科學技術如何不依靠人類現有的任意感官進行深入研究?
05-02
我愛科學,我愛科學家。科學研究的東西能否突破「所看到」、「所聽到」、「所聞到」「所觸到」等等所感知到的事物及其規律?此問題若不夠完善或含義表達不清,歡迎知友完善之。
大量感測器將人類不能感知到,或者不能定量感知的事物,轉化為人類可感知的視聽信號……
現代科學的探測範圍早已超出了人類器官的感知範圍。下能到深海,上能去太空。
我想題主應該是對第六感、第七感什麼的感興趣。
現代科學在感測器領域積累大量的成就,無數種各種各樣的感測器開拓了人類的視野和感官。比如光電倍增管(PMT)可以製造出掃描電鏡SEM,蓋革計數器,和單光子計數器等等,可以發現放射線,微觀構造,以及光量子的單光子行為等等。霍爾效應感測器,霍尼韋爾磁阻感測器可以檢測十分微小的磁性變化,大型光柵望遠鏡,比如太空哈勃望遠鏡,可以觀察宇宙深處的星系星雲的物質組成成分,還有大型射電望遠鏡可以發現遙遠宇宙中的電磁信號等等,所以人類現在的感官視域已經獲得了極大地擴展,但是這種擴展至今依然十分有限,至今人類只能以經驗的方式感知世界,對於特定的先驗世界,人類還是無能為力,也可能是永遠的無能為力,這是一個界限,但是對於物理學而言,這是一個夢想,因為愛因斯坦的思考,人類在這個邊沿時間與空間大門的邊沿已經開啟了一個縫隙,但是僅僅是一道沒有寬度的縫隙。
看怎麼定義人的感官了。如果定義為,人先天就有的眼(視覺)、耳(聽覺)、口(味覺)、鼻(嗅覺)、身(觸覺),那麼等將來有了Matrix里那樣的數據線直插大腦的交互方式,科研也就能伴隨著人類其他活動一起,脫離肉身感官了。
如果定義為泛在的人腦從外界獲取信息的感測器,進而上升到人腦認知外界客觀世界的感知器,那麼脫離了這樣定義的「感官」,自然科學以及依賴自然科學的工程技術領域的研究是無法開展的。
比如,從具體的操作層面上來說,人腦總是需要獲取外界信息的。天文學是人類歷史上出現最早的自然學科(之一?)。從幾千年前天文學發端,一直到歐洲文藝復興時代伽利略發明天文望遠鏡,天文學家(祭司、司天監、等等)都是以肉眼來觀察星空的。古希臘天文學家伊巴谷和丹麥天文學家第谷是這些肉眼觀天的佼佼者,因此也被拿來給世界上第一台空間天體測量望遠鏡及其星表來命名。其中,第谷更是單憑肉眼,實現了遠超當時技術條件下普遍精度的觀測,為開普勒對天體運行規律的研究提供了不可替代的觀測樣本。後來,天文望遠鏡就成了天文學家眼睛的沿伸,通過不同的觀測條件、不同的調製方式(直接成像還是間接成像;干涉成像還是掃描成像;聚焦成像還是小孔成像;等等)、不同的探測器(天線、共振腔、硅像素探測器、閃爍體探測器,等等),將人眼從390nm到790nm的可見光範圍,拓展到射電到伽馬射線;將人眼4mm左右直徑的瞳孔,擴大到十米、幾十米、幾百米(射電望遠鏡);將人眼米粒大小的集光面積,擴大到一間房子那麼大(光學望遠鏡)、甚至是平方公里(SKA)。無論採用多麼高級、複雜、精巧的望遠鏡,最終觀測數據還是要形成光變曲線、能譜曲線、亮度/硬度/波長空間分布的圖像,雖然有時候在計算機里也用高維的data cube來表示數據,但常常還是逐個切片的分析。所以人的視覺系統依然有價值。
但另一方面,有些事情也在轟轟烈烈的悄然發生。隨著觀測範圍、觀測深度的急劇提升,觀測數據也以超過摩爾定律的速度在增加。面對大、更大、越來越大的巡天觀測數據樣本,莫說是依靠人工處理,即使是用一般的計算機軟體,也是處理不過來的。因此天文學與統計學、數值分析、高性能計算等領域的交叉也越來越多。這些工作的目標是,找到一種特別定製的機器視覺系統,從天文觀測數據和圖像中,獲得與天文學和天體物理學研究有關的天體測量數據及統計特徵。將來,數據線直插大腦了,機器視覺也替代了人的視覺(其實在很多指標上,比如特定目標的搜索、大小/亮度/位置計算等等,早就超越了),望遠鏡的數據直接在人腦轉換為抽象的意識,或許在科研活動中,人先天就有的肉身視覺系統就可以被替代了吧。但替代系統本身就又變成了研究者的感官。從這個角度來說,天文學家們越來越集中的共享少數幾隻「超級大眼睛」,想想還是挺浪漫的。更為實質、更為一般的原因,是科學技術的研究(無論是淺層次的研究,還是深入研究),都是理論和實踐相結合的活動。如果拋開技術,泛泛的說科學,那麼或許還可以舉出一些貌似可以憑空在人腦孤立進行的研究(比如冥想么?),但是我們一般也不認為這是科學。如果把科學和技術放在一起的話,那麼離開了對客觀世界的感知,甚至離開了同客觀世界的交互,都是無法開展的。同時,離開了人類的大腦,也是無法開展的。所以one way or another,人腦一定要通過某種系統獲取外界信息。
其實,引申一步,我們到底是否有可能製造出,比先天肉身感官系統更有利於科學技術研究的機器系統?
更進一步,機器系統雖然在探測能力上大大超越肉身感知系統,但是在信息獲取乃至分析能力上是否也可以全面超越人的意識(第六感)?最後,再進一步,假設人類造出了具有末那識和阿賴耶識的終極機器,全知全能,那人類又要拿什麼來和這樣的「代理人」交互呢?所以,即使不去看具體的技術發展,從邏輯上來說,科技的研究,無論深淺,都不可能脫離各種「感官」。科學不能超越「六識(眼耳鼻舌身意)」的範圍。這裡的「六識」包括通過機器可以被六識感知的東西。因為科學要可重複,可驗證。不能被六識觀測到的就無法驗證。數學看起來好像是可以超越「感官」的,但數學是以人的邏輯為基礎。人的邏輯,本質上還是我們意識的產物,所以還在六識之內。六識之外還有什麼?也許宇宙還有很多六識以外的才能感知的屬性,但是我們永遠無法感知和理解那些屬性,哪怕是科學再發達,也沒有辦法
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