夜话 | 读书偶得:范式的理解

北鼻来次够

北鼻来次够

2020-09-16

什么是范式?我们先避开科恩的论述与后来者的发挥,转而通过一种古老的思维模式——类比来理解。在路径优化问题中,仿生学者们对蚂蚁和蜜蜂们的寻径与优化能力产生了极大兴趣。蚁群的寻径是二维的,蜂群的寻径是三维的。稳妥起见,先从蚁群入手。1992年,Marco Dorigo基于蚂蚁觅食的寻径行为的,在他的博士论文(Ant system: optimization by a colony of cooperating agents)中提出了蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)。当第一只蚂蚁发现食物时,它在一路上释放的信息素就成为了同伴们的指引。其他蚂蚁们沿着它所“开辟”的道路,涌向食物。每只蚂蚁的行动都会留下属于它自己的轨迹标识——信息素。后来的蚂蚁们沿着那些信息素更加强烈的道路前进,【假设有两条路可从蚁窝通向食物,开始时两条路上的蚂蚁数量差不多:当蚂蚁到达终点之后会立即返回,距离短的路上的蚂蚁往返一次时间短,重复频率快,在单位时间里往返蚂蚁的数目就多,留下的信息素也多,会吸引更多蚂蚁过来,会留下更多信息素。而距离长的路正相反,因此越来越多的蚂蚁聚集到最短路径上来。】ok,这个逐步最优的路径就是范式,而“蚂蚁”就是学者,那么“信息素”就是公开发表的文献(专着、期刊论文等),“食物”就是某个研究领域。但是人比蚂蚁更复杂,学术比寻径更复杂。学者之间的差异远远大过蚂蚁之间的差距。换句话说,一般而言,没有一只蚂蚁不知道如何走路和释放、识别信息素;但是学者们不一定都知道如何进行规范的研究。据说研究有三种层次,直觉、规范、抽象(见https://zhuanlan.zhihu.com/p/24889775)。直觉的研究是觅食的蚂蚁,更多时候在漫无目的地游荡。规范的研究是运输的蚂蚁,更多时候在兢兢业业的操作。抽象的研究是蚁后,更多时候在考虑族群的生存与发展。直觉好比农人,一分耕耘一分收获;规范好比工人,收集原料制造产品;抽象好比设计师,绘制蓝图实现目的。因为人的意识的目的性,范式也分为由直觉和经验引领并优化的,和由理性和逻辑引领并修正的。范式的重构,要么是这两种类型的分歧与矛盾,要么是研究领域的改变(①食物变小了,需要寻找新的食物来源②因为时代进步,食物没了)。谁动了我的奶酪?大概是蚂蚁们吧?---附:第四范式的初步阅读(前言及格雷演讲稿)Tony Hey, 等.第四范式:数据密集型科学发现[M].潘教峰,张晓林, 等译.科学出版社,2012.吉姆·格雷所言的第四范式——数据密集型科学发现,实际上是他认为前三范式的统一。即这是一个基于科学方法史的范式。在格雷的演讲中,第一笵式是实验(描述现象),第二范式是理论研究(归纳和模型),第三范式是计算(对复杂现象仿真)。- 理论是化繁为简,归纳变量及其关系,模型化。- 计算是化简为繁,从模型变量还原复杂现象。在变化前后,去发现隐藏的东西——那些因为归纳和抽象未及而导致模拟与现实不符的。Gordon Bell在是书前言中说:数据密集型科学由三个基本活动组成:采集、管理和分析。采集来源于实验和感性(人的感官和传感器测量),管理由模型化和知性(广义AI,Artificial Intelligence)组织,分析则由计算和理性完成。

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