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谈人工智能18:实验:超实?欠实?

已有 2021 次阅读 2021-11-14 14:15 |系统分类:教学心得

学:学生,教:教师,李:李晓榕

李:现在说说还原论实验与纯化世界。还原论科学的概念世界与自然现实以及人类社会之间的联系、隔离乃至对立,集中体现于实验这个还原论科学的化身。还原论科学所在的概念世界超然于现实世界,其中既易于达到绝对的纯净简洁,也更胜任于研究简单纯净而非错综庞杂的对象。而现实世界并不纯净理想,还很复杂,绝不简单。还原论实验旨在在现实世界中发现、检验、验证概念世界中的科学规律。它连接两端,一端是纯净的概念世界(即科学),另一端是纷杂的现实世界(即现实)。解决之道是:在现实世界中想方设法得到一个尽可能纯化的局部世界。(思想实验仍旧限于概念世界,并非真正的实验。)还原论科学最成功的典范是物理、化学等硬科学,其实验精髓是创造实验室条件,即在现实世界中创造与外界隔离、能游离并控制内部因素的纯化、还原化局部世界(如上述自由落体之例中一个近乎真空的封闭小空间),它或者是现实世界的极端化,或者干脆是一个在还原论科学基础上人造的局部世界(如粒子加速器)。

  另一方面,还原论实验靠这样的纯净化、“去杂”化,来完成分而击之:提出、找到合适的纯化条件来“分”,发现、掌握相应的规律是“击”。“分”有内外二要素:与外界环境隔离,并分离内部因素。这确实很有道理,特别是对庞杂型复杂性十分有效,而且还有上述几大王牌。不过应该清楚,上述吻合、可重复性、简单性、统一性等,都只在理论的概念世界或实验的纯化世界中才成立。比如,理论预测与实验结果的高度吻合,都只在实验室极度纯化的条件下才成立,在现实世界中并不直接成立。实验的可重复性也如此。

  然而,实验所需的条件(包括物质、对象、情境等的纯化、量化、强化、特化、极端化、稳定化、标准化等还原化条件)、所产生的现象、所得的结果都有赖于人为的构建,只有在人工设计和操控下,才能在现实世界中得到。可见实验世界不是一种十足的实在,而是一种人工实在,它并非现实世界的自然实际,也非人类的社会实际。褒之则可说它是一种超越现实的“超实”,按柏拉图主义、唯实论或者还原论信念,它最能披露宇宙的本质。贬之则可说它是一种并不全真、有所欠缺的“欠实”,是半虚半实、虚实之间的存在,不可避免含有非自然的人工因素、主观因素(比如实验设计、所用工具都有赖于理论)。称相应的检验、验证工作为“虚验”大概贬之过度,但称之为“实验”是否言过其实、譽之太甚?是否更该称之为“纯验”(纯化之验)“极验”(极端化之验)?称之为“实验”,其实已然隐性地接受了还原论还原的合理性、可行性乃至真理性——把这种纯化的世界当成自然实际的典型代表,甚至接受柏拉图的理念世界为最真实。

  随着科学的发展,实验的“超实”或“欠实”(超越性、极端化、人造化)程度也日益增强,实验的地位日高、作用日大,以至于著名物理学家费恩曼甚至说:“当我们懂得观察实验是检验一个理论是否正确的唯一和最终标准时,我们也就真正地理解了科学的其他所有方面以及科学的本质。”(《费恩曼演讲录》)注意,他认为检验的最终和唯一的标准,是这种“超实”/“欠实”的实验,即我早先所说“合魂简魄”中的一种“合魂”,而不是更本质的实践——运用科学知识的践行。

  照此理再进一步,计算机仿真能在计算机上实现,而不限于人脑中,因而不“虚”,是否也可称之为“实验”?其结论是否也堪称科学规律?其规律和“实验”都基于计算机模型,它在某些假想(理想)条件下成立。很明显,计算机模型和仿真结果的洽切(吻合),只说明了无矛盾性,并不足以证明其切实性、正确性、真理性。

教:但是,计算机仿真和实验是不同的。现实世界在实验中是起作用的,但它在计算机仿真中根本不起作用。在计算机仿真中起作用的只是相应问题的计算机模型。

李:是啊,计算机仿真和实验的确有你所说的不同。不过,更准确地说,实验中起作用的是“还原化”的现实世界,并非自然的现实世界。建立纯化的实验世界就是现实世界的还原化。还原化与线性化类似。大家知道,不同的非线性函数完全可能有相同的线性化函数。所以,由线性化函数根本不可能得到它真正对应的那个非线性函数。同理,由现实世界经还原化所得的结果,难以返回得到现实世界的相应结果,因为还原化和线性化的实质都是简化,而简化难免失真。可见,应该用未还原化的现实世界的结果。但实验和计算机仿真研究的实践明显并非如此。

  其实,权威的《牛津英语大辞典》Experiment词条的有关解释是1尝试或验证行为,一次试探;不确定能否达到目的的暂时程序、方法、系统或行动;为发现未知、检验假设、建立或展示知识的操作。可见,该词满是“试”义,很多“验”义,并无“实”义,因而译为“实验”远不如“试验”准确。这两个中文词的深层含义大有区别,还原论者不会乐意把“实验”纠正为“试验”而弱化其本不该有的与“虚”相对之“实”义。

  作为经验主义的鼻祖,培根注重实践,强调归纳,十分反对以亚里士多德为代表的演绎逻辑以及经院哲学等“虚理”。他是史上最大力提倡实验的思想家。他极力主张在极端情况下严刑拷问自然,迫其招供就范,供出自身秘密,并给她套上枷锁,为人类所用、所奴役。为了科学的发展,这听起来似乎无可厚非,但反还原论者可以反诘:酷刑所得的口供就是实话真相吗?就不怕导致屈打成招、乱咬一口?征服和奴役难道不会带来反抗和还击?最近几十年来,对自然的逼迫和施暴变本加厉,几乎到了无所不用其极的地步,自然的反抗还击难道不是规模越来越大、力度越来越强吗?另一方面,亚里士多德比柏拉图现实得多、更注重经验得多。高举经验主义大旗的培根,连亚里士多德的学说、特别是演绎逻辑都要竭力反对,更何况柏拉图的唯心主义?柏拉图认为形式世界中的理念才是真理,还原论科学观认定理想条件下的规律才是真理,两者暗通款曲,对此不知培根会作何感想?

教:虽然如此,还原论科学在我们这个现实世界中不还是有大量成功应用吗?难道李老师要否定这一点?

李:我当然不会否认这一点。

  按还原论,分而击之把具体的现实问题抽象分解成纯化、假想条件下的多个概念化的子问题,分别研究解决,然后设法组合这些子问题之解来得到原问题之解。对大量相对简单或接近线性的问题,这一方法十分奏效。但对大量更复杂的问题,纵然知道如何有效分解,也难以知道如何组合以得到原问题的优良解。还原论强调其正过程——分析还原,而对其逆过程——组合——不够重视。这大概主要因为它对非线性问题缺乏通用有效的组合方法。如何行之有效地组合,取决于具体情况。正因为分解和组合都要视情况而定,所以科学是分科之学,虽有普适统一的分解原理,但各学科领域因研究对象不同,都得有自己的语言、框架和方法,以致于隔行如隔山。更进一步,同一学科领域的各分支方向因种种不同,还都得有自己的“方言”,自己独特的中介——理论与实际之间的翻译、与实际相连的模型,等等。对你的问题,这是答案的科学部分,答案的技术部分随后讲技术时再讲。

  所以,我们是否该问:在概念世界、纯化世界中成立的科学规律,必定是自然世界的真规律吗?果真在自然世界中普遍适用、普遍有效吗?更进一步,还原论方法真能战无不胜,对付各种复杂问题吗?智者老子有名言:“智慧出,有大伪。……大音希声,大象无形。……大成若缺,……大盈若冲,……大直若屈,大巧若拙,大辩若讷”。而且,大智若愚,那么是否“大伪若真”?还原论智慧是不是“若真”的“大伪”?对此,还原论者最有力而自豪的答复是:真理由实践来检验,请看由还原论科学导出的技术所取得的巨大成功吧!这是还原论者手中最大的王牌。


______________________________

1. The Oxford English Dictionary, Experiment: 1. The action of trying anything, or putting it to proof; a test, trial. 2. A tentative procedure; a method, system of things, or course of action, adopted in uncertainty whether it will answer the purpose. 3. An action of operation undertaken in order to discover something unknown, to test a hypothesis, or establish or illustrate some knowledge.



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