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任定成 | AlphoGo Zero:知识的僭妄,还是致命的自负?

2017-10-23 任定成 共同自由

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编者按

继AlphaGo之后,AlphaGo Zero又狠狠教训了人类。

经验主义战胜了理性主义?还是机器战胜了人类?知识无用,还是人类自负?这是人类的胜利,还是人类的“毁灭”?有太多太多的问题需要解答。但至少有一点是明确的,那就是李开复老师在文章中说的:“应当正视中国与西方国家在人工智能领域的差距”。除此之外,就像笔者转发的另外一篇文章——《诺贝尔讲座 | 哈耶克:知识的僭妄》所讲的,人类的知识是有局限的,人类是自负的。知识,是武器,也是枷锁!


中国虽然已经是世界第二位的GDP大国,但是在不少的高精尖领域仍然与西方国家有相当差距。就其中的原因,教育体制和教育理念难辞其咎。就像任教授在本文中说的,中国历来重视人文社会科学,而忽视了自然科学,这在翻译出版的读物中就能反映出来。这篇文章是任老师主编的《科学素养文库·科学元典丛书》的总序。笔者通过语音转文字的方式刊发于此,也是希望借此大讨论的时机,为科普阅读振臂一挥罢了。

AlphoGo Zero:知识的僭妄,还是致命的自负?

任定成 

中国科学院大学教授、博士生导师

这里所说的科学元典,是指科学经典中最基本、最重要的著作,是在人类智识史和人类文明史上划时代的丰碑,是理性精神的载体,具有永恒的价值。




科学元典或者是一个严密的科学体系的构架,或者是一个生机勃勃的科学领域的基石,他们既是昔日科学成就的创造性总结,又是未来科学探索的理性依托。

 

哥白尼的《天体运行论》是人类历史上最具革命性的震撼心灵的著作,他向统治西方思想千余年的地心说发出了挑战,动摇了正统宗教学说的天文学基础。伽利略《关于托勒密与哥白尼两大世界体系的对话》,以确凿的证据进一步论证了哥白尼学说,更直接的动摇了教会所庇护的托勒密学说。哈维的《心血运动论》对以人类躯体和心灵的双重关怀,满怀真挚的宗教情感,阐述了血液循环理论,推翻了同样统治西方思想,接连被正统宗教所庇护的盖伦学说。笛卡尔的《几何》不仅创立了为后来诞生的微积分提供了工具的解析几何,而且折射出了影响万世的思想方法论。牛顿的《自然哲学之数学原理》,标志着17世纪科学革命的顶点,为后来的工业革命奠定了科学基础。分别以惠更斯的《光论》和牛顿的《光学》为代表的波动说,与微粒说之间展开了长达200余年的论战,拉瓦锡在《化学基础论》中详尽论述了氧化原理,推翻了统治化学百余年之久的燃素理论,这一智识壮举被公认为历史上最自觉的科学革命

 

道尔顿的《化学哲学新体系》奠定了物质结构理论的基础,开创了科学中的新时代。使19世纪的化学家们有计划的向未知领域前进。傅里叶的《热的解析理论》以其对热传导问题的精湛处理,突破了牛顿原理所规定的理论力学范围,开创了数学物理学的崭新领域。达尔文《物种起源》中的进化论思想不仅在生物学发展到分子水平的今天,仍然是科学家们阐释的对象,而且一百多年来,几乎在科学、社会和人文的所有领域都在施展它有形与无形的影响。《基因论》揭示了孟德尔式遗传性状传递机理的物质基础,把生命科学推进到基因水平。爱因斯坦的《狭义与广义相对论浅说》和薛定谔的《关于波动力学的四次演讲》分别阐述了物质世界在高速和微观领域的运动规律,完全改变了自牛顿以来的世界观,魏格纳的《海陆的起源》提出了大陆漂移的猜想,为当代地球科学提供了新的发展基点。维纳的《控制论》,揭示了控制系统的反馈过程,普里戈金的《从存在到演化》发现了系统可能从原来无序向新的有序态转化的机制,二者的思想在今天的影响已经远远超越了自然科学领域,影响到经济学社会学政治学领域。

 

科学元典的永恒魅力,令后人特别是后来的思想家为之倾倒。欧几里得的《几何原本》以手抄本形式流传了1800余年,又以印刷本用各种文字出了1000版以上。阿基米德写了大量的科学著作,达芬奇把他当做偶像崇拜,热切搜求他的手稿。伽利略以他的继承人自居,莱布尼茨说了解他的人对后代杰出人物的成就不那么赞赏了,为捍卫《天体运行论》中的学说,布鲁诺被教会处以火刑,伽利略因为其《关于托勒密与哥白尼两大世界体系的对话》一书,遭教会的终身监禁备受折磨,伽利略说吉尔伯特的《论磁》一书伟大的令人嫉妒,拉普拉斯说牛顿的《自然哲学之数学原理》揭示了宇宙的最伟大定律,它将永远成为深邃智慧的纪念碑。拉瓦锡在他的化学基础论出版后五年,被法国革命法庭处死,传说拉格朗日悲愤的说砍掉这棵头颅只要一瞬间,再长出这样的头颅,100年也不够。


《化学哲学新体系》的作者道尔顿应邀访法,当他走进法国科学院会议厅时,院长和全体院士起立致敬,得到拿破仑未曾享有的殊荣。傅立叶的热的解析理论中阐述了强有力的数学工具,深深影响了整个现代物理学,推动数学分析的发展达到一个多世纪,麦克斯韦称赞该书是一首美妙的诗。当人们咒骂物种起源是“魔鬼的经典”、“禽兽的哲学”的时候,赫胥黎甘做达尔文的“斗犬”,挺身捍卫进化论。撰写了《进化论与伦理学》和《人类在自然界的位置》,阐发达尔文的学说。经过严复的译述,赫胥黎的著作成为维新领袖、辛亥精英和五四斗士改造中国的思想武器。爱因斯坦说法拉第在《电学实验研究》中论证的磁场和电场的思想,是自牛顿以来物理学基础所经历的最深刻变化。

 

在科学元典里有讲述不完的传奇故事,有颠覆思想的心智波涛,有激动人心的理性思考,有万世不竭的精神甘泉。



 按照科学计量学先驱普赖斯等人的研究,现代科学文献在多数时间里成指数增长趋势,现代科学界相当多的科学文献发表之后,并没有任何人引用,就是一时被引用过的科学文献,很多没过多久就被新的文献所淹没了。科学注重的是创造出新的时代知识,从这个意义上说,科学是向前看的,但是,我们也可以看到这么多文献被淹没,也表明划时代的科学文献数量是很少的,大多数科学元典不被现代科学文献所引用,那是因为其中的知识早已成为科学中无需证明的常识了。即使这样,科学经典也会因为思想很有意义而像人文领域里的经典一样具有永恒阅读价值,于是科学经典就被一编再编、一印再印。

 

早期诺贝尔奖得主奥斯特瓦尔德编的物理学和化学经典丛书《精密自然科学经典》从1889年开始出版,后来以《奥斯特瓦尔德经典著作》为名一直在编辑出版,有资料说目前已经出版了250余卷。祖德霍夫编辑的《医学经典》丛书从1910年就开始陆续出版。也是这一年,蒸馏器俱乐部编辑出版20卷《蒸馏器俱乐部再版本》丛书,丛书中全是化学经典,这个版本甚至被化学家在20世纪的科学刊物上发表的论文所引用。一般把1789年拉瓦锡的化学革命当作现代化学诞生的标志,把1914年爆发的第一次世界大战称为化学家之战。奈特把反映这个时期化学的重大进展的文章编为一卷,辑为十卷《1789-1914年的化学发展》丛书,于1998年出版。像这样的某一科学领域的经典丛书还有很多很多。

 

科学领域里的经典与人文领域里的经典一样,是经得起反复咀嚼的。两个领域里的经典一起,就可以勾勒出人类智慧的发展轨迹,正因为如此,在发达国家出版的很多经典丛书就包含了这类领域的重要著作。1924年起,沃尔科特开始主编一套包括人文与科学两个领域的原始文献丛书,这个计划先后得到了美国哲学协会、美国科学促进会、科学史学会、美国人类学协会、美国数学协会、美国数学学会以及美国天文学学会的支持。1925年这套丛书中的天文学原始文献和数学原始文献出版,这两本书出版后的25年内,市场情况一直很好。1950年他把这套丛书中的科学经典部分发展成为《科学史原始文献》丛书出版,其中有《希腊科学原始文献》、《中世纪科学原始文献》和《20世纪(1900-1950年)科学原始文献》,文艺复兴至19世纪则按科学学科(天文学、数学、物理学、地理学、动物生物学、以及化学等)编辑出版。约翰逊、米利肯和威瑟斯庞三人主编的《大师杰作丛书》中包括了小尼德勒编的3卷《科学大师杰作》,后者于1947年出版的,后来多次重印。

 

在综合性的经典丛书中,影响最广泛的当推哈钦斯和艾德勒1943年开始主持编译的《西方世界伟大著作丛书》,这套书耗资200万美元,于1952年完成。丛书根据独创性、文献价值、历史地位和现存意义等标准,选择出74位西方历史文化巨人的443部作品,加上丛书导言和综合索引,辑为54卷。篇幅250万单词,共32000页。从书中收入不少科学著作,购买丛书的不仅有大款和学者,还有屠夫、面包师和烛台匠。自1965年起,丛书已经重印30次左右,此后还多次重印,任何国家稍微像样的大学图书馆都将其列入必藏图书之列,这套丛书是20世纪上半叶在美国大学兴起,而后扩展到全社会的经典著作研读运动的产物,这个时期美国一些大学的寓所、校园和酒吧里都能听到学生讨论古典佳作的声音,有的大学要求学生必须深研一百多部名著,甚至在教学中不得使用最新的实验设备而是借助历史上的科学大师所使用的方法和仪器复制品去再现划时代的著名实验。至1940年代末,美国举办古典名著学习班的城市达300个,学员约50000余众。

 

相比之下,国人眼中的经典往往多指人文而少科学。一部公元前300年左右古希腊人写的《几何原本》从1592年到1605年的13年间,先后三次汉译而未果,经17世纪初和1850年代的两次努力,才分别译刊出全书。近几百年来翻译的西学经典中,成系统者甚多,但皆系人文领域,汉译科学著作多为应景之需,所见典籍聊若星辰。借1970年代末举国欢庆“科学春天”到来之良机,有好尚者发出组译出版《自然科学世界名著丛书》的呼声,但最终结果却是好尚者抱憾而终。1990年代出版的《科学名著文库》,虽是科学元典的汉译初见系统,但10卷之小的容量投放于偌大的中国读书界,于具有悠久文化传统的泱泱大国是不相称。

 

我们不得不问:一个民族只重视人文经典而忽视科学经典,何以自立于当代世界的民族之林呢?



科学元典是科学进一步发展的灯塔和坐标,他们标识的重大突破,往往导致的是常规科学的快速发展。在常规科学时期,人们发现的多数现象和提出的多数理论,都要用科学元典中的思想来解释,而在常规科学中发现的旧典型中看似不能得到解释的现象,其重要性往往也要通过与科学元典中的思想的比较显示出来。

 

在常规科学时期,不仅有专注于狭隘领域常规科学的科学家,也有一些从事着常规研究,但又关注于基础科学思想以及科学划时代变化的科学家。随着科学发展中发现的新现象,这些科学家头脑里自然而然就会浮现历史上相应的划时代成就,他们会对科学元典中的相应思想,重新加以诠释,以期从中得出对新现象的说明,并有可能产生新的理念。百余年来,达尔文在《物种起源》中提出的思想被被不同的人解读出不同的信息,古脊椎动物学、古人类学进化、生物学遗传学、动物行为学、社会生物学等领域的几乎所有重大发现,都要拿出来与《物种起源》中的思想进行比较和说明。玻儿在揭示氢光谱的结构时提出的原子结构,就类似于哥白尼等人的太阳系模型。现代量子力学揭示的微观物质的波粒二象性,就是对光的波粒二象性的拓展,而爱因斯坦揭示的光的波粒二象性,就是在光的波动说和粒子说的基础上,针对光电效应提出的全新理论,而正是与光的波动说和粒子说二者的困难的比较,我们才可以看出光的波粒二象性的说的意义,可以说科学元典是时读时新的。

 

除了具体的科学思想之外,科学元典还以其方法学上的创新而彪炳史册,这些方法学思想,永远值得后人学习和研究。当代研究人的创造性的诸多前沿领域,如认知心理学、科学哲学、人工智能、认知科学等等,都涉及对科学大师的研究方法的研究,一些科学史学家以科学原点为基点,把触角延伸到科学家的信件、实验室记录、所属机构的档案等原始材料中去,揭示出许多新的历史现象。近20多年兴起的机器发现,首先就是对科学史学家提供的材料,编制程序,在机器中重新作出历史上的伟大发现。借助于人工智能手段,人们已经在机器上重新发现了波义耳定律、开普勒行星运动第三定律,提出了燃素理论。萨加德甚至用机器研究科学理论的竞争与接受,系统研究了拉瓦锡氧化理论、达尔文进化学说,魏格纳大陆漂移说、哥白尼日心说、牛顿力学、相对论、量子论以及心理学的行为主义,和认知主义形成的革命过程和接受过程。

 

除了这些对科学圆点元典标识的重大科学成就中的创造力的研究之外,人们还曾经大规模地把这些陈旧的创造过程运用于基础教育之中。美国兴起的发现法教学,就是几十年前在这方面的尝试。近20年来兴起了基础教育改革的全球浪潮,其目标就是提高学生的科学素养,改变片面灌输科学知识的状况,其中的一个重要举措就是在教学中加强科学探究过程的理解和训练,因为单就科学本身而言,它不仅外化为工程、流程、技术及其产物等物器形态,直接表现为概念、定律和理论等知识形态,更深蕴于其特有的思想观念和方法等精神形态之中。没有人怀疑我们通过阅读今天的教科书就可以方便的学到科学元典著作中的科学知识,而且由于科学的进步,我们从现代教科书上所学的知识甚至比经典著作中的更完善。但是教科书所提供的只是结晶状态的凝固知识,而科学本是历史的、创造的、流动的,在这历史、创造和流动过程之中,一些东西蒸发了,另一些东西沉淀了,只有科学思想、科学观念和科学方法永远保持着永恒的活力

 

然而遗憾的是,我们的基础教育课本和不少科普读物中讲的许多科学史故事都是误讹相传的东西,比如把血液循环的发现归于哈维,指责道尔顿提出二元化合物的元素原子数最简比是当时的错误,讲伽利略在比萨斜塔上做过落体实验,宣称牛顿提出的牛顿定律的数学表达式等等,好像科学史就是网络上传播的八卦那样简单和耸人听闻。为避免这样的误讹,我们不妨读一读科学元典,看看历史上的伟人到底是如何思考的。

 

现在我们的大学正处在席卷全球的通识教育浪潮之中。就我的理解,通识教育固然要对理工农医专业的学生开设一些人文社会科学的导论性课程,要对人文社会科学专业的学生开设一些理工农医的导论性课程,但是我们也可以考虑适当跳出专与博、文与理的关系的思考路数,对所有专业的学生开设一些真正通而识之的综合性课程,或者倡导这样的阅读活动、讨论活动、交流活动,甚至跨科学的研究活动、发掘文化遗产、分享古典智慧、继承高雅传统,把经典与前沿、传统于现代、创造与继承、现实与永恒等事关全民素质、民族命运和世界使命的问题联合起来进行思考。

 

我们面对不朽的理性群碑,也就是面对永恒的科学灵魂。在这些灵魂面前,我们不是要顶礼膜拜,而是要认真研习解读,读出历史的价值,读出时代的价值,把握科学的灵魂,我们要不断吸取深蕴其中的科学精神,科学思想和科学方法,并使之成为推动我们前进的伟大精神力量。

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