那些聽上去很奇怪的學科

單反

學生時代，我們最熟悉的學科無非是語數英政史地理化生這九門。所謂“難題”似乎都能被對應的、久經訓練的思維模式加以解決，過程明了。但自然界并非傳統的出題老師，它不會考慮人類今年學了什么、鞏固得如何，只是將難題擺在我們面前，究竟需要什么知識應對，則需我們自己去尋找。

《銀河帝國》中曾虛構了一個叫“心理史學”的學科，通過它，傳奇的哈里·謝頓成功預言了整個銀河帝國的崩塌與重構?！度w》中虛構的“宇宙社會學”，主要的研究成果就是著名的“黑暗森林”理論。許多科幻作品中都有意無意地強化著這樣的設定——在全新的科學或者社會變革中，最先發生的必然是學科的建立與發展。比如《你一生的故事》中的語言學和《挽救計劃》中的太空生物學。

這些設定并非毫無根據，人類社會就隱藏著諸多不管是聽起來還是實際內核都非?！翱苹谩钡膶W科，它們或處在人類探索未知的最前沿，或從最古怪的角度思考著人類的過去。

模糊數學、物理哲學、生物學哲學、金融物理、量子金融、數字人類學、分子人類學、賽博考古學、太空考古學……僅僅通過名字很難判斷它們到底是干嗎的，甚至有著些許科幻色彩。今天我們就從這些聽上去很奇怪的學科中選一些，聊聊它們到底在研究什么，而這些研究對人類又意味著什么。

模糊數學

數學一向是精確和理性的代名詞，似乎與模糊這類詞天然不搭邊，但偏偏存在一種叫模糊數學的數學。叫模糊數學，是因為它不夠精準嗎？

正式介紹它之前，我們先提出一個問題：假設小明頭上沒有一根頭發，那他是不是禿頭？

當然是。那如果小明有一根頭發呢？他還是禿子嗎？這不難回答，有一根頭發當然也算禿頭。那如果有兩根、三根、四根呢？這時候也可以很明確地回答，小明依然是禿的。

于是很容易得到一個推論——往禿頭小明頭上加一根頭發并不會使小明擺脫禿子的稱號。當小明一根接一根地植發，直到最后頭發茂密的時候，按上面的推論，小明依然應該是禿頭。如果再把小明推廣開來，我們甚至可推理出“世上所有人都是禿子”這樣荒謬的結論。

當然，推論是錯的，但錯在哪里？如果定義一個臨界點，比如五千根頭發以下算禿，那正好有一個五千根頭發的人，今早上掉了一根頭發，那他就瞬間變成禿頭了嗎？這無疑也是違反我們直覺的。

在數學上，這個悖論被稱為“禿子悖論”，除此以外還有“谷堆悖論”等近似的表述。關鍵點在“禿”“冷”“富”“一堆”等自然語言概念都是模糊的，我們無法定義一個標準判定有多少根頭發算禿子或有多少顆谷子算一堆。

當然，有人認為這不是問題。畢竟科學技術的發展似乎并不需要判斷這些模糊數據，只需精確的數字。在前工業時代這種說法是對的，但在人工智能時代，在這個需要讓計算機替我們做決策的時代，解決類似的問題是非常有必要的。

阿西莫夫的“機器人”系列里有一篇《轉圈圈》。小說里的機器人因為主角下命令太過模糊，腦中第二定律和第三定律產生了沖突，接近目標會使自己受到傷害，違反了第三定律，而遠離目標又會違反第二定律。這個最先進的機器人一直繞著目標在固定距離轉圈圈，最后主角通過第一定律才讓其擺脫了這種困境?？梢娫贏I時代，我們要發展能夠自主決策的人工智能，對這類模糊命題的判斷是繞不開的。

數學建立在集合論之上，集合具有確定性。給定一個元素，它要么屬于某個集合要么不屬于，二者必居其一。而模糊數學卻并非如此。模糊數學有隸屬度，可用來計量一個元素多大程度屬于這個模糊集合。假設頭發少于一百根的人在禿子這個集合里的隸屬度是一百，他們屬于“完全算禿子”，再假設頭發有五千根的人隸屬度是五十，他們“不完全算禿子”，就可以順利解決“禿子悖論”的問題了。

一個典型的模糊數學應用：通過隸屬度將模糊的“好壞評價”量化。

當然，整個模糊數學的體系以及隸屬度的計算要比剛剛提到的復雜很多，應用也更為廣泛。有了模糊集這樣的工具，就可以利用計算機進行一些非常模糊的，甚至看起來有些主觀的判斷，進而讓計算機能在一些看起來屬于主觀領域的事情上做出相對合理的判斷。

科學哲學

回顧整個科學發展史，我們可以發現，科學事實上誕生于哲學。很長一段時間，科學都被稱為自然哲學，例如牛頓著名的《自然哲學的數學原理》?？茖W獨立出來后，也有很多哲學思想對科學的發展起著非常大的作用。這些哲學思想要么可以節省與教眾或非專業人士辯經的時間，比如波普爾可證偽原理①、奧卡姆剃刀原理②，或者牛頓的火焰激光劍③；要么可以從另一個角度間接推動科學發展，比如對波粒二象性④的理解、由對稱性推出的諾特定理⑤等。

雖然科學誕生于哲學，然而直到現在，絕大多數博士仍稱為PHD（Doctor of Philosophy，哲學博士的縮寫。），但事實上，在現代，建立在實驗之上的自然科學已經和哲學分得很開了。于是在兩者分離而產生的空地里，科學哲學誕生了。

費曼

費曼認為，“科學哲學對科學的作用就和鳥類研究對鳥類的作用一樣”。這句話常常被解讀為科學家對科學哲學的輕蔑，但真是這樣嗎？鳥類研究者并不能教鳥兒如何飛行，并不代表鳥類研究沒有意義。科學哲學并不承擔指導科學發展的責任，它的重要作用是反思科學發展的歷史、厘定科學的邊界等。強行要求其對科學發展起重要作用，或者妄圖運用哲學指導科學發展，都無異于要求鳥類研究者原地起飛。

科學哲學有許多分支，如物理哲學、生物哲學等。前者研究包括“如何理解波粒二象性？”“如何理解相對效應？”“決定論還成不成立？”“概率波意味著什么？”等物理問題，后者則主要關注“生物學研究中的倫理”“人類社會能不能還原成生物學？”“群體遺傳學能不能還原成分子生物學？”等問題。

科學史是科學哲學重要分支之一，其中最著名的莫過于李約瑟的“近代中國為什么沒有誕生現代科學？”的問題。有無數學者針對它“水”了無數篇論文，但都無法說服對方。

李約瑟

萊姆與《技術大全》

回答中有兩個互相對立的觀點。一種認為中國不具備誕生科學的土壤，只有從古希臘先賢自由的基因傳承下來的才能被稱為科學，除此以外的只是和科學沒有一點兒關系的技術而已，不管是火藥還是指南針，都是技術而非科學，進而推出東方文明沒有“科學精神”，西方文明才有天然優越性。甚至有科學史專家衍生出近代中國的落后不是“挨打”的原因，而是因為“找打”才“挨打”這樣令人哭笑不得的謬理。另一種觀點則認為，科學是累積到一定程度后必然出現的，但是其出現又存在偶然性。著名科幻作家萊姆在未來學①論集《技術大全》中提到的列維-施特勞斯就有這樣的觀點：“科學的誕生是來自于技術以及思想的累積到達一個臨界值后產生的鏈式反應，甚至可以說是‘技術爆炸，而在此之前的所有單個的發現即使再重大也只能被懸置，無法產生技術生產的社會效應，比如印度的粉末冶金術和中國的火藥……因此東方只是比西方少了那么一點點‘運氣而已 ?！?/p>

當然，我們終究無法控制變量讓整個人類文明重新走一次，所有試圖回答此問題的理論都不夠有說服力。但科學的誕生畢竟還是近代的事，我們每時每刻都在創造新的科學史，所以未來科學史會怎樣發展終究猶未可知。

金融物理

另一個看起來和自然科學毫不沾邊的領域——金融學，也存在與物理相結合的部分。不是指無數物理系畢業的基金經理，也不是將名字帶上量子碰瓷海森堡的某個臭名昭著的量化基金，更不是《超頻交易商》中利用量子效應賺取信息差的超頻交易，而是更實際的理論。

金融似乎只和人類社會有關，物理則只和自然現象有關。但將目光投向其中的統計物理時，奇妙的事情發生了——將統計物理中的一些模型套用到金融領域中，原本用來描述分子運動的力學，竟能很好地描述很多金融領域的現象。

要選擇物理系，有四門課是逃不開的，即人稱“四大力學”的《理論力學》《量子力學》《電動力學》以及今天我們要聊的《熱力學與統計物理》。這個學科最開始是研究物體的熱效應的熱學，但隨著人們對熱的本質的認識到了分子運動的層面，我們逐漸需要一個新的學科，它既要研究宏觀規律在粒子層面的微觀解釋，又要能夠分析海量粒子組成的宏觀物體的物理性質。于是，統計物理出現了。很快，人們發現統計物理不僅可以用于熱力學，在一些多體問題上也能起到大作用，比如運用在同樣需要處理大量物體相互作用的量子力學、流體力學甚至是天體物理學中。

那問題來了，人類金融市場的活動算是一種統計學上的多體問題嗎？對金融物理研究者而言，答案是肯定的，他們將金融市場產生的數據當作一場場物理實驗的數據進行分析，并通過統計物理、量子物理的模型對數據進行分析，從而尋找到適用于金融市場的理論模型。

當然，經濟學或者金融領域依然有許多無法解釋的現象，用物理模型也不見得會比金融工程的其他模型更貼合實際。我們只能說在物理學眾多可能的應用中存在這樣一個研究方向，至于這個方向能不能走通，又會給金融市場帶來怎樣的變化，就不是現在的我們能預言的了。

賽博考古學

劉慈欣在著名的玩梗之作《太原詛咒》中，虛構過這樣的一個學科——IT考古學。

原文是這樣的——“按說網絡世界的歷史還不到半個世紀，沒什么古可考，仍然有很多懷舊的人熱衷此道。IT考古主要是發掘那些仍活在網絡世界某些犄角旮旯的東西，比如十年來都沒有點擊過但仍能點開的網頁，二十年沒有人光顧但仍能注冊發帖的BBS等，這些虛擬古董中，來自‘遠古的病毒是IT考古學家們最熱衷尋找的，如果能找到一個十多年前誕生的仍在網上活著的病毒，就有在天池中發現恐龍一般的感覺?！?/p>

有趣的是，現實中確實存在叫賽博考古學（Cyber-Archaeology）的學科。雖叫賽博考古學，但實際上人們談論的有兩個不同的義項，其一是大劉寫到的IT考古學，是對網絡的“考古”；另一種是利用數字技術對過去進行虛擬現實的模擬，即利用數字技術的考古。數字技術和網絡空間都可以為考古學加上“Cyber-”前綴。

先聊對網絡空間或虛擬社區的考古學。當今世界有一個有趣的現象——“事實上，我們對于21世紀初期的了解遠遠不如20世紀初期”。由于早期種類繁多且不盡可靠的存儲媒介和多樣的接口，實際上許多幾十年前的數字資料已經丟失，而在之前以磁帶、紙、竹簡甚至龜甲等留存下來的信息卻能保存至今。這種現象被稱為“數字黑暗時代”。信息時代帶來前所未見的龐大信息量，但在其中找到自己想要的數據，甚至保存想保存的數據，比想象中要難得多?？萍嫉陌l展使人類文明大大擴展，但我們接受信息、尋找信息的能力卻沒有太多提高。類似的案例有2017年之前的內容不再可見的百度貼吧、已經消失的騰訊微博、早已倒閉的瀛海通網站等。最近很多機構在進行內部資料整理時，會發現紙質資料要遠比刻錄在光盤、軟盤中的資料完整且方便尋找。我們個人留存的數據信息也有許多散佚在不同的媒介之上。因此從某種意義上來說，每個單位或個人也都存在所謂的“數字黑暗時代”吧。

《賽博朋克2077》原作世界觀中，傳奇黑客巴特莫斯掀桌摧毀整個互聯網，導致賽博空間被不受控制的人工智能占據，人類只好退守“黑墻”，將原有的互聯網隔絕開來。《2077》里的“舊互聯網”（如游戲里的荒野古跡），有無數有價值的資料及看守的危險怪物。想要獲得珍貴資料需要黑客們冒巨大風險潛入，這種探險在某種意義上也是一種“賽博考古”。值得一提的是，其衍生動畫《賽博朋克：邊緣行者》里的女主角露西就是從小被公司培養在“舊互聯網”里探索的黑客，直到發現周圍的同伴一個個遇險才想辦法逃離出來，可見“舊互聯網”中的數據對公司的重要性。

當然，現實中那些塵封多年的論壇或者BBS并不會跳出來將正在考古的學者或者愛好者爆頭，但這樣的探尋過程無疑也是一種“考古”活動?；蛟S在未來，會真的有一個學者群體研究當下的我們。那個時候，他們會怎樣看待現在的“數字時代”呢？

學術領域，賽博考古學往往以另一種翻譯形式被人提起——數字考古學，即利用數字技術對考古現場甚至是遠古生活場景的模擬與重現。比如將一個考古現場全部3D掃描，接著在虛擬現實或者增強現實中進行還原。這一方面有利于考古人員做研究，另一方面也有助于文物的保護與留存。再比如，我們將一些易損壞的雕像建筑或者壁畫數字化儲存進虛擬空間，如損壞還可以根據數據進行修復。例如《刺客信條：大革命》在游戲制作過程中對巴黎圣母院進行了非常精細的建模，而這恰好為巴黎圣母院失火的修復工作幫了大忙。國內的許多文物古跡近年來也同樣進行了類似的數字化工作，例如長城和敦煌壁畫等。在未來，如果某些古跡遭到破壞，事先儲存的數字化數據依舊能讓人們看到那些古代風采。

上文提到的《刺客信條》游戲系列貫穿始終的設定，是一個能回到自己先祖記憶中的虛擬現實機器阿尼姆斯（Animus），從而親身經歷先祖曾經歷過的重大歷史事件。從某種角度來說，這樣的技術正是數字考古的目標。同樣的信息，單純的文字記載相對于身臨其境，依然單薄，這不管對專業研究者還是單純游覽者都一樣。

當然，我們并不可能做到像阿尼姆斯一樣，畢竟信息不可能憑空產生。但想象一下，或許有一天你在“元宇宙”中，可以在依靠真實數據生成的咸陽大街上扮演真正的老秦人，或者在三星堆與古蜀人一起見證古代奇跡。與用劣質3D建模和UE3時代的畫面讓小朋友家長“付費坐牢”相比，這或許才是“元宇宙”或者“虛擬現實”等技術真正應運用的地方之一。

太空考古學

《三體》中有過這樣的情節，在全人類生死存亡之際，羅輯負責將人類的存在證明留在宇宙之中，他的辦法是把字刻在石頭上。在克拉克的《星》中也有類似描寫，生存在鳳凰星云的生命為在滅亡前留下存在的證明，將自己文明的遺產留在離太陽最遠的行星上的一個洞窟里。

好在短時間內地球文明性命無虞，還不至于要考慮如何給宇宙留下遺言。但我們確實面臨著一些問題。距離蘇聯第一次發射衛星已六十多年，在我們送上太空的無數人造物體中，有不少都極具紀念意義，它們都是人類一步步征服太空的證據。比如蘇聯的一些意義重大的衛星，或者美國宇航員打出去的那顆高爾夫球，再或者科幻世界發射的那顆“科幻世界號”衛星。

人類已往天上發射了太多的東西，且未來還會更多。在未來，星鏈和其他太空垃圾將會占據地球寶貴的軌道，而給它們裝上推進裝置重新進入大氣層的成本非常高。但同時，許多占據軌道的飛行物非常有紀念意義，讓它們變成燃燒的流星并非最好的選擇。于是有人提出，在地日拉格朗日點上建一個太空博物館，將有價值的文物保存在那里，也正好與地球軌道同步。太空中文物的保存條件與地球大不相同，一方面我們不用考慮地殼運動或風化腐朽之類，另一方面卻需要考慮軌道以及太空輻射。或許有一天，我們能在地日拉格朗日點的太空博物館里參觀加加林時代的伏特加。

人類發展至今，知識的邊界已遠超個人能掌握的范圍，領域也在無限細分，同一個實驗室的同僚可能都看不懂對方的工作。有些我們極度陌生的冷門領域可能只有寥寥數人在研究，甚至會有“居然還有人在研究這個？”或“這種東西還需要研究？”的聲音出現。但我們很難保證其中哪些學科會在未來變成如科幻小說般暢想的“顯學”，了解這些學科，或者對其中一些研究成果至少保持尊重，是我們目前能給予的最小善意。

【責任編輯 ：尾 巴】

① 波普爾可證偽原理：大意為只有有可能被證偽的理論才能被稱為科學。

② 奧卡姆剃刀原理：原話為“如非必要，勿增實體”。即理論研究中，當有兩個處于競爭地位的理論能得出同樣的結論時，做出更少假設的那個更有可能正確。

③ 牛頓的火焰激光劍：“你永遠不能證明牛頓沒有一把火焰激光劍”，指所有不能進行實驗和觀測的東西都不值得辯論。

④ 波粒二象性：現在物理學界的共識是在物質的基本形態中，波動性和粒子性是一體兩面的存在，不同角度的觀測合在一起才是基本物質的真相。

⑤ 諾特定理：每個連續對稱性都有著相應的守恒定律。例如，物理定律不隨著時間而改變，這表示它們有關于時間的對稱性。對稱性是現代物理學的核心概念之一。

① 未來學：是研究人類社會未來的一門綜合性科學，研究者分析預測在未來技術會對人類的方方面面產生怎樣的影響。