XLiblog的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/XLiblog

博文

谈人工智能19:技术的威力

已有 2096 次阅读 2021-11-21 13:40 |系统分类:教学心得

学:学生,教:教师,李:李晓榕

李:这样就轮到说说还原论技术与人造世界。为了应用还原论科学成果,还原论技术的实质是:把现实世界实验室化,即人造一个与外界隔离的局部世界,它尽可能接近还原论科学的相应成果所要求的概念世界,使成果适用于此。还原论科技成功的关键是,人造世界满足实验条件,能强制分离自然世界中原本不可分离的部分,无论这些人造世界与自然世界相距多远。越能满足,就越成功。电池、光导纤维、超导、汽车、化工厂、激光器、计算机、电视机、手机,等等,不胜枚举,个个都是这样的人造局部世界。还原论技术的基本策略是:既然还原论科学在实验室内有效,为什么要费神地使之适用于自然的现实世界?何不人为将现实的局部实验室化(即还原化)并与外界隔离,使得科学在其中直接有效?技术正是这样把形而上的还原论科学概念转变为形而下的具体产品。科学在工程上的成功最大,首先因为工程的对象全是人造物。以火车为例,火车头的动力强劲,但只能在人造的铁轨上行驶。为了充分发挥其作用,人类让铁轨铺满了全球。现代工程和技术的人工性、非自然性无可置疑,其典型体现之一是专利。专利要求首创,即首先创造原先不存在的,而不是首先发现。这些人造世界的成功,无疑是还原论的成功。

学:我听得很朦胧,您是否能说得更清晰一点,或者举个例子?

李:借用数学语言说得更明确透彻一点。若存在函数f1、f2及固定值x*、y*使等式z = f(x,y) = f1(x,y*)+f2(x*,y)对每一(感兴趣的)(x,y)取值都(近似)成立,则说函数f是(近乎)可分的(x, y, z维数未必相同)。如果f是(近乎)可分的,那么,①z = f(x,y) = z1 + z2②z1 = f1(x,y*)③z2 = f2(x*,y)就是三个真实(近似)的科学定律,还原论科学方法就简单有效而正确。还原论实验研究在很大程度上旨在获得或验证这些定律。然而,如果f(x,y)其实不可分,即上式两边差别不小,而还原论者因不知f而盲目或固执地认定它可分,那么,②③两式仍可按定义成立,只不过式不再成立。此时还原论者可以说:②③两式仍然是科学定律,只不过z1、z2z之间的关系z = h(z1,z2)太复杂而不为我们所知。亦即它们是科学规律,但不知如何运用。很多现实世界的复杂问题,还原论的答案都是这样。②③式仍然可以被当做有效的科学定律,获得实验验证,并在基于它们所产生的人造世界中保持成立,特别是当z1z2不可直接观测时。更进一步,还原论者还可以说:既然同一对(z1,z2)②③式对任意的关系w = g(x,y),上述全都成立,所以②③式是普适的科学定律。对线性的fg②③式确乎普适,式也的确成立,而且存在ab使w = az1 +bz2成立。问题是:②③式的确在其假想世界中为真,并在相应的人造世界中一再得到证实,但是如何由它们得到自然世界中不可分或不可分化的f(x,y)g(x,y)如上所述,对于非线性问题,还原论者仍然可以坚持“总影响 = 直接影响 + 间接影响”,但只能按“间接影响 = 总影响 - 直接影响”来理解间接影响,而这并没真正用处。同理,坚持②③式为科学规律,对研究不可分的f(x,y)g(x,y)也没多大好处。

      例如,牛顿力学三大定律是在一个除尽杂质而纯净的假想体系中。它简单好用,大有价值,但其真理性则另当别论。作用力与反作用力定律可以说只是一个规定或定义,因为力和反作用力都是不可观测的抽象量。惯性定律确定了在不受力这种假想情况下物体的状态。按此,所有对静止或匀速直线运动的偏离,都可归结于受外力作用,而力不可观测。在加速度定律F = ma中,加速度a可观测,而物理学的质量m和力F却不可观测。这一定律相当于定义了两个抽象的物理概念“力”和“质量”之间有比例关系。当然,体系内的定律必须自洽。例如,根据加速度定律,一个非零质量的物体不受力时的加速度为零,即速度不变。这与惯性定理一致。这种定律都像上述式一样,不论式成立与否,都可成立,因为概念世界的定律只规定概念世界中的关系。再如,就像牛顿力学三大定律一样,能量守恒定律源于科研,有现实背景,是大量观测和实验结果的抽象概括。但它一旦确立,就超越实验,牢不可(被实验而)破。——“能量”是一个各种形态统一的抽象物理概念,它在不同物理形态之间的联系,靠能量守恒定律来“定义”。何况,实在难圆其说,还可归之于存在“暗能量”。科学规律刻画的关系有赖于不可观测的抽象概念,规律的广泛适用性,有赖于这些抽象概念在不同情况下有不同的体现和解释。

学:虽然这些物理学定律可能是抽象的,但是我们可以用实验来验证或者拒斥它们。

李:这是惯常的说法,在宏观高层次上说得通,但在更具体的层次上则未必如此。除了我刚说的,还请注意以下几点。首先,如前面所述,实验对理论的验证与否是在纯化世界里,而不在自然的现实世界中。其次,一个实验依赖于一堆理论陈述的某种特定结合,所以它只能验证这堆理论陈述的这种结合,而非其中某个陈述,与实验结果是否足够吻合。吻合并不意味着所有陈述个个都真,不吻合也不意味着必有一假,也可能是结合有问题。又次,精确的理论陈述往往都涉及不可观测的抽象概念,它们与由可观测量组成的实验结果之间的对应关系并不清晰精确,常常是一对多的关系,并取决于场景。更进一步,有些理论陈述甚至是“颠扑不破”的,根本不会被实验证伪。例如,“重物自由下落时加速度不变”这一陈述无法被实验证伪,因为物理学的“自由下落”就是用“重力加速度不变”来定义的,它虽源于但并不等同于“自由下落”的日常概念。前者是后者的概括,是其抽象化、精确化、数理化,后者是前者的实际背景,它对前者的任何偏离都可归结于其他干扰因素,因而无法否证前者。牛顿力学的三大定律也不会被实验证伪,至多可能被其他体系取代。对此,不妨考虑下述套用爱因斯坦关于数学与现实的关系之话1:针对现实的物理学法则不精确,精确的物理学法则不针对现实。

教:为什么说力是不可观测的?我们不是有测力计等测量力的装置吗?还有,能量守恒定律不是已经被爱因斯坦的质能E = mc2关系打破了吗?

李:测力计等力的测量都是基于牛顿力学的间接测量,因而无法用以否证牛顿定律。能量守恒定律从未被实验证伪,质能关系只是它的理论扩展。“由于我们未能给出能量的一般定义,因此能量守恒原理仅仅意指存在着依然是常数的某种东西。好了,不管未来的实验给予我们关于这个世界的新概念是什么,我们总能预先保证,将存在保持不变的某种东西,人们可以称之为能量。这是说该原理没有意义而且消失在同义反复中了吗?根本不是;它意味着,我们称之为能量的各种东西被真实的亲缘关系结合起来;它断定在它们之间存在着实在的关系。但是,如果这个原理有意义,它就可能为假;也许我们没有权利无限地推广它的应用,可是在该术语的严格意义上,它预先肯定可以检验;然则我们将如何知道它什么时候会获得我们能够合理地赋予它的一切外延呢?只有当它不再对我们有用,即不再使我们正确地预见新现象之时。”(彭加勒《科学与假设》)简言之,有些科学陈述是实验可验证的规律,另一些只是理论上的概括规定。越抽象普适的,越是后者。如果想要更深入了解,可以读读诸如哲人科学大师彭加勒的名著《科学与假设》等著述。此书甚至明确指出:“原理都是约定或隐蔽的定义。可是,它们是从实验定律引出的;可以说,这些定律被提升为原理,我们的心智把绝对的价值赋予它们。”

      还原论科学的规律在基于这些规律的技术所造的人造世界中获得了极大的成功,这是事实。这些成功表明,这些规律在这种人造世界中,是相对真理——极有可能是真正(至少是近似)的真理。但是,这并不足以表明它在人造世界之外会很成功,它与“这些规律是我们这个自然世界的相对真理”仍有相当距离。假如现实世界能够像机械世界那样由基本单元简单重组而成,那么人造世界和现实世界就能等价;假如这些人造世界并未与我们的自然世界相隔离,那么距离就会短些。在人造世界之外,现代科学迄今大都比在人造世界中逊色得多,而且它的“成功”代价惨重:带来了生态、环境、精神等多方面的严重问题。

     自然世界和人造世界的复杂度之间的鸿沟,若不归结于还原论科学规律的简单性,还能是什么?假如还原论科学只能对付相对简单(如可分)的问题,那么其应用——还原论工程和技术——所造的人造世界,自然也就都远比自然世界、现实社会简单得多。的确,没有任何一个工程或技术能像生命的最基本形态——细胞那么复杂。那么,还原论的短板就在于难以直接用于自然的现实世界。比如精神生活、人类社会、生物世界、人体等复杂系统,在其中难以人为制造一个与外界隔离的局部纯净世界。要精确预测几十天甚至更长时间之后的天气,远比人工直接施云布雨还困难得多。因为前者是在自然世界中,后者仅仅是人造的。

    物质与精神的二分这个二元论是近现代哲学的一大特征,笛卡尔是其鼻祖。上面说过,他同时也是在方法论上大力提倡分析还原的第一人。但是,纵然是他也并不建议把分析还原用于所有对象。笛卡尔认为具有广延性的物质都可分,而不具有广延性的精神不可分,故而分析还原不适用于精神领域。还原论的现代信徒被还原论科学迄今的巨大成就所激励,违背祖师的意愿(当然他们对此未必清楚),把还原论当作放之四海而皆准的圣杯,无处不用。


_____________________________

1. Einstein, Sidelights on Relativity: As far as the laws of mathematics refer to reality, they are not certain, and as far as they are certain, they do not refer to reality.

正在出的博文系列:

与师生谈人工智能:

1.智乎哉?                      2. 奢求精确之误                3.精确定义之病          4.图灵测试     5.强人工智能

6. 能而欠智                      7.深度学习的短板       8.深度学习对老牌AI       9.深度学习的实质 10.与外界交互

11. 环境之复杂                 12系统≠内部元素及联系     13. 总影响≠直接影响+间接影响   14总体≠部分之和   15. 分析还原的威力

16. 还原论科学的威力所在   17. 宇宙的本性                  18. 实验:超实?欠实?   19. 技术的威力

 

与师生谈现代化之弊

1:崛起的代价     2:发展必好无疑?    3:发展的恶果     4:科技进步果真进步?         5:科技的罪责 

6:开发进步善哉恶哉?7:现代化恶果之因    8:现代化恶果之因2  9:资本主义与个人主义   10:资本主义的修正与回潮

11:全球化的好歹   12:全球化的好歹     13:西化、现代化、全球化 14:现代化的本质      15:文化全球化?

16:妈的奶贼腥        17:多元优越             18:四大主义      19:“化私为公”的隐形手   20: 进步的魔咒

21:进步的陷阱    22:进步的后果       23.成功的反噬     24:进步的残酷                  25: 进步到恶神末日

26:自造成恶神

 

与师生漫谈科研文化

1:我有科研之才吗?  2:我该做科研吗? 3:逻辑推理的作用 4:人生价值     5:生命的延续         

 

已出博文系列:

与师生谈科学之弊

1:线式因果思维1      2:线式因果思维2     3:线式因果思维3         4:螺环之奇妙                 5:幻化的因果 

6:不牢靠的因果推理        7:分析还原病       8:还原论教条                    9:基因未必基因      10:割根裂本

11:强拆硬分        12:科学的领地       13:科学的致命伤         14:科学的致命伤2           15:逻辑之可错

16:逻辑可错之源       17:“脚踏实地”的逻辑?18:逻辑:真理焉?宗教焉?       19:想不清原理       20:想不清原理2

21:逻辑教的改革    22:逻辑教的改革2     23:精确性的终结         24:科学哲学                  25:务外逐物 

26:科学六弊                 27:科学之弊总结

 

与师生谈科研选题:
1:科研的战略、战术和战斗力 2:选题三准则:趋喜避厌 3:选题三准则:如何培养兴趣 4:选题三准则:择重舍轻,扬长避短

5:得题之关键           6:如何应对新潮      7:选题四建议          8:总结:选题好比找对象

 

与师生谈研究策略:

1:科研四要素    2:突出重围的法   3:人人信之而善忘的黄金法则  4:孤胆方是英雄,独创才有真才  5:大道至简,科学之魄

6:弃繁就简     7:以特制胜      8:综括               9:反行众道,改形换状       10:迷雾中的灯

11:技穷时的上策 12:驾驭时间之术1  13:驾驭时间之术2     14:保质增产之法          15:类比、联想、猜测、推证 

16:评估       17:总结与回顾

 

与师生谈学习门径:

1:广度与深度      2:增加深度的窍门1    3:增加深度的窍门2      4:增加深度的窍门3  5:增加深度的窍门4

6:增加深度的窍门5  7:增加深度的窍门6        8:如何培养直觉和想象力? 9:基础不好,死路一条?10:阅读策略1

11:阅读策略2      12:博览之术           13:增强记忆1          14:增强记忆2      15:如何听讲 

16:最佳捷径

 

与师生谈科研输出:

1:论文写作五要点 2:论文的结构、条理和语言 3:标题、摘要、引言、结论  4:作学术报告四建议  5:与编审人员打交道

 

与师生谈科研道德:

1:何谓弄虚作假              2:何谓剽窃?             3:何谓自我剽窃?               4:版权

5:谁该当作者?              6:署名顺序怎么定?        7:其他学术不当行为              8:总结



https://blog.sciencenet.cn/blog-687793-1313235.html

上一篇:谈人工智能18:实验:超实?欠实?
下一篇:谈人工智能20:现代人造的新主人?

3 焦飞 李剑超 朱豫才

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (1 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2021-12-5 22:33

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部