那些听上去很奇怪的学科

单反

学生时代，我们最熟悉的学科无非是语数英政史地理化生这九门。所谓“难题”似乎都能被对应的、久经训练的思维模式加以解决，过程明了。但自然界并非传统的出题老师，它不会考虑人类今年学了什么、巩固得如何，只是将难题摆在我们面前，究竟需要什么知识应对，则需我们自己去寻找。

《银河帝国》中曾虚构了一个叫“心理史学”的学科，通过它，传奇的哈里·谢顿成功预言了整个银河帝国的崩塌与重构。《三体》中虚构的“宇宙社会学”，主要的研究成果就是著名的“黑暗森林”理论。许多科幻作品中都有意无意地强化着这样的设定——在全新的科学或者社会变革中，最先发生的必然是学科的建立与发展。比如《你一生的故事》中的语言学和《挽救计划》中的太空生物学。

这些设定并非毫无根据，人类社会就隐藏着诸多不管是听起来还是实际内核都非常“科幻”的学科，它们或处在人类探索未知的最前沿，或从最古怪的角度思考着人类的过去。

模糊数学、物理哲学、生物学哲学、金融物理、量子金融、数字人类学、分子人类学、赛博考古学、太空考古学……仅仅通过名字很难判断它们到底是干吗的，甚至有着些许科幻色彩。今天我们就从这些听上去很奇怪的学科中选一些，聊聊它们到底在研究什么，而这些研究对人类又意味着什么。

模糊数学

数学一向是精确和理性的代名词，似乎与模糊这类词天然不搭边，但偏偏存在一种叫模糊数学的数学。叫模糊数学，是因为它不够精准吗？

正式介绍它之前，我们先提出一个问题：假设小明头上没有一根头发，那他是不是秃头？

当然是。那如果小明有一根头发呢？他还是秃子吗？这不难回答，有一根头发当然也算秃头。那如果有两根、三根、四根呢？这时候也可以很明确地回答，小明依然是秃的。

于是很容易得到一个推论——往秃头小明头上加一根头发并不会使小明摆脱秃子的称号。当小明一根接一根地植发，直到最后头发茂密的时候，按上面的推论，小明依然应该是秃头。如果再把小明推广开来，我们甚至可推理出“世上所有人都是秃子”这样荒谬的结论。

当然，推论是错的，但错在哪里？如果定义一个临界点，比如五千根头发以下算秃，那正好有一个五千根头发的人，今早上掉了一根头发，那他就瞬间变成秃头了吗？这无疑也是违反我们直觉的。

在数学上，这个悖论被称为“秃子悖论”，除此以外還有“谷堆悖论”等近似的表述。关键点在“秃”“冷”“富”“一堆”等自然语言概念都是模糊的，我们无法定义一个标准判定有多少根头发算秃子或有多少颗谷子算一堆。

当然，有人认为这不是问题。毕竟科学技术的发展似乎并不需要判断这些模糊数据，只需精确的数字。在前工业时代这种说法是对的，但在人工智能时代，在这个需要让计算机替我们做决策的时代，解决类似的问题是非常有必要的。

阿西莫夫的“机器人”系列里有一篇《转圈圈》。小说里的机器人因为主角下命令太过模糊，脑中第二定律和第三定律产生了冲突，接近目标会使自己受到伤害，违反了第三定律，而远离目标又会违反第二定律。这个最先进的机器人一直绕着目标在固定距离转圈圈，最后主角通过第一定律才让其摆脱了这种困境。可见在AI时代，我们要发展能够自主决策的人工智能，对这类模糊命题的判断是绕不开的。

数学建立在集合论之上，集合具有确定性。给定一个元素，它要么属于某个集合要么不属于，二者必居其一。而模糊数学却并非如此。模糊数学有隶属度，可用来计量一个元素多大程度属于这个模糊集合。假设头发少于一百根的人在秃子这个集合里的隶属度是一百，他们属于“完全算秃子”，再假设头发有五千根的人隶属度是五十，他们“不完全算秃子”，就可以顺利解决“秃子悖论”的问题了。

一个典型的模糊数学应用：通过隶属度将模糊的“好坏评价”量化。

当然，整个模糊数学的体系以及隶属度的计算要比刚刚提到的复杂很多，应用也更为广泛。有了模糊集这样的工具，就可以利用计算机进行一些非常模糊的，甚至看起来有些主观的判断，进而让计算机能在一些看起来属于主观领域的事情上做出相对合理的判断。

科学哲学

回顾整个科学发展史，我们可以发现，科学事实上诞生于哲学。很长一段时间，科学都被称为自然哲学，例如牛顿著名的《自然哲学的数学原理》。科学独立出来后，也有很多哲学思想对科学的发展起着非常大的作用。这些哲学思想要么可以节省与教众或非专业人士辩经的时间，比如波普尔可证伪原理①、奥卡姆剃刀原理②，或者牛顿的火焰激光剑③；要么可以从另一个角度间接推动科学发展，比如对波粒二象性④的理解、由对称性推出的诺特定理⑤等。

虽然科学诞生于哲学，然而直到现在，绝大多数博士仍称为PHD（Doctor of Philosophy，哲学博士的缩写。），但事实上，在现代，建立在实验之上的自然科学已经和哲学分得很开了。于是在两者分离而产生的空地里，科学哲学诞生了。

费曼

费曼认为，“科学哲学对科学的作用就和鸟类研究对鸟类的作用一样”。这句话常常被解读为科学家对科学哲学的轻蔑，但真是这样吗？鸟类研究者并不能教鸟儿如何飞行，并不代表鸟类研究没有意义。科学哲学并不承担指導科学发展的责任，它的重要作用是反思科学发展的历史、厘定科学的边界等。强行要求其对科学发展起重要作用，或者妄图运用哲学指导科学发展，都无异于要求鸟类研究者原地起飞。

科学哲学有许多分支，如物理哲学、生物哲学等。前者研究包括“如何理解波粒二象性？”“如何理解相对效应？”“决定论还成不成立？”“概率波意味着什么？”等物理问题，后者则主要关注“生物学研究中的伦理”“人类社会能不能还原成生物学？”“群体遗传学能不能还原成分子生物学？”等问题。

科学史是科学哲学重要分支之一，其中最著名的莫过于李约瑟的“近代中国为什么没有诞生现代科学？”的问题。有无数学者针对它“水”了无数篇论文，但都无法说服对方。

李约瑟

莱姆与《技术大全》

回答中有两个互相对立的观点。一种认为中国不具备诞生科学的土壤，只有从古希腊先贤自由的基因传承下来的才能被称为科学，除此以外的只是和科学没有一点儿关系的技术而已，不管是火药还是指南针，都是技术而非科学，进而推出东方文明没有“科学精神”，西方文明才有天然优越性。甚至有科学史专家衍生出近代中国的落后不是“挨打”的原因，而是因为“找打”才“挨打”这样令人哭笑不得的谬理。另一种观点则认为，科学是累积到一定程度后必然出现的，但是其出现又存在偶然性。著名科幻作家莱姆在未来学①论集《技术大全》中提到的列维-施特劳斯就有这样的观点：“科学的诞生是来自于技术以及思想的累积到达一个临界值后产生的链式反应，甚至可以说是‘技术爆炸，而在此之前的所有单个的发现即使再重大也只能被悬置，无法产生技术生产的社会效应，比如印度的粉末冶金术和中国的火药……因此东方只是比西方少了那么一点点‘运气而已 。”

当然，我们终究无法控制变量让整个人类文明重新走一次，所有试图回答此问题的理论都不够有说服力。但科学的诞生毕竟还是近代的事，我们每时每刻都在创造新的科学史，所以未来科学史会怎样发展终究犹未可知。

金融物理

另一个看起来和自然科学毫不沾边的领域——金融学，也存在与物理相结合的部分。不是指无数物理系毕业的基金经理，也不是将名字带上量子碰瓷海森堡的某个臭名昭著的量化基金，更不是《超频交易商》中利用量子效应赚取信息差的超频交易，而是更实际的理论。

金融似乎只和人类社会有关，物理则只和自然现象有关。但将目光投向其中的统计物理时，奇妙的事情发生了——将统计物理中的一些模型套用到金融领域中，原本用来描述分子运动的力学，竟能很好地描述很多金融领域的现象。

要选择物理系，有四门课是逃不开的，即人称“四大力学”的《理论力学》《量子力学》《电动力学》以及今天我们要聊的《热力学与统计物理》。这个学科最开始是研究物体的热效应的热学，但随着人们对热的本质的认识到了分子运动的层面，我们逐渐需要一个新的学科，它既要研究宏观规律在粒子层面的微观解释，又要能够分析海量粒子组成的宏观物体的物理性质。于是，统计物理出现了。很快，人们发现统计物理不仅可以用于热力学，在一些多体问题上也能起到大作用，比如运用在同样需要处理大量物体相互作用的量子力学、流体力学甚至是天体物理学中。

那问题来了，人类金融市场的活动算是一种统计学上的多体问题吗？对金融物理研究者而言，答案是肯定的，他们将金融市场产生的数据当作一场场物理实验的数据进行分析，并通过统计物理、量子物理的模型对数据进行分析，从而寻找到适用于金融市场的理论模型。

当然，经济学或者金融领域依然有许多无法解释的现象，用物理模型也不见得会比金融工程的其他模型更贴合实际。我们只能说在物理学众多可能的应用中存在这样一个研究方向，至于这个方向能不能走通，又会给金融市场带来怎样的变化，就不是现在的我们能预言的了。

赛博考古学

刘慈欣在著名的玩梗之作《太原诅咒》中，虚构过这样的一个学科——IT考古学。

原文是这样的——“按说网络世界的历史还不到半个世纪，没什么古可考，仍然有很多怀旧的人热衷此道。IT考古主要是发掘那些仍活在网络世界某些犄角旮旯的东西，比如十年来都没有点击过但仍能点开的网页，二十年没有人光顾但仍能注册发帖的BBS等，这些虚拟古董中，来自‘远古的病毒是IT考古学家们最热衷寻找的，如果能找到一个十多年前诞生的仍在网上活着的病毒，就有在天池中发现恐龙一般的感觉。”

有趣的是，现实中确实存在叫赛博考古学（Cyber-Archaeology）的学科。虽叫赛博考古学，但实际上人们谈论的有两个不同的义项，其一是大刘写到的IT考古学，是对网络的“考古”；另一种是利用数字技术对过去进行虚拟现实的模拟，即利用数字技术的考古。数字技术和网络空间都可以为考古学加上“Cyber-”前缀。

先聊对网络空间或虚拟社区的考古学。当今世界有一个有趣的现象——“事实上，我们对于21世纪初期的了解遠远不如20世纪初期”。由于早期种类繁多且不尽可靠的存储媒介和多样的接口，实际上许多几十年前的数字资料已经丢失，而在之前以磁带、纸、竹简甚至龟甲等留存下来的信息却能保存至今。这种现象被称为“数字黑暗时代”。信息时代带来前所未见的庞大信息量，但在其中找到自己想要的数据，甚至保存想保存的数据，比想象中要难得多。科技的发展使人类文明大大扩展，但我们接受信息、寻找信息的能力却没有太多提高。类似的案例有2017年之前的内容不再可见的百度贴吧、已经消失的腾讯微博、早已倒闭的瀛海通网站等。最近很多机构在进行内部资料整理时，会发现纸质资料要远比刻录在光盘、软盘中的资料完整且方便寻找。我们个人留存的数据信息也有许多散佚在不同的媒介之上。因此从某种意义上来说，每个单位或个人也都存在所谓的“数字黑暗时代”吧。

《赛博朋克2077》原作世界观中，传奇黑客巴特莫斯掀桌摧毁整个互联网，导致赛博空间被不受控制的人工智能占据，人类只好退守“黑墙”，将原有的互联网隔绝开来。《2077》里的“旧互联网”（如游戏里的荒野古迹），有无数有价值的资料及看守的危险怪物。想要获得珍贵资料需要黑客们冒巨大风险潜入，这种探险在某种意义上也是一种“赛博考古”。值得一提的是，其衍生动画《赛博朋克：边缘行者》里的女主角露西就是从小被公司培养在“旧互联网”里探索的黑客，直到发现周围的同伴一个个遇险才想办法逃离出来，可见“旧互联网”中的数据对公司的重要性。

当然，现实中那些尘封多年的论坛或者BBS并不会跳出来将正在考古的学者或者爱好者爆头，但这样的探寻过程无疑也是一种“考古”活动。或许在未来，会真的有一个学者群体研究当下的我们。那个时候，他们会怎样看待现在的“数字时代”呢？

学术领域，赛博考古学往往以另一种翻译形式被人提起——数字考古学，即利用数字技术对考古现场甚至是远古生活场景的模拟与重现。比如将一个考古现场全部3D扫描，接着在虚拟现实或者增强现实中进行还原。这一方面有利于考古人员做研究，另一方面也有助于文物的保护与留存。再比如，我们将一些易损坏的雕像建筑或者壁画数字化储存进虚拟空间，如损坏还可以根据数据进行修复。例如《刺客信条：大革命》在游戏制作过程中对巴黎圣母院进行了非常精细的建模，而这恰好为巴黎圣母院失火的修复工作帮了大忙。国内的许多文物古迹近年来也同样进行了类似的数字化工作，例如长城和敦煌壁画等。在未来，如果某些古迹遭到破坏，事先储存的数字化数据依旧能让人们看到那些古代风采。

上文提到的《刺客信条》游戏系列贯穿始终的设定，是一个能回到自己先祖记忆中的虚拟现实机器阿尼姆斯（Animus），从而亲身经历先祖曾经历过的重大历史事件。从某种角度来说，这样的技术正是数字考古的目标。同样的信息，单纯的文字记载相对于身临其境，依然单薄，这不管对专业研究者还是单纯游览者都一样。

当然，我们并不可能做到像阿尼姆斯一样，毕竟信息不可能凭空产生。但想象一下，或许有一天你在“元宇宙”中，可以在依靠真实数据生成的咸阳大街上扮演真正的老秦人，或者在三星堆与古蜀人一起见证古代奇迹。与用劣质3D建模和UE3时代的画面让小朋友家长“付费坐牢”相比，这或许才是“元宇宙”或者“虚拟现实”等技术真正应运用的地方之一。

太空考古学

《三体》中有过这样的情节，在全人类生死存亡之际，罗辑负责将人类的存在证明留在宇宙之中，他的办法是把字刻在石头上。在克拉克的《星》中也有类似描写，生存在凤凰星云的生命为在灭亡前留下存在的證明，将自己文明的遗产留在离太阳最远的行星上的一个洞窟里。

好在短时间内地球文明性命无虞，还不至于要考虑如何给宇宙留下遗言。但我们确实面临着一些问题。距离苏联第一次发射卫星已六十多年，在我们送上太空的无数人造物体中，有不少都极具纪念意义，它们都是人类一步步征服太空的证据。比如苏联的一些意义重大的卫星，或者美国宇航员打出去的那颗高尔夫球，再或者科幻世界发射的那颗“科幻世界号”卫星。

人类已往天上发射了太多的东西，且未来还会更多。在未来，星链和其他太空垃圾将会占据地球宝贵的轨道，而给它们装上推进装置重新进入大气层的成本非常高。但同时，许多占据轨道的飞行物非常有纪念意义，让它们变成燃烧的流星并非最好的选择。于是有人提出，在地日拉格朗日点上建一个太空博物馆，将有价值的文物保存在那里，也正好与地球轨道同步。太空中文物的保存条件与地球大不相同，一方面我们不用考虑地壳运动或风化腐朽之类，另一方面却需要考虑轨道以及太空辐射。或许有一天，我们能在地日拉格朗日点的太空博物馆里参观加加林时代的伏特加。

人类发展至今，知识的边界已远超个人能掌握的范围，领域也在无限细分，同一个实验室的同僚可能都看不懂对方的工作。有些我们极度陌生的冷门领域可能只有寥寥数人在研究，甚至会有“居然还有人在研究这个？”或“这种东西还需要研究？”的声音出现。但我们很难保证其中哪些学科会在未来变成如科幻小说般畅想的“显学”，了解这些学科，或者对其中一些研究成果至少保持尊重，是我们目前能给予的最小善意。

【责任编辑 ：尾 巴】

① 波普尔可证伪原理：大意为只有有可能被证伪的理论才能被称为科学。

② 奥卡姆剃刀原理：原话为“如非必要，勿增实体”。即理论研究中，当有两个处于竞争地位的理论能得出同样的结论时，做出更少假设的那个更有可能正确。

③ 牛顿的火焰激光剑：“你永远不能证明牛顿没有一把火焰激光剑”，指所有不能进行实验和观测的东西都不值得辩论。

④ 波粒二象性：现在物理学界的共识是在物质的基本形态中，波动性和粒子性是一体两面的存在，不同角度的观测合在一起才是基本物质的真相。

⑤ 诺特定理：每个连续对称性都有着相应的守恒定律。例如，物理定律不随着时间而改变，这表示它们有关于时间的对称性。对称性是现代物理学的核心概念之一。

① 未来学：是研究人类社会未来的一门综合性科学，研究者分析预测在未来技术会对人类的方方面面产生怎样的影响。