陈斌：自然与人文的交汇 | 博雅GE微访谈

Vol.640

微访谈

自然与人文的交汇

博雅哥说

我们常常会感慨人一生的短暂，于是有“渺沧海之一粟，羡长江之无穷”的叹息，但如果和地球的历史相比，人类文明也不过是沧海一粟。在代表着永恒的自然、宇宙面前，人类作出了许多的努力去追问与回答，这门课也是其中之一。陈斌老师向我介绍说，无论是地球科学还是这门课都具有很强的综合性，既有纯理科的内容，比如数学、物理知识，也包含了人文社科的讨论，因为一方面，人类文明的出现和发展都是基于已有的自然环境，另一方面，即便是我们所看到的自然环境，也已经包含了人为的痕迹。而随着访谈的深入，陈斌老师又和我聊到了科学技术的发展和人类思维本身的问题，这其中呈现出的自然与人类文明的关系则要更为复杂，比如人择原理、奇点理论等等。

在采访所在的实验室里有两幅大图，其中一幅就是地球的“写真”。当陈老师将这张图的幕布完整地拉下后，我仍然感受到了某种庄重感，也许这与几千年前的人类抬头仰望星空时的触动是相通的，而我们凝视的目光可以跨越时空去相遇。

图为陈斌老师和小编

关于通识教育

Q：这门课的是从去年开始开设的，不知道老师为何想要开设这门课？

我开这门课其实也挺偶然的吧。我原来是上了不少本科生的课，发现理科学生对于文史社科艺术之类的都挺感兴趣。比如我开设的一门课叫数据结构与算法，课程期间我们做了一些艺术化的东西，比如用编程画飞行的图形等等，我发现同学们都很感兴趣；另外的原因是，我本身在地空学院，接触过一些中学的科普工作，我觉得中学对地球科学的教育很不够，大家的印象中，地球科学就是中学地理书上的大学，这导致很多同学到了大学对于地球科学的理解还是很浅的。

首先，地球科学当然不是一个纯理科，而且我觉得恰好相反，它可以跨在文理之间的综合性的学科。因为地球科学的研究是从地球的表面到内核，对地球表面的研究和人类活动相关，比如经济地理和人文地理就和人文历史紧密相关，另一方面就是和物理化学结合，比如地质学，这又是几种纯的自然科学。而且，地球是目前我们人类的生存发展唯一的家园，所以生存发展是一个很重要的主题。

所以这里就体现了通识教育的一个目的，就是能够关心世界，关心社会，关心人类在自然当中的地位，人类社会发展的过去和未来的的走向，这些问题都和我们的家园——地球相关。我的课程名中，“地球”更多是代表理科，“人类文明”是文史社科，这两个词放在一起，很多人一听到这门课的名字都会觉得很有趣，而我也希望这门课既有自然科学的逻辑严密的部分，也有社科的人文关怀和深入思考。

Q：一开始对这门课的设想是怎样的？现在的想法有没有什么变化？

在课程设计上，我还是希望对地球环境和人类文明这两个部分的讨论在比重上相当。一方面希望学生能知道人类文明和智慧是怎么来的，为何能在地球这个环境中出现，其必然性和偶然性是什么；另一方面我也想要探讨，虽然人类文明的发展非常迅速，是一个加速的过程，但这几万年的过程对于地质来说其实就是一瞬间的事情，那么地质上比较固定的分布情况对人类文明有什么影响？也许是决定性的。当然也有一些社会科学方面的历史规律的支配，但是我觉得地理环境的影响还是很重要的，所以这里面可能既有偶然性也有必然性。然后我们再去探讨人类文明未来会怎么样，这是一个非常开放性的话题，所以我们会用《人类简史》《未来简史》这样的具有历史哲学高度的参考书做教材，虽然二者在时间尺度上不匹配，因为地质年代很长，动辄几千万年几亿年，而人类文明从认知革命开始也不过七万年左右的时间，但是这些内容是和前面对于宏观的演化的讨论比较匹配的。

我会在课程中列举一些事实，而事实之间具有什么关联，就需要我们运用想象力去解释。比如地球环境的演化和生物的演化有无联系，但是联系有多强是没有定论的。再比如生物的演化都是从简单到复杂，这是一个问题，而地球表面的演化也是从简单到复杂，几亿年前的地面都是平的，地面环境都非常单调，之后才有一些丰富的地形，这导致了复杂的气候，于是又会演化出多种多样的环境，而这样的环境是和多种多样的物种相匹配的，它们之间有何内在联系？所以这是一个探索的过程，我鼓励大家运用自己的想象力和逻辑能力把这些事实串成一个线索。

图为尤瓦尔·赫拉利的《人类简史》

Q：不同专业背景的学生给您带来了怎样的授课感受？

像公选课可以让不同学科的同学聚在一起，组成小组之后，每个专业的同学都有自己的看法，大家能够相互补充，可以从不同的专业的角度提出不同的认识和看法，从课堂讨论中也可以看出，这是对教学很有好处。他们之间的差异肯定是有的，而且我认为通识教育是鼓励差异的，不是上完课之后大家都变得一样了，而是上完课之后大家都有各自的收获，不同的专业看同一个问题是不一样的。我觉得这是和专业教育不一样的，专业教育在课程结束后，大家都要掌握同样的知识水平，这是一个基本的要求，而且知识内容、思维的方式都是一样的，但是通识教育课鼓励多样性，而不是上完课之后大家变得不一样，也许是更不一样。所以只要秉承这样的目标，其实授课的时候不会有什么特别困难的问题。

Q：在您看来，这门课人文部分的讨论承载着怎样的意义？

我认为这也是通识教育的目的，是让人更多思考人的价值、生命的意义，思考世界和社会，所以如果只是纯自然科学或者纯技术，可能对于人文方面的思考就比较少。所以引入对这些的讨论或许帮助学生对所从事的工作将来的发展，不光是技术本身的发展，而是说技术和科学的发展对于人类的影响是什么，最终会引导我们走向何处等问题有所思考。因为现在，科学技术正在引导或者推动人类社会以一个无法停止的步伐去向一个未知的方向，认真思考的人都会感到恐慌，因为人们对于未知的东西都是很害怕的，但是也要去思考，社会发展的科技发展的那么快，对于我们未来社会的影响会是什么样的。如果认真思考这一问题会让我们为未来做好准备，我不能说人们可以改变未来，而是说至少可以不被未来推着走。

另外就是对于大家观念的改变。因为基于我们之前对于地球的认识，常说人类工业化破坏了生态平衡，但现在我们认识到，地球本身其实是不会被破坏的，我们破坏的是适合人类生存的环境。如果我们把眼界放到地质年代，即便地球上一个人都没有，地球表面人类创造的文明可能几十万年之后就什么都没有了，而这和地球存在的时间相比，这个时间又太短了，所以我们人类的所作所为破坏的只是适合人类生存的环境，所以从这个角度我们就可以更加清楚人类自身的责任所在。

Q：您在课程中说“地球与人类文明的问题，是科学问题，也是人文历史问题，还是哲学问题，甚至会是宗教问题，本课并不仅仅讲授科学知识，我们希望这里更多的是探索、思考和争论”，那么，您是如何在课程中引入其他学科的视角的呢？

我们今年的课堂讨论部分，每个小组都会报告不同的题目，其中就会涉及到自然科学、文化历史、宗教，甚至哲学问题，这样就可以大大开阔大家的视野。

比如，哲学问题会包括，各个古文明是如何看待世界的，他们的宇宙图景是什么样的？有一个理论叫“人择原理”，认为地球环境之所以是这样是因为人类生存在这里，如果不是这样的话，人就不会在这里，不会去认知世界，所以人的智慧产生之后并去认知宇宙的话，宇宙就应该是这样的。所以问题就是，环境和智慧、人类的文明，为何这么匹配？这就是一个哲学命题。

另外，从人择原理的角度可能会得到一些原来没有想过的结论。比如我教授的另一门课，离散数学当中包含了很多数学上的逻辑上的悖论，这就已经反映了人类的思维本身是有局限的，或者说逻辑思维这种思维方式是有局限的。当你将逻辑思维运用到科学发现、科技发明的领域中，这个局限性就体现得更为明显。所以，也许科学发现就是不能发现所有的东西，更多的东西也许客观存在，但并不符合逻辑，所以人类就理解不了。比如我们觉得自相矛盾的东西就不存在，但其实它们也有可能是存在的，只不过人类无法理解。

科技与人类文明

Q：我看到老师您的公众号和课程推荐材料中有很多的科幻文学、影视作品，您是一直以来都对这方面感兴趣么？

是的。因为我觉得抽象的概念不太好理解，而在文学艺术中有很生动的描述，这也代表了人们对未来的思考。我搜集了很多科幻片，大概分为几类：气候变化、人工智能、虚拟现实、生物工程等等。科学对未来社会方方面面的影响可以通过一些影视作品非常生动地展现出来，我自己是因为看得多，所以归纳成体系了，如果大家也可以有体系地观看，对于这门课程本身的内容也会是有意义的，我觉得这也是通识教育的目的。不光是推荐，我们也在学期中组织了很多看片、讨论的活动。

Q：老师可否具体谈谈，其他学科的讨论引发了您怎样的思考？

比如离散数学中讲的很多是数学基础，原来数学家认为所有的数学都可以无矛盾地形式化，但后来发现这是不可能的，因为根据哥德尔不完备定理，稍微复杂一点的形式系统都是不可能保持一致性，所以这就否定了形式化的全能性，以至于后来影响到了物理学，在21世纪初，霍金就公开表明哥德尔不完备定理其实是对物理学提供解释整个宇宙世界的努力的否定。因为物理学去解释世界的时候也是用数学去解释，而数学或者人的形式化的思维本身就有问题，所以你去解释、认识世界的时候也会有问题，比如人类逻辑中不允许自相矛盾的存在，但否定了自相矛盾就会把很多东西也否定了，就好像倒洗澡水的时候把孩子也倒掉了一样。有一本书叫《哥德尔、艾舍尔、巴赫——集异璧之大成》，讨论了从数学到音乐艺术的共通性，都说明了人类形式化思维的局限性。认识到这个局限性其实不是什么坏事，至少让我们认识到科学不是万能的，不可能解释所有的事情。比如人择原理的推论会说，为何世界会进化出智慧，是为了认识它自身。

还有一些奇妙的自然物理变化，比如一般的物质有固态、液态、气态，密度递减，但是水很神奇，冰反而比4度的水密度要小，正是这种反常的特性使得生命的发展成为可能。比如到了冬天，如果冰的密度比水的密度要大，冰就会沉下去，水会涌上来，最后河流就会全部结冰，恰恰是因为水的密度小于水，所以可以浮在水上，隔离零下几十度的低温，使得水下的生物、特别是陆地淡水系统中的生物能够生存的。而如果没有水生的动物，就不可能会有进化出更加复杂的陆生的动物，所以物理常数只要有一点微小的变化，比如地球和太阳运行的周期和距离发生一点变化，我们现在这样的生命就不可能存在。但其实这些讨论都不是科学的范畴，科学只探讨它是怎样的，而不探讨目的和意义，不探讨为何必须这样，为何就是现在这。

图为侯世达的《哥德尔、艾舍尔、巴赫——集异璧之大成》

Q：老师您在课程大纲中也涉及到了当下大热的人工智能。据您了解，人工智能目前的发展趋势是怎样的？

人工智能以前是计算机算法，是基于规则，基于判断，基于决策树上的搜索，但是现在的阿尔法狗是基于神经网络，而神经网络其实是仿生，就是模仿神经元的工作状况，以及之间的连接，在输入输出之间是一层层神经元的相连。现在最要命的一点在于，上一代基于规则的智能是非常明确的，比如我们在数据结构算法中学到的所有算法，我们可以知道每一步发生的事情，最后的结果也是确定的，但是神经网络结构不是这样的。比如图像识别，输入输出很好理解，但是中间的几层神经网络不知道发生了什么。所以现在专门发展出了一个技术方向，试图理解神经网络结构的每一层发生了什么事情，但我觉得这不会有什么结果，因为这是和脑科学的发展是匹配的。但是有一个决定性的因素，或者是一个自相矛盾的问题在于，人脑要如何认识人脑自身？你就好像用人的智力理解人的智力似乎是不够。

Q：教学大纲的最后一课，您提到了“奇点理论”，奇点理论会认为，人与机器可以协同发展，这是否是一种乐观的表述？

其实这也不能说是乐观与否的问题，因为如果人和机器协同进化之后，我们是无法理解这样的人类是什么样的，他有无情感，他的伦理是什么？对我们而言，他完全是一个新的物种，完全不能拿现代人的常理去理解。所以人和机器协同进化之后的超人，再去看我们，可能就像看蚂蚁一样。

Q：您认为这一理论是科技发展的趋势么？

有很多人相信这一理论。他们认为科学技术是加速发展，而且加速度会越来越快。的确如此，两百年前的人和两千年人的人差不多，但是两百年前的人和现在的人简直无法做任何交流。所以这个指数级加速一旦到一定程度，现代人就无法理解了，而且我相信在我们的有生之年可以看到。也说不好这是什么样的，只能说是做好准备。

比如，人工智能已经引起了一些职业的消失。无人驾驶汽车会引起什么样的变化？对这一问题的合理的推测可能是我们很难接受的。比如我说十年以后，人类司机上路是违法的，这能接受么？但是如果整个拥堵的交通系统被无人驾驶的车替代了，车速很高，北大到国贸10分钟就能到，而且路上没有红绿灯，也不会发生任何事故，你能抗拒这样的未来图景么？所以你最后就会不想也不敢做人类司机开的车，这是很容易想象的。再比如，医学水平的发展这是有可能让我们在有生之年得到永生，只要我们活得足够久就可以看到这一天。所以这些惊人的结论不是天方夜谭，而只是我们平时没有仔细思考过。

文力 供稿、编辑 / 东宇 校对

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