??1997 年5月12日，IBM的超級計算機“深藍”戰(zhàn)勝了當時世界排名第一的國際象棋大師加里?卡斯帕羅夫，一時間全球轟動；2012年2月14日至16日，經(jīng)過多輪鏖戰(zhàn)，IBM Waston系統(tǒng)戰(zhàn)勝人類選手獲得美國著名的百科知識競賽電視節(jié)目Jeopard的冠軍；2016年3月9日至15日，谷歌的阿爾法狗擊敗韓國頂級圍棋棋手李世石，令世界矚目；2012年，被譽為AI界吳健雄的李飛飛通過ImageNet大賽為圖像和視頻處理工作的工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)，她憑著敏銳的直覺和堅定的信心通過幾年的努力，將人工智能帶回到大眾的面前，開辟了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)學建模工具的人工智能研究道路；今年，ChatGPT聊天機器人用一種隱喻的方式宣示一個新時代的到來，實現(xiàn)了語言和文字工作的自動化……在由上海師范大學與上海市教育科學研究院主辦的“教育強國：數(shù)據(jù)解構(gòu)與政策重構(gòu)”學術(shù)論壇上，華東師范大學原副校長周傲英教授在題為“人工智能時代對科學和數(shù)據(jù)的思考”的專題發(fā)言中介紹了人工智能的發(fā)展步伐。他在論壇上表示，“數(shù)據(jù)能”將帶來全新的科技革命，它改變了科技引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的傳統(tǒng)范式，形成技術(shù)倒逼科學的新格局，也讓我們回歸到了科學的本源。數(shù)據(jù)已被定義為新的生產(chǎn)要素，成為新的能源動力，它將把人類帶入了數(shù)字文明時代。駕馭數(shù)據(jù)是我們面臨的一個時代命題，我們要以新的思維方式和教育理念來認識數(shù)據(jù)，以“應(yīng)用場景、科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展一體化”的實踐來理解數(shù)據(jù)。
“開普勒科學范式”的重現(xiàn)
回溯科學史，科學發(fā)現(xiàn)的第四范式向我們走來
??周傲英介紹說，現(xiàn)代科學自誕生以來產(chǎn)生了三個流派。其一是數(shù)理主義學派，也就是用數(shù)學來表達和運算自然界的現(xiàn)象；其二是實證主義學派，也就是提出科學假設(shè)，然后用理論和實驗去驗證，需要用相同的方法得到相同的結(jié)果，并且是可重復的；其三是哥本哈根學派，該學派利用新概念和新方法，用隨機性方式來解釋量子現(xiàn)象和建立量子力學。
著名計算機科學家、圖靈獎獲得者Jim Gray于2007年1月11日在題為“科學方法的革命”的人生最后一次學術(shù)報告中提出科學研究的第四范式。即數(shù)據(jù)密集型的科學發(fā)現(xiàn)范式。他把迄今為止的科學研究的范式歸納為實證范式、理論范式、計算范式和數(shù)據(jù)范式。簡單來說，實證范式就是牛頓范式，看到蘋果從樹上掉下來，聯(lián)想到自由落體和萬有引力的存在；理論范式的代表科學家是愛因斯坦，他通過推導數(shù)學方程證明引力波和黑洞的存在；第三種是計算范式，就是計算機模擬仿真來代替物理實驗。周傲英說，前三個范式是自然科學研究的傳統(tǒng)范式，研究的是客觀無意識的物質(zhì)現(xiàn)象的方法。而數(shù)據(jù)范式很不一樣，數(shù)據(jù)是人們對于客觀世界的認知結(jié)果在計算機世界中的表示，數(shù)據(jù)范式必然會把人的主觀意識帶進來，這就突破了自然科學的邊界。也就是說，第四范式拓廣了自然科學的邊界，或者說，在第四范式的語境下，基于數(shù)據(jù)的社會科學領(lǐng)域逐漸被納入科學的范疇。第四種范式顛覆了千百年來人類的思維習慣，對人類自我認知方式和與世界交流的方式提出了全新的挑戰(zhàn)。科學的本質(zhì)就是透過現(xiàn)象看本質(zhì)，科學研究經(jīng)過前三類范式的發(fā)展，螺旋式上升到一個新的起點。從這個意義上來說，第四范式的出現(xiàn)意味著人們經(jīng)過前三個范式，取得巨大成就之后重新回到科學起點。
??事實上，基于數(shù)據(jù)的科學發(fā)現(xiàn)早在牛頓力學出現(xiàn)之前就已誕生，從某種意義上來說是一種回歸。周傲英介紹說，數(shù)據(jù)范式可以追溯到500多年出現(xiàn)的開普勒范式，開普勒和他的老師第谷都是為皇家工作的天文學家。第谷在人生最后的20年，堅持每2小時觀測一次天象，成為肉眼觀天象的第一人，積累下了全面和豐富的天文觀測數(shù)據(jù)。在第谷去世以后，開普勒從這些數(shù)據(jù)中推導出了行星運行的三大規(guī)律，在牛頓出生以前就已經(jīng)把天文學變成了科學。一批為皇家工作的持“地心說”的天文學家基于天文觀測數(shù)據(jù)推導出了符合“日心說”的行星按照橢圓軌道運行的方程。今天的大數(shù)據(jù)指的是借助物聯(lián)網(wǎng)、傳感器和各種先進科學儀器觀測和采集數(shù)據(jù)，把它們匯聚、關(guān)聯(lián)起來形成大數(shù)據(jù)。ChatGPT就是用人們寫過的文章作為數(shù)據(jù)訓練GPT程序得到的結(jié)果，AlphaGo就是用人們下過的棋的棋譜數(shù)據(jù)訓練CNN程序而得到的結(jié)果。從這個意義上來說，可理解為科學重新又回到了開普勒當年的科學范式，只不過數(shù)據(jù)越來越多，越來越大，越來越深刻，靠人力已經(jīng)無法應(yīng)對，需要借助人工智能的幫助。人工智能本身就是一場新的科技革命，基本特點就從人們熟悉的“科學引領(lǐng)技術(shù)”，變成了“技術(shù)倒逼科學”；當下的人工智能指的是基于數(shù)據(jù)的人工智能，數(shù)據(jù)就是人的經(jīng)驗，這場科技革命的另一個顯著特點就是“新的經(jīng)驗主義呼喚新的理性主義”。一方面在倒逼，另一方面在呼喚，新科學呼之欲出。這是我們發(fā)展戰(zhàn)略科技和科技自立自強的難得機遇。
數(shù)據(jù)是萬物互聯(lián)的橋梁和紐帶
數(shù)據(jù)之于數(shù)字化，正如交流電之于電氣化
數(shù)據(jù)是對事實的記錄，一直以來是人類社會經(jīng)濟活動的副產(chǎn)品。“結(jié)繩記事是史前文明的數(shù)據(jù)形式，電信運營商記錄的數(shù)據(jù)是為了月底結(jié)算話費，學校的考勤和考試數(shù)據(jù)是為了頒發(fā)畢業(yè)證、學位證和成績單。中國文化對于數(shù)據(jù)的解釋就是‘以數(shù)為據(jù)’。”周傲英在發(fā)言中認為，今天的數(shù)據(jù)已從人類社會經(jīng)濟活動的副產(chǎn)品變成了新要素。我們講物聯(lián)網(wǎng)，是取“萬物互聯(lián)”之意，背后強大的潛臺詞是“人是萬物之靈”，這些都是中華文明的精髓所在，所以，我們對數(shù)據(jù)的認識應(yīng)該遠超其他文明。
在周傲英看來，數(shù)據(jù)是人們對世界認知的結(jié)果在計算機中的表示，數(shù)據(jù)是萬物互聯(lián)的橋梁和紐帶。數(shù)據(jù)之于數(shù)字化，正如交流電之于電氣化，數(shù)據(jù)是新能源，但最好的比喻不是把數(shù)據(jù)比方成石油，而是應(yīng)該把數(shù)據(jù)比喻成交流電這樣的“power”。有了數(shù)據(jù)才能發(fā)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型，教育領(lǐng)域有了數(shù)據(jù)，才能發(fā)展數(shù)字教育。缺乏充足的數(shù)據(jù)是當前根本的問題
??說到“power”，我們都是在說電，電能以前還有個“power”叫蒸汽能。能源動力的更替帶來經(jīng)濟發(fā)展模式的演變。人類第一次工業(yè)革命是由“蒸汽能”驅(qū)動的，促進了機械的發(fā)明和使用，英國成為“日不落帝國”。第二次工業(yè)革命是由“電能”驅(qū)動的，發(fā)電機和電動機被發(fā)明和使用，美國取代英國成為“全球大國”。周傲英認為，“數(shù)據(jù)能”帶來的是一場全新的數(shù)字革命，在經(jīng)過農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟之后，人類將進入數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展階段。農(nóng)業(yè)文明是馬力的時代，工業(yè)文明是汽力和電力的時代，data power（數(shù)據(jù)能、數(shù)據(jù)力）將把人類帶入數(shù)字文明時代。
“人工智能本質(zhì)上是一個高級工具，我們不必對其恐慌，不能拿著榔頭去找釘子。馬克思曾經(jīng)說過，人類最終從動物界分化出來的根本標志是制造和使用工具。比爾?蓋茨曾盛贊ChatGPT，稱其“不亞于互聯(lián)網(wǎng)或者PC的誕生。” 在周傲英看來，ChatGPT更像人工智能時代的Windows，當年就是因為有了鼠標和圖形界面，計算機才得以廣泛普及，Windows降低了計算機的使用門檻，Chat GPT降低了人們使用人工智能的門檻，會打字聊天就能使用人工智能，它讓人工智能進入了日常工作與生活。
??中國文化中有“君子不器”之說，現(xiàn)在理解起來才明白，這是在講“君子不僅限于器具”的層面，在人工智能時代我們要理解其背后的道理，做到“道器合一”。在工業(yè)革命時代蒸汽能出現(xiàn)后，瓦特發(fā)明蒸汽機，富爾頓發(fā)明了蒸汽輪船，史蒂文孫發(fā)明了蒸汽機車，這些工業(yè)革命的代表人物并沒有受過很好的學校教育。現(xiàn)代科學和工業(yè)革命都誕生和發(fā)生在英國，說明技術(shù)和科學本身就是相互作用、相輔相成的關(guān)系。電能時代中，有了電以后，才產(chǎn)生了大量的電動機。“數(shù)據(jù)之用”是要完成數(shù)據(jù)智能與應(yīng)用，發(fā)展新產(chǎn)業(yè)和數(shù)字經(jīng)濟，實現(xiàn)全社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。“數(shù)據(jù)之術(shù)”是要發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)，其中涉及的技術(shù)有區(qū)塊鏈、隱私計算、基準評測等。“數(shù)據(jù)之器”是指要要建設(shè)新一代數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)賦能平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)，讓數(shù)據(jù)好用。“數(shù)據(jù)之道”是探索數(shù)據(jù)原理，認識數(shù)據(jù)的本質(zhì)，踐行人民理念，讓數(shù)據(jù)要素服務(wù)人類數(shù)字文明。周傲英認為，在數(shù)據(jù)能驅(qū)動的時代，我們也會在解決問題過程中，通過數(shù)據(jù)之用，發(fā)展數(shù)據(jù)之術(shù)，形成數(shù)據(jù)之器，進而理解數(shù)據(jù)之道。
“數(shù)字文明時代”向我們走來
開辟新賽道，認識和駕馭數(shù)據(jù)是我們面臨的時代命題
不能把數(shù)字化轉(zhuǎn)型理解為“彎道超車”，周傲英認為，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)是典型的“變軌換道”，我們不能寄希望于在現(xiàn)有的各種軌道上做到遙遙領(lǐng)先，因為整個世界的科學技術(shù)進入了大變局時代，科學和技術(shù)的發(fā)展回歸本源，那就是當前人工智能帶給我們的啟示，我們要重新思考和理解科學、技術(shù)的內(nèi)涵，以及兩者之間的關(guān)系，需要開辟基礎(chǔ)研究、科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新賽道。
“以人工智能為代表的新的科技革命中，科學引領(lǐng)技術(shù)，技術(shù)倒逼科學，新的經(jīng)驗主義正在呼喚新的理性主義，場景驅(qū)動應(yīng)用，應(yīng)用驅(qū)動創(chuàng)新，創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，只有開發(fā)出數(shù)據(jù)之器，才能理解數(shù)據(jù)之道。未來的工作方向是要讓數(shù)據(jù)好用，把數(shù)據(jù)用好，還要建立數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施，要像建設(shè)電網(wǎng)一樣把數(shù)據(jù)像電一樣送到千家萬戶、千廠萬店。如果把數(shù)據(jù)比喻成交流電，人工智能就像電動機馬達，可以稱之為‘數(shù)動機’” 周傲英說。
??在周傲英看來，“數(shù)字文明時代”正向我們走來，認識和駕馭數(shù)據(jù)是我們面臨的一個時代命題，只有認識數(shù)據(jù)才能駕馭數(shù)據(jù)。認識數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)的應(yīng)用開始，是典型的知行合一。信息科技發(fā)展到了大數(shù)據(jù)階段，社會科學進入了完善的階段，大數(shù)據(jù)和人工智能會重塑社會科學的研究。
周傲英認為，在“數(shù)字文明時代”，我們要把創(chuàng)新當成一種信仰，不能抱殘守缺，固步自封，刻舟求劍！探索科學過程中最重要的事情不是獲取新的事實，而是發(fā)現(xiàn)新的思維方式，一旦創(chuàng)新成為信仰，一切險阻都能化成坦途。
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記者丨吳苡婷
來源丨上海科技報
編輯丨錢夢童
編審丨戴琪
