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构造学论实录百篇系列(一0二):协同的边界——人与机器重构科学发现与决策的构造

已有 89 次阅读 2026-8-15 16:44 |系统分类:观点评述

引子

2024年,一个气候大模型在未经过显式编程的情况下,从四十年的再分析数据中识别出了一个此前未被气象学记载的遥相关结构。它发现南半球某个区域的海温异常,与北半球某个区域的夏季降水之间,存在着一条被季风环流和遥相关路径共同维持的通道。这个结构在数据中一直存在但没有人注意到它,因为它涉及的变量和区域过于分散,分布在多个尺度上,需要跨越多个空间区域来追踪。

一位资深气候学家在验证后说:它是对的。它就在这里,只是我们一直在看别的地方。

他没有说“AI发现了新规律。他说的是它一直在这里,只是我们没看到。两者之间有细微但重要的差异。前者假设规律是由AI“发明的,后者承认规律在数据中持续存在,但人类感知系统由于范围限制,长期未能识别它的位置。

构造学论要追问的是:AI参与科学发现时,它不是在替代科学家——它是在扩展科学可触及的范围。它不是在取代物理方程——它是在帮助科学家识别那些方程中尚未被参数化的结构。这场变革的终极意义,是重新定义科学发现科学决策的可能性边界,而不是更换执行者。

一、AI参与发现的构造位置

在传统科学发现中,发现的结构是,科学家提出假设,设计实验或观测,收集数据,分析数据,得出结论。AI在其中的位置通常是加速计算、处理大数据、拟合模型分析工具

但当AI在数据中识别出一个未被标记的结构时,这个结构已经被AI读取了,而人类在此之前没有读取它。AI的参与位置从工具移动到了读取层,它读取了那些人类感知系统无法覆盖的信号,并将其翻译为人类可以验证的格式。发现路径不再是线性序列,而是一个持续循环的搜寻过程。AI读取数据,标记异常信号,人类验证信号的结构,然后调整搜索范围,AI继续读取新的信号。

二、科学发现的边界扩展

传统科学发现的边界受限于人类的感知能力和认知范围。人类能够读取的信号类型有限,只能看到可见光波段、只能听到有限频率范围的声音、只能处理有限维度的变量。在感知到的信息中,人类能够处理的结构也受限于工作记忆和注意力的容量,容易忽略那些分布在多个变量之间的微弱关联。

AI的参与扩展了两层边界。首先是感知边界被扩展。AI可以读取人类无法直接访问的数据格式,如高频信号、高维变量空间、长时间序列中的弱相关。它的读取不依赖于人类的感知通道,而是通过数据采样、特征提取、模式匹配接口;同时,判断边界也被扩展。AI可以在人类无法覆盖的变量组合中标记潜在的关联结构,使科学家能够将注意力集中在那些在传统分析中未被识别的方向上。科学发现的可能位置因此扩大,原本因为信号过于分散或微弱而无法识别的结构,现在可以通过AI的读取通道被标记,然后再由人类进行后续验证和理论整合。发现不是被AI“完成的,而是被AI“打开的。发现的方向被打开后,人类的构造活动才进入该区域并验证其结构是否稳定、是否与其他已知结构存在对应关系。

三、科学决策的路径变化

气候变化决策是人和机器协同的典型场景。决策者面对的不是一个单一方程,而是无数变量、模型、场景和不确定性的组合。在这个场景中,AI的参与不仅改变了信息的读取方式,也改变了决策路径。从输入预设场景,输出预测结果的单向流程,转变为搜索可能路径空间的交互过程。模型仍然返回预测结果,但科学家可以通过探索多个不同路径来比较哪些不确定因素对决策影响最大,哪些信号需要优先观察。

而决策路径的扩展,也改变了评估决策的依据。预测结果是否可靠,不再只取决于模型精度,还取决于搜索是否覆盖了足够多的可能路径,以及识别出的不确定性边界是否与实际状态的分布范围一致。预测置信区间可以随着搜索范围的扩展而逐步收窄,而决策者可以在窗口期内提前调配置资源。

四、人与机器协同的结构

在协同模式中,人与AI的位置关系不是人类指挥机器,而是双方在不同的尺度上读取同一系统AI在数据层读取识别模式、标记异常和压缩高维信息。人类在理论层读取验证结构、解释机制和判断意义。读取是同一系统的不同接口,而不是同一接口的不同输出。两个接口的读取结果需要对齐,而对齐过程本身就是构造活动的组成部分。

在这个结构中,AI不替代科学家的判断,也不直接输出结论。它扩展的是科学家可接触到的信号范围,而不是科学家本身的能力。协同模式改变了科学过程的时间结构,发现周期变短,不确定性边界更早可见,决策窗口的长度也随之延长。科学家仍然需要验证AI标记的结构是否确实存在,但验证过程可以在更早的阶段就开始,而不需要等到分析完成之后。

五、构造学论的立场:协同扩展的是可能性边界

人与机器协同的终极意义,不是让AI“更快地解决已知问题,而是让科学家能够触及那些在传统方法中无法被识别的问题空间。AI参与的发现不是“AI发现的,也不是科学家独立发现的,而是协同系统在扩展接口后共同读取的。

科学发现的可能性边界在被持续扩展。更多信号可被读取,更多结构可被验证,更多路径可被搜索。气候变化决策的可运行空间也在同步扩展。决策者可以在更早的阶段看到更多可能的未来路径,并根据路径分布来调整资源配置。而协同系统的有效性,取决于两个接口在持续运行中是否保持对齐AI读取的信号需要能够被科学家验证,科学家的理论框架需要能够被AI的搜索策略所覆盖。如果两个接口失去对齐,AI的输出可能仍然是正确的,但无法被系统的另一侧接入。

结语:接口的扩展

那个未被记载的遥相关结构,在数据中一直存在。它没有被发现,它是在一个新的接口被接入后,被读取到了。AI不是发现了它;AI只是将它的信号翻译成了人类可验证的格式。科学家的贡献在于验证了它的结构,定位了它在气候系统中的位置,并确认了它与其他已知结构之间的关系。

协同正在扩展科学可接触的范围。AI提供了新的读取接口,科学家验证接口返回的信号。气候变化的决策窗口在这个扩展过程中变得更宽、更长。而科学家的位置,也正在从求解者逐步转向接口验证者。他们验证新接口读取的信号是否为系统中的稳定结构,判断哪些信号值得被纳入理论框架,并在此过程中持续校准已有的理论假设。

科学发现的可能性边界,正是在这种协同中持续被重绘的。



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