智能時代的怪獸五：邊界的意義（下）

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科學研究的過程

下面我們來看看，人類的科學研究，從對某種現象的驚奇與迷惑到完全認識與掌握這種現象，大概有哪幾個研究階段：

一是觀察，積累經驗，然後歸納出一些常見現象。

二是思考，創造理論，解釋常見現象的產生原因。

三是測試，應用理論，證實或修正理論的有效性。

四是模擬，事件重現，深入了解現象的產生機制。

五是控制，去除壞現象、保留好現象，以為人類服務。

對於「積累經驗」和「創造理論」這兩個常規的步驟不用過多去討論，我們從第三個步驟開始探討。理論提出來後，首要的任務是通過測試來驗證理論的有效性，一是對目前事物的重新解釋是否更簡單通暢？二是在理論的基礎上提出推論或者預測，然後通過實驗觀察來實證或證偽。著名的例子有牛頓力學對海王星位置的預測，以及愛因斯坦相對論對引力紅移、水星近日點進動等實驗的預測。如果發現理論有瑕疵，可以對理論進行修正並再次測試。如果發現理論中存在嚴重缺陷，沒有修正的價值，則只能放棄該理論。還有一些理論是純粹思辨的理論，很難用實驗驗證，主要是採用同行評議的方法來測試，能經受各種批判而不倒的理論就是好的理論。

對於測試成功的理論，我們自然要進一步模擬其產生原理，達到完全自如地掌控，這樣才能應用到生產與生活之中。比如，根據牛頓力學原理髮射的人造衛星，它們在我們人類設定的軌道上精確地運行著，我們還可以根據需要隨時調整它們的運行軌道，這樣衛星就能完成很多任務。如果某顆衛星因各種原因失效，人類會發射新衛星接替它的工作，這樣就保證了衛星的長期穩定運行。因此，這些圍繞地球運行的衛星就成為了人類的新邊界，就像穿在人類身上的一件衣服。關於人類邊界的具體情況，我們後面再講。

中醫理論和經濟學理論都是取得部分成功的關於複雜系統的理論，它們要想獲得真正的成功，必須推進到「模擬」這一步驟。但是，當一個理論研究的是很複雜的系統，或者只要涉及人的時候，模擬這個系統就十分困難了。對於簡單事物的模擬也許有很多辦法，而對於複雜事物的模擬似乎只有一個辦法，那就是計算機模擬。

中醫理論的陰陽五行、人體經絡、氣血精津液神這些怎麼用計算機模擬，感覺有些無法下手。而經濟學理論總是一些簡單條件下的數學模型與計算，與對真實社會環境的模擬相去甚遠。為什麼這麼難？關鍵不是計算機的運算速度與存儲容量問題，而是我們對「系統」的理解還不深刻，沒有找到簡單系統與複雜系統的共性，人類與動物的共性，思維與物質的共性。

各種系統的共性問題在於邊界。然而，一般系統論的研究者所關注的系統特性是：整體性、關聯性、層次性等，雖然也會提到邊界，但明顯不夠重視。其實有邊界才有系統，邊界的特性體現了系統整體的特性；邊界的封裝體現了系統的層次性；邊界的反饋特性帶來了系統或子系統之間的關聯性。時下關於系統的定義很雜亂，據說有20多種不同的系統定義和100種不同的系統方法。

系統的本質在於邊界

現在到了化繁為簡的時候了，我認為：應該抓住最關鍵的邊界問題進行思考，或者說邊界上的物理能量反饋與邏輯信息反饋的問題，這樣系統論的研究才能有新突破。

那麼，研究邊界到底有何意義？系統的本質在於邊界，在一定意義上邊界可以代替系統。複雜的系統是一個黑盒，我們只能通過邊界的反饋來了解這個系統，有的人提到黑盒就擔心，總想了解黑盒中有些什麼，這是一種還原論的習慣。還原論者把物體還原為結構，把結構還原為分子，把分子還原為原子，原子還原為原子核與電子，原子核再還原為夸克。還原論者百戰百勝，直到發現了量子，量子是不可分割的，這是還原論的終點。但是，到了終點後，還原論者沒有發現簡單明了的可以解釋一切的量子原理，恰恰相反，人們碰到的是量子不確定性、量子非局域性等讓人更糊塗的原理。按照網路上的流行說法，要理解這些原理會把人的腦子燒壞。

所以，關於智能系統，還是圖靈的行為主義定義最為合理。圖靈實際上是把智能定義在系統的邊界上，既然系統是個整體，那就只用關注整體的邊界，以及邊界上的反饋就行了，裡面的結構並不重要。關於邊界的研究出發點大體是這樣：

1、看邊界有沒有反饋，有什麼反饋。

2、看反饋是否及時、穩定。

3、看反饋是否有利於邊界自身的存在。

4、看邊界如何擴展自己。

雖然，我對於系統和邊界問題的思考尚未完全成熟，而且尋求對宇宙萬物（各種系統）的統一解釋有可能是一種過時的想法，但是，基於對人工智慧的夢想和系統研究的現實需要，我還是決定將這一想法拿出來和大家分享，並接受大家的批評與指教。這個存了十餘年的心事，在我眼中就像籠罩在頭頂的一團烏雲，就讓它變成雨點盡情地揮灑吧，滋潤腳下的一塊土地，重現頭頂的一片藍天。