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周宇旦【智能时代的怪兽】第5节:边界的意义(下)

(2018-01-26 08:15:20)
标签:

人工智能

边界原理

分类: 智能时代的怪兽

科学研究的过程

下面我们来看看,人类的科学研究,从对某种现象的惊奇与迷惑到完全认识与掌握这种现象,大概有哪几个研究阶段:

一是观察,积累经验,然后归纳出一些常见现象。

二是思考,创造理论,解释常见现象的产生原因。

三是测试,应用理论,证实或修正理论的有效性。

四是模拟,事件重现,深入了解现象的产生机制。

五是控制,去除坏现象、保留好现象,以为人类服务。

对于“积累经验”和“创造理论”这两个常规的步骤不用过多去讨论,我们从第三个步骤开始探讨。理论提出来后,首要的任务是通过测试来验证理论的有效性,一是对目前事物的重新解释是否更简单通畅?二是在理论的基础上提出推论或者预测,然后通过实验观察来实证或证伪。著名的例子有牛顿力学对海王星位置的预测,以及爱因斯坦相对论对引力红移、水星近日点进动等实验的预测。如果发现理论有瑕疵,可以对理论进行修正并再次测试。如果发现理论中存在严重缺陷,没有修正的价值,则只能放弃该理论。还有一些理论是纯粹思辨的理论,很难用实验验证,主要是采用同行评议的方法来测试,能经受各种批判而不倒的理论就是好的理论。

对于测试成功的理论,我们自然要进一步模拟其产生原理,达到完全自如地掌控,这样才能应用到生产与生活之中。比如,根据牛顿力学原理发射的人造卫星,它们在我们人类设定的轨道上精确地运行着,我们还可以根据需要随时调整它们的运行轨道,这样卫星就能完成很多任务。如果某颗卫星因各种原因失效,人类会发射新卫星接替它的工作,这样就保证了卫星的长期稳定运行。因此,这些围绕地球运行的卫星就成为了人类的新边界,就像穿在人类身上的一件衣服。关于人类边界的具体情况,我们后面再讲。

中医理论和经济学理论都是取得部分成功的关于复杂系统的理论,它们要想获得真正的成功,必须推进到“模拟”这一步骤。但是,当一个理论研究的是很复杂的系统,或者只要涉及人的时候,模拟这个系统就十分困难了。对于简单事物的模拟也许有很多办法,而对于复杂事物的模拟似乎只有一个办法,那就是计算机模拟。

中医理论的阴阳五行、人体经络、气血精津液神这些怎么用计算机模拟,感觉有些无法下手。而经济学理论总是一些简单条件下的数学模型与计算,与对真实社会环境的模拟相去甚远。为什么这么难?关键不是计算机的运算速度与存储容量问题,而是我们对“系统”的理解还不深刻,没有找到简单系统与复杂系统的共性,人类与动物的共性,思维与物质的共性。

各种系统的共性问题在于边界。然而,一般系统论的研究者所关注的系统特性是:整体性、关联性、层次性等,虽然也会提到边界,但明显不够重视。其实有边界才有系统,边界的特性体现了系统整体的特性;边界的封装体现了系统的层次性;边界的反馈特性带来了系统或子系统之间的关联性。时下关于系统的定义很杂乱,据说有20多种不同的系统定义和100种不同的系统方法。

 

系统的本质在于边界

现在到了化繁为简的时候了,我认为:应该抓住最关键的边界问题进行思考,或者说边界上的物理能量反馈与逻辑信息反馈的问题,这样系统论的研究才能有新突破。

那么,研究边界到底有何意义?系统的本质在于边界,在一定意义上边界可以代替系统。复杂的系统是一个黑盒,我们只能通过边界的反馈来了解这个系统,有的人提到黑盒就担心,总想了解黑盒中有些什么,这是一种还原论的习惯。还原论者把物体还原为结构,把结构还原为分子,把分子还原为原子,原子还原为原子核与电子,原子核再还原为夸克。还原论者百战百胜,直到发现了量子,量子是不可分割的,这是还原论的终点。但是,到了终点后,还原论者没有发现简单明了的可以解释一切的量子原理,恰恰相反,人们碰到的是量子不确定性、量子非局域性等让人更糊涂的原理。按照网络上的流行说法,要理解这些原理会把人的脑子烧坏。

所以,关于智能系统,还是图灵的行为主义定义最为合理。图灵实际上是把智能定义在系统的边界上,既然系统是个整体,那就只用关注整体的边界,以及边界上的反馈就行了,里面的结构并不重要。关于边界的研究出发点大体是这样:

1、看边界有没有反馈,有什么反馈。

2、看反馈是否及时、稳定。

3、看反馈是否有利于边界自身的存在。

4、看边界如何扩展自己。

 

虽然,我对于系统和边界问题的思考尚未完全成熟,而且寻求对宇宙万物(各种系统)的统一解释有可能是一种过时的想法,但是,基于对人工智能的梦想和系统研究的现实需要,我还是决定将这一想法拿出来和大家分享,并接受大家的批评与指教。这个存了十余年的心事,在我眼中就像笼罩在头顶的一团乌云,就让它变成雨点尽情地挥洒吧,滋润脚下的一块土地,重现头顶的一片蓝天。


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