人工智能是新時代的煉金術(shù)？

根據(jù)著名的人工智能研究員阿里·拉希米和其他人的說法,，今天時髦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)是基于一些技巧的集合,，再加上一絲樂觀主義，而不是系統(tǒng)的理論,。這種思想認(rèn)為,，現(xiàn)代算法工程師處理程序和算法的思路與古代煉金術(shù)士一廂情愿地拼湊哲人石配方時差不了多少。

誠然,，我們對AI算法的內(nèi)部運作或其應(yīng)用的局限性沒有什么基本的了解,。這些新形式的人工智能與傳統(tǒng)的計算機代碼非常不同，后者可以逐行理解,。但前者相反,，它們是黑盒子，人類甚至機器本身似乎都不知道它們會輸出什么結(jié)果,。

人工智能界的這種討論對所有科學(xué)都有影響,。隨著深度學(xué)習(xí)進(jìn)入到當(dāng)前科學(xué)的許多領(lǐng)域--從藥物研發(fā)到智能材料的設(shè)計，再到粒子碰撞的分析--科學(xué)本身可能面臨著被概念性黑盒子吞噬的風(fēng)險,。讓一個計算機程序來教化學(xué)或物理課是很難的,。由于如此依賴機器，我們是否正在拋棄已經(jīng)證明非常成功的科學(xué)方法,，而重新回到煉金術(shù)的野蠻實踐中去,？

因其在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的開創(chuàng)性工作而獲得2018年圖靈獎的聯(lián)合獲獎?wù)邠P·勒庫恩說，還不至于,。他認(rèn)為,，人工智能研究的現(xiàn)狀在科學(xué)史上并不新鮮。它只是許多領(lǐng)域都經(jīng)歷過的一個必要的青春期階段,，其特點是試驗和犯錯,、混亂,、過度自信和缺乏整體理解。我們沒有什么可擔(dān)心的,，而且從接受這種方法中可以得到很多。只要我們意識到它們的局限,。

畢竟,，我們很容易想象知識的流向，從一個抽象概念的源頭,，經(jīng)過實驗的曲折,，到實際應(yīng)用的廣泛三角洲。這就是著名的 "無用知識的有用性",，由亞伯拉罕·弗萊克斯納在其1939年的開創(chuàng)性文章中提出(本身就是對啟蒙運動期間出現(xiàn)的 "有用知識" 這一美國概念的發(fā)揮),。

阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論是這一流程的典型說明。這一切都始于一個基本的想法,，即物理學(xué)定律應(yīng)該對所有觀察者都適用,，與他們的運動系無關(guān)。然后他將這一概念轉(zhuǎn)化為彎曲時空的數(shù)學(xué)語言,，并將其應(yīng)用于引力和宇宙的演變,。如果沒有愛因斯坦的理論，我們智能手機中的GPS每天會偏離約7英里,。

但是,，也許這種關(guān)于無用知識的有用性的范式就是丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾喜歡稱之為 "偉大的真理"--一個真理的反面也是一個偉大的真理。也許,，正如人工智能所展示的那樣,，知識也可以向上流動。

正如勒庫恩所建議的,，在廣泛的科學(xué)史上,，我們可以發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)的許多例子，這也許可以被稱為 "有用知識的無用性",。一個總體性的,、根本性的重要思想可以從一長串的逐步改進(jìn)和游戲性的實驗中產(chǎn)生。

也許最好的說明是熱力學(xué)定律的發(fā)現(xiàn),，它是所有科學(xué)分支的基石,。這些描述能量守恒和熵增的優(yōu)雅方程是最基本的自然法則，物理現(xiàn)象都需要服從,。但是,，這些普遍的概念只是在經(jīng)過長期的、混亂的實驗之后才變得明顯,，從18世紀(jì)第一臺蒸汽機的建造和對其設(shè)計的逐步改進(jìn)開始,。從實踐考慮的濃霧中,，數(shù)學(xué)定律慢慢出現(xiàn)了。

對于另一個例子,，我們可以轉(zhuǎn)到流體力學(xué)的歷史,。一個直接的問題呈現(xiàn)在早期人類面前--在各種水路上的運輸--他們盡其所能來克服它，而不擔(dān)心甚至不關(guān)心對流體力學(xué)的基本理解,。在隨后的幾千年里,，人們建造和航行船只，完全根據(jù)經(jīng)驗知識和經(jīng)驗來設(shè)計更有效的形狀,。

直到19世紀(jì),，我們才偶然發(fā)現(xiàn)了著名的納維-斯托克斯方程，該方程以數(shù)學(xué)的精度刻畫了流體的運動,。即使在那時,，由于機械發(fā)動機的出現(xiàn)和更高的速度推動了對理論考慮的需求，知識也一直在向上流動,。

人們甚至可以說,，科學(xué)本身也遵循同一路徑。在17世紀(jì)現(xiàn)代研究的方法和實踐誕生之前,，科學(xué)研究主要包括非系統(tǒng)的實驗和理論研究,。長期以來，這些古老的實踐被認(rèn)為是學(xué)術(shù)上的死胡同,，但近年來卻被重新評價,。煉金術(shù)現(xiàn)在被認(rèn)為是現(xiàn)代化學(xué)的有用甚至是必要的先驅(qū)--與其說是胡鬧，不如說是元科學(xué),。

拼湊和修補,，是通向宏偉理論和見解的一條富有成效的道路，對于目前以新穎方式結(jié)合先進(jìn)工程和基礎(chǔ)科學(xué)的研究來說尤其重要,。在突破性技術(shù)的推動下,，納米物理學(xué)家正在進(jìn)行修補，在分子水平上建造相當(dāng)于蒸汽機的現(xiàn)代設(shè)備,，操縱單個原子,、電子和光子。諸如CRISPR這樣的基因編輯工具使我們能夠剪切和粘貼生命本身的代碼,。憑借難以想象的復(fù)雜結(jié)構(gòu),，我們正在將大自然推向現(xiàn)實的新角落。有了這么多探索物質(zhì)和信息的機會,，我們會邁進(jìn)現(xiàn)代煉金術(shù)的黃金時代,，在這個詞最正面的意義上。

然而,，我們永遠(yuǎn)不應(yīng)忘記歷史上來之不易的教訓(xùn),。煉金術(shù)不僅是一門原生科學(xué),，也是一門 "超科學(xué)"，它給出的承諾過高,，卻又交付不足,。就像占星術(shù)曾被如此重視，以至于社會文化不得不適應(yīng)去屈就理論,，而非反過來,。不幸的是，現(xiàn)代社會并沒有擺脫這種神奇的思維,，對無所不能的算法給予過多的信任，而沒有批判性地質(zhì)疑其邏輯或道德基礎(chǔ),。

科學(xué)總是遵循一種自然的節(jié)奏,，即擴張和集中階段的交替。無序探索的時期之后是鞏固期,，將新知識建立在基本概念之上,。我們只能希望，目前在人工智能,、量子設(shè)備和基因編輯方面的創(chuàng)造性修補時期,，以及其豐富的有益應(yīng)用，最終將導(dǎo)致對世界的更深入的理解,。