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数据同化与康德:如何认识世界

写在前面:本文写于大四秋季学期的寒假。对于DA,对于Kant,当时未必都有正确的见解,还望读者见谅。文末摆烂的部分得找个时间写完了捏。目前状态:(没动…)

20220314:需要补充一下,现在重看一遍,发现这里只是在非常浅显地讨论贝叶斯与Kant的交集,并没有触及到DA的核心问题。如果有空的话或许会再更进一步聊聊吧。目前状态:(没动…)

数据同化与康德:如何认识世界

首先,考虑一个思想实验

假设一个婴儿生下来的时候没有所有的感觉器官,看不见,听不到,没有触觉/嗅觉/味觉,乃至完全无法接受到外界的任何感官上的信息。如果我们通过某种办法(比如静脉注射)使得这个婴儿得以存活,那么十八年后,他的大脑里会有任何思想吗?

苏格兰哲学家大卫·休谟认为这个孩子不会有任何思想。想必绝大部分人对此的想法也与休谟一样。这种看法实际上属于经验主义(Empiricism),也即是说,相信所有的认知来自于人的感官经验。这句话很容易被人接受,因为我们的生活常识都遵循这一规律:天生的盲人不会理解什么是色彩,天生的耳聋患者也不会理解什么是音阶。我们缺少了一种感官,就无法理解相关的认知;我们缺少了所有感官,就无法理解这个世界,自然也无法有什么思想可言。这是很合逻辑的推理。但从这一点出发,就可以推出经验主义的两个重要问题:

经验主义的两个重要问题

  1. 什么是本体?我们对世界所有的认知都来自于感官,来自于本体释放的感官信号,那么本体是什么?

    由于所有的知识都是来自于感官的印象,而又没有对本体本身的感官印象,所以可以很自然地推论:关于本体的知识并不存在,它只是我们所想象出来的。这有点像著名的缸中之脑假说。事实上,继续深究只会让人更感迷惑。

  2. 如果我们按照上面的假设,所有的认知来自于人的感官经验,那么是哪一个感官接收了因果关系之类的抽象知识?

    答案是没有。就像本体一样,因果关系只是一连串事情前赴后继发生时,我们所想象出来的法则而已。一个人如果接受所有的知识都来自于感官,那么休谟认为,他会很自然的接受本体和因果关系等都只不过是人想象的产物。

休谟的结论十分恐怖,逻辑推理,科学,乃至真实的世界都不过是人类的想象。但他的推导过程看起来也毫无漏洞。不过我们必须否定他,不然科学的经验主义难以逃离被自身的逻辑黑洞吞噬的命运。接下来,是主角康德登场的时候了。

康德,你要如何解决?

康德试图让科学的经验主义逃离被自身逻辑吞噬的命运。一开始他沿着休谟为他铺好的路前行,“毫无疑问,我们所有的知识开始于感官经验”,但是,“知识的累积并非完全出自于经验”。这看起来像是从鸡蛋里挑骨头,但实际上,就是因为这后半句话,康德从休谟的起点出发,走出了一条完全不同的路。

康德认为,现实的很多方面都不是通过感官来直接认识的,他把这些方面称之为“先验”(prior)。对数据同化或者对统计稍有了解的朋友们看到这,想必会对这个词感觉非常熟悉了。

举例来说,时间就是一种先验。我们没有感知时间的感官,时间并不存在于感官的世界当中,但我们感受到外界的讯息时,时间的流逝就已经存在于我们的心中。再比如,宏观世界是连续的,这一种观念也是先验。我们闭上眼睛,视觉感官告诉我们世界的颜色消失了,但我们的意识不会接受这种说法,因为我们的心中有关于世界连续性的先验概念。所以我们认为的现实,其实就是这些先验的概念与感官不断接受到的各种信息的融合。

我个人认为,这里的先验概念,就是生物本能与经验传承。

实际上,这就是数据同化。以大气科学为例,我们用大气模式运行出模拟的结果,这就是prior,是先验的概念,它满足我们对物理世界的认识。然后是各类传感器的实时数据,它是我们观察世界的感官经验。将这两者结合起来,用以更好地描述这个世界,就是数据同化。这与康德所提出的认识世界的方法不谋而合。数据同化,就是人认识世界的基本方式。

行文至此,我想阐述观点的大概已经完毕了。但是还有一个问题:康德的观点如何弥补休谟的经验主义观点所产生的逻辑漏洞?这个实际上与数据同化已经无关了……如果有兴趣,可以参阅《禅与摩托车维修艺术》(Zen and the Art of Motorcycle Maintenance: An Inquiry Into Values)第11节,以及康德本人的著作《纯粹理性批判》(Critique of Pure Reason),当然,我并没有看后面这一本。

本篇文章不过是拾人牙慧,作者也对西方哲学一窍不通,并深感中文描述哲学的不便。写下此文只因阅读上述书目时,惊奇于数据同化的概念竟与康德的观念如此相似所致。文中必有纰漏,还望批评指正。

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