第五研究范式与新文科浪潮

齐佳音

1.  新文科与第五研究范式

以人工智能为代表的第四次科技革命方兴未艾，推动全球进入数字经济时代，不仅带来全球经济形态、经济结构、经济动能、经济规则等的重大变革，也在渗透和变革社会结构、社会价值、社会文化、社会生活等各个方面。科技重在求“真”，人文重在求“善”；科技与人文相辅相成，没有人文的滋养，科技将失去灵魂；没有科技的发展，人文将裹步不前。日新月异的科技革命需要与时俱进的人文学科与之相伴。在此背景下，2020年11月，教育部发布《新文科建设宣言》，对新文科建设做出了全面部署。教育部高等教育司也将新文科建设列为2021年的工作重点任务之一。

新文科的“新”体现在五个方面（徐飞，2020）。一是“论域拓展”，涵盖八个门类：文、史、哲，经、管、法，教、艺。二是“价值重塑”，强调人文价值与技术发展的融合。三是“话语主导”，强调“中国特色、世界意义”的文科。四是“交叉融合”，通过与科技的融合，为老专业赋予新内涵，并在融合中发展出新专业。五是“新研究范式”，数据密集型科学发现作为第四研究范式还在持续，强调“人在回路”的人机混合智能研究范式已经启动。

2.  第五研究范式与新文科

程学旗、梅宏、赵伟、华云生、沈华伟、李国杰五位数据科学领域的科学家近期在《中国科学院院刊》发表了《数据科学与计算智能：内涵、范式与机遇》一文，对第五研究范式进行剖析，认为科学研究正在进入第五研究范式，从经典物理一样的简单实验（第一范式）、基于公理和假说的理论推演（第二范式）、基于模型的计算机模拟（第三范式）和数据驱动的相关性分析（第四范式），演进到以智能为研究目标的浸入式具身研究（第五范式）。

“第五范式”和第四范式一样都会以数据为对象，不同的是“第五范式”更侧重于人、机器及数据之间交互，强调人的决策机制与数据分析的融合，体现了数据和智能的有机结合；“第五范式”强调从本体论的角度看待数据，认为数据本身蕴含自然智能的规律，也是新型智能的载体和产物，期望在数据驱动智能的同时突破现有计算智能的能力边界，借助自然智能构造新型智能范式。

第三范式和第四范式都用到计算机：第三范式是“人脑+计算机”，人脑是主角；第四范式是“计算机+人脑”，计算机是主角。第五范式既强调人脑与计算机的“有机融合”，也可能更进一步从社会系统和人脑系统借鉴其中的计算与决策机制，从而更重视人和社会在科学研究回路中的形式化建模与计算融合。

从研究对象看，“第五范式”是科学研究从对物理世界、人类社会的研究拓展到“人-机-物”融合的三元空间。

从研究目标上看，“第五范式”不仅仅是传统的科学发现，更是对智能系统的探索和实现。

从研究方法上看，“第五范式”强调人在回路的浸入式具身研究。目前，还难以给出“第五范式”的清晰界定，也许再过 10—20 年，“第五范式”的特征就明朗了，可能逐步成为科学研究的主流范式之一。

第五研究范式强调人类智能与机器智能的融合，人文精神与人文价值与技术创新的有机融合，人文学科不会因技术发展而枯萎，人文学科应伴随着技术创新而重生。第五研究范式既是自然科学领域的新方向，也是人文学科领域的发展趋势，自然科学与人文学科之间的边界可以在第五研究范式的驱动下逐渐消融，实现两个领域的同步创新与发展，特别是人文学科的再生与涅槃。

3.  从人机混合智能谈第五研究范式的挑战

人机混合智能是一种由人、机、环境系统相互作用而产生的新型智能，既不同于基于人的智能，也不同于机器的智能，是把一种物理、生理、心理、数理、管理、哲理、文理、机理、艺理、地理、伦理等相结合的崭新一代智能科学体系（刘伟，2018，2019）。

人机混合智能决策是一种运用人机混合智能来完成决策行为的新型决策模式，不同于人决策的意向性、常识性、反思性、洞察力、辩证观，也不同于机器决策的形式化、机械性、反馈性、推导力、二元化，而是试图将人的价值性与机器的无责任性相结合，将人的归纳、演绎、类比推理与机的数据驱动推理相结合，将人的自否性反思与机的机械性反馈相结合，将人的洞察力与机器的推导力相结合，将人的辩证观与机器的二元体系相协调，从而实现人与机器之间的相互行为感知、意图理解、功能匹配、能力互补、分工协作，从而在人-机器-环境的动态复杂系统（简称“人-机-环”系统）中完成高效决策。

人机混合智能决策的效果是由人、机器、各种环境的变化状态所叠加衍生出的形势、局势和趋势（简称势）的交互作用影响。在人-机-环系统中三者的交互变化状态动态复杂，三者之间的正反馈与负反馈共存，导致人-机之间协作决策的建设性与破坏性、协同性与冲突性共存，决策效果因而可能是增强效应，也可能是消除效应，人-机-环系统三位一体则决策效果最佳，但如果是三位多体则决策效果大打折扣。因而，如何使人机混合智能决策系统中的“人-机-环”三位一体、调谐共频是目前全球人机混合智能决策系统的共同难点，具体表现在：

人机决策认知不一致性问题。人处理的信息与知识能够变异，人类的认知具有相对性、主观性、容错性，因而有较大权变弹性，可以做到随机应变，时变法亦变，事变法亦变。机器的认知是绝对的、客观的、机械的，表现为形式化的表达，缺乏权变弹性，难以触类旁通、可变性较差。由于人机认知不一致，就会导致人和机器对于环境态势的研判出现不一致，因而就会在人机混合智能决策的协作上出现冲突。

人机决策方式不一致问题。人类能够在环境信息、资源不完备的情况下对态势的发展做出较好的预测，这是因为人类具有触类旁通、隐性联想、跨域颠覆等决策方式，因而可以跳出常规，突发奇想。但是，机器不具有联想能力，机器是在理性地处理数据，通过算法规则来进行推演，实现决策支持。人机决策方式的不一致会伴随着决策任务的复杂度、重要性、危机程度等的变化，带来人-机-环系统的协作的困难。

人机决策目标不一致问题。人类是有价值观的，人类的价值观来源于人类在长期社会演化过程中形成的伦理道德公平体系。正确的人类决策都会选择遵守人类的伦理道德规范，确保决策符合社会的价值观。但是机器决策的方式是数据驱动，决策的目标是达成功效目标，目前尚没有建立起机器决策行为中伦理道德公平介入的有效方式。著名的“休谟问题”就道出了人机决策目标的不一致问题，也就是事实推导不出价值。人机决策目标不一致问题，使得人机混合决策中的人-机-环系统面临难以预测的决策后果，危及人类社会的未来。

人机决策评判不一致问题。正是由于人类在决策中嵌入了价值判断，因而人类对决策方案的评判不单纯地以功效上的“最佳”为唯一标准，而会综合考虑各种规则，甚至潜在规则，而做出超越功效的抉择。但是机器的决策是一个寻求功效最佳的最优技术方案，难以考虑到更为广泛的、隐约可见但又难以言传的默识。当然，对于机器而言，如果将过多的默识体现在算法中，还可能导致算法出现内在冲突的矛盾，无法完成程序执行，陷入死循环。人机决策评判的不一致问题，也是导致人机决策冲突以及人不信任机器的重要原因。

人机决策认知、方式、目标、评判的不一致，导致人机混合智能决策系统始终处于一个寻求平衡的状态中，带来人工智能的乐观主义者、怀疑主义者与悲观主义者三大流派持续多年的争论，裹挟在人工智能从1956年提出至今的多次起起伏伏的发展中。人机决策认知、方式、目标、评判的不一致也注定了人机混合智能决策系统中机器行为的演化研究是一个充满困难的研究领域。这一困难，不仅仅是对国内学术界而言，对于整个国际学术界都是如此。

人机混合智能研究作为第五研究范式的典型研究领域，其所面临的挑战凸显了第五研究范式中自然科学与人文学科有机融合的挑战：

一，人文精神与人文价值如何有效融入到技术创新的过程中需要有理论和方法论指导。负责任研究与创新（Responsible Research and Innovation， RRI）是目前国际技术哲学领域一个有重要影响的思想，用于指导科技研究创新与人类社会发展的宏大命题。负责任创新不同于以往其他范式的特征在于，可以将技术哲学或者技术伦理中的评价逐步转变为工程师和技术人员可以明确和使用的设计过程。首先，发现社会生活中真正的问题；其次，试图通过技术干预来解决这些问题；再次，对其中所面临的后果和选择进行详细和系统的价值评估；最后，将这些因素作为技术设计的要求。但是这一理论及方法论在具体的实践中依然面临到利益各方的博弈导致实施成本与实施效果大打折扣。

二，人文学科如何在技术创新不断发展的节凑中做到敏捷反应？世界经济论坛在2018年提出用敏捷治理（Agile Governance）的思路来思考第四次工业革命中的政策制定问题。目前，敏捷治理已经成为前沿科技领域治理的共识性模式。“敏捷治理”原本是软件工程领域的术语，用于描述软件开发遵循以用户需求的进化为核心，采用迭代、循序渐进的方式来实现软件开发。后来敏捷治理被扩展到组织管理领域，如敏捷制造、敏捷项目管理等，描述组织对于环境变化的快速策略调整，具备这种能力的组织就被称为“敏捷组织”。“敏捷能力”包括变化的及时感知以及对于变化的快速反应。在公共管理领域，敏捷治理是指对于公共需求变化的有效反应。对于第五研究范式而言，人文学科如何在现代科技的快速发展中做到敏捷反应，快速跟进，迭代认知，循序融合，对于人文学科这样一个以价值理性为研究特征的学科存在极大的挑战，因为工具理性的科技发展本身具有极大的不确定性，很难在其初期就都其价值进行评判。

三，人文学科如何在技术创新挤压的背景下找到自身立身之定位所在？随着大数据技术的发展，特别是数据密集型科学发现为特征的第四研究范式对人文学科的发展带来极大压力，人文学科不断地被蚕食，自然科学领域的学者不断跨界到人文学科，但是人文学科要跨界到自然科学领域却难上加难。新文科建设既是时代的召唤，也是人文学科自身的再造。人文学科要勇于“交叉融合”，通过与科技的融合，为老专业赋予新内涵，并在融合中发展出新专业，从而在大变革时代找准自身定位，承担时代使命，并繁荣发展壮大。

参考文献：

[1]徐飞（2020）. 新文科与创新创业. 2020年第九届全国创新创业教育研讨会

[2]程学旗，梅宏, 赵伟，华云生，沈华伟，李国杰(2020). 数据科学与计算智能：内涵、范式与机遇. 中国科学院院刊，35(12): 1470-1481

[3]刘伟(2018). “智能传播时代的人机融合思考. ” 人民论坛·学术前沿(24): 16-24.  

[4]刘伟(2019). “人机融合智能的再思考. ” 人工智能(04): 112-120.