中正大學 哲學系

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​哲學系學術演講-張復教授

  • 2018-03-15
  • Admin
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講題:以強化式學習的原理來探討科學研究的本質

講者:張復(中央研究院資訊研究所,退休 )

時間:2018/3/28 (Wednesday) 15:10
地點:文學院412研討室

摘要:以觀察到的現象來測試理論性的假說一直被視為科學研究的本質。然而,這樣的說法很容易帶給我們一些困惑。首先,隨著實驗複雜度的提升,任何一個科學性的測試都會牽涉到相當多的假定。例如,邁克遜-莫雷實驗(Michelson–Morley experiment)企圖以干擾結果來證明光速不會隨著運動而改變。然而這個實驗是建立在下面的假定:光波的干擾作用(interference)、相關的光學儀器的特定作用、地球持續做特定方向的運動等等。因此,嚴格來說,這個實驗不只在測試光速的不變性,而且在測試所有相關的假定。既然如此,我們要問,測試的意義是什麼?它的合理性建立在什麼基礎上?其次,一個普遍發生於科學史的現象是,幾乎每一個領域在發展的過程中都存在著多於一個探索的方向。這些建基於不同構想與信念的探索在理論上是互不相容的,在實際上卻能夠相互刺激,創造出不是單一方向所能夠導引的成果。這種既競爭又合作的發展模式無法以命定性的演繹系統來呈現,而必須使用更靈活的原理才能夠說明。

在這篇文章中,我們提議使用強化式學習(reinforcement learning)的原理來理解科學的發展。強化式學習是近年來廣被運用的一種學習模式。例如,在神經科學裡,它被用來解釋大腦如何從事決策。在人工智慧裡,它被用來設計強大的計算法則。強化式學習透過邊做邊學(learning by doing)的方式嘗試為每一個狀態(state)尋找最可能獲取報償的行動(action)。它的特色是在給定的狀態下執行目前評估為最好的行動,又會利用執行後的結果來修正對這個行動的評估。我們認為這樣的學習模式適合來描繪科學的研究與發展。它不但可以解消上面所說的困惑,並且提出一個新的觀點。在這觀點下,我們主張:觀察無法獨立驗證或否證理論,但可以經由它與理論的互動來重新評估理論的可信度,必要時還會幫忙重新劃定理論的疆界。因此之故,有意義的科學活動並不侷限於理論的測試。在某些階段,提出創新的理論、甚至只是創新的概念可以做出更有價值的貢獻。我們認為,這樣的看法比較貼近科學家實際所從事的工作。