單反

學(xué)生時代，我們最熟悉的學(xué)科無非是語數(shù)英政史地理化生這九門。所謂“難題”似乎都能被對應(yīng)的、久經(jīng)訓(xùn)練的思維模式加以解決，過程明了。但自然界并非傳統(tǒng)的出題老師，它不會考慮人類今年學(xué)了什么、鞏固得如何，只是將難題擺在我們面前，究竟需要什么知識應(yīng)對，則需我們自己去尋找。

《銀河帝國》中曾虛構(gòu)了一個叫“心理史學(xué)”的學(xué)科，通過它，傳奇的哈里·謝頓成功預(yù)言了整個銀河帝國的崩塌與重構(gòu)?！度w》中虛構(gòu)的“宇宙社會學(xué)”，主要的研究成果就是著名的“黑暗森林”理論。許多科幻作品中都有意無意地強化著這樣的設(shè)定——在全新的科學(xué)或者社會變革中，最先發(fā)生的必然是學(xué)科的建立與發(fā)展。比如《你一生的故事》中的語言學(xué)和《挽救計劃》中的太空生物學(xué)。

這些設(shè)定并非毫無根據(jù)，人類社會就隱藏著諸多不管是聽起來還是實際內(nèi)核都非常“科幻”的學(xué)科，它們或處在人類探索未知的最前沿，或從最古怪的角度思考著人類的過去。

模糊數(shù)學(xué)、物理哲學(xué)、生物學(xué)哲學(xué)、金融物理、量子金融、數(shù)字人類學(xué)、分子人類學(xué)、賽博考古學(xué)、太空考古學(xué)……僅僅通過名字很難判斷它們到底是干嗎的，甚至有著些許科幻色彩。今天我們就從這些聽上去很奇怪的學(xué)科中選一些，聊聊它們到底在研究什么，而這些研究對人類又意味著什么。

模糊數(shù)學(xué)

數(shù)學(xué)一向是精確和理性的代名詞，似乎與模糊這類詞天然不搭邊，但偏偏存在一種叫模糊數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)。叫模糊數(shù)學(xué)，是因為它不夠精準(zhǔn)嗎？

正式介紹它之前，我們先提出一個問題：假設(shè)小明頭上沒有一根頭發(fā)，那他是不是禿頭？

當(dāng)然是。那如果小明有一根頭發(fā)呢？他還是禿子嗎？這不難回答，有一根頭發(fā)當(dāng)然也算禿頭。那如果有兩根、三根、四根呢？這時候也可以很明確地回答，小明依然是禿的。

于是很容易得到一個推論——往禿頭小明頭上加一根頭發(fā)并不會使小明擺脫禿子的稱號。當(dāng)小明一根接一根地植發(fā)，直到最后頭發(fā)茂密的時候，按上面的推論，小明依然應(yīng)該是禿頭。如果再把小明推廣開來，我們甚至可推理出“世上所有人都是禿子”這樣荒謬的結(jié)論。

當(dāng)然，推論是錯的，但錯在哪里？如果定義一個臨界點，比如五千根頭發(fā)以下算禿，那正好有一個五千根頭發(fā)的人，今早上掉了一根頭發(fā)，那他就瞬間變成禿頭了嗎？這無疑也是違反我們直覺的。

在數(shù)學(xué)上，這個悖論被稱為“禿子悖論”，除此以外還有“谷堆悖論”等近似的表述。關(guān)鍵點在“禿”“冷”“富”“一堆”等自然語言概念都是模糊的，我們無法定義一個標(biāo)準(zhǔn)判定有多少根頭發(fā)算禿子或有多少顆谷子算一堆。

當(dāng)然，有人認(rèn)為這不是問題。畢竟科學(xué)技術(shù)的發(fā)展似乎并不需要判斷這些模糊數(shù)據(jù)，只需精確的數(shù)字。在前工業(yè)時代這種說法是對的，但在人工智能時代，在這個需要讓計算機(jī)替我們做決策的時代，解決類似的問題是非常有必要的。

阿西莫夫的“機(jī)器人”系列里有一篇《轉(zhuǎn)圈圈》。小說里的機(jī)器人因為主角下命令太過模糊，腦中第二定律和第三定律產(chǎn)生了沖突，接近目標(biāo)會使自己受到傷害，違反了第三定律，而遠(yuǎn)離目標(biāo)又會違反第二定律。這個最先進(jìn)的機(jī)器人一直繞著目標(biāo)在固定距離轉(zhuǎn)圈圈，最后主角通過第一定律才讓其擺脫了這種困境?？梢娫贏I時代，我們要發(fā)展能夠自主決策的人工智能，對這類模糊命題的判斷是繞不開的。

數(shù)學(xué)建立在集合論之上，集合具有確定性。給定一個元素，它要么屬于某個集合要么不屬于，二者必居其一。而模糊數(shù)學(xué)卻并非如此。模糊數(shù)學(xué)有隸屬度，可用來計量一個元素多大程度屬于這個模糊集合。假設(shè)頭發(fā)少于一百根的人在禿子這個集合里的隸屬度是一百，他們屬于“完全算禿子”，再假設(shè)頭發(fā)有五千根的人隸屬度是五十，他們“不完全算禿子”，就可以順利解決“禿子悖論”的問題了。

一個典型的模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用：通過隸屬度將模糊的“好壞評價”量化。

當(dāng)然，整個模糊數(shù)學(xué)的體系以及隸屬度的計算要比剛剛提到的復(fù)雜很多，應(yīng)用也更為廣泛。有了模糊集這樣的工具，就可以利用計算機(jī)進(jìn)行一些非常模糊的，甚至看起來有些主觀的判斷，進(jìn)而讓計算機(jī)能在一些看起來屬于主觀領(lǐng)域的事情上做出相對合理的判斷。

科學(xué)哲學(xué)

回顧整個科學(xué)發(fā)展史，我們可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)事實上誕生于哲學(xué)。很長一段時間，科學(xué)都被稱為自然哲學(xué)，例如牛頓著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》?？茖W(xué)獨立出來后，也有很多哲學(xué)思想對科學(xué)的發(fā)展起著非常大的作用。這些哲學(xué)思想要么可以節(jié)省與教眾或非專業(yè)人士辯經(jīng)的時間，比如波普爾可證偽原理①、奧卡姆剃刀原理②，或者牛頓的火焰激光劍③；要么可以從另一個角度間接推動科學(xué)發(fā)展，比如對波粒二象性④的理解、由對稱性推出的諾特定理⑤等。

雖然科學(xué)誕生于哲學(xué)，然而直到現(xiàn)在，絕大多數(shù)博士仍稱為PHD（Doctor of Philosophy，哲學(xué)博士的縮寫。），但事實上，在現(xiàn)代，建立在實驗之上的自然科學(xué)已經(jīng)和哲學(xué)分得很開了。于是在兩者分離而產(chǎn)生的空地里，科學(xué)哲學(xué)誕生了。

費曼

費曼認(rèn)為，“科學(xué)哲學(xué)對科學(xué)的作用就和鳥類研究對鳥類的作用一樣”。這句話常常被解讀為科學(xué)家對科學(xué)哲學(xué)的輕蔑，但真是這樣嗎？鳥類研究者并不能教鳥兒如何飛行，并不代表鳥類研究沒有意義?？茖W(xué)哲學(xué)并不承擔(dān)指導(dǎo)科學(xué)發(fā)展的責(zé)任，它的重要作用是反思科學(xué)發(fā)展的歷史、厘定科學(xué)的邊界等。強行要求其對科學(xué)發(fā)展起重要作用，或者妄圖運用哲學(xué)指導(dǎo)科學(xué)發(fā)展，都無異于要求鳥類研究者原地起飛。

科學(xué)哲學(xué)有許多分支，如物理哲學(xué)、生物哲學(xué)等。前者研究包括“如何理解波粒二象性？”“如何理解相對效應(yīng)？”“決定論還成不成立？”“概率波意味著什么？”等物理問題，后者則主要關(guān)注“生物學(xué)研究中的倫理”“人類社會能不能還原成生物學(xué)？”“群體遺傳學(xué)能不能還原成分子生物學(xué)？”等問題。

科學(xué)史是科學(xué)哲學(xué)重要分支之一，其中最著名的莫過于李約瑟的“近代中國為什么沒有誕生現(xiàn)代科學(xué)？”的問題。有無數(shù)學(xué)者針對它“水”了無數(shù)篇論文，但都無法說服對方。

李約瑟

萊姆與《技術(shù)大全》

回答中有兩個互相對立的觀點。一種認(rèn)為中國不具備誕生科學(xué)的土壤，只有從古希臘先賢自由的基因傳承下來的才能被稱為科學(xué)，除此以外的只是和科學(xué)沒有一點兒關(guān)系的技術(shù)而已，不管是火藥還是指南針，都是技術(shù)而非科學(xué)，進(jìn)而推出東方文明沒有“科學(xué)精神”，西方文明才有天然優(yōu)越性。甚至有科學(xué)史專家衍生出近代中國的落后不是“挨打”的原因，而是因為“找打”才“挨打”這樣令人哭笑不得的謬?yán)?。另一種觀點則認(rèn)為，科學(xué)是累積到一定程度后必然出現(xiàn)的，但是其出現(xiàn)又存在偶然性。著名科幻作家萊姆在未來學(xué)①論集《技術(shù)大全》中提到的列維-施特勞斯就有這樣的觀點：“科學(xué)的誕生是來自于技術(shù)以及思想的累積到達(dá)一個臨界值后產(chǎn)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，甚至可以說是‘技術(shù)爆炸，而在此之前的所有單個的發(fā)現(xiàn)即使再重大也只能被懸置，無法產(chǎn)生技術(shù)生產(chǎn)的社會效應(yīng)，比如印度的粉末冶金術(shù)和中國的火藥……因此東方只是比西方少了那么一點點‘運氣而已 。”

當(dāng)然，我們終究無法控制變量讓整個人類文明重新走一次，所有試圖回答此問題的理論都不夠有說服力。但科學(xué)的誕生畢竟還是近代的事，我們每時每刻都在創(chuàng)造新的科學(xué)史，所以未來科學(xué)史會怎樣發(fā)展終究猶未可知。

金融物理

另一個看起來和自然科學(xué)毫不沾邊的領(lǐng)域——金融學(xué)，也存在與物理相結(jié)合的部分。不是指無數(shù)物理系畢業(yè)的基金經(jīng)理，也不是將名字帶上量子碰瓷海森堡的某個臭名昭著的量化基金，更不是《超頻交易商》中利用量子效應(yīng)賺取信息差的超頻交易，而是更實際的理論。

金融似乎只和人類社會有關(guān)，物理則只和自然現(xiàn)象有關(guān)。但將目光投向其中的統(tǒng)計物理時，奇妙的事情發(fā)生了——將統(tǒng)計物理中的一些模型套用到金融領(lǐng)域中，原本用來描述分子運動的力學(xué)，竟能很好地描述很多金融領(lǐng)域的現(xiàn)象。

要選擇物理系，有四門課是逃不開的，即人稱“四大力學(xué)”的《理論力學(xué)》《量子力學(xué)》《電動力學(xué)》以及今天我們要聊的《熱力學(xué)與統(tǒng)計物理》。這個學(xué)科最開始是研究物體的熱效應(yīng)的熱學(xué)，但隨著人們對熱的本質(zhì)的認(rèn)識到了分子運動的層面，我們逐漸需要一個新的學(xué)科，它既要研究宏觀規(guī)律在粒子層面的微觀解釋，又要能夠分析海量粒子組成的宏觀物體的物理性質(zhì)。于是，統(tǒng)計物理出現(xiàn)了。很快，人們發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計物理不僅可以用于熱力學(xué)，在一些多體問題上也能起到大作用，比如運用在同樣需要處理大量物體相互作用的量子力學(xué)、流體力學(xué)甚至是天體物理學(xué)中。

那問題來了，人類金融市場的活動算是一種統(tǒng)計學(xué)上的多體問題嗎？對金融物理研究者而言，答案是肯定的，他們將金融市場產(chǎn)生的數(shù)據(jù)當(dāng)作一場場物理實驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并通過統(tǒng)計物理、量子物理的模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而尋找到適用于金融市場的理論模型。

當(dāng)然，經(jīng)濟(jì)學(xué)或者金融領(lǐng)域依然有許多無法解釋的現(xiàn)象，用物理模型也不見得會比金融工程的其他模型更貼合實際。我們只能說在物理學(xué)眾多可能的應(yīng)用中存在這樣一個研究方向，至于這個方向能不能走通，又會給金融市場帶來怎樣的變化，就不是現(xiàn)在的我們能預(yù)言的了。

賽博考古學(xué)

劉慈欣在著名的玩梗之作《太原詛咒》中，虛構(gòu)過這樣的一個學(xué)科——IT考古學(xué)。

原文是這樣的——“按說網(wǎng)絡(luò)世界的歷史還不到半個世紀(jì)，沒什么古可考，仍然有很多懷舊的人熱衷此道。IT考古主要是發(fā)掘那些仍活在網(wǎng)絡(luò)世界某些犄角旮旯的東西，比如十年來都沒有點擊過但仍能點開的網(wǎng)頁，二十年沒有人光顧但仍能注冊發(fā)帖的BBS等，這些虛擬古董中，來自‘遠(yuǎn)古的病毒是IT考古學(xué)家們最熱衷尋找的，如果能找到一個十多年前誕生的仍在網(wǎng)上活著的病毒，就有在天池中發(fā)現(xiàn)恐龍一般的感覺?！?/p>

有趣的是，現(xiàn)實中確實存在叫賽博考古學(xué)（Cyber-Archaeology）的學(xué)科。雖叫賽博考古學(xué)，但實際上人們談?wù)摰挠袃蓚€不同的義項，其一是大劉寫到的IT考古學(xué)，是對網(wǎng)絡(luò)的“考古”；另一種是利用數(shù)字技術(shù)對過去進(jìn)行虛擬現(xiàn)實的模擬，即利用數(shù)字技術(shù)的考古。數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間都可以為考古學(xué)加上“Cyber-”前綴。

先聊對網(wǎng)絡(luò)空間或虛擬社區(qū)的考古學(xué)。當(dāng)今世界有一個有趣的現(xiàn)象——“事實上，我們對于21世紀(jì)初期的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如20世紀(jì)初期”。由于早期種類繁多且不盡可靠的存儲媒介和多樣的接口，實際上許多幾十年前的數(shù)字資料已經(jīng)丟失，而在之前以磁帶、紙、竹簡甚至龜甲等留存下來的信息卻能保存至今。這種現(xiàn)象被稱為“數(shù)字黑暗時代”。信息時代帶來前所未見的龐大信息量，但在其中找到自己想要的數(shù)據(jù)，甚至保存想保存的數(shù)據(jù)，比想象中要難得多?？萍嫉陌l(fā)展使人類文明大大擴(kuò)展，但我們接受信息、尋找信息的能力卻沒有太多提高。類似的案例有2017年之前的內(nèi)容不再可見的百度貼吧、已經(jīng)消失的騰訊微博、早已倒閉的瀛海通網(wǎng)站等。最近很多機(jī)構(gòu)在進(jìn)行內(nèi)部資料整理時，會發(fā)現(xiàn)紙質(zhì)資料要遠(yuǎn)比刻錄在光盤、軟盤中的資料完整且方便尋找。我們個人留存的數(shù)據(jù)信息也有許多散佚在不同的媒介之上。因此從某種意義上來說，每個單位或個人也都存在所謂的“數(shù)字黑暗時代”吧。

《賽博朋克2077》原作世界觀中，傳奇黑客巴特莫斯掀桌摧毀整個互聯(lián)網(wǎng)，導(dǎo)致賽博空間被不受控制的人工智能占據(jù)，人類只好退守“黑墻”，將原有的互聯(lián)網(wǎng)隔絕開來?！?077》里的“舊互聯(lián)網(wǎng)”（如游戲里的荒野古跡），有無數(shù)有價值的資料及看守的危險怪物。想要獲得珍貴資料需要黑客們冒巨大風(fēng)險潛入，這種探險在某種意義上也是一種“賽博考古”。值得一提的是，其衍生動畫《賽博朋克：邊緣行者》里的女主角露西就是從小被公司培養(yǎng)在“舊互聯(lián)網(wǎng)”里探索的黑客，直到發(fā)現(xiàn)周圍的同伴一個個遇險才想辦法逃離出來，可見“舊互聯(lián)網(wǎng)”中的數(shù)據(jù)對公司的重要性。

當(dāng)然，現(xiàn)實中那些塵封多年的論壇或者BBS并不會跳出來將正在考古的學(xué)者或者愛好者爆頭，但這樣的探尋過程無疑也是一種“考古”活動?；蛟S在未來，會真的有一個學(xué)者群體研究當(dāng)下的我們。那個時候，他們會怎樣看待現(xiàn)在的“數(shù)字時代”呢？

學(xué)術(shù)領(lǐng)域，賽博考古學(xué)往往以另一種翻譯形式被人提起——數(shù)字考古學(xué)，即利用數(shù)字技術(shù)對考古現(xiàn)場甚至是遠(yuǎn)古生活場景的模擬與重現(xiàn)。比如將一個考古現(xiàn)場全部3D掃描，接著在虛擬現(xiàn)實或者增強現(xiàn)實中進(jìn)行還原。這一方面有利于考古人員做研究，另一方面也有助于文物的保護(hù)與留存。再比如，我們將一些易損壞的雕像建筑或者壁畫數(shù)字化儲存進(jìn)虛擬空間，如損壞還可以根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。例如《刺客信條：大革命》在游戲制作過程中對巴黎圣母院進(jìn)行了非常精細(xì)的建模，而這恰好為巴黎圣母院失火的修復(fù)工作幫了大忙。國內(nèi)的許多文物古跡近年來也同樣進(jìn)行了類似的數(shù)字化工作，例如長城和敦煌壁畫等。在未來，如果某些古跡遭到破壞，事先儲存的數(shù)字化數(shù)據(jù)依舊能讓人們看到那些古代風(fēng)采。

上文提到的《刺客信條》游戲系列貫穿始終的設(shè)定，是一個能回到自己先祖記憶中的虛擬現(xiàn)實機(jī)器阿尼姆斯（Animus），從而親身經(jīng)歷先祖曾經(jīng)歷過的重大歷史事件。從某種角度來說，這樣的技術(shù)正是數(shù)字考古的目標(biāo)。同樣的信息，單純的文字記載相對于身臨其境，依然單薄，這不管對專業(yè)研究者還是單純游覽者都一樣。

當(dāng)然，我們并不可能做到像阿尼姆斯一樣，畢竟信息不可能憑空產(chǎn)生。但想象一下，或許有一天你在“元宇宙”中，可以在依靠真實數(shù)據(jù)生成的咸陽大街上扮演真正的老秦人，或者在三星堆與古蜀人一起見證古代奇跡。與用劣質(zhì)3D建模和UE3時代的畫面讓小朋友家長“付費坐牢”相比，這或許才是“元宇宙”或者“虛擬現(xiàn)實”等技術(shù)真正應(yīng)運用的地方之一。

太空考古學(xué)

《三體》中有過這樣的情節(jié)，在全人類生死存亡之際，羅輯負(fù)責(zé)將人類的存在證明留在宇宙之中，他的辦法是把字刻在石頭上。在克拉克的《星》中也有類似描寫，生存在鳳凰星云的生命為在滅亡前留下存在的證明，將自己文明的遺產(chǎn)留在離太陽最遠(yuǎn)的行星上的一個洞窟里。

好在短時間內(nèi)地球文明性命無虞，還不至于要考慮如何給宇宙留下遺言。但我們確實面臨著一些問題。距離蘇聯(lián)第一次發(fā)射衛(wèi)星已六十多年，在我們送上太空的無數(shù)人造物體中，有不少都極具紀(jì)念意義，它們都是人類一步步征服太空的證據(jù)。比如蘇聯(lián)的一些意義重大的衛(wèi)星，或者美國宇航員打出去的那顆高爾夫球，再或者科幻世界發(fā)射的那顆“科幻世界號”衛(wèi)星。

人類已往天上發(fā)射了太多的東西，且未來還會更多。在未來，星鏈和其他太空垃圾將會占據(jù)地球?qū)氋F的軌道，而給它們裝上推進(jìn)裝置重新進(jìn)入大氣層的成本非常高。但同時，許多占據(jù)軌道的飛行物非常有紀(jì)念意義，讓它們變成燃燒的流星并非最好的選擇。于是有人提出，在地日拉格朗日點上建一個太空博物館，將有價值的文物保存在那里，也正好與地球軌道同步。太空中文物的保存條件與地球大不相同，一方面我們不用考慮地殼運動或風(fēng)化腐朽之類，另一方面卻需要考慮軌道以及太空輻射。或許有一天，我們能在地日拉格朗日點的太空博物館里參觀加加林時代的伏特加。

人類發(fā)展至今，知識的邊界已遠(yuǎn)超個人能掌握的范圍，領(lǐng)域也在無限細(xì)分，同一個實驗室的同僚可能都看不懂對方的工作。有些我們極度陌生的冷門領(lǐng)域可能只有寥寥數(shù)人在研究，甚至?xí)小熬尤贿€有人在研究這個？”或“這種東西還需要研究？”的聲音出現(xiàn)。但我們很難保證其中哪些學(xué)科會在未來變成如科幻小說般暢想的“顯學(xué)”，了解這些學(xué)科，或者對其中一些研究成果至少保持尊重，是我們目前能給予的最小善意。

【責(zé)任編輯 ：尾 巴】

① 波普爾可證偽原理：大意為只有有可能被證偽的理論才能被稱為科學(xué)。

② 奧卡姆剃刀原理：原話為“如非必要，勿增實體”。即理論研究中，當(dāng)有兩個處于競爭地位的理論能得出同樣的結(jié)論時，做出更少假設(shè)的那個更有可能正確。

③ 牛頓的火焰激光劍：“你永遠(yuǎn)不能證明牛頓沒有一把火焰激光劍”，指所有不能進(jìn)行實驗和觀測的東西都不值得辯論。

④ 波粒二象性：現(xiàn)在物理學(xué)界的共識是在物質(zhì)的基本形態(tài)中，波動性和粒子性是一體兩面的存在，不同角度的觀測合在一起才是基本物質(zhì)的真相。

⑤ 諾特定理：每個連續(xù)對稱性都有著相應(yīng)的守恒定律。例如，物理定律不隨著時間而改變，這表示它們有關(guān)于時間的對稱性。對稱性是現(xiàn)代物理學(xué)的核心概念之一。

① 未來學(xué)：是研究人類社會未來的一門綜合性科學(xué)，研究者分析預(yù)測在未來技術(shù)會對人類的方方面面產(chǎn)生怎樣的影響。