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应对人工智能的挑战:把知识变成智慧

已有 312 次阅读 2026-4-10 22:01 |系统分类:教学心得

摘要:人工智能(AI)使知识贬值。为此,高等教育必须以发展学生的智慧能力,即解决新问题的能力为目的。基于此种认识,人类的知识可分为三个层次:信息、知识和智慧。信息是人们观察和研究事物时获得的全部客观描述。但是,受观察者的观测水平和理解能力的限制,信息可真可假,亦可半真半假,因此必须善于去粗取精、去伪存真,然后将可信的信息、推论和进一步的观察和验证过程进行记录,形成知识。知识不一定能直接用于解决全新的问题,因此我们必须通过对已有知识的系统学习和扬弃,逐步形成智慧,也就是基于首要原则的判断、推理和洞察能力,特别是预测、影响甚至引领事物发展的能力。

 

子曰,学而不思则罔,思而不学则殆。这就是说,学和思的过程必须循环往复,才能使自己成为智者。知道这一点在今天尤其重要,因为人类已发明且较为广泛地应用了一种具有远超常人记忆力的智能机器——人工智能机,它不仅能很准确地问啥答啥,还能精确地完成许多指定的任务。可以说,人工智能机是世界上最有知识的劳动者。它也使知识变得廉价,只是还不能像人类一样思考。因此,作为人类,我们要学什么、思什么、怎么学、怎么思就成了首要问题。

作者认为,我们绝对不能以记忆一些知识,掌握其用法为主要的学习目的,因为记忆力再好也赶不上计算机,手再巧也比不上智能机械。我们只能通过学习最必要的知识,通过学而思、思再学的循环发展我们的智慧,从而能高人工智能机一头,进而指挥智能机械替代我们完成所有烦人的机械劳动。机械劳动就应该让机械做。因此,什么是知识,怎么发展智慧,应该是我们首先要搞清楚的问题。

1        信息、知识与智慧

1.1  信息与知识

人类要认识世界,改造世界,就必先观察世界、作用于世界、理解世界。人类由此获得了大量的关于世界的信息。本文中,我们将从各种观察、试验和实验得来的,以各种形式记录的对研究对象的客观描述称为信息。毫无疑问,受限于观察者使用的观察手段、所处的位置(立场)、理解能力和表达能力,信息有可能是畸变的、曲解的,甚至是不客观的和错误的。

不管怎样,慢慢地我们就积累了大量的信息。经过分类、比较,我们会发现,因为观察方式、立足点有问题,一些信息存在错误或误解,必须剔除;我们也得到了一些一般规律性的认识,即某些事物是一样的或类似的,具有相同或类似的性质,某类需求可以通过某种方法解决。这些就是人类最为宝贵的财富,即知识。

知识包括知与识两个部分:知即相知、了解,识是辨识和认识。知识通常是由专业人士经过认真核实、相互交叉印证后,写入书籍、报告中的信息,是已知的事实和规律,因此其可信度比原始信息要高很多。当然,知识也包括一些未经完全证实或证伪的,因此不一定全对的猜测,即理论。

1.2  知识及其缺陷

知识的产生方式有两种:一种是对事物的直接观察和体验得到的,可称为经验知识;另一种是对观察得到的知识进行抽象提炼,根据数理逻辑进行推理和演绎得到的,称为理论知识。必须强调,因为认知的环境和研究者的能力所限,所有的知识都具有局限性。例如,坐井观天的故事讲的就是限于观察者所处的环境和立足点,其认知能力严重受限,不可能得到任何在井外环境才能观察到的信息。同样地,盲人摸象的故事说明,如果一个观察能力受到限制的人不善于收集其他人得到的信息,他就会固执己见,得出非常离谱的判断。必须指出,在无所不包的大自然面前,人类并不比井里的青蛙和盲人高明多少。

理论知识是基于假设,然后根据逻辑进行推演得到的知识。一般地,假设基于事实,但也可以是虚拟的。例如,爱因斯坦就根据惯性参考系中,光速与运动状态无关的事实和物理规律形式不变的假设推演出了狭义相对论。化学上,我们也可以根据原子不可切割、产生和消灭的假设直接得到质量守恒定律、(非)定比定律等一系列的化学基础理论。数学上,根据为数不多的公理建立的知识体系更是不胜枚举,最著名的莫过于欧几里得几何和非欧几何。

仅仅依靠已有的知识只能解决已知的问题。但是,对不满足现状的我们来说,总是存在一个未知的世界。在这个未知世界里,作为过去认知活动记载的知识有可能根本无法着力,因此需要高阶的智慧去解决那些从未遇到过的全新问题。毫无疑问,只有知识没有智慧的人只能如传说中的赵括那样纸上谈兵,在与有智慧的人对阵时或者在全新的问题面前只能一筹莫展。

1.3  智慧及其产生

智慧一般基于已有相关知识的组合与演绎,也能发展已有理论,提出新理论新方法。在借助全新和细致观察所获的关键信息的基础上,智慧者能对事物发展方向做出比较准确的判断,也使我们有可能通过适时改变某些因素影响事物的发展。因此,智慧能导致发明创造、能解决全新的问题,能引领事物的发展,是领导力的主要来源。

智慧的形成相当困难,因为获得新的关键信息不那么容易,还得有足够高的智力水平,更糟糕的是,在我们已有的信息和知识中还存在各种各样的陷阱。这些陷阱包括虚假、畸变和隐藏的信息,以及信息后处理过程中各种各样的无意和故意的错误,如曲解、误解、牵强附会和过度解释等等。因此,我们必须首先学会辨别和剔除虚假信息,善于根据首要原则(First Principles,常被词不达义地译作第一性原理)进行预测,智慧地做出部署,从而获得影响事物发展的能力。

中国人民的伟大领袖毛泽东主席非常善于使用首要原则解决问题。终其一生,他虽然没有使用首要原则这个词汇,但他在1925年就明确指出中国革命的首要问题是如何确定真正的朋友和敌人。他把这句话放到了他亲自编纂的《毛泽东选集》第一卷第一篇文章的第一句话,足见它在其心目中的重要性。1937年,在《矛盾论》中,他分析了主要矛盾和主要的矛盾方面在事物发展中的决定性作用,指出“…要用全力找出它的主要矛盾。捉住了这个主要矛盾,一切问题就迎刃而解了。这与首要原则的本意毫无二致。

1936年,毛主席在《中国革命战争的战略问题》中指出:正确的判断来源于周到的和必要的侦察,和对于各种侦察材料的联贯起来的思索。指挥员使用一切可能的和必要的侦察手段,将侦察得来的敌方情况的各种材料加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的思索,然后将自己方面的情况加上去,研究双方的对比和相互的关系,因而构成判断,定下决心,作出计划…”

毫无疑问,去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的思索对关键信息的提取和智慧的形成都极其重要。去粗取精和去伪存真是说,受观察者的认知能力所限,获得的信息有可能是粗略的,也可能是虚假的,必须把假的信息排除,把粗略的置于不重要的地位,要更加看重精细准确的信息。但是,怎样才能做到去粗取精和去伪存真呢?这就需要善于通过由此及彼和由表及里的思索去确定粗、精、真、伪了。

科学史上,人们曾坚持地心说,因为看上去太阳和月亮每天都在绕着地球转,星星也是,都是绕着圈儿地东升西降(粗略的认识)。但是,当人们把绝大多数不怎么移动的星星(恒星)作为背景,仔细观察天空中几颗非常明亮的行星,如金星、木星、水星、火星、土星等等的运动时,很快就发现了它们的运动极不规则,时而前行,时而基本不动,时而后退(精细的认识)。如果坚持地心说,就必须使用不太自然的本轮均轮的结合才能说明。但是如果把它们(包括我们居住的地球)看成是绕着太阳运转的卫星,则行星的运行十分规律且极其自然(符合后来的牛顿力学):它们都绕着太阳做基本上是共面的椭圆运动(由此及彼和由表及里的思索后得到的结论)。因此,根据由表及里、由浅入深和由此及彼的思索,能实现信息的去粗取精、去伪存真,进而发现影响事物发展的关键因素及其决定的发展方向,是解决新问题,形成大智慧的正确路径。

但是,在我们学习前人留下的知识和智慧案例时,我们必须清楚地知道书本的知识、名人的言论并不都是可信的。特别地,在物欲横流的今日,有一些人利用其优势地位,在无所顾及地蛊惑民众,为其同伙谋利。因此,在形成智慧的过程中,我们必须清楚这些,要破除迷信,知晓知识体中存在的诸如完备性、虚假信息、曲解误解、断章取义和过度解释等问题,时刻提防以免被误导。

2 知识的获得方式及其存在的问题

2.1 知识的完备性以及由此产生的归纳结论的局限性

前文已指出,因为我们的观察和理解都是受限的,我们必须对所有的知识和理论保持警惕,绝对不能盲目地相信其正确性。我们必须清晰地意识到,在一个意想不到的时刻,一些原以为正确的判断在新的事实面前很快土崩瓦解。一个极端的例子是这样说的,在一个生产力极其落后的小部落中,人们从来没有见过比100大的数量,因此他们完全可以合理地做出判断,认为所有的数字都比100小。但是,一旦他们的生产力扩大,很快就会发现那是错误的。日心说也是因为注意到行星的诡异运动,也就是弥补了先前知识的不完备性后才提出的。

更要命的是,有些人会利用对方的信息盲区,有意地隐瞒一些关键信息,使其目的变得合情合理,从而达到不可告人的目的。这种利用知识的不完备性和下面所说的欺骗手段达到目的的方法在各种零和游戏和战场上司空见惯。

2.2  观测工具造成的信息畸变

因为受限于观测者的位置、环境和立场,任何观察必依赖一些手段,而有些手段会带来系统误差。比如说,中国人熟知的两小儿辩日的故事中,一个孩子说早上太阳更近,因为看上去太阳更大;另一个说中午太阳更近,因为中午更热。两个孩子所依据的理由都是符合常识和认知的,因此博学睿智的孔子也无法指出两种说法中存在的问题,不能判断哪个是正确的。我们现在知道,依据远小近大理论的孩子和孔子都不知道肉眼看到的大小实际上会有错觉,而错觉与被观察的物体所处的环境有关(图1)。

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错觉的产生。左图中的绿色线段的长度和右图中怪物大小都是相同的。

图像源自网络

观察者有时会处于未觉察到的但能影响观测结果的环境中。因此,如果观测结果不可理解或难以理解,应当改变测试地点,甚至测试方法在不同时间段内重复测试以确定其观测环境有无影响。

2.3  虚假和伪造的信息

当我们与敌人对阵的时候,若敌人极其善于伪装,他们就会设法鱼目混珠,给我们提供假消息。近年来,大数据模型提供了很多获得信息和知识的便利,但是有些时候它也会提供虚假信息(illusions),因此必须特别小心。

虚假消息之所以虚假,是因为它得不到其它相关信息的支持。因此,可以通过结合信息源,再加上由此及彼、由表及里的思索进行判别。例如,两小儿辩日的故事中,虽然中午太阳离观察者的距离确实会稍微近一点,但实际上相对于太阳和地球的距离,这个距离差其实很小,因此近热远冷作为判断依据同样成问题。太阳光线与地面的角度是决定地表温度的更重要因素。

2.4  忘记理论前提的不恰当推演

人们在进行理论推演时,常会忘记理论的前题限制;谈论事实时常忘记告知事情的背景及前因后果,结果出现了匪夷所思的错误和重重的难以理解。这种情况也时常出现在各种书籍中,造成尽信书不如不信书的现象。这是知识传播者的认知缺陷造成的知识不完备性的例子。

更糟糕的是,不负责任或只对其同伙负责的人会因为利益驱使而断章取义、信口开河。因此,必须勇于怀疑。比如说,某知名人士宣称1 kg H2可以储存33 kWh的电能,而且可以使用廉价的钢瓶储氢,因此他说氢能是比锂离子电池更好的储能方式。我们知道,在标准状况下,298 K时氢氧燃料电池的可逆电动势是1.23 V,据此可以计算出1 kg H2蕴含的电能刚好是33.0 kWh,但这是电化学反应速度趋于零时的最大值。一旦有电流产生,也就是说反应速率是非零的可观测值时,氢氧燃料电池的电动势就会明显低于1.23 V,放出的电能因此会显著减少。事实上,在可忍受的电动汽车应用条件下,该值只有0.9 ~ 0.6 V,此时,它只能做24 ~ 16 kWh的电功。此外,实验室常用的15 MPa40 L氢气钢瓶是比较便宜的,但只能储存0.5 kg H2;而70 MPa142 L、自重102 kg的高性能氢气瓶(丰田Mirai氢燃料电池乘用车使用的气瓶)的储氢量也只有5.6 kg

这就是说,对于有利益关系而且居于高位的人的言论,尤其要警惕!

2.5  曲解

我们还得设法消除思维过程中的各种逻辑陷阱,因为有些人特别善于雄辩或诡辩,善于曲解、断章取义以哗众取宠,甚至故意误导听众。要知道,隐藏在真实事实、正确逻辑中的错误言论是最易害人的。

中国先秦百家争鸣时期,公孙龙的白马非马、惠施的飞鸟不动等,其说辞听上去都非常有道理。公孙龙说,白是颜色,马是实体;白色的未必是马,马也未必是白色的。从语义上讲,白马只是白色的马,而马可以是白、黑、黄的,因此,白马不是马。这显然与我们通常使用的语言和理解抵触。

飞鸟不动说的是,在任意时刻飞鸟总是在一确定的位置,因此在那个时刻鸟儿的影子是不动的。这一点从高速摄影得到的影像记录可以清楚地看到。不过我们知道,运动总是与时间间隔和位置移动同时关联的,因此,在不同的两个时刻,飞鸟必处于不同位置呈不同形态。因此,飞鸟不动犯了以瞬间的观察等同长期行为的错误,人为割裂了紧密联系(因而不可分离)的时空关系。

有意思的是,同时期的古希腊也有一位叫Zeno的哲学家,极其善于通过割裂(二分法)来推导出错误的结论。他也曾提出与前文中飞鸟不动异曲同工的飞矢不动的观点,矢口否认运动的存在。他的另一个著名悖论是,善跑的Achilles追不上前方慢吞吞爬行的乌龟。他是怎么推论的?

他说,假定追逐开始时乌龟在Achilles前方一段距离。因此,为了追上乌龟,Achilles不得不先到达乌龟最初的位置,这当然需要一定的时间。无论Achilles跑得多快,这段时间里乌龟又跑了一段距离,到达了第二位置。于是Achilles不得不花时间追到乌龟的第二个位置,但是在这段时间中,乌龟又跑到了第三个位置这个过程是无限的。于是,Zeno说,无论Achilles跑得多快也永远追不上慢吞吞的乌龟。

从上面的叙述中可以看出,Zeno通过强调乌龟跑过的路程可以分为无限多个路段,而Achilles跑过每个路段都需要时间,因此,他在完全忽视Achilles跑过每段路程所需时间的长短不同的情况下,得出结论说Achilles需要无限长的时间,也就是永远追不上乌龟。因此,虽然把整体割裂成无限的部分之和没有问题,但是无视每个路段所需时间的长短是错误的。换句话说,把有限分成无限,然后把描述运动速度必定关联的时间与路程硬生生地分开,然后强调无限而无视有限是这一类悖论的立论基础。

近年来,人们很感兴趣无穷的世界。有人宣称,偶数与自然数一样多8。我们知道,偶数是自然数中能被2整除的数,如2468…自然数还包括了奇数。因此,如果把自然数、偶数和奇数都看成集合,则自然数集等于奇数集和偶数集的和。那么,持上述论点的人如何论证呢?他们说,比较两个事物一样多的办法是,你取一个我取一个,如果一样多,最后大家刚好取完所有的东西。因此,你取2,我取1,你取4,我取2…这种对应关系可以一直到天荒地老,无穷无尽,因此,偶数与自然数一样多。但这种论证方法对吗?

应当指出,用一一对应的方法证明两个数量一样多应当仅仅适合有限的数量。除非我们规定能这样做,否则抛弃有限这一限制进行对应是有问题的。

事实上,所有这些悖论都是通过割裂各种不可割裂的联系,或混淆不能混淆的概念,或破除理论方法的限制,或消弭同异、相对与绝对等对立的概念,从而得到匪夷所思的结论的。这种技术,在现在一些著名的刑辩案件中仍有使用,我们必须在学习和实践过程中善于辨别,防止自己被误导。

2.6  误解、牵强附会与过度解释

对实验事实的理解和解释是科学研究中非常重要的工作,因为我们相信万事万物总要遵从一定的道理。然而,限于认知水平和掌握事实的有限性,在认知过程初期,难免有误解、牵强附会和过度解释。电磁波靠以太传播的认识就是这样一个例子。

电磁波的理论先于实验发现。1864年,Maxwell用数学方法推导出电磁波的波动方程,预言了电磁波的存在,并指出真空中的电磁波传播速度等于光速。直到1887年,Hertz才证实了电磁波的存在,并测定了其波长、速度以及波动性,为电磁波的应用奠定了基础。由于电磁波的波动方程形式上与机械波的相同,而机械波传播依赖于介质,也就是其传播速度是相对于介质的。Maxwell的推导使用的是真空,也就是没有介质,那么电磁波的传播速度是相对于什么的呢?万般无赖下,人们求助了那个神一样的完美存在——以太。但后来的一系列研究证明,以太不存在或者可以不存在,光速也与光源、观察者是否运动无关。认识到这一点之后,Einstein把它与惯性系中物理定律的形式不变性假设结合提出了狭义相对论。因此,把光的传播求助于以太的存在是一种牵强附会或误解。

3    结论:如何获得智慧

信息是从各种观察、试验和实验得来的,以各种形式记录的对研究对象的客观描述。受认知环境和认知能力的限制,信息可能是粗糙的,也可能是精细的,还可能是错误的。因此,把信息去粗取精、去伪存真是获得客观知识和智慧解决方案的第一步。

知识通常是由专业人士写入书籍、报告中的置信度较高的信息,是已知的事实和规律,但也可能包括一些未经完全证实或证伪的猜测。因此,知识都有局限性,也就是说,知识都有一定的适用范围,必须谨慎对待任何超出其观测范围的应用。如果非要超出范围使用,必须小心地观察,认真论证其正确性,因为跨过其适用范围,就很有可能得到谬误。此即所谓真理向前一步即为谬误。

智慧是基于关键的客观信息和正确理论的,或称基于首要原则的预测事物发展方向和解决新问题的能力。因此智慧者能占得先机,能通过适时地加强关键因素来影响和引导事物的发展,获得成功。这是领导力的主要来源。为了获得智慧,就必须从已有知识和历史性的错误经验中学习,善于获取信息,善于去除虚假信息,绝不盲目地相信,亦即迷信任何人和书本,甚至久经考验的基础理论,能排除有问题的研究方法和推理过程。

总而言之,我们要学而思、思而习、习中学,然后循环往复,直到获得终极真理,形成自己的认识和解决新问题的智慧能力。



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1 王涛

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