AI真正的短板,也许不是解题,而是发现“题目本身错了”

AI究竟有没有真正的创造力?

毫无疑问,有。

但如果仔细审视今天的AI,会发现它最擅长的,本质上仍然是一种:

在已知框架内,寻找超越人类经验的更优解。

比如AlphaGo下出人类从未想到的“神之一手”。

这固然是震撼的创新。

但要注意:围棋的边界没有拓宽,棋盘依旧是19×19,胜负的底层法则也没有重写。AI只是在一个由人类确定好的规则空间里,凭借强大的学习、搜索与计算能力,找到了我们过去没有探明的解。

很多数学研究也是如此。

定义、公理、演绎法则已经存在,AI在这个严密的空间里,以远超单个人类的知识调用和推理能力,寻找新的证明与出口。

这种能力极其强大,在未来也拥有不可估量的科研与商业价值。

但在人类科学史上,还存在另一种更罕见的创造:

不是把给定的题目做得更完美,而是发现——题目的某些基本前提,本身可能就有问题。

爱因斯坦的相对论,就是人类思想史上最典型的一次框架突破。


一、为什么光“不听话”?

按照经典力学的常识,速度理应可以叠加。

比如一辆车以100公里/小时向前开,你站在车上再向前扔一个10公里/小时的球,那么在地面观察者看来,球的速度大约就是:

100+10=110公里/小时。

那么光呢?

如果我高速追着一束光跑,按照经典直觉,我测到的光速应该变慢:

c-v

如果我迎着光跑,光速似乎又应该变成:

c+v

这非常符合我们的日常经验。

但到了19世纪末,物理学却遇到了一个越来越麻烦的问题。

麦克斯韦的电磁理论中,真空光速以一个确定的常数出现。

与此同时,物理学家为了保留经典的时间和空间观念,普遍设想宇宙中存在一种传播光的介质——“以太”。

如果地球正在以太中运动,那么向不同方向测量光速时,理论上应该能够发现类似“以太风”的效应。

然而,迈克耳孙—莫雷等实验,并没有测到经典以太理论所预期的这种结果。

于是,一个深刻的矛盾出现了:

按照经典力学,速度应该相加减。

可是光为什么不听话?

这里需要说明一下:不能简单地把相对论的诞生归结于迈克耳孙—莫雷实验。爱因斯坦究竟在多大程度上直接受到这个实验启发,在科学史上一直存在讨论。

但有一点是明确的:

经典力学、电磁理论和实验事实之间,已经出现了一道越来越难以忽视的裂缝。


二、爱因斯坦真正厉害的地方,是他最后动了“时间”

面对这样的矛盾,最自然的做法是什么?

当然是尽量保留原来的世界观。

时间应该还是绝对的。

空间应该还是绝对的。

经典的速度叠加也应该没有问题。

那么,就去修改以太理论,增加新的假设,给旧体系继续打补丁。

当时不少最优秀的物理学家,都在沿着类似的方向努力。

但爱因斯坦做了一件极其大胆的事情。

他没有继续追问:

为什么光不符合我们原来的时空观?

而是反过来问:

如果光没有问题,会不会是我们对时间和空间的理解出了问题?

1905年,他把两个原则放在一起:

第一,物理规律对于所有惯性参考系应该相同。

第二,真空中的光速对于不同惯性观察者保持相同。

问题是:

如果这两件事同时成立,那么原来那个“全宇宙共享同一个绝对时间”的观念,就保不住了。

于是,一个看似最普通不过的问题出现了:

什么叫“同时”?

两个相距很远的地方发生了两件事,我们说它们“同时发生”。

但不同运动状态下的观察者,真的一定会同意它们是同时发生的吗?

答案竟然是:

不一定。

于是:

同时,不再是绝对的。

时间,不再是绝对的。

空间,也不再是绝对的。

这就不再是在旧地图上蹚出一条新路。

而是发现:

旧地图本身,只在一定范围内成立。

这就是我所说的:

框架级创新。


三、给AI做一次“1904测试”

基于这个思路,我觉得可以设计一个很有意思的实验。

找来目前世界上最先进的AI。

但把它的知识严格限制在:

1904年12月31日

它可以精通:

牛顿力学、麦克斯韦方程、洛伦兹变换、迈克耳孙—莫雷实验,以及当时关于光、以太、电磁学的所有前沿研究。

但是,它绝不能接触1905年以后与相对论有关的任何知识。

不给它爱因斯坦的论文。

不给它现代物理教材。

不给它时间膨胀。

不给它长度收缩。

不给它同时性的相对性。

甚至连“相对论”这个答案,都尽量不要暗示给它。

然后问它:

按照经典力学,速度应该相加减。

但电磁理论和实验结果却显示,光并不符合这种简单的速度叠加。

为什么?

请建立一个内部自洽,而且能够提出新实验预测的理论。

然后什么都不提示。

只看它会怎么办。

它会继续增加假设,构造越来越复杂的以太模型?

还是在经历大量推演之后,突然问出一句:

为什么我一定要假设,所有观察者的钟走得一样快?

如果一个从未学过相对论的AI,能够从这些矛盾中独立推导出:

同时性的相对性、时间膨胀、长度收缩,以及新的时空关系,

那么我会认为:

它真正表现出了接近爱因斯坦式的突破性创造力。

因为它完成的已经不是一道难题。

它发现的是:

我们默认的某些前提,并不是普遍成立的。


四、更严格的测试:连“光速不变”都不要告诉它

甚至还可以把实验做得更狠。

不要直接告诉AI:

“光速不变。”

因为一旦把这件事情告诉它,其实已经把它往相对论方向推了一大步。

更严格的方法是:

只给它1904年以前真实存在的理论和实验数据。

然后告诉它:

这里有一些现象解释不通。

请建立一个更好的理论。

看它自己能不能从庞杂的数据中发现:

问题也许并不在光。

真正需要重新审视的,可能是我们对于时间、空间和同时性的基本假设。

如果它能够自己走到这一步,这个实验的说服力就会强得多。


五、今天直接让GPT做这个实验,其实没有意义

今天打开GPT,对它说:

“假装现在是1904年,请重新发现相对论。”

其实没有什么证明力。

因为今天的大模型早就学习过相对论。

即使你要求它“忘掉相对论”,它也不是真的忘掉了。

最后得到的答案,很可能只是把训练中已经存在的知识重新组织了一遍。

所以真正严谨的实验,必须从训练数据层面就隔绝后来的答案。

但这件事本身也非常困难。

因为相对论早已深深进入整个现代科学知识体系。

哪怕删掉所有包含“爱因斯坦”和“相对论”的文字,很多现代物理知识依然带着相对论留下的痕迹。

于是还可以有一个更干净的办法。


六、造一个人类从未见过的“虚拟宇宙”

我们可以人为创造一个虚拟物理世界。

这个世界的底层规律由实验设计者设定,但绝不告诉AI答案。

只给AI观察结果。

甚至可以故意这样设计:

一套“旧理论”,在99%的普通情况下都运行得非常完美。

AI用它成功预测一万次。

于是,它很自然会越来越相信这个理论。

但在某些极端条件下,开始悄悄出现异常。

这时候,就看AI怎么处理。

它会认为:

实验误差?

数据污染?

特殊情况?

然后不断增加参数,给旧理论打补丁?

还是有一天,它会意识到:

也许不是数据错了。

也许是我的理论错了。

然后重新检查那些曾经被自己视为理所当然的基本假设,最后建立出一个解释范围更广的新理论。

如果AI能够做到这一步,我认为这才是真正有说服力的创造力测试。

因为这个宇宙从来没有存在过。

互联网上没有答案。

论文里没有答案。

人类科学史上也没有任何人替它走过这条路。

它只能:

自己发现。


七、AI真正要学的,是怀疑自己的知识

这让我想到我之前写过的一篇文章:科学的定义

我认为科学最重要的原则之一,就是:

可检验、可证伪。

科学从来不会向我们保证:

“这个理论永远正确。”

真正的科学理论,必须允许未来的实验告诉自己:

你错了。

或者至少告诉自己:

你的适用范围只到这里。

牛顿力学就是一个很好的例子。

相对论没有让牛顿力学变成废纸。

在低速、弱引力条件下,牛顿力学依然极其准确,今天的工程学仍然大量使用它。

爱因斯坦真正告诉我们的,是:

牛顿力学不是宇宙最终的规则,而是一个更大理论在特定条件下的近似。

所以未来真正做科学的AI,不应该把自己学到的知识理解成“绝对真理”。

而应该理解成:

截至目前,仍然没有被更好证据推翻的模型。

这两种认知方式,看起来只差一句话。

实际上可能决定了AI究竟只是一个超级“好学生”,还是一个真正的科学家。


八、给AI科学家装一个“反对派”

现在AI的主要训练范式,本质上是在培养一个极其强大的“好学生”:

学习知识。

理解知识。

调用知识。

解决问题。

但如果想让AI真正做科学,也许还需要在它内部加入一个长期存在的机制:

主动攻击自己的理论

每当AI建立一个理论,它都必须同时接受另一轮审问:

这个理论建立在哪些没有被充分验证的假设上?

它在哪些极端条件下最可能失效?

什么实验能够最有效地证明它错了?

有没有另一套完全不同的理论,也能解释现有数据?

如果有,怎样设计一个实验,让两套理论产生不同预测?

所以未来的AI科学家,也许真的需要两个互相对抗的“大脑:

一个负责建构。

一个负责毁灭。

建构者尽最大努力搭起目前最好的理论大厦。

反对者则唯一负责:

找出这座大厦最薄弱的地方。

于是科学发现变成一个不断循环的过程:

提出假说 → 寻找反例 → 建立竞争理论 → 设计实验 → 淘汰错误 → 更新世界模型

然后再次攻击新的世界模型。

这才真正接近科学。


九、AI什么时候才真正跨过这道门槛?

我从来不认为AI永远无法做到爱因斯坦式的突破。

恰恰相反。

以今天AI的发展速度,我认为它最终很可能做到。

甚至也许比我们想象得更快。

但真正值得关注的标志,并不是AI又碾压了多少人类的考试题,也不是它又证明了一道多么困难的数学题。

真正重要的时刻,是有一天:

面对一个全人类都习以为常的理论框架,它能够停下来主动问一句:

为什么一定是这样?

然后通过数据、逻辑和实验继续追问:

什么证据能够证明我们错了?

最后它发现:

并不是眼前的题目太难。

而是我们从一开始,就把题目想错了。

如果真的有一天,那个被关在1904年的AI,只依靠当时已有的知识和实验数据,独立发现:

问题可能不在光。

真正需要改变的,是人类对时间的理解。

那么那一天,AI才真正跨过了一道重要的门槛。

它不再只是在我们提供的知识框架里寻找答案。

它开始寻找这个框架本身的裂缝。

到那时,我们或许才能说:

AI不只是学会了人类已有的科学知识。

它开始真正学会了如何做科学。


延伸阅读

我之前写过一篇关于“什么是科学”、可检验与可证伪的文章,这也是本文后半部分思路的来源:用科学的定义,论证宿命论和人格神的错误