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AI科技:人工智能如何改变基础科学?
作者:锺经纶  发布日期:2019-04-01   浏览:199

从“科学家”到“AI科学家”的来临,AI人工

人工智能如何改变基础科学?

2019年03月31日

从“科学家”到“AI科学家”的来临,AI人工

从“科学家”到“AI科学家”的来临,AI人工智能的到来,对人类科学家来说既是挑战,也是机遇。

人工智能如何改变基础科学?

如果让一个完全没有天文学知识的科学家用现代观测手段重新认识宇宙,他是会先提出地心说?日心说?还是一次提出现阶段的宇宙观呢?

事实上,人工智能就是这样一个在观测与实验能力上装备精良,却对已有科学理论一窍不通的“科学家”。它为我们摆脱人类科学史的“束缚”,发现全新的模型与理论找到了一条道路。

当下的科学

我们常说,科学史是一部否定史。对AI来说,否定起来“不留情面”。

纵观历史,对科学的探求一直是一个千百代人共同铸成的宏大命题。

于个体人类短暂的一生来说,往往存在着许多恒定不变的“真理”,但后工业时代,层出不穷的科学发现不断颠覆这些“真理”,井喷式的成果给科学带来不小的震动。由此可以想见,在未来的科学家看来,当下的“科学真理”很可能也只是稚嫩的探索。

比如,古希腊科学家亚里士多德曾提出,物体的持续运动需要一个外力持续作用。基于这一定律,他进一步论证,否认了“真空”的存在。

但后来,人类以实验证明了真空的存在,牛顿也提出牛顿第一定律:真空中物体会依照惯性持续运动,除非外力阻止。

从古希腊时的亚里士多德三定律到第一次工业革命后的牛顿三定律,人类关于运动规律的探索持续了将近2000年。即便把首次验证真空的托里拆利实验作为起点,它与牛顿提出第一运动定律的时间也相隔半个世纪之久。

与AI理解人类道德一样,让AI理解人类的科学史其实是一件困难的事情。人们往往只能对AI说“不能这么做”,却很难让它理解“为什么不这么做”。的确,在人工智能的伦理道德方面,这实在令人类头疼,但在科学方面,这反而成为人工智能的一个优势。

通俗一点说,由于没有对过往科学知识的笃信(或者说有彻底的质疑精神),“AI科学家”在“否定前人”这件事上可以做得更加彻底。

一旦理解大多数科学理论都只是在当下观测条件和实验条件下的科学,就可以理解为什么AI相比人类科学家来说有更多优势。

一位“AI亚里士多德”与一位“AI牛顿”之间的差距,可能仅仅取决于一次实验设备的更换。而一部AI书写的科学史,从亚里士多德三定律到牛顿三定律也只需要几天、几分钟甚至几秒。

并且,由于AI对世界的探索基于数据,和人类科学家相比,它在传承性与协作性上更具优势。一旦一个“AI托里拆利”验证了一种新的名为“真空”的状态客观存在,另一个“AI牛顿”可以在很短的时间内基于它的验证结果修正原本的预测模型。

在这一点上,不了解科学史的AI可能比人类科学家更客观,更不受偏见和刻板印象的影响。

除此之外,AI还有一种作用,它可以验证人类已知的各类“定律”是否处于最优状态。

在普通人的认知中,科学定律总是唯一的,但这是一种错误的观点,科学定律只是当前已知的、数学上的最优描述路径。

我们可以想象,另一个平行世界中的人类也能以“地心说”为蓝本描述整个宇宙,这并不妨碍他们发射卫星、登月甚至移民火星。只是这个平行世界中的科学家,在计算同一个行星运动轨迹时所用的公式在数学复杂程度上会远远高于我们。

再通俗一点说,算一道小学的十以内加减法,你也可以将等号右边的空位置设为x,然后用一套复杂的代数规则。但是套用一句流行语来说:“可以,但没必要。”

既然能够存在“简单问题复杂化”的另一个平行宇宙,那么如何保证我们自身是一个“复杂问题简单化”的宇宙呢?

AI可以帮助我们解决这一问题。

对于AI来说,它的一切输入基于人类当前实验与观测设备所输出的精确数据,因此其在简化与优化定律方面有着更强的天赋,也能够发现人类不易察觉的潜在定律。

去年,苏黎世联邦理工学院的几位科学家用太阳系的观测数据建立了一个模型,使AI自己发现了日心说和动量守恒定律。

这类实验的意义在于,如果实验中AI没有给出人类已知的某种定律,而一切数据又真实有效,那么我们就需要重新审视已知定律了,而这往往是人类科学史上十分重要的高光时刻。

“虚拟科学”的真实价值

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