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真正的科學(xué)進(jìn)步從來不靠“驗(yàn)證閉環(huán)”。
編譯 | 王啟隆
出品丨AI 科技大本營(ID:rgznai100)
一個(gè)被寫進(jìn)教科書的實(shí)驗(yàn),并不一定真能在當(dāng)時(shí)改變世界觀;一個(gè)后來被證明正確的理論,也常常不是等到證據(jù)全部收口之后,才被科學(xué)共同體接受。
Dwarkesh Patel 在 2026 年 4 月 7 日更新的播客 Dwarkesh Podcast 里,對(duì)談量子計(jì)算與開放科學(xué)研究者Michael Nielsen,把當(dāng)今科學(xué)史里最擰巴、也最容易被講得過分整齊的問題,重新翻了出來。
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故事從邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)開始。按流行敘事,這場實(shí)驗(yàn)幾乎像是直接終結(jié)了以太,并把愛因斯坦一步步推到了狹義相對(duì)論那里。可 Nielsen 提醒,真實(shí)歷史遠(yuǎn)沒有這么直線:邁克耳孫本人很多年后仍然相信以太,洛倫茲和龐加萊已經(jīng)摸到了一部分正確結(jié)構(gòu),卻沒有真正完成那次解釋躍遷,而更強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,往往要在共同體已經(jīng)換了世界圖景之后,才慢慢補(bǔ)上來。
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這讓人想到了AI 做科學(xué)最難的一層。現(xiàn)在很多人談科研自動(dòng)化,都會(huì)自然想到“驗(yàn)證閉環(huán)”——實(shí)驗(yàn)、反饋、優(yōu)化,只要這一套足夠密,科學(xué)似乎就能被不斷推進(jìn)下去。但 Nielsen 反復(fù)指出,很多關(guān)鍵理論并不是等到驗(yàn)證閉環(huán)徹底收口之后才被接受的;相反,它們往往是在證據(jù)仍然模糊、甚至帶有敵意的時(shí)候,被研究共同體先一步認(rèn)出來。
Michael Nielsen 是一位因量子計(jì)算、開放科學(xué)和深度學(xué)習(xí)教材而被廣泛認(rèn)識(shí)的研究者與寫作者,而 Dwarkesh Patel 則是近幾年最擅長把一個(gè)問題追到根上的科技播客主持人之一。兩人這次談的表面上是愛因斯坦、牛頓、達(dá)爾文、AlphaFold 和量子計(jì)算,真正追問的卻只有一個(gè)問題:人類到底是怎么認(rèn)出“科學(xué)進(jìn)步”正在發(fā)生的?
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要點(diǎn)速覽
邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)并沒有像教科書敘事那樣直接“逼出”狹義相對(duì)論;它真正暴露的是,科學(xué)共同體經(jīng)常要在并不徹底、甚至互相打架的證據(jù)里先做判斷。
科學(xué)進(jìn)步?jīng)]有一套可復(fù)制、可程序化的統(tǒng)一流程。真正的瓶頸,往往出現(xiàn)在舊啟發(fā)式失效的地方。
達(dá)爾文的天才不只是“想到自然選擇”,而是把一個(gè)局部直覺做成了貫穿整個(gè)生物界的解釋框架;這也是為什么看似簡單的理論,并不真的容易被提出來。
AlphaFold 的成功首先是一個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)據(jù)積累的故事,其次才是一個(gè)模型故事;這也讓“AI 算不算在做科學(xué)”變得遠(yuǎn)比表面復(fù)雜。
對(duì) AI 來說,難點(diǎn)不只在能否跑實(shí)驗(yàn),而在能否在長期含噪、敵意式、非清晰的反饋中維持多條研究路線并存。
科學(xué)如何前進(jìn),和研究共同體如何分配聲譽(yù)、個(gè)人如何真正內(nèi)化知識(shí),是同一件事的不同尺度。
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為什么說科學(xué)進(jìn)步常常跑在驗(yàn)證閉環(huán)前面?
Dwarkesh Patel:今天我想聊的不是你在量子計(jì)算、開放科學(xué)、深度學(xué)習(xí)教材這些事情上的工作,而是一個(gè)更奇怪的問題:我們到底怎么識(shí)別科學(xué)進(jìn)步?
這件事對(duì) AI 特別重要,因?yàn)楝F(xiàn)在很多人都想閉合科學(xué)發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)驗(yàn)證閉環(huán)。但我越準(zhǔn)備這場對(duì)話,越覺得即使回頭看人類科學(xué)史,這件事也比我原來想得更神秘。
我想先從邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)和狹義相對(duì)論講起。因?yàn)榻炭茣锏墓适拢驼鎸?shí)歷史,好像不是一回事。
Michael Nielsen:邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)通常被講成 19 世紀(jì) 80 年代那場著名實(shí)驗(yàn):它逼出了愛因斯坦后來的狹義相對(duì)論,從而改變了我們對(duì)空間和時(shí)間的理解。
但真實(shí)情況和這個(gè)流行敘事之間,有一個(gè)非常大的落差。邁克耳孫、莫雷以及同時(shí)代很多人理解這場實(shí)驗(yàn)的方式,和愛因斯坦后來理解這件事的方式,并不是一條直線。愛因斯坦晚年甚至說過,他都不確定自己在提出狹義相對(duì)論時(shí)是否讀過那篇論文。即便他當(dāng)時(shí)知道這篇論文,它對(duì)他的思考也遠(yuǎn)不是決定性的。
邁克耳孫和莫雷真正想測試的,是各種不同的“以太理論”。如果追溯到 17 世紀(jì),Robert Boyle 提出過一種想法:聲音是空氣中的振動(dòng),那光會(huì)不會(huì)也是某種介質(zhì)里的振動(dòng)?后來人們發(fā)現(xiàn),聲音不能在真空里傳播,但光可以,于是“以太”就成了一個(gè)持續(xù)兩百多年的問題。
所以邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上不是“證明以太不存在”,而是在不同以太理論之間做區(qū)分,尤其是測試所謂的“以太風(fēng)”是否存在。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是,沒有測到以太風(fēng)。這的確排除掉了一部分以太理論,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有排除全部,更重要的是,邁克耳孫本人后來一直都還相信以太。
Dwarkesh Patel:這正是我讀 Abraham Pais 那本《Subtle is the Lord》時(shí)最震驚的地方。我們平常聽到的版本都是:邁克耳孫-莫雷證明了以太不存在,于是物理學(xué)陷入危機(jī),愛因斯坦用相對(duì)論解決了這個(gè)危機(jī)。
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但你的意思是,這場實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí)更像是在不同以太模型之間篩選,而不是一錘定音。
Michael Nielsen:對(duì),而且這種差別非常重要。1887 年那次著名實(shí)驗(yàn)之前,邁克耳孫 1881 年就已經(jīng)開始做這類實(shí)驗(yàn)了。后來他一生都在繼續(xù)做,直到 1920 年代末仍然沒有放棄以太。還有 Miller 這樣的人,到了 1920 年代還在高海拔上做實(shí)驗(yàn),試圖證明自己終于測到了以太風(fēng)。
這說明一件事:科學(xué)史不是教科書里那種“一個(gè)實(shí)驗(yàn)證偽一個(gè)理論,大家立刻換新理論”的故事。所謂證偽,在真實(shí)歷史里遠(yuǎn)沒有那么干凈。你以為被證偽的是“以太”,可實(shí)際上也許只是某一種以太理論;另外一些版本還完全活著。
Dwarkesh Patel:而且你甚至不能從“某一種以太理論被打掉”直接推出狹義相對(duì)論。
Michael Nielsen:當(dāng)然不能。后來洛倫茲已經(jīng)寫出了參考系轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué),也就是后來人們所謂的洛倫茲變換。但他對(duì)這套數(shù)學(xué)的物理解釋和愛因斯坦不同。他依然把它理解成相對(duì)于以太參考系的效應(yīng):長度收縮、時(shí)間膨脹,是物體在以太中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到某種動(dòng)力學(xué)影響的結(jié)果。
真正有意思的是,科學(xué)共同體往往會(huì)在更強(qiáng)驗(yàn)證到來之前,就已經(jīng)開始接受一種新的解釋框架。比如后來的 μ 子實(shí)驗(yàn),在 1940 年前后才真正更強(qiáng)力地顯示“時(shí)間膨脹”不是數(shù)學(xué)小技巧,而是某種物理實(shí)在。但相對(duì)論的共同體接受,顯然早于這個(gè)時(shí)間點(diǎn)。
所以問題來了:如果強(qiáng)驗(yàn)證還沒完全到位,人類科學(xué)為什么還是會(huì)往前走?
Dwarkesh Patel:而且這里很吊詭的一點(diǎn)是,科學(xué)顯然確實(shí)會(huì)進(jìn)步,但你又很難把這個(gè)進(jìn)步過程說成一套預(yù)先寫好的流程。
Michael Nielsen:對(duì),我其實(shí)很警惕“流程”這個(gè)詞。它暗示有一套事先設(shè)定好的步驟,好像大家都照那個(gè)流程行事。但真實(shí)世界不是這樣。你會(huì)看到洛倫茲、龐加萊、邁克耳孫這樣一流的科學(xué)家,在共同體整體已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向以后,仍然長時(shí)間留在舊圖景里。
沒有什么中央權(quán)威,也沒有一套中心化的方法,告訴大家什么時(shí)候該換世界觀。科學(xué)共同體的前進(jìn)方式,比“流程”這個(gè)詞暗示的東西復(fù)雜得多。
Dwarkesh Patel:你剛才提到 Poincaré,我覺得這是個(gè)特別有意思的例子。洛倫茲是數(shù)學(xué)對(duì)了,但解釋錯(cuò)了;Poincaré 似乎是某些概念也摸到了,但還是沒有真正把門踢開。科學(xué)史里總有這種“問題問對(duì)了,但最后一步?jīng)]走完”的案例。你覺得這里到底發(fā)生了什么?
Michael Nielsen:這種事你真得個(gè)案地看。Poincaré 非常驚人。他某種程度上已經(jīng)理解了相對(duì)性原理,也幾乎理解了光速在所有慣性系中相同這件事。他離愛因斯坦用來推出狹義相對(duì)論的那幾塊拼圖,已經(jīng)很近了。
但他還有一個(gè)多余的誤解:他把長度收縮理解成一種動(dòng)力學(xué)效應(yīng),覺得好像粒子在運(yùn)動(dòng)中受了外力擠壓,才導(dǎo)致尺縮鐘慢。他沒真正跨到那個(gè)更激進(jìn)的想法上——不是東西被“壓縮”了,而是空間和時(shí)間本身就和原先想的不一樣。
某種意義上,他可能是“知道得太多”了。既有知識(shí)、既有體系感,反而妨礙了他把舊圖景一下子整個(gè)扔掉。愛因斯坦這里做的,反而像是一種減法:不再往舊機(jī)制上補(bǔ),而是直接說,空間和時(shí)間就是另一回事。
Dwarkesh Patel:這其實(shí)也讓我想到一個(gè)更大的問題。你看 Aristarchus 在公元前三世紀(jì)就已經(jīng)提出日心說,但恒星視差直到 1838 年才被真正測到。也就是說,驗(yàn)證閉環(huán)竟然拖了兩千年。
而且更奇怪的是,哥白尼的模型一開始既不更準(zhǔn)確,也不更簡單。他甚至為了保住“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”這種審美偏好,不得不加更多本輪。所以這不是一個(gè)“精度更高”或者“形式更簡”的故事。那人類憑什么提前知道哥白尼這邊更對(duì)?
Michael Nielsen:我沒有完整答案,但我覺得牛頓在這里給了一個(gè)很重要的線索。你先是用引力解釋了行星運(yùn)動(dòng),但隨后同一套理論又解釋了地面上的拋物運(yùn)動(dòng)、月亮和太陽引發(fā)的潮汐。原本看起來彼此無關(guān)的三個(gè)現(xiàn)象,被一個(gè)框架打通了。
這種“統(tǒng)一性”的力量會(huì)讓一個(gè)理論顯得非常有說服力。也許它一開始不一定更準(zhǔn),但它開始把不同世界縫到一起。
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牛頓為什么是“最后的魔法師”,這對(duì) AI 有什么啟發(fā)?
Dwarkesh Patel:我很喜歡 Keynes 那篇講牛頓的文章。他那句名言是:牛頓不是理性時(shí)代的第一個(gè)人,而是最后一個(gè)魔法師。
我很想知道的是,牛頓在煉金術(shù)和天文學(xué)里,是不是在用同一套審美、直覺和啟發(fā)式?如果是的話,這些東西有沒有可能被遷移,甚至被編碼進(jìn) AI?
因?yàn)槿绻覀儠簳r(shí)做不出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的驗(yàn)證閉環(huán),也許至少可以把“好品味”編碼進(jìn)去。
Michael Nielsen:我覺得這里最關(guān)鍵的一點(diǎn)是:人類真正卡住的地方,恰恰是舊啟發(fā)式不再適用的地方。
因?yàn)槿藗儽緛砭蜁?huì)把已經(jīng)有效的方法學(xué)得很好、用得很好,所以他們不會(huì)老是在同一個(gè)地方摔跤。真正新的瓶頸,定義上就是原來的方法不再管用的地方。
所以如果你想把科學(xué)還原成一個(gè)可以不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的手搖曲柄,問題就在這里。你當(dāng)然可以把一部分東西程序化,但每到真正重要的瓶頸處,那個(gè)曲柄就失效了。
你需要很多人去嘗試不同路徑。越難的突破,越意味著之前那套現(xiàn)成方法已經(jīng)不夠了。也正因?yàn)槿绱耍嬲耐黄埔坏┌l(fā)生,才顯得那么驚人。
Dwarkesh Patel:也就是說,真正的難點(diǎn)不是把已有品味固化,而是遇到舊品味失效的時(shí)候怎么辦。
Michael Nielsen:對(duì)。量子力學(xué)就是典型例子。它之所以震撼,不只是因?yàn)樗y,而是因?yàn)樗颇憬邮芤徽缀团f直覺完全不同的東西。進(jìn)化論某種意義上也是如此,真正震撼的并不是“自然選擇”這四個(gè)字,而是這個(gè)機(jī)制居然能解釋那么多東西。
Dwarkesh Patel:所以如果真要把這套經(jīng)驗(yàn)遷到 AI 上,問題就不是“能不能把一套啟發(fā)式編成系統(tǒng)”,而是系統(tǒng)能不能在啟發(fā)式失效時(shí)還繼續(xù)往前走。
Michael Nielsen:對(duì),這差不多就是問題的核心。真正困難的地方,定義上就是舊方法已經(jīng)不再夠用了的地方。
Dwarkesh Patel:這也是我對(duì)達(dá)爾文最困惑的地方。1687 年牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,1859 年達(dá)爾文發(fā)表《物種起源》。直覺上,自然選擇似乎比萬有引力更容易想到。
Thomas Huxley 讀達(dá)爾文時(shí)甚至說過一句非常有名的話:怎么會(huì)沒早點(diǎn)想到這個(gè)?但沒有人會(huì)讀牛頓時(shí)產(chǎn)生這種感覺。所以到底哪里不一樣?
Michael Nielsen:我覺得達(dá)爾文最重要的地方,不是“想到自然選擇”本身。人工選擇這類想法,人類早就隱約知道了,至少動(dòng)物育種者肯定長期知道其中一大塊。
達(dá)爾文真正的天才,在于他意識(shí)到這個(gè)機(jī)制對(duì)整個(gè)生物學(xué)有多核心。他把一個(gè)局部直覺,做成了一個(gè)能解釋整個(gè)生物圈的框架。他不是提出一個(gè)點(diǎn)子就停下,而是在《物種起源》里堆入大量證據(jù)、案例和推演,把它跟地質(zhì)學(xué)、生物多樣性、環(huán)境適應(yīng)這些問題全部焊到一起。
所以他的工作不是“想到了一個(gè)想法”,而是把這個(gè)想法做成了一個(gè)能站住的大解釋。
Dwarkesh Patel:我原本是從 Lucretius 開始想這個(gè)問題的。他在一世紀(jì)時(shí)就有一些看起來類似自然選擇的想法,可為什么這件事后來停了十九個(gè)世紀(jì)?
后來我才意識(shí)到,他那個(gè)版本其實(shí)和現(xiàn)代自然選擇差很多。他更像是設(shè)想世界早期有一次性的篩選,而不是持續(xù)發(fā)生的漸進(jìn)過程,也沒有真正的生命樹概念。
還有一個(gè)重要背景是“深時(shí)間”。如果沒有 Lyell 那代地質(zhì)學(xué)家把地球歷史的尺度拉開,進(jìn)化論根本沒有時(shí)間容身。
Michael Nielsen:對(duì),深時(shí)間很可能是關(guān)鍵阻礙之一。假如地球歷史只有幾千年,那進(jìn)化論幾乎是不可想象的。你需要至少數(shù)千萬年、上億年的尺度,這個(gè)機(jī)制才變得站得住腳。
所以一個(gè)理論的出現(xiàn),并不只是它在邏輯上能不能被想到,還取決于很多前提條件有沒有成熟。這也解釋了為什么看似“簡單”的想法,有時(shí)會(huì)被拖很久。
Dwarkesh Patel:而且達(dá)爾文主義還有一個(gè)很有意思的地方:它幾乎是被 Darwin 和 Wallace 同時(shí)獨(dú)立撞出來的。這意味著某些前置積木到了 19 世紀(jì)中葉,可能終于都到位了。
地質(zhì)學(xué)帶來了深時(shí)間,殖民與航海擴(kuò)展了生物地理學(xué),化石記錄慢慢也在補(bǔ)全。似乎很多東西都要同時(shí)在場,這個(gè)理論才真正可能被提出。
Michael Nielsen:我覺得這個(gè)觀察很對(duì)。Lyell 和其他早期地質(zhì)學(xué)家的工作,看起來確實(shí)是關(guān)鍵前提。至于是否還有別的阻礙、它原則上還能不能更早被提出,我沒有確定答案。但“這些條件必須到位一部分”看起來是高度可信的。
Dwarkesh Patel:所以一個(gè)理論“看起來很簡單”,和它在歷史上真的容易被提出,完全是兩回事。
Michael Nielsen:對(duì)。回頭看時(shí),你很容易把很多必要前提都視為理所當(dāng)然。但在那些前提還沒有出現(xiàn)之前,所謂“簡單理論”其實(shí)根本沒有落腳點(diǎn)。
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AlphaFold 算不算科學(xué)解釋,AI 又能不能真的自動(dòng)做科學(xué)?
Dwarkesh Patel:如果把話題拉回 AI,現(xiàn)在很多人都會(huì)拿 AlphaFold 當(dāng)作一個(gè)標(biāo)志性案例。你怎么看它?它到底是一個(gè)科學(xué)理論、一個(gè)科學(xué)解釋,還是別的什么東西?
Michael Nielsen:AlphaFold 當(dāng)然是一個(gè)驚人的成功,但我想先給這個(gè)敘事降一點(diǎn)溫。
因?yàn)?AlphaFold 真正的底座,首先是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫,是 X 射線衍射、核磁共振、冷凍電鏡,是幾十年實(shí)驗(yàn)積累,是數(shù)十億美元級(jí)別的結(jié)構(gòu)測定投入。換句話說,這首先是一個(gè)長期數(shù)據(jù)采集和基礎(chǔ)設(shè)施的故事,其次才是模型故事。
AI 那一層當(dāng)然很厲害,但它只是整個(gè)成功故事的一部分。
Dwarkesh Patel:但哲學(xué)上還是有個(gè)問題。像廣義相對(duì)論這種理論,能推出很多它原本沒有被設(shè)計(jì)去解釋的現(xiàn)象,比如水星軌道近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)。而 AlphaFold 更像是一個(gè)一億參數(shù)的巨大系統(tǒng),我們很難說它具備同樣的解釋外延。那這兩者是同一種“解釋”嗎?
Michael Nielsen:我覺得這里至少有三種可能。
第一種可能最保守:AlphaFold 不是經(jīng)典意義上的科學(xué)解釋。按照傳統(tǒng)理解,真正的解釋應(yīng)該自由參數(shù)盡可能少,形式盡可能簡潔,能解釋盡可能多的現(xiàn)象。AlphaFold 看上去明顯不是那種東西。
第二種可能是:它不是解釋本身,但它內(nèi)部包含了大量可以被挖出來的局部解釋。你可以把可解釋性看成一種“考古學(xué)”,在模型內(nèi)部發(fā)掘某些局部結(jié)構(gòu)、規(guī)律和策略。像 AlphaZero 之于棋類,就已經(jīng)隱約出現(xiàn)了這種情況。
第三種可能最激進(jìn),也最有意思:它其實(shí)代表了一種新的解釋對(duì)象。過去我們沒法對(duì)這種對(duì)象做太多事情,現(xiàn)在我們卻可以合并、蒸餾、正則化、對(duì)它做各種新操作。它不是經(jīng)典理論,但它也不只是黑箱擬合。
Dwarkesh Patel:我的擔(dān)心是,如果我們只是讓模型不斷擬合觀察數(shù)據(jù),它有可能只是在托勒密系統(tǒng)上越補(bǔ)越厚。它可能告訴你又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的本輪,卻未必能跳到哥白尼或者愛因斯坦那種全局重構(gòu)。
Michael Nielsen:這正說明,我們還沒有真正掌握怎樣和這類模型打交道。我們?nèi)钡氖切碌摹皠?dòng)詞”。
比如你可以試著對(duì)模型施加約束,強(qiáng)迫它給出更簡單的解釋,或者問它能不能給你一個(gè) 90/10 版的說明。也許一開始它提供的是一個(gè)非常復(fù)雜、多參數(shù)的腳手架,但后來能在不斷蒸餾的過程中,把其中某種更有力量的結(jié)構(gòu)逼出來。
Dwarkesh Patel:但我覺得難點(diǎn)在于,有些真正重要的理論躍遷不是局部簡化。比如從托勒密到哥白尼,或者從牛頓到愛因斯坦,你有時(shí)候需要做的是全局換框架。這不是簡單正則化就能自然完成的。
Michael Nielsen:對(duì),所以你就必須問:什么東西會(huì)把研究程序逼到必須換框架?
從牛頓引力到廣義相對(duì)論,一個(gè)非常直接的強(qiáng)迫因素是:在狹義相對(duì)論里,因果影響不能超光速傳播,而牛頓引力卻是瞬時(shí)作用于距離。那它們之間就是根本沖突的。你一旦意識(shí)到這個(gè)沖突,舊解釋就不夠了。
然后你往往不會(huì)一步得到最終答案。你會(huì)先有很多中間態(tài),很多不夠漂亮、不夠?qū)Φ臇|西。最后完成時(shí),理論才顯得優(yōu)雅。但它并不是從第一天開始就這么優(yōu)雅。
Dwarkesh Patel:所以如果我們認(rèn)真想“AI 如何加速科學(xué)”,也許要區(qū)分兩類事情。一類是已知問題、局部優(yōu)化,比如蛋白質(zhì)折疊;另一類是像廣義相對(duì)論這種,需要長期保留多套研究程序、慢慢等強(qiáng)迫因素出現(xiàn)的東西。
你不能指望只把所有觀測喂給一個(gè)模型,然后希望相對(duì)論自己長出來。
Michael Nielsen:你說到一個(gè)很關(guān)鍵的點(diǎn):必須長期維持多條研究程序并存。
歷史上有很多相似的例子。用牛頓理論解釋 Uranus 的異常,你最終找到了 Neptune,這是巨大成功。但幾乎同樣的思路拿去解釋 Mercury 的異常,人們發(fā)明了 Vulcan,卻找不到。你事先并不知道自己是在 Neptune 那一支,還是 Vulcan 那一支。
所以共同體必須允許很多看起來都合理的路線同時(shí)跑很久。研究多樣性在這里不是奢侈品,而是必要條件。
Dwarkesh Patel:這也是為什么我覺得“科學(xué)有緊密驗(yàn)證閉環(huán)”這個(gè)說法其實(shí)很誤導(dǎo)。理論上實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證,但相容理論其實(shí)永遠(yuǎn)有無數(shù)個(gè)。你為什么后來會(huì)偏向那個(gè)“回頭看更對(duì)”的版本,這件事本身就很難形式化。
Lakatos 講過一個(gè)我特別喜歡的例子:Prout 在 1815 年提出一個(gè)假說,認(rèn)為所有原子核的質(zhì)量都應(yīng)該是氫的整數(shù)倍。很多元素的原子量看上去確實(shí)接近整數(shù),但也有一些像氯,測出來是 35.5。于是支持這套理論的人就不斷發(fā)明特設(shè)解釋:也許是雜質(zhì),也許是分?jǐn)?shù)倍數(shù)。
后來人們發(fā)現(xiàn),問題根本不在理論本身,而在于同位素混在一起,而同位素不能靠化學(xué)手段區(qū)分,只能靠物理手段區(qū)分。也就是說,這個(gè)驗(yàn)證閉環(huán)不只是長,它還是敵意式的:正確理論會(huì)在很久時(shí)間里看起來像是錯(cuò)的。
Michael Nielsen:我覺得這個(gè)例子很重要。因?yàn)樗f明 AI 做科學(xué)的難點(diǎn),不只是“能不能更快跑驗(yàn)證”,而是剩下的瓶頸到底是什么。
AlphaFold 確實(shí)解決了一類瓶頸。但這不意味著它會(huì)自然解決所有瓶頸。你跟程序員聊也會(huì)發(fā)現(xiàn)類似情況:他們現(xiàn)在不再像過去那樣被寫代碼本身卡住,但開始被“有意思的設(shè)計(jì)想法”卡住。驗(yàn)證閉環(huán)并沒有消失,它只是搬家了。
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為什么外星文明可能擁有完全不同的技術(shù)樹?
Dwarkesh Patel:我特別喜歡你一個(gè)想法:如果有外星文明,它們很可能擁有完全不同于我們的技術(shù)棧。這和我原來的直覺很不一樣。我的本能假設(shè)一直是:文明發(fā)展到一定階段,大家都會(huì)收斂到同一套“科學(xué)”。
Michael Nielsen:我越來越覺得,科技樹比我們通常想象得要大得多。我們并不在樹梢,而可能還在樹根附近。
一個(gè)我很喜歡的例子是計(jì)算理論。丘奇和圖靈在 20 世紀(jì) 30 年代就給出了非常根本的底層結(jié)構(gòu),但公鑰密碼學(xué)這種極深的想法,卻是幾十年之后才從同一個(gè)理論底座里長出來的。后來又長出了區(qū)塊鏈、加密貨幣等一系列東西。
也就是說,底層原理可能早就有了,但上層深結(jié)構(gòu)可以晚很久才被發(fā)現(xiàn)。
相變、編程語言、信息處理方式,可能都是這樣。底層物理不變,但可探索的高層結(jié)構(gòu)極其豐富。
Dwarkesh Patel:如果真是這樣,那意味著不同文明可能沿著完全不同的路徑爬同一棵樹,甚至爬到不同的樹枝上。那就意味著長期會(huì)存在巨大的貿(mào)易增益。
Michael Nielsen:我覺得這是一個(gè)很有意思的推論。但它不只取決于想法。還要看制造能力、制度、交易成本,甚至權(quán)力結(jié)構(gòu)。
我很喜歡的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)是:“外星人的 GitHub”。如果你拿到一個(gè)外星文明全部算法和代碼的庫,那里面一定會(huì)有很多新思想,但我們要把這些思想真正讀懂、提取出來,恐怕要花極長時(shí)間。
我想到這一點(diǎn),其實(shí)是從蛋白質(zhì)來的。生物已經(jīng)給了我們一個(gè)巨大的“機(jī)器庫”,里面有數(shù)億種蛋白質(zhì)。我們今天連血紅蛋白、胰島素這種最經(jīng)典的對(duì)象都還沒完全理解。
如果你把這個(gè)庫想成一個(gè)外星文明送來的禮物,你就會(huì)意識(shí)到:同樣受底層物理約束,不同路徑下仍然可以長出極其豐富、陌生的高層技術(shù)對(duì)象。
Dwarkesh Patel:而且這件事還有個(gè)挺重要的政治含義。如果不同文明之間真會(huì)長期保留巨大的比較優(yōu)勢,那友善本身就會(huì)變得更有回報(bào)。
Michael Nielsen:這是個(gè)很有意思的觀察。不過比較優(yōu)勢不是萬能咒語。黑猩猩也有某些比較優(yōu)勢,但我們并不和黑猩猩建立貿(mào)易體系。交易成本、權(quán)力不對(duì)稱、組織方式,這些都可能讓“理論上的互利”變成現(xiàn)實(shí)中的支配關(guān)系。
所以這個(gè)想法很美,但它需要很多額外條件成立。
Dwarkesh Patel:我還想追問一個(gè)更大的問題。像諾特定理、丘奇—圖靈原理這種級(jí)別的深層原理,未來還會(huì)不斷出現(xiàn)嗎?還是說它們本來就稀有,我們已經(jīng)快把大的都找完了?
Michael Nielsen:我沒有證明,只能說是直覺。但我長期的直覺是:我們不斷在已有底座中發(fā)現(xiàn)新的基本原語。
計(jì)算理論就是最典型的例子。你先有了通用可編程設(shè)備這種概念,后來又挖出公鑰密碼學(xué),再后來挖出分布式賬本、加密貨幣。感覺像同一塊地基里不斷長出新的深層對(duì)象。所以我不太相信“深原理快挖完了”這種想法。
Dwarkesh Patel:可經(jīng)驗(yàn)上又有另一種現(xiàn)象。Bloom 那類研究會(huì)告訴你:維持同樣的技術(shù)進(jìn)步速率,需要越來越多研究者、越來越多資源。那是不是意味著想法還在,但它們?cè)絹碓诫y被找到?
Michael Nielsen:首先,那些研究通常看的是很窄的賽道、很窄的指標(biāo)。它們當(dāng)然抓到了一部分現(xiàn)實(shí),但不一定抓到整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)。
我更喜歡用“婚禮甜點(diǎn)臺(tái)”來想這個(gè)問題:如果臺(tái)上的甜點(diǎn)固定不變,最好吃的當(dāng)然會(huì)先被拿走,后面只會(huì)越來越差。但科學(xué)不是一個(gè)靜態(tài)甜點(diǎn)臺(tái),它后面有人不斷補(bǔ)新甜點(diǎn)。新領(lǐng)域會(huì)冒出來,新工具會(huì)出現(xiàn),新制度會(huì)改變整個(gè)游戲。
所以靜態(tài)看,你確實(shí)可能感受到遞減回報(bào);動(dòng)態(tài)看,卻可能不斷有新低垂果實(shí)被創(chuàng)造出來。
Dwarkesh Patel:這其實(shí)也能幫助理解量子計(jì)算。它為什么不是 1950 年代就出現(xiàn),而是到 1980 年代才真正成形?
Michael Nielsen:我覺得原因很平常,但也很真實(shí):兩類前提差不多在同一個(gè)時(shí)期成熟了。
一方面,計(jì)算本身在 70 年代末、80 年代初突然變得非常顯眼。你可以買到個(gè)人電腦、Apple II、Commodore 64,計(jì)算不再只是抽象理論,而成了很多人日常可感的對(duì)象。
另一方面,在量子實(shí)驗(yàn)?zāi)沁叄瑔瘟孔討B(tài)操控也開始真正成熟。Paul trap 之類的進(jìn)展,讓人第一次能認(rèn)真想“如果把量子態(tài)當(dāng)作計(jì)算對(duì)象,會(huì)發(fā)生什么”。
所以量子計(jì)算不是簡單靠天才拍腦袋從天上掉下來的,它是問題意識(shí)和實(shí)驗(yàn)條件同時(shí)成熟的結(jié)果。
Dwarkesh Patel:那你自己為什么會(huì)那么早進(jìn)去?
Michael Nielsen:很大程度上是運(yùn)氣和品味。我 1992 年上了一門很好的量子力學(xué)課,課后去找 Gerard Milburn 要材料,他給了我一大摞論文,里面有 Feynman、Deutsch 那些最基礎(chǔ)的量子計(jì)算論文。
讀完之后你就會(huì)有一種感覺:這里有非常根本的問題,而且這里的工作量對(duì)一個(gè)年輕人來說又是可處理的。你會(huì)覺得,這是個(gè)值得挖的坑。
某種意義上,這就是“后續(xù)研究市場”的運(yùn)作方式。一篇深論文出來之后,總會(huì)有人覺得:這里還有很多東西沒挖完,我要繼續(xù)挖下去。
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開放科學(xué)、聲譽(yù)分配與集體科學(xué),今天卡在哪里?
Dwarkesh Patel:我們?cè)偬侥汩L期做的另一個(gè)方向:開放科學(xué)。你現(xiàn)在怎么看它?它算成功了嗎?
Michael Nielsen:有一個(gè)很樸素的成功標(biāo)準(zhǔn):二十年前,你必須先解釋什么叫開放科學(xué);今天大多數(shù)人已經(jīng)知道這個(gè)詞了。人們至少會(huì)把它和開放獲取、開放代碼、開放數(shù)據(jù)這些事情聯(lián)系起來。
這本身已經(jīng)是很大的成功。但我覺得更深的問題,是科學(xué)的聲譽(yù)經(jīng)濟(jì)。
現(xiàn)代科學(xué)體系,本質(zhì)上是圍繞論文和署名建起來的。你公開論文,別人承認(rèn)這是你的工作,于是形成一種聲譽(yù)經(jīng)濟(jì),進(jìn)而支持你的職業(yè)路徑。
到了數(shù)字時(shí)代,我們已經(jīng)可以共享代碼、數(shù)據(jù)、進(jìn)行中的想法,但這些東西對(duì)應(yīng)的聲譽(yù)機(jī)制并沒有自然長出來。你該為共享數(shù)據(jù)拿多少聲譽(yù)?共享中間想法應(yīng)不應(yīng)該得到聲譽(yù)?這些都是社會(huì)建構(gòu)的問題。
Dwarkesh Patel:也就是說,開放科學(xué)真正難的地方不只是“技術(shù)上能不能開放”,而是“制度上怎么給聲譽(yù)”。
Michael Nielsen:對(duì)。一個(gè)很有意思的例子是預(yù)印本文化。以前我會(huì)問物理學(xué)家和生物學(xué)家,為什么物理界盛行預(yù)印本,而生物界長期不這樣做。
生物學(xué)家會(huì)說:生物競爭太激烈了,我們必須保護(hù)優(yōu)先權(quán),所以不能先發(fā)預(yù)印本;物理學(xué)家則會(huì)說:物理競爭太激烈了,我們必須盡快上傳預(yù)印本,才能搶先確立優(yōu)先權(quán)。
同樣一個(gè)“競爭太激烈”的理由,可以支撐完全相反的制度。這就說明聲譽(yù)歸屬經(jīng)濟(jì)本質(zhì)上是人們共同構(gòu)造出來的。
Dwarkesh Patel:那集體科學(xué)呢?有沒有哪個(gè)例子最能說明“很多重要進(jìn)展不是一個(gè)人懂完全部邏輯才完成”的?
Michael Nielsen:LHC 是個(gè)很好的例子。真正理解大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)相關(guān)工作的所有層次——探測器、真空系統(tǒng)、逆問題、數(shù)據(jù)處理、量子場論——對(duì)一個(gè)人來說幾乎不可能。你可以高層理解很多東西,但不可能在深度上同時(shí)掌握全部細(xì)節(jié)。
這也是為什么會(huì)出現(xiàn)一篇論文一千多個(gè)作者。那不是形式主義,而是因?yàn)榧w科學(xué)真的在深度上超出了單個(gè)人的認(rèn)知帶寬。
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做研究的人,怎樣處理高產(chǎn)、深度與真正內(nèi)化的問題?
Dwarkesh Patel:最后我想問一個(gè)更個(gè)人的問題。怎么平衡高產(chǎn)與深度?
有些人像達(dá)爾文,感覺在一個(gè)問題上孕育幾十年;但也有像愛因斯坦這樣的人,在 1905 年一個(gè)年份里像同時(shí)打開了好幾條線。
Michael Nielsen:這是我自己也很焦慮的問題。
我會(huì)把創(chuàng)造性工作粗分成兩種。一種是例行工作。在這類工作上,你就應(yīng)該盡量消滅拖延,盡量變快,能外包就外包。另一種是高方差工作,你必須允許自己花很多時(shí)間、去很多地方、跟很多人聊、做很多最后可能都不進(jìn)最終成果的事。
很多人會(huì)偏其中一種:要么特別擅長高效率,要么特別擅長漫長孕育。但真正難的是在兩者之間找到平衡。
我以前在舊金山工作時(shí),會(huì)故意每天走更長、更好看的那條路去上班。部分是因?yàn)轱L(fēng)景好,但還有個(gè)作用:提醒自己,不是所有事情都該被效率原則統(tǒng)治。
Dwarkesh Patel:我最近越來越在意的另一件事是:怎樣才能真的把學(xué)到的東西學(xué)進(jìn)去。
做播客很容易產(chǎn)生一種錯(cuò)覺——我和很多頂級(jí)專家聊過,所以我應(yīng)該更懂了。但事實(shí)上完全可能沒有。一個(gè)話題今天聊完,過兩周就蒸發(fā)了。
我現(xiàn)在最擔(dān)心的是,自己在很多主題上只是積累了某種“看起來懂”的表層理解,但沒有真正釘住。
Michael Nielsen:我覺得這里真正關(guān)鍵的是高要求情境,也就是更高要求的環(huán)境。
很多東西之所以留下來,不是因?yàn)槟憧炊耍且驗(yàn)槟阍趯憽⒃诮獭⒃谧鲰?xiàng)目、在解題、在被更高標(biāo)準(zhǔn)逼著交付。你必須在一個(gè)真正高要求的情境里,被迫拿出創(chuàng)造性產(chǎn)物——一篇文章、一門課、一個(gè)項(xiàng)目、一個(gè)系統(tǒng)。
我自己的經(jīng)驗(yàn)是,真正學(xué)進(jìn)去的東西,通常都伴隨著長時(shí)間卡住。以前我覺得卡住很煩,現(xiàn)在反而覺得那可能是整個(gè)過程里最重要的一部分。因?yàn)檎沁@種艱難贏下來的過程,讓知識(shí)最后被你內(nèi)化。
Dwarkesh Patel:這其實(shí)也很像你前面說的科學(xué)本身。不是因?yàn)轵?yàn)證閉環(huán)順滑,所以才發(fā)生進(jìn)步;而是很多時(shí)候恰恰因?yàn)樗豁樆瞬疟槐浦纬筛畹睦斫狻?/p>
Michael Nielsen:對(duì),我覺得這是同一件事的兩個(gè)尺度。一個(gè)發(fā)生在文明層面,一個(gè)發(fā)生在個(gè)人層面。
當(dāng)你問“科學(xué)是怎么進(jìn)步的”,某種意義上你也在問:“人到底是怎么學(xué)會(huì)真正理解一件事的?”
以上節(jié)選整理自 Dwarkesh Patel 與 Michael Nielsen 的對(duì)話。
完整原文鏈接:https://www.dwarkesh.com/p/michael-nielsen
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