3．對(duì)科學(xué)概念的苛刻要求，并據(jù)此量化生物學(xué)和社會(huì)科學(xué)

我們知道，物理學(xué)所涉及的各層級(jí)組織，都是可計(jì)量的，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)上的關(guān)聯(lián)來(lái)進(jìn)行精確預(yù)測(cè)，并可以通過(guò)試驗(yàn)和觀察來(lái)證實(shí)。因此，物理學(xué)家都非常自豪，他們自己所探討的才是一門(mén)實(shí)實(shí)在在的科學(xué)。正如德國(guó)著名哲學(xué)家康德所指出的——真正科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)在于與數(shù)學(xué)的關(guān)系。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，康德時(shí)代的化學(xué)只能算是一門(mén)學(xué)科，卻不能稱為是科學(xué)。當(dāng)然，現(xiàn)在有了基于基本原理的可預(yù)測(cè)“數(shù)學(xué)化學(xué)”，也就提升為真科學(xué)了。遺憾的是，生物學(xué)目前大多依然是特例化的定性研究，明顯缺少數(shù)學(xué)基礎(chǔ)或原理的支持，因此還只能屈居為一門(mén)學(xué)科。

韋斯特顯然是支持這種認(rèn)識(shí)的，他甚至剛開(kāi)始一直不太認(rèn)可達(dá)爾文的重要成就，但是“隨著我開(kāi)始認(rèn)真地接觸生物學(xué)，我對(duì)于達(dá)爾文所取得不朽成就的贊嘆與日俱增，盡管我必須承認(rèn)，我依然很難理解人們?nèi)绾螌⑺糜谂ｎD和愛(ài)因斯坦所取得的更加偉大成就之上”。所以，他就提出：物理學(xué)是否有一些有趣的事情要告訴生物學(xué)？物理學(xué)的范式和文化如何才能幫助解決生物學(xué)面臨的有趣挑戰(zhàn)？

韋斯特很快找到了一些線索。他比較了一下，在高能物理學(xué)領(lǐng)域，研究人員一直致力于在最微觀層面揭示基本的自然法則，因此提出的問(wèn)題非常清晰，他們的主要精力就是進(jìn)行技術(shù)運(yùn)算。而生態(tài)學(xué)常常是“為了樹(shù)木而研究森林”，并不知道想要解決的主要問(wèn)題在哪兒，需要計(jì)算的相關(guān)數(shù)量是什么。其實(shí)一旦這些問(wèn)題得到解決，實(shí)際的數(shù)學(xué)運(yùn)算并不算復(fù)雜。另外，物理學(xué)家與生物學(xué)家彼此加強(qiáng)理解和合作也是非常必要的。比如，在揭示DNA的結(jié)構(gòu)中，物理學(xué)為生物學(xué)所做的貢獻(xiàn)是實(shí)實(shí)在在的，但許多生物學(xué)家仍然對(duì)理論和數(shù)學(xué)推理持保留意見(jiàn)，他們認(rèn)為，只用筆、紙和電腦做生物學(xué)研究是不專業(yè)的。顯然，生物學(xué)家的這些認(rèn)識(shí)，還停留在科學(xué)研究的第一范式（實(shí)驗(yàn)科學(xué)）和第二范式（總結(jié)歸納）上。韋斯特認(rèn)為，這種情況將會(huì)隨著大數(shù)據(jù)和密集運(yùn)算對(duì)各個(gè)學(xué)科的日益滲透而發(fā)生改變——那就是從第三范式（計(jì)算機(jī)仿真取代實(shí)驗(yàn)），逐步進(jìn)入第四范式（基于大數(shù)據(jù)和密集運(yùn)算）。

科學(xué)研究的范式發(fā)展

現(xiàn)在大多科研人員，可能都非常理解前面的三個(gè)范式，他們?cè)谘芯恐锌偸潜粚?dǎo)師、評(píng)委甚至是自己不斷追問(wèn)“科學(xué)問(wèn)題是什么？”，“有什么科學(xué)假設(shè)？”，這就是先提出可能的理論（假設(shè)），再搜集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)計(jì)算來(lái)驗(yàn)證。而基于大數(shù)據(jù)的第四范式，則是先有了大量的已知數(shù)據(jù)，然后通過(guò)計(jì)算得出之前未知、甚至未曾思考過(guò)的理論。維克托·邁爾·舍恩伯格撰寫(xiě)的《大數(shù)據(jù)時(shí)代》一書(shū)中明確指出：大數(shù)據(jù)時(shí)代最大的轉(zhuǎn)變，就是放棄對(duì)因果關(guān)系的渴求，取而代之關(guān)注相關(guān)關(guān)系。也就是說(shuō)，只要知道“是什么”，而不需要知道“為什么”。這就顛覆了千百年來(lái)人類的思維慣例，據(jù)稱是對(duì)人類的認(rèn)知和與世界交流的方式提出了全新的挑戰(zhàn)。

人類總是會(huì)思考事物之間的因果聯(lián)系，這是他們的天性，而對(duì)基于數(shù)據(jù)的相關(guān)性并不是那么敏感；相反，電腦則幾乎無(wú)法自己理解因果，而對(duì)相關(guān)性分析極為擅長(zhǎng)。那么，現(xiàn)在這種科學(xué)范式的發(fā)展，似乎是要用機(jī)器替代人類，其實(shí)不然，只是主角發(fā)生了變化：第三范式是“人腦+電腦”，人腦是主角；而第四范式是“電腦+人腦”，電腦是主角。然而，要發(fā)現(xiàn)事物之間的因果聯(lián)系，在大多情況下總是困難重重的。我們?nèi)祟愅茖?dǎo)的因果聯(lián)系，總是基于過(guò)去的認(rèn)識(shí)，獲得“確定性”的機(jī)理分解，然后建立新的模型來(lái)進(jìn)行推導(dǎo)。但是，這種過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)，也許是不完備的，甚至可能有意無(wú)意中忽略了重要的變量。學(xué)習(xí)人類經(jīng)驗(yàn)的AlphaGo戰(zhàn)勝了人類，然后又被沒(méi)有任何人類經(jīng)驗(yàn)的AlphaZero所戰(zhàn)勝，這充分說(shuō)明了，人類經(jīng)驗(yàn)的集合可能只是得到局部最優(yōu)解，而不需要任何人類經(jīng)驗(yàn)的解題思路卻可能獲得全局最優(yōu)解。這啟示人們，電腦和人腦還是發(fā)揮各自的特長(zhǎng)吧。

從0開(kāi)始

韋斯特在《規(guī)?！分械脑S多討論，都是從分析大數(shù)據(jù)所收集的案例開(kāi)始的。用定量分析來(lái)解決社會(huì)科學(xué)問(wèn)題，這通常與傳統(tǒng)物理學(xué)的范式框架相互關(guān)聯(lián)。韋斯特非常自信地表示，自己及其同事所從事的工作可以被歸入“社會(huì)物理學(xué)”領(lǐng)域。那么，同樣是對(duì)社會(huì)科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行量化，他為何拒絕承認(rèn)撰寫(xiě)Social Physics（直譯為《社會(huì)物理學(xué)》，但該書(shū)的中譯本書(shū)名為《智慧社會(huì)》）一書(shū)的作者阿萊克斯·彭特蘭團(tuán)隊(duì)的研究是社會(huì)物理學(xué)范疇呢？韋斯特認(rèn)為，彭特蘭等既非社會(huì)科學(xué)家，又非物理學(xué)家，當(dāng)然這不是重點(diǎn)，重點(diǎn)是他們的工作不聚焦基本原理、普遍法則、數(shù)學(xué)分析和機(jī)制，只是對(duì)社會(huì)互動(dòng)進(jìn)行了大數(shù)據(jù)分析。因此，韋斯特認(rèn)為科學(xué)是必須弄清因果的。所以，同樣是利用大數(shù)據(jù)分析，《規(guī)?！吩诖嘶A(chǔ)上，還繼續(xù)探討機(jī)制和因果關(guān)系。

在說(shuō)明這些問(wèn)題的時(shí)候，作者沒(méi)有采用數(shù)學(xué)語(yǔ)言那樣的體例結(jié)構(gòu)，而是用一種散文體式的描述，娓娓道來(lái)，有時(shí)候又像偵探小說(shuō)，讓你讀了開(kāi)頭一直想知道后面是如何發(fā)展的，真相是什么。還好，作者沒(méi)有寫(xiě)成懸疑小說(shuō)，否則，又會(huì)讓我們茶不思、飯不想地催更續(xù)集。