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[转载]科学范式是否真的到了变革的前夕,还是仍在混乱之中?| 科学四十人闭门耕

已有 953 次阅读 2022-10-31 09:58 |个人分类:博客资讯|系统分类:博客资讯|文章来源:转载

  科学范式是否真的到了变革的前夕,还是仍在混乱之中?| 科学四十人闭门耕


导  读  

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《科学四十人》系列座谈第四期


今年是托马斯·库恩《科学革命的结构》出版60周年,也是他诞辰100周年。托马斯·库恩是科学史家、科学哲学家,其著作《科学革命的结构》影响很大,创造了很多耳熟能详的术语,如科学革命、结构、常规科学、范式、范式转换、反常,等等。其中,范式和范式转换在科学界引起了很多沿用。


今天,这变成一个问题。很多人认为,我们又处在一次科学革命之中,新技术、新理论喷涌而出。我们能不能用库恩的理论来描述这场科学革命?如果可以的话,我们应该怎么使用范式这个概念来理解、刻画这些革命?围绕这些问题,《知识分子·科学四十人》系列座谈第四期邀请到北京大学前沿交叉学科研究院院长、中国科学院院士汤超、中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃、中国科学院大学杭州高等研究院生命与健康科学学院执行院长、中科院系统生物学重点实验室主任吴家睿、北京通用人工智能研究院院长、清华大学基础科学讲席教授朱松纯,做了深入交流。座谈由清华大学科学史系主任吴国盛主持,以下为文字实录。


范式是什么?


吴国盛:我们先请各位老师谈一谈自己理解的范式。这里要澄清,我们今天不是讨论库恩,只是借着这个术语来探讨当代轰轰烈烈的火热变革。即使我们所使用的范式和库恩讲的不一样也不要紧,人类很多思想进步都不是忠实地继承某些既有的术语而造就的,它往往是在创造性地误用之后。或者说,创造性的误用往往是进步的一个重要机制和动力。


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吴国盛


吴家睿:范式很有意思,一方面,没有给它确切的定义,另外一方面,又要拿来讨论。其实,库恩自己也搞不清楚,据说有人在他的书里分析出了21种范式。我就讲讲我心目中的范式和生命科学领域的范式。


我一直理解范式应该是一个框架,这个框架给我们的思维、概念、科学研究指明方向、限定视野。它的好处是给我们点了方向,坏处是把我们限在一个框子里。


前段时间是孟德尔200周年诞辰(孟德尔诞辰200周年:今天我们为何纪念这位科学巨人?),现在有一个说法是孟德尔被当时的科学界忽视掉了,人们没有看到他的贡献。我通过各种文献调研发现,孟德尔是被有意识地打压的。当时的范式是泛生论,包括达尔文和其他遗传学教授都相信泛生论。泛生论认为,身体的所有性状,肤色、高度等等,都可以有信息传递到下一代,身体的每一个部分都参与到遗传过程。


前不久,饶毅和吴仲义讨论这个问题,饶毅说达尔文没有孟德尔聪明,其实不是这个问题。达尔文的框子是泛生论范式,这限制了他对遗传的思考。而孟德尔呢,他没有这个框子,我们可以说他是破坏了框子以后的思考,他就认为每一个单个的性状都可以遗传。


再加上后面又有一个新的范式,就是魏斯曼的种质连续学说,魏斯曼认为性状是不能遗传的,遗传的是一些特定的遗传因子,比如,豌豆的颜色涉及一个遗传因子,豌豆的饱满程度又涉及另一个遗传因子,这些因子才能进行遗传,而孟德尔的理论正好跟魏斯曼的种质连续理论非常吻合。魏斯曼建立了一个新的范式,使得孟德尔的理论重新进入到人们的框架,而且得到了承认,这就是时隔三十年人们重新发现孟德尔理论的一个最根本的原因,就是范式。


孟德尔就是 “范式造英雄”,就像我们喜欢说的 “时势造英雄”。起初,科学界不承认孟德尔的理论,但是过了一段时间,一个新范式来了,大家一看,孟德尔理论可以适配这个新的范式,一下子受到了大家的欢迎。


我认为范式不仅是一个框架,而且在生命科学的发展中发挥着非常重要的作用。


王飞跃:我接着家睿的这个讲法,首先家睿说达尔文错了、孟德尔对了,我觉得如果你认可范式的概念,就不存在谁对、谁错。我理解范式就是今年的fashion(时尚),网红是谁,流量最大的是谁。刚刚去世的英女王说过一句话我觉得特别有道理,Let us not take ourselves too seriously. None of us has a monopoly on wisdom. (大家别太把自己太当回事,没有人能垄断智慧)。达尔文有达尔文对的地方,孟德尔有孟德尔对的地方,但是如果说我们这代人就把后代的才智都垄断了的话,就太不像话了。


吴家睿:飞跃老师,我要打断你。第一,我没有说谁对谁错,第二,我没有说范式是绝对的,你不要曲解我的意思。


王飞跃:我印象非常深刻的是1984年,当时我在浙大力学系,和物理系同一栋楼,系主任办讲座,我就稀里糊涂去了,当时就讲库恩的《科学革命的结构》以及范式转移这些。在此之前,科学对我来说是极其神圣的,带着光环。听完这场范式转移的讲座,这个光环顿然消失了、没了。我觉得做纯理论和做工程没有任何区别,大家都是一种职业而已。


今年达尔文的范式来了,后年孟德尔的范式来了,像我们人工智能领域,最初是逻辑派,后来神经元网络、认知科学昙花一现,迅速给压下去了。现在又是神经元网络的时代,但可别忘了,其实上个世纪五六十年代它们风行一时。后来又是专家系统,前几年是深度学习,现在又出了Transformer,都将风行一阵子。对我来说,它就是个范式,你们说是科学范式也行、技术范式也行,就是说一个时代会有一个时代做事的方式。


范式就是fashion,就是到了这个时候了。正确的fashion、有意义的fashion是涌现出来的,不是制造出来的。不像苏联李森科,那就是制造出来的,抱歉,那是假fashion。我认为真正的fashion是涌现出来的,在整个圈子里面经过滚来滚去,稳定下来的,就是这个时代、这批人的智力水平和社会需求,就稳定在这种方式上。而且它不停地要变,就跟时装不停地要变一样。


汤超:那不停地变是向自然越来越接近,还是围着自然绕圈呢?


王飞跃:总体或长期而言是越来越近,但就像凯恩斯说的,In the long run we are all dead.(长期而言,大家都死了),考虑太宽太久就是终极的哲学问题了。它有时候是向好的接近,有时候转一个圈,有时候就是倒退。


你想,我们神经元网络弄了这么多年,1900年代孕育,1940年代出生,到了1960年代,perceptron(感知机)就想独霸天下,结果连创始人都因巨大的挫折而莫名其妙的英年早逝。后来1986年,辛顿提出多层神经元网络,又回来了,到了1990年代末,也被打了个半死,他自己工作都找不着。


汤超:但有点不一样,那个是人工智能,我是说如果大自然有规律,它是怎样的,比如刚才说的达尔文、孟德尔,都是研究自然规律。


王飞跃:这就看你的时空尺度在哪里,咱们只看一个领域,只看100年,你觉得是进步,抱歉,1000年是不是进步?我没那个认识。1万年是不是进步?我也没这个认识。


朱松纯:我想库恩在当时研究科学范式的时候,他研究的科学对象还比较纯粹,宇宙学、物理学、化学到生物学,研究的群体就那么大,问题就那么多,节奏也不快。就相当于我们60年代、70年代,全国只有几部电影放映,好像哪儿放了一部不同风格的电影,整个范式就改变了。


但从我们研究人工智能的角度来讲,节奏很快,这么多分支,每一个分支可能都在发生范式转换,不存在全球只有一个统一的范式,范式就是一种研究的模式,然后有一批坚定的跟随者。


我认为范式不是绝对的,而且各个领域都不一样、都在发生,各个分支发展到不同的阶段,要解决不同的问题,范式就转化了。美国DARPA(美国国防高级研究计划局)在申请项目的时候就明确要求你提出的方法是disruptive(破坏性创新,颠覆式创新),你要不颠覆,是incremental(渐进式的),就不资助,所以你必须不断地想提出这种范式的转换。这是我的第一个看法。


第二,我认为每个新手刚进入一个研究领域的时候,视野不够宽广,肯定是跟随某个固定的范式,以为这个世界的研究就是那么回事,很多人可能一辈子就在这个范式里没出来。我记得很清楚,到波士顿读博士的时候,研究前沿问题的人都有自己的学派或者学术圈子,相当于各种有自己的教堂(church),大家各有一套 “仪式” 来解决问题,有一套理论和世界观,有自己的 “上帝”。


随着这个领域变得重要和热门起来,各个学派就开始碰上了。原来每个学派各占一块儿地,相安无事,你有饭吃,他也有饭吃,碰上了之后,就可能会产生这种一些争吵。比如刚才王飞跃老师提到的神经元网络,大的学派被打下去变成一个小学派了,那有可能之后还会翻过来了,是这么一个过程。相比来说,现在互联网信息发展太快了,去中心化、民主化了,不存在有那么几个大学派来控制科学世界。


汤超:我觉得范式可能不太好定义,但作为一个理论框架、一种思维方式、一套做科学的标准,还是存在的。比如以前亚里士多德讲究思辨,到了后来,特别是伽利略开始特别讲究实验,实际上就是范式的变化。后来相对论,又推翻了牛顿的绝对时空观念,应该说也是范式变化,但是,我倒不觉得相对论以及后来的量子力学跟原来的牛顿力学不相容。


库恩讲一定要有危机,在其他学科不一定成立,但在物理学的确如此。比如量子力学为什么产生?因为比如黑体辐射、光电效应等等这些离散的东西,经典物理解释不了,可以看作是物理学的一个危机。量子力学可以说是范式转变,但也不是说把原来完全抛弃。在这个意义上,确实是有科学革命,至少在物理学,科学革命也确实是跟大自然的规律越来越近似。范式转换、科学革命是一个进步的现象。


但是,其他学科,比如生命科学的进步好像不是通过范式转化,也许孟德尔和达尔文有从泛生论到基因论的范式转化,但是后来分子生物学革命、基因组、各种组学,都是因为技术的进步。比如现在,大家可以用X射线来研究蛋白质结构、DNA结构,看到了物质的分子基础、基因的分子基础,所以带来革命,是新技术把大家又往前推了一下,基因组学也没有抛弃传统的分子生物学。这不是范式转化,你可以说产生一个新的范式,跟原来的范式相比有互补或是平行。


在生命科学领域,库恩科学革命的理论,至少那一套结构不是很对得上,不是一些谜解不动了,有反例、有危机等导致革命。各种进步更多是各个学科的交叉带来的,以前特别是物理学、化学,现在是计算机科学、数学、工程技术越来越多地用在生命科学领域,推动了各种各样的进步,让我们看到了很多以前看不到的东西,产生不断地进步。


范式是否正在迈向变革?


吴国盛:各位老师对范式的理解还是有很大的不同,我也听出一个共同点,范式是一个多元、相对,很容易被打破、而且也应该被打破的东西。这个当然不是库恩的初衷,库恩的意思是范式和革命对应——有范式就没革命,有革命就多元范式、相互竞争,也就是没有范式,称为失范。当我们讲范式,想的是范式变革。诸位根据自己学科的情况,感觉今天我们还真是处在一个热火朝天的失范或者准失范,呼唤多元范式的背景。


先问汤超老师,物理学科在今天是不是正在经历范式转换,或者叫革命?革命在学术上表示创新,革命性的变化、革命性的变革、革命性的轰动…… 但目前物理学似乎比较沉得住气,很少发生革命,库恩也是拿物理学作为研究背景,他提出多数时候的科学就是常规科学,范式内的科学,守范科学。


汤超:物理学肯定有很多还不清楚的东西,比如暗物质、暗能量,很多谜题解不开,大家也在做各种各样不停的尝试,包括现在超玄理论又有更新,说我们整个宇宙的物质世界、能量世界实际上是量子纠缠,从更基本的层次来思考。物理学的这种尝试,如果确实有突破,那至少会给理论带来很大的修正、拓展,或者是一个新范式。


还有一点,至少在粒子物理最高潮的时候基本上是还原论,到后来凝聚态物理就有emergence(涌现)、衍生论,后来的超导、半导体很多涌现现象。物理领域对这个理解还是很不够,以后如果有可能再有一些比较大的突破,就应该在复杂系统、衍生论方面。现在这方面基本上没有范式,属于前范式阶段。有一些特定领域,比如非平衡系统,一定是需要一个新的范式才能有更深刻的理解。


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汤超


朱松纯:我们谈范式大概有几个层次,大的层面就是所谓科学范式,就是能带来世界观的改变;下面一个层次是科研范式,就是一种方法论、组织模式;最小的是技术范式,就是技术手段、工具,以前大家用锤子,后来大家用扳手了,那只是技术范式改变了。


我们之所以今天来谈科研范式,是因为我国到了要鼓励原创科技的阶段。以前,都是跟着别人的学派走,每个学生、科研人员都是在别人的范式之下做科研,渐进,1到3,3到n。我们现在希望做0到1,自己开出一个范式,才能变成世界的科学中心,这就要提出自己的纲领,独树一帜。


但是,当我们谈到最大层面的范式来看,我们意识到一个很值得关注的问题。从1900年到1960年代,这前60年,出现了量子力学、相对论、计算机、通信理论、信息论,甚至DNA双螺旋结构,这些大的、改变世界观的发现和发明都是那个时候发生的。但是从1960年代到2020年代,最近这60年,大家数来数去,好像没有什么太大的、颠覆式的框架变化了。


其实在美国,前段时间也是讨论这个问题,为什么出现这么一个情况?我们现在的科研经费估计比60年前多了上百倍,科研人员也是量级上的增长,反而没有一个大家都觉得特别大的、颠覆式变化,反而是渐进式的,都是在常规科学。


所以,大家就反思我们这个科学共同体到底出了什么问题,我大概总结四个原因。


第一个原因,是我们现在没有大的战争。因为60多年前那个时候,有一战、二战、韩战、越战、冷战的军备竞赛,大家必须要去以性命相搏,要找最根本的东西,否则国家就完了,所以大家都投入其中。我们现在研究人工智能的,去搞什么美颜、去噪、算法精准推荐等,没有想国防这些大的问题。当然,现在因为中美科技竞争,我们开始往大的方向去想,我觉得这是一个很大的动力。


第二个原因,是科学共同体的生态现象。有人观察一群鱼或者一群鸟,当群体比较小、比较自由,能够散得比较开,出现新的东西;而当这个群体太大,就滚成一团了,造成内卷, 很难有领头的个体能离群行动。我们现在的一大现象就是,科研人员太多了,什么问题都一大群人,人一多就内卷。库恩当时就说,科学家的巨大声誉不是因为他们产生了巨大的变革,而是在常规科学里证实了大家公认的问题、猜想,解决了大家都知道的谜题,带来轰动和名声。具体来说,做热点问题,更容易发论文,得到同行的认同。


第三个问题,科学共同体的文化发生了巨大的改变,特别是自从2005年H-index诞生以来。《美国国家科学院院刊》上一篇文章说我们是一个科学家玩自拍的年代,每个科学家就自拍,每天有个主意赶紧发表,现在甚至有些有名的人就连文章都懒得发表了,他自己在推特上直接发布言论,说这个不行、那个错误,发表几句话,就被几十万粉丝阅读转载!


以前是发布杂志论文,后来到了会议论文,到现在会议也不要了,直接上推特。大家的方法没有什么区别,很少有人能够独具匠心,能够说出跟别人不一样的思路。你发个论文,几天以后,人家发了另外一个论文挂到网上去,也不需要审稿,说performance(绩效)又提高了,这是第三点。


他们为什么要这样做?他说,你看这人刚发了论文,一下引用了几百上千次,那些去搞冷门的,半天没人引用,仿佛科学工作的重要性就在于引用多少。那什么论文引用多?肯定大家扎堆的时候引用多。


第四个我认为是根本的原因,就是现在面临的是复杂系统。牛顿研究万有引力的时候, 整个太阳系用100个变量就可以说得很清楚了,但我们人脑是万亿级的神经元,复杂系统用还原论的办法能够起到作用,但是解决不了问题。所以我觉得我们要等待一场巨大的革命,即是否能够解决复杂系统的问题。而且我比较乐观,也许中国人能行,因为中国讲究综合,系统论、整体论,讲究大一统,我们的文化鼓励团队作战、有组织科研、集中力量办大事,说不定这是我们的机会。


汤超:你说的这四点后面三点我都有同感,第一点我不太同意,很多科学的大进步并不是战争逼出来的,有些科学的应用是战争逼出来的。牛顿、爱因斯坦、量子力学,这些都不是战争逼出来的。


另外,最后说的那句话,如果要做复杂系统一定要团队作战,这个我也不太同意。就像你说的,一个鸟群大了的话,就很难有创造性,还是要自由飞翔比较好。


问题驱动转向数据驱动


吴家睿:我觉得我们讨论范式要分层。首先,范式是怎么来的;第二,范式提供的综合意义和功能,比方说常规科学解谜;第三,范式有没有可能转化。这些可能都要分开讨论,搅在一块就容易令人困惑。


汤超老师刚刚说,今天生命科学的进步就是由各种技术推动,看不出革命性或者说框架性的变化,这里我有一点不同意见。从上个世纪50年代,生命科学主要以还原论为主的分子生物学,囿于技术以及研究的水准和方式,只能是碎片化的。到20世纪末21世纪初,人类基因组计划之后,就提出了整体性研究。人类基因组计划可以理解为是一种积极的科学研究项目,也可以理解为正在建构一种新的范式。这就回到了一开始的问题,范式怎么来的?


基金委过于注重传统的研究范式,就是hypothesis-driven(科学问题驱动)的研究。这里的范式超越某一个具体学科,指的是整个科学观、世界观的范式。申请科学基金、研究生做论文,都是要提出一个科学问题,并围绕这个科学问题展开。


但是,人类基因组计划实际上是数据驱动,并没有一个清晰的科学问题,就是要把30亿个碱基全部搞清楚,这是一个discovery(发现)而不是一个hypothesis(假设)。在这个意义上来说,它就形成了一种新的研究范式,我们今天也叫数据密集型研究范式。


范式分成不同的层次,有科学观的层次,那是超越每一个单一学科的,比方是数据驱动还是假设驱动,这是两个不同的范式。到了我们生命科学,人类基因组计划数据驱动和过去碎片化的研究范式不一样。过去,我们就盯着零件,拆开看如何结构、什么功能,现在是从整体的系统的角度,完整地理解问题。


我们需要把 “范式怎么来的” 和 “范式是什么、做什么” 区分开来,这里再强调一点,就是其实我们普通人很难去创造范式,但是,我们希望在一个范式指导下工作,所以,做框架的人很少,那都是天才,但天才一旦做了一个框架,大量科学家就是常规地解谜、解题,做这样的工作。


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吴家睿


汤超:我澄清一下,我觉得我们刚才主要是讲科学范式,而科研范式变化还是挺大的。在生命科学,分子生物学、还原论是一种科研范式,基因组学、整体论也是一种。我刚才想说,生命科学的进步跟库恩说的《科学革命的结构》不太一样,并不是说把以前的推翻了,基因组学革命没有把分子生物学推翻,而是互补。


我非常赞同现在提到的数据驱动科研范式,这是一个很大的转变,特别是现在数据越来越多。


王飞跃:问题驱动和数据驱动的问题,我个人认为不单是方法论也是世界观。


看看人类的发展史,以前要神来定,什么都归到神的领域,只要神认定,大家都认了。后来,就变成了理性认定,牛顿、爱因斯坦来了,要科学定理、科学认定。走到现在,就是数据认定了。这是一个具体化的世界观的转变,是哲学上新的思维方式。


其实库恩本人也意识到这些问题,最初的提法是范式之内不革命、常规,范式的转移,引起各种冲突才是disruptive(颠覆性的)革命。我个人是反对革命这个词的,我不希望革命,我就想演化,演化多好,都是向真理逼近,别动刀动枪,为了我们自己的生活安逸,我肯定反对革命,这是人性。30年后,库恩写的《结构之后的路》,他坚持不可通约性,不可比较,甚至交流都不可以了。也可以说,他把这一段时间大家的说法都网罗进来了,更显示多样性的内在与必然,更哲学,更不革命了。


汤超:特别是在生命科学,以前特别重视假说,首先有一个假说,然后我来证明这个假说成立还是不成立。推广到科学基金,首先有个科学问题。


当我们已经有一个科学范式或者说思维方式,特别是要根据某些框架来做事,这个模式还比较有效果。但是现在数据越来越多,而且我们相信自己没有那么聪明,我们并不能把所有的科学问题事先想好,那可能数据驱动是一个很大的发现突破口。就我先把数据拿来分析,搞不好可以提示我们,里面有什么科学问题可以研究。


朱松纯:在美国,我参加过NIH(美国国立卫生研究院)的申请,当时觉得很奇怪,NIH的项目报告要求你写的时候必须拿出一个假设出来,我说我没有假设就是一个模型或算法,但NIH有它固定的思维套路。


到写DARPA(美国国防高级研究计划局)申请的时候,它就明确说了,不接受 evolutionary technology(演变性技术),就不要把申请送过来了,他们只接受 disruptive technology(颠覆性技术)的申请。所以这就是非常有意思的科研文化差异。


我认为过去这几十年最大的突破还是 sensor technology(传感器技术),各种测量的、检测的传感器、成像设备,看到细胞里面、观察脑袋里面的神经活动。工具越多,数据越多,这就产生了大数据,数据爆发是这个时代最显性的特征。


记得是2000年左右,刚刚千禧年互联网来了之后,我们当时写项目申请的时候,就强调数据的 “海啸” 要来了,然而事实确确实实是海啸,而且这个海啸非常的大,把地上的结构、建筑(学科体系、学术范式)全部冲毁了。我们中国有个成语叫做 “山崩海啸”,海啸来了,把山都冲垮了!


我们当时一开始是欢迎水来,赶紧去冲浪啊,结果冲了一段时间回来一看,破坏性地把房屋、结构冲没了。以前,我们搞各种模型,结果发现在巨量的数据面前完全说不上话。所有的人拿数据说话,拿数据性能说话。“江山代有才人出,各领风骚数百年。” 以前的科学范式比如牛顿、爱因斯坦、达尔文这些人是可以领百年风骚的,后来就是几十年,几年,现在变成了几个月、几天。


王飞跃:现在研究就是打榜,用开源打榜,至于开源的东西是不是有问题,不太理,甚至已无能力理。


朱松纯:这个其实我认为是科学的倒退,它的正面作用就是大量数据来了以后,生物可以来研究越来越大的整体、复杂系统,研究以前研究不了的问题。坏处是,把原来的范式结构冲掉了,学术权威也被干掉了。以前一个名牌大学教授是有权威性的,现在可能干不过一个大学生。大学生捣鼓一个什么东西出来,数据一跑,结果还挺好,虽然解释不了,但他结果就是好,你们还得认。


以前我们认为科学是一个解释得非常透明、很清楚的东西,公式写得很漂亮、很简单,三五个变量,爱因斯坦也好、牛顿也好,定义里面不超过三个变量,基本上很简单一个方程,很美,但我们现在就开始接受解释不清楚的东西,只要它局部work(有用),慢慢也被人接受了。


王飞跃:这是个思维方式的变化。


汤超:但你觉得这是永久的吗?以后我们都不搞清楚,只要数据来做一些预测就行了。


朱松纯:我觉得这是一个倒退。


王飞跃:可以说是倒退,也可以说我们现在都是 “九斤老太”。


我个人认为,现在确实就是在一个革命的关头,尽管我不想用这个词。这个革命关头就跟120年前量子力学、相对论出来时是一样的。那时候为什么会革命?因为大家处理的东西不一样。尺度上,研究粒子、原子,越来越小了,或是整个宇宙,越来越大;速度上,以前是牛马的速度,现在要研究到光速。尺度和速度的变化,逼出了量子力学、相对论。以前平行线从不相交,但那是在绝对空间,现在到了非欧空间,平行线相交了,进入一个新的空间。


汤超:但它不是解释不清楚就算了,这个还是解释得更清楚了。


王飞跃:对,那是by-product(副产品),不是主流。革命性的地方是世界观变了,空间的概念变了,从欧式空间到了非欧空间,永不相交的东西相交了,正交、无限个点交,我认为这是它革命的地方。虚的东西开始实了,实的东西开始虚了,我们工程系统社会化了,社会系统工程化了,结果就是连原本简单的系统也复杂性化了,所以智能热了。


范式变革的契机


吴国盛:今天我们处在一种紧张的旧范式失范,并呼唤新范式的境况,或多或少地呈现出范式转移方向的两大趋势:一是研究层面上,从问题和假设驱动到数据驱动的科研范式转变;二是简单系统到复杂系统,或者说从物理还原论到复杂系统浮现论。我希望大家再进一步精确定位一下,今天我们究竟是革命在望还是在混乱之中?


王飞跃:我觉得还是在混乱之中,还没到那个时候。


以前,牛顿范式是大定律小数据,三大定律放诸四海而皆准,几十个参数就敲定整个自然界。现在,社会学家默顿提出来大数据小定律,海量的数据,弄一个大模型几百亿个参数,只在这个村、这个店有用,过了这个村、这个店,就没用了。这变成了一个新的范式,大家都来做。问题是数据驱动要跟科学、规则、逻辑驱动并行起来,才让人觉得舒服。人的心理上一定要是大定律小数据,这个世界才让他觉得舒服。


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王飞跃


吴家睿:我觉得数据驱动更多是一种研究的方法或者策略,它本身不是自然界的定律,数据驱动是帮助我们找到更多的定律。


王飞跃:以前研究物理的自然现象,框架要靠摸索、探索,但是现在像我们人工智能,框架是要靠建设的,所以叫自我实现,叫默顿定理。


朱松纯:说到了核心的一个问题,就是我们承认和接受未来社会就是大数据或者说是说不清楚的,而且这个模型就非得这个村,那个模型非得那个店,没有一个统一的说法,这是目前比较流行的说法。但我个人认为,这是一个很大的误区,科学的发展就是寻求最简化的解释,之所以变成现在这个局面,根本上是研究方法出现了问题。


什么意思呢?就是智能如果作为一个客观现象来拟合,那它的模型确实非常复杂。我们原来做了一个简单的判断物理与智能边界的实验(生命度),比如说一个房间里面两个物体碰撞,那是很简单的,几轮参数就可以拟合;但如果是两个人,一个人跑出去另外一个在追逐,有各种各样的社会关系,那物理模型(能量函数、大数据模型)是解决不了的,每一段的智能体运动都要用一个不同的模型来拟合,还是说不清楚。


但是,假设用一个唯心的价值函数,不再是能量函数来描述的时候,非常简单就把它描述清楚了。所以为什么我后来讨论 “理学” 和 “心学”?心学里面讲,“心即是理,心外无物”,它认为世界上那么复杂的智能现象都是由简单的价值观驱动,找到你的价值观,你所有的行为就不复杂。如果我专门去复制你的行为,那就是邯郸学步,拟合是拟合不完的。我一旦搞清楚你的价值取向、你的定位与格局,那你的一切行为都可以被很简单的动机所解释了。


所以我认为,现在整个人工智能,大家还是用原来的一个拟合方式,用大数据的办法想去解释人的所有的主观行为,这是走不通的。


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朱松纯


王飞跃:我赞同,所以我觉得光凭技术不够,还要从哲学思维上突破,being(存在)、becoming(变化)之外,还要加一个believing(信念)。


我认可三个世界,物理世界描述知识,心理世界预测知识,现在加上人工世界,叫prescriptive(引导性)知识,就是像医生开处方一样,给你引导,需要这种智能。当然,这只是一种探索而已。原来是讲结果,现在要讲emergence(涌现),要把整个过程加进去,将来要把价值、目标也变成我们研究构造的一个过程。


朱松纯:人在进化过程中,空间是不断跳跃的,产生新的空间、新的变量、新的思维。我们的价值观定义在多大的空间上,就反映出多大的格局,也产生了复杂的现象。但是,价值本身非常简单,搞清楚之后,就不需要拟合行为。我认为,从人工智能的角度讲,我们处在一个突变的年代。我们要接受主观唯心模式和客观唯物模式的结合。


吴家睿:我觉得可能要限定一个领域,我只能从生命科学角度来说是处在一个新的革命时代,而里程碑就是人类基因组计划,将来的生命科学整个的图像和指导它的理论,都会超越过去传统的分子细胞生物学。我自己就处在这个范式转变的中间,从传统的分子生物学出来,现在研究系统生物学、复杂系统、涌现、大数据,这些都是革命的象征吧,比上世纪50年代有巨大的变化。


如果科学不能带我们走向迷途,那它还有什么价值呢?


吴国盛:我们刚才谈到两个层面上的范式转换,一是世界观意义上,简单性、复杂性,死性、活性,物性、生命性。二是评价体系、激励机制上的。现在我们谈谈第二方面,为什么现在大家都以影响因子来扬名立万?


朱松纯:我们评奖、评帽子,好多东西都拿数字说话——发表了多少篇顶刊文章,H-index是多少,这就是硬的客观指标,其它被认为是主观的指标。以前科研范式下有科研权威,我们去找名校里的权威,一个电话打过去或者写一段话,很短的推荐信就管用。现在革命到来,权威被打翻了。


王飞跃:我们这个领域现在叫什么HIT。一是H-index,二是Individual highest citation(本人引用量最大的文章),三是Total citation(本人引用量总数),这就是你学术影响力的 “炸弹”,拿这个形成权威。现在我们这个领域最大的问题是什么呢?就是已经超出我们自己的掌握范围,有全让算法控制了的趋势。我写什么文章,算法就根据HIT,就给我推来这一批文章,由此自动生成初稿。你想要你自己的这个文章也高引,就得老老实实看这些文章引这些文章。因为数据证明,引用这些文章,别人才看你的文章,你怎么办呢?对于科研,这是很可怕的事情。


吴国盛:这些就是会影响我们整个国家的科技评估方式。


王飞跃:我最反对这些,但是我现在有跟学生说,那你也得看看这个,先把这个做好再去说别的。你这个都做不好,什么都没有,你说你权威谁信?你做好了,都不一定是个好科学家;但你都做不好,怎么说自己是科学家呢?


吴国盛:这个问题很大。要改变科学没有突破的局面,这种评估方式得打破。


王飞跃:这就跟我们高考一样。说打破它容易,问题是现在这种情况,打破了这一个,来了个更坏的,怎么办呢?


吴家睿:关于评价系统,我认为美国在布什报告提出以后,引发了科学的世俗化和功利化,好处是用科学来推动整个社会的进步,坏处是把科学紧密地捆绑在一个功利的战车上。


H-index,SCI影响因子其实本质上都是一样的,就是为科学家的名声服务的。为什么要出名呢?因为出了名,可以评职称、拿奖、有高工资,那实际上这种理想和目的都是有某种功利性的因素。由于布什报告,科学变成了国家的建制化体系,国家操心怎么样来支持科学,潜在涵义是科学怎么为社会、为国家服务。


我们整个社会严重功利化,不管是教书还是搞哲学,其实都逃不了功利两个字,所以我们现在所有的评估系统,其实就两个字,功利。如果你不超越这个,就很难去做别的事,无非把H-index变成SCI变成Q因子,其实换汤不换药。


包括 “四唯” 的问题也是一样,现在经常很多老师就在问,不 “四唯”,拿什么来进行评估?听上去很有道理的,但是实际上骨子里面,现在对于所有人的评价,就看有用没用。说到底,还是一个功利化的问题。


朱松纯:回到我一开始谈的问题,为什么科学在上个世纪60年代以后没有大的革命性发现?几年前有一个欧洲同事回答我:因为这60多年是美国人在领导,包括所有的评价体系,都被美国人搞乱了(笑)。


吴国盛:我们能不能展望一下,未来有没有一种兼顾国家指导和科学共同体的追求,有没有这种制度下并存的关系,以免重蹈美国式科学的覆辙?


朱松纯:我听到的最大的抱怨是关于 “帽子” 的评审。国家越去搞这些东西,影响越坏,大家就冲这个目标去了。


王飞跃:有些十分杰出的年轻人至少半年时间在跑这个,现在成了一个工程,人盯人,弄到专家名单,都派人去盯着,简直是已经荒唐到无语的程度了,以前是一个人跑,现在一个团队跑。


汤超:可能短期内是比较难解决,对此的一个解释是,我们国家的这一套体系都比较同质化,没有多元性。假如有些民间的资助,不在乎这些,专门资助一些不一样的想法。


王飞跃:我自己做的研究是去中心化,或者说全中心化,让大家都成中心,还有DeSci,去SCI,且有明确的系统,利用区块链智能上DAO,谁贡献谁受益,我觉得这预示着真正的自然科学和社会科学变革的时候来了。


吴家睿:对于青年科学家,我觉得破局涉及到三个方面。第一是涉及到理论的,大部分生命科学家都是在还原论的指导下开展工作,我们现在需要从系统论的角度来做,不然就会研究得越来越细,对一些很细节的事情过分得关注。从研究理论和思维方式来说,光看细节是不够的,要有系统的观点。


第二,研究方法,生命科学现在某种意义上是技术驱动,也有一个趋势就是研究内容追求流量、追求技术,我建议更多提倡思考、提倡理论。


第三,现在功利现象特别严重,要弘扬科学精神,比如日本花样滑冰运动员羽生结弦坚持跳4A,他不追求金牌,而是追求超越人类极限。我们科学家不要去追求金牌、银牌、铜牌,而是要去跑得更高、更快、更远,奥运会精神应该发扬到科学研究上。福柯在他的自传里说了一段,如果科学不能带我们这些有知识的人走向迷途,那科学还有什么价值呢?


吴国盛:海德格尔有另外一句话,他说,“行伟大之道路,犯伟大之错误”。不犯错误没法伟大,要追求一些卓远的东西,不要盯着眼前的功利。



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