fù)雜的世界——從細(xì)胞到組織、從大腦到認(rèn)知偏見(jiàn)、從市場(chǎng)到氣候。雖然相關(guān)的統(tǒng)計(jì)模型和預(yù)測(cè)卓有成效，但我們幾乎不可能理解它們到底是如何做到的。

我們面臨的戰(zhàn)斗是：大腦或算法，只有一個(gè)將擁有科學(xué)王國(guó)的主權(quán)。

本體論與認(rèn)識(shí)論

理解和預(yù)測(cè)之間的關(guān)系，可以對(duì)應(yīng)本體論（洞察世界的真實(shí)本質(zhì)）和認(rèn)識(shí)論（獲得世界知識(shí)的過(guò)程）之間的關(guān)系。

基于實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的知識(shí)，可以突破我們現(xiàn)有的理解局限，促成全新的理解；反過(guò)來(lái)，這些基本原理可以幫助科學(xué)家產(chǎn)生新的預(yù)測(cè)，并進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證。當(dāng)托勒密太陽(yáng)系模型、牛頓經(jīng)典力學(xué)模型推導(dǎo)出錯(cuò)誤的天文預(yù)測(cè)時(shí)，相對(duì)論誕生了，以解釋大質(zhì)量物體在高速運(yùn)動(dòng)中所發(fā)生的“反常現(xiàn)象”。如此，新的理論就導(dǎo)向了更好的預(yù)測(cè)，即：本體論產(chǎn)生認(rèn)識(shí)論。

一旦科學(xué)進(jìn)步達(dá)到一定程度，本體論和認(rèn)識(shí)論就會(huì)成為敵人。量子力學(xué)的“測(cè)不準(zhǔn)”理論表明，粒子的動(dòng)量和位置不可能同時(shí)獲得。在實(shí)踐中，量子力學(xué)是為了預(yù)測(cè)結(jié)果而進(jìn)行的理論應(yīng)用，而不是為了構(gòu)想出能獲得結(jié)果的理論本身。換句話說(shuō)，本體論被認(rèn)識(shí)論吸納了。

如今，有著比量子理論家多得多的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，它們從來(lái)都不說(shuō)話，只是靜靜地做著不可捉摸的計(jì)算。

然而，很少有科學(xué)家愿意放棄理論理解。在科學(xué)中，一個(gè)好的理論，意味著它用一個(gè)簡(jiǎn)單的形式來(lái)編碼真理，讓人們能直觀地掌握和交流，以獲得一個(gè)整體的概念。在某些領(lǐng)域，人類理解的那個(gè)宇宙微縮模型和現(xiàn)實(shí)的宏觀宇宙趨同；蘋果和行星都遵循相同的方程式建立運(yùn)動(dòng)軌跡。這是體現(xiàn)“一致性”的令人愉快的巧合。

打破科學(xué)僵局

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，解開(kāi)了當(dāng)代科學(xué)所面臨的束縛。反過(guò)來(lái)，人類對(duì)理解的需要，是否阻礙了科學(xué)的進(jìn)步？

對(duì)于走出當(dāng)前的科學(xué)僵局，哲學(xué)史提供了一些途徑。

柏拉圖是第一個(gè)嘗試解決“理解混亂”的人。在《泰阿泰德篇》這篇文章中，柏拉圖專門討論了認(rèn)識(shí)論的問(wèn)題，比如蘇格拉底把幾何、算術(shù)和天文學(xué)，都?xì)w為“一種關(guān)于真理的信念”。

康德在《純粹理性批判》中，進(jìn)一步發(fā)展了關(guān)于理解的理論。康德區(qū)分了物質(zhì)世界和心理表征世界，即現(xiàn)實(shí)作為本體論，而心理知識(shí)作為認(rèn)識(shí)論。對(duì)康德來(lái)說(shuō)，大腦中只有世界的表象，物質(zhì)世界只有通過(guò)這些表象才能被知曉。這意味著我們所謂的理解，只不過(guò)是關(guān)于現(xiàn)實(shí)的近似和不完美的表征。康德的論點(diǎn)并沒(méi)有真正幫助我們區(qū)分理解和知識(shí)；相反，它將理解從一種可以被捍衛(wèi)的信念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N無(wú)法被驗(yàn)證的內(nèi)部表征。

哲學(xué)家約翰·塞爾在他的著作《心、腦與科學(xué)》中探討了知識(shí)與理解的區(qū)別。想象一個(gè)不懂中文的人待在一個(gè)配備了翻譯字典的房間里，當(dāng)中文句子出現(xiàn)的時(shí)候，設(shè)備會(huì)將中文翻譯成英語(yǔ)，它不需要理解中文，忠實(shí)翻譯就可以了。這個(gè)中文房間是算法局限性的一種隱喻，那些可翻譯網(wǎng)頁(yè)語(yǔ)言的算法，都是在對(duì)內(nèi)容沒(méi)有做任何“理解”的情況下進(jìn)行的。

數(shù)據(jù)可以在沒(méi)有解釋和理解的情況下獲得，就像用死記硬背日期和事件的方法來(lái)學(xué)習(xí)歷史一樣。這是基于事實(shí)進(jìn)行訓(xùn)練的“壞的教育”。而我們平時(shí)理解的“好的教育”，是期望他人可以向我們解釋他們的方法，以及為什么這么做。如果我們將這一要求延伸到非人類設(shè)備上，那么，機(jī)器就需要解釋它們的做法和動(dòng)機(jī)。而理解是知識(shí)可靠傳播和文化積累的基礎(chǔ)，也是所有長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。

整合機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的復(fù)雜科學(xué)，是21世紀(jì)的科學(xué)家所面臨的重要挑戰(zhàn)。

（摘自七一網(wǎng)七一客戶端/《看世界》）