智能时代的教育智慧
2017-12-23魏忠
魏忠
2017年是一个人工智能与围棋的热点年,当无数人正在关注围棋电脑大战围棋手柯洁这场大战的时候,家兄魏飞带领学生不声不响地完成了一篇化学论文,与大败顶级围棋高手不同的是,这一次是围棋的“气”与“眼”思维,帮助化学家解决了大问题。
魏飞是清华大学教授,多年来他在研究分子筛的一维、二维、三维的同与不同这个化学界的难题时总是一筹莫展。这个问题也基本等效于凝聚态物理学的相变问题。1924年,德国物理学博士ISing在帮助导师完成一篇一维模型(ISing)的时候发现并没有相变,他写完这个论文拿到博士学位就做别的事去了,作为犹太人,由于没有不太出色的成就,因此他既没机会逃出去也没让纳粹当回事,他当过教师、校长、铁路工人和牧羊人,直到60岁退休那年(1947)自己都不认为自己是一个物理学家,但是就在这一年,他被聘为了美国加州伯克利大学的物理教授,原因是他开创了一个时代。此后,1952年杨振宁和李政道也是基于ISing的模型连发三篇论文,这三篇论文奠定了杨李两个人的地位。早在那个时候,杨振宁已经发现相变和场论非常像中国的围棋,用离散数学能够更好地解释。杨振宁之后,人们不断研究一维、二维和三维的ISing模型,然而就像三体问题一样,ISing模型只有特解,没有解析解。
魏飞也非常希望用离散的围棋“死”与“活”来解决分子筛永远不能预测的通与不通的问题,当然围棋也是他作为中国人很早就能想到的。然而一直机缘不巧,直到2017年围棋大战热得不得了时,魏飞有一个数学特别好的学生认为有可能将分子筛的离散问题解决,数学好的学生找来一个围棋高手,他们突破性地找到了一维、二维和三维情况下与围棋基本等效的分子筛失活的一些相关规律并且用在部分准确的预测上的数值特解上。这篇文章发表在Catalysis Science & Technology封面上,这几乎与柯洁败给围棋智能机器人是同一时间。
魏飞说,这正像给我们一个图像让我们判断这个人是不是美女很容易一样,美女是否美与人们按照海豚形状计算一个海豚形的汽车是否阻力小可以用智能的机器计算替代,这叫人工智能。但是计算机去设计出来一个世界上最美的美女与去設计出来一个世界上阻力最小的流线型,并没有解析解或者该问题并不收敛,需要智慧,而智慧是隔行、跨行和离散的行为,需要人。
上世纪80年代初期,美国有一位身高1.96米的优秀女排运动员海曼和一位功勋满满的排球教练塞林格,除此之外还有一套行之有效的“大数据”训练方法,三个优势把没有优势的中国女排一度逼入绝境,然而“智能优势”的美国女排运动员还是没有比过“智慧优势”的中国女排,她们通过对全队采用灵活多变的战术,“智慧”地取得五连贯。
机器的厉害之处在于“智能”,发现一种模式,能够批量化地生产和迅速复制;人类的厉害之处在于“智慧”,重视在跨界和毫不相关的专业领域通过灵感取得突破,而突破之前完全是无解的和毫不相关的。例如,场论和统计力学在ISing之前是基本不相关的,量子力学和凝聚态物理在1950年之前是基本不相关的,围棋和物理学在杨振宁之前是不相关的,分子筛和围棋在魏飞团队之前也是不相关的。有界的人工智能需要无界的智慧将它们联系在一起,无关变成相关,正如公元200年前后中国人发现了负数,公元733年印度人发现了零,这些匪夷所思的今天看来简单的不能再简单的数学,却是人类智慧的灵光一现而捅破窗户纸的。而人类的智慧,往往是在机器智能对人们似乎压倒性的优势的情况下,通过社会性涌现(出现性)出离散的不可预测的智慧,开创一个新的智能境界。
对于智慧一词,古印度的佛教为了区分“智能”,专门用了一个宗教词汇“般若”来区分一般的智能和终极的聪明,于是今天才有了智慧一词。在佛教看来,智慧本来就是用于教育用途的,而智能是世俗用途,佛教中还出现了 “三般若”“五般若”“六般若”的说法,这就是教化人的过程中的智慧和直接用力的“智能”的区别。
人工智能作为一系列技术,一旦界限明确,在界限范围内人类是不可能战胜的。正如有了计算器人类计算已经失灵了;有了蒸汽机,人类力气失灵了;有了阿尔法狗,棋手失灵了。但是随着人类的知识的边界越来越大,所需要人类的智慧也越来越多。如果聚焦在教育领域,更需要人工智能时代的学校成为慧谷,学校的环境成为学习模式语言:不与机器斗速度,只和学生搞亲和,学校是一个知识的博物馆和迷宫,布满了知识、技能与体验的谶语;人工智能时代的教师,成为一个慧眼的使者,而人工智能时代的学生甩掉了更多机械性的大脑功能,集中精力聚焦于慧心,成为操纵机器而不是被机器操纵的智慧生物。
用六个带“慧”字的词汇来造词,未来的教育需要六种智慧:慧真、慧眼、慧敏、慧谷、慧根、慧心。
慧真:“菩提本无树,明镜亦非台,本来无一物,何处惹尘埃。”教育是社会学,是人和人之间、人和物之间、人和真理之间的关系,教育贯穿在人与人、人与物、人与技术、人与空间之中。基于教育的概念复杂性和跨界我们可以说教育不存在,也可以从任何新技术中管窥教育;拉罗什富科说“最大的智慧存在于对事物价值的彻底了解之中”;真正的慧,明确教育只是一个经济学和社会学的集合概念,人工智能算法不仅深藏更深的教育学道理,也拓展了教育学的内涵和外延;群体智慧与网路神经、分布计算与社交网络、机器学习与教学模式、开源软件与概念,这些是人工智能的概念和算法,我们拥有智慧的人可以将这些算法还原成教育学的变量,掌握输入输出的新规律,就像发现数学上的零和负数一样,看待学生学习过程从教育经验迅速上升到教育科学并打开更加广阔的教育空间。
慧眼:有经验的教师都会知道,学生开了窍,学习会突飞猛进。为什么呢?按照佛教智慧的说法,慧眼是有不同境界的,站得越高,境界越高,所谓开窍也就是教育是分层的,在某个层级再聪明的孩子也很难跨越另一个层级,更不用说和另一层级的机器去比了。教育的目的就是要让孩子有更高的视野。正如学生要经过小学、中学、大学的学习,也要经过专业的学习,学习的目的不是为了和机器比速度,而是为了“开窍”,从这个角度讲,计算机再厉害,数学还是要学,人工智能再厉害,围棋也是要学。作为教师,应该笃定地做好教师本职,不用因贪恋过去而保守,也不用妄想未来而无所作为,当下明明白白、清清楚楚地做好教育就可以。学生的智慧开发是无穷尽的,好的教师要培养的学生的智慧应是师之智,也叫做自然智,教师的智慧与人工智能的计算机系统和网络系统不同的是将学生的智慧仓库打开而不是给学生智慧的粮食。未来的教师不但要教授学生学习方法,更应该教授学生判断准则,敬畏真理智慧的开端,认识真理者便是聪明的表现,这一点机器是教不会的。作为教师,要有一双慧眼,能够看清楚未来社会发展的变量,未来的学生需要迅速、灵活、正确地理解和处理的能力,这就需要教育进阶和教师站得高看得准的慧眼。
慧敏:教师光看得见不行,还要行得通。比起机器,人的特点是生命和时间有限,学生要敏于行,教师更要做表率。慧敏就是需要掌握事物的一般规律,能够用表现形式一通百通地解决问题,在一定境界的智慧后以巧破千金,在有限的时间内,教师不应该诱导自己和学生去读两个硕士、两个博士,而是应该触类旁通走向更高的境界。
宋仁宗年间,欧阳修作为主考官遇到了考生苏东坡,苏东坡写道“尧三次赦免了被刚正不阿的皋陶要杀的人”,用来证明宽厚执法的重要性。欧阳修疑问这个故事没有看到过,苏东坡回答说“《三国志·孔融传》中有”。欧阳修真的去翻看但没有找到,又去问,苏东坡回答:“孔融看到曹操不知羞耻夺人妻妾,就对曹操说纣王将爱妃妲己赐给了自己的弟弟周公,曹操问出处,孔融回答现在人干的缺德事,古人也一定应该有。”欧阳修听过恍然大悟,说苏东坡“骗得好”。
苏东坡的慧敏固然了得,欧阳修的慧眼更是苏东坡成功的主要原因。未来的教师要勇于承认自己不知道,勇于承认比不过人工智能的“能”,而将精力放在智慧上,正如欧阳修,敏于行,克制师道自尊的劣根,宽容对待慧敏,拥有慧眼,还要勇于承担为此承担的压力。教育的慧敏就是要巧妙设计教育的环境与谶语,要学习一般规律不变的根子上的东西,更加应该为学生设计异构化的知识,减少课时,优化结构,降低学制,终身学习。
慧谷:名校和家传的原因是慧敏系统巧妙地藏于全息的教育空间中。我们经常讲的智慧所拥有的大雅若俗、大智若愚、深入浅出的特征,恰恰是“智能”不能给予学生的。爱默生说,智慧的可靠标志就是能够在平凡中发现奇迹。教师和学校要多用一听就懂的谶语,多用常识和类比,少用教育术语。教育藏于身边,藏于场景,藏于个体,藏于服务过程,甚至藏于错误。
慧根:技术发展很快,未来不可预知,教师应如何面对现实呢?作为教师不要失去本体,不要过于夸大未来五年产生的变化,更不要忽略未来二十年产生的革命。智是能断,慧是能解,教师要有笃定的本心,教师之所以能成为教师是因为能面对未知,教师要充分理解现实教育的存在性、过去教育的合理性,掌握未来教育的变量和走向,知行知止,符合现实,高于现实,教师和学校要面对未来十年的知识、未来二十年的技能、未来三十年的体验。
慧心:人脑进步的速度远远落伍于芯片的摩尔定律,然而人却有深藏于人体的机械、电子、模拟、数字、量子、生物、分子、热力学规律的模式切换状态,每一次技术的进步,人类都能激发出远远没有发挥出来的藏于生命深处的智慧。虽然说生命和见识有崖,智慧无涯,但是生命的复杂性来源于环境的复杂性,这不是机械简单的人工智能可以随便替代的。基于以上考虑,坚守慧心要求教师反而要守拙,也许我们在信息喧嚣的时代更需要远离信息的课堂,为学生点上一盏安静的灯才能听见心跳。从更加复杂的知识加工过程来说,进化了亿万年的思考的生物过程目前和将来很难用没有生物过程的电子态真正模拟,这也就是人最终的价值,也可能是人类超越機器的本质原因。而作为教师,无论自己还是给予学生一个禅定,不仅是智慧,也是作为生命的智能。