人工智能賦能教育背景下的理性主義與經(jīng)驗主義

李 廉

(合肥工業(yè)大學(xué))

DOI: 10.19524/j.cnki.10-1009/g3.2025.01.007

李廉教授

焦點:大模型機制下的知識發(fā)現(xiàn)是以經(jīng)驗主義和連接主義為特征的，這對以理性主義為基礎(chǔ)的現(xiàn)代科學(xué)體系所遵循的知識發(fā)現(xiàn)模式與標準均產(chǎn)生較大的沖擊。在人工智能賦能教育的改革過程中，需要科學(xué)地揚長補短，恪守人才培養(yǎng)的根本價值觀，避免對于人工智能技術(shù)的過多依賴，堅持知識發(fā)現(xiàn)“啟于經(jīng)驗，成于理性”的認知過程，加強對于知識和知識體系鑒賞和批判能力的培養(yǎng)，深化對于科學(xué)創(chuàng)新的信念、洞見和領(lǐng)悟，開拓人工智能與人類智能協(xié)調(diào)發(fā)展的教育教學(xué)新模式。

隨著以ChatGPT為代表的人工智能大模型出現(xiàn)，人工智能的技術(shù)發(fā)展對教育教學(xué)的各個方面都產(chǎn)生了重大沖擊。人工智能融入教育教學(xué)和賦能教學(xué)已經(jīng)從概念上升為實踐，并且正在催生新的教育教學(xué)形態(tài)。面對人工智能帶來的教育大改革和大變化的時代，我們需要重新審視教育的本質(zhì)與教學(xué)的目標。

1.人類知識體系的構(gòu)建

構(gòu)建現(xiàn)代科學(xué)的知識體系，一直有理性主義和經(jīng)驗主義的認知觀和實踐論，其中一些問題長期存在爭論，如果拋棄這些爭論，只是從教育教學(xué)角度來談的話，理性主義認為知識需要根據(jù)觀察的現(xiàn)象，通過思想進行整理和抽象，從中提取一些基本假設(shè)，再經(jīng)過邏輯推理得出新的知識，因此知識體系是分層次的，一個新知識的發(fā)現(xiàn)，或者提出被大家接受的新的假設(shè)，或者能夠從已有假設(shè)根據(jù)邏輯規(guī)則推出。經(jīng)驗主義認為知識應(yīng)該從對于現(xiàn)象的觀察、實驗和歸納中得到，現(xiàn)象之間的關(guān)系則反映了知識之間的某些連接，因此知識是以連接的形式構(gòu)建的，形成所謂的“知識圖譜”。

兩種認知觀各有長處，而且其界限也不是很清晰。其中的差異可以用古代巴比倫人和希臘人認知上的不同說明。古代巴比倫人是經(jīng)驗主義的認知觀，他們通過細致的觀察，甚至能夠精準預(yù)測日食和月食，但是沒有提出對于整個世界運行的模型，所有的知識都是經(jīng)驗性的。希臘人雖然在具體現(xiàn)象的描述上不如巴比倫人，但是卻提出了各種世界模型，埃拉托色尼甚至提出了地球是球形的，并據(jù)此測量了地球的半徑，這件事在巴比倫人那里是不會做的。從科學(xué)發(fā)展的歷史看，理性主義的認知觀能夠?qū)κ挛锉举|(zhì)有更為透徹的理解，從而可以繼續(xù)催生各種新的知識。

理性主義的科學(xué)觀在文藝復(fù)興時期，經(jīng)過伽利略、牛頓建立的實證主義和培根、康德、笛卡爾等人發(fā)展的邏輯學(xué)得到發(fā)揚光大，逐漸形成了現(xiàn)代科學(xué)體系的基本架構(gòu)，也是目前大學(xué)教學(xué)傳授知識所遵循的原則。愛因斯坦說過：“西方科學(xué)的發(fā)展是以兩個偉大的成就為基礎(chǔ)的：希臘哲學(xué)家發(fā)明形式邏輯體系（在歐幾里得幾何學(xué)中），以及（在文藝復(fù)興時期）發(fā)現(xiàn)通過系統(tǒng)的實驗可能找出因果關(guān)系”。

用現(xiàn)在的觀點來說，知識來源于經(jīng)驗，又要超越經(jīng)驗，理性主義強調(diào)挖掘經(jīng)驗背后的支配事物變化的規(guī)律，也稱作是第一性原理。第一性原理被認為是人類理解世界的基本假設(shè)，而其它的知識必須建立在第一性假設(shè)上，即能夠由第一性假設(shè)通過邏輯的方法推出。亞里士多德在哲學(xué)著作《形而上學(xué)》中提出，第一性原理是每個系統(tǒng)中存在一些最基本的假設(shè)，它本身產(chǎn)生了該系統(tǒng)中其它現(xiàn)象，所有的現(xiàn)象都可以回歸到一些最基本的假設(shè)，并使用第一性原理來解釋，這個基本思想在現(xiàn)代科學(xué)中也稱為“還原論”。①

2.經(jīng)驗主義的浴火重生

隨著ChatGPT的橫空出世，人工智能大模型在各個領(lǐng)域的卓越表現(xiàn)似乎預(yù)告幾百年來人類構(gòu)造的，以理性主義為基礎(chǔ)的科學(xué)大廈將發(fā)生顛覆性的變化。當前以大模型為代表的人工智能，其發(fā)現(xiàn)知識的途徑屬于經(jīng)驗主義的范式，即通過對于現(xiàn)象的廣泛觀察，形成大量的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用機器學(xué)習(xí)等手段，將數(shù)據(jù)進行“歸納和延拓”，得到新的知識。這種發(fā)現(xiàn)新知識的模式基本上分為三類：聯(lián)想、類比、頓悟，它們在人工智能中分別對應(yīng)泛化、遷移和涌現(xiàn)。這些技術(shù)在當前的人工智能中已經(jīng)被廣泛和深入的研究，并出現(xiàn)了像圍棋博弈，蛋白質(zhì)預(yù)測，以及幾何定理推演這些出色的應(yīng)用。但是對于現(xiàn)代科學(xué)體系所重視的提出假設(shè)并建立模型，以及邏輯推演的能力，在目前的人工智能中卻表現(xiàn)不佳。

傳統(tǒng)的科學(xué)觀點認為，經(jīng)驗知識必須經(jīng)過符合假設(shè)的邏輯解釋才被認可，如不能在理性主義的框架下解釋，仍不能成為公認的科學(xué)知識。一百次觀察到三角形內(nèi)角之和為180度，仍不能由此得出結(jié)論。但是人工智能的發(fā)展試圖并且可能改變這一切，根據(jù)數(shù)據(jù)科學(xué)和統(tǒng)計學(xué)的觀點，分布合理且數(shù)量充足的數(shù)據(jù)可以任意精度逼近真理，這意味著一種新的知識發(fā)現(xiàn)的范式（所謂科學(xué)研究的第四范式）正在嶄露頭角。在實際應(yīng)用人工智能的過程中，也感受到目前大模型在知識發(fā)現(xiàn)和理解方面令人震撼的功能。

上一代以規(guī)則推理為特征的理性主義人工智未能取得成功，在沉寂了十幾年后讓位于當前以經(jīng)驗主義為特征的人工智能。第三代人工智能的興起與成功使得經(jīng)驗主義研究范式浴火重生，得到了廣泛的重視和普及。這種趨勢自然會影響到大學(xué)的教學(xué)，人工智能大模型的廣泛應(yīng)用會使得學(xué)生潛移默化的從思想上接受新的知識獲取途徑，這是否有利于人才培養(yǎng)的目標實現(xiàn)，似乎需要進一步檢驗。當前普遍認為，知識起源于經(jīng)驗，但需要理性的提煉與升華，以納入現(xiàn)代科學(xué)體系。換句話說就是，人類的認識開始于經(jīng)驗，形成于理性。隨著人工智能技術(shù)的普及，大學(xué)教學(xué)正在從主要是知識傳授轉(zhuǎn)變到主要是知識的理解和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，充分利用人工智能的優(yōu)勢，將經(jīng)驗性的觀察和理論性的抽象很好的結(jié)合，以形成具有時代特征的人才培養(yǎng)新模式，在這個過程中，我們要享受但不能過多的依賴人工智能帶來的便利。

3.人工智能賦能教育

我們在討論人工智能賦能教學(xué)時，無論是承擔(dān)教學(xué)的教師，還是接受教育的學(xué)生，都有重新適應(yīng)和主動應(yīng)對新的教學(xué)環(huán)境的任務(wù)，這些問題直擊教育教學(xué)的本質(zhì)，即人才培養(yǎng)的標準是什么，它的意義是什么？對于理科、工科、人文社科、文學(xué)藝術(shù)等各類學(xué)生，人工智能的出現(xiàn)意味著需要做怎樣的改革，以適應(yīng)當前科學(xué)和社會發(fā)生的重大變革。

在新的形勢下，教育教學(xué)模式可以轉(zhuǎn)變，方法可以更新，但是人才培養(yǎng)所體現(xiàn)的對于人的教化，對于科學(xué)價值觀的塑造仍然需要教育者和學(xué)習(xí)者的共同合作，而不是甩給人工智能，人工智能是一個服務(wù)人類發(fā)展目標的技術(shù)，而不是包辦者。國防科技大學(xué)王懷民教授指出：“大模型就是工具，技術(shù)僅僅只是手段而已。但大模型不是一次性鑄就的，這是一個和人類的進步持續(xù)同步進行的過程。” ②

人工智能使得學(xué)生的知識面更廣，視野更寬，但是僅有這些還不具備創(chuàng)新能力，需要具備多種能力的綜合，包括對于知識和知識體系的鑒賞與批判能力，對觀察的現(xiàn)象提出假設(shè)并建立模型的能力等，這些能力的形成僅有知識是不夠的，需要對于科學(xué)創(chuàng)新的信念、洞見和領(lǐng)悟，需要與教師和同行的廣泛交流，并且通過自己的學(xué)習(xí)領(lǐng)會與實踐逐步形成。至少從目前來看，人工智能還無法給人類提供和交流這些能力和觀念，這一點也許是人工智能難以逾越的高峰。人工智能可以促進創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，成為教育的得力助手，但不能試圖用人工智能替代學(xué)校和教師，需要做的是充分發(fā)揮人工智能和人類智能相結(jié)合的強大動能，塑造教育教學(xué)發(fā)展的新范式和新形態(tài)。

① 陳修齋主編，歐洲哲學(xué)史上的理性主義與經(jīng)驗主義（第二版），人民出版社，2007。

② 王懷民，大模型將推動教育變革，https://finance.sina.com.cn/tech/discovery/2023-07-09/doc-imzaaeuv3032019.shtml，2023