Post na blogu: Szansa sprzyja (teoretycznie) przygotowanemu umysłowi Dane są ogromne, maszyny się uczą, więc po co w ogóle teoria? Czyż nie większość odkryć jest napędzana przez przypadek, a teoria służy głównie jako "pośmiertne" wyjaśnienie? Uważam, że ten pogląd pomniejsza wartość teorii. tl;dr To powszechne stwierdzenie, że teoria podąża za praktyką, prawie jak "pośmiertne", prowadzi wielu do kwestionowania wartości teorii, zwłaszcza w naszym nowoczesnym, obciążonym danymi świecie. Po co inwestować w teorię? Myślę, że ten sposób myślenia wynika z zbyt wąskiego spojrzenia na łańcuch przyczynowo-skutkowy odkryć. Jeśli spojrzysz z szerszej perspektywy, zobaczysz niezliczone sposoby, w jakie teoria jest silnikiem napędzającym majsterkowiczów do nowych odkryć. Uważam, że musimy zachować miejsce dla teorii w naszym nowoczesnym świecie, aby nie stracić z oczu niektórych lekcji na temat tego, jak postępuje nauka i społeczeństwo. Teoria jest obecnie w złym stanie. Po triumfach XX wieku, gdy zaczęliśmy badać złożone systemy, które być może teraz zaczynają ujawniać swoje tajemnice dzięki uczeniu maszynowemu, myślę, że modne jest pytanie, po co w ogóle zajmować się teorią — zbierzmy wszystkie dane i pozwólmy GPU powiedzieć nam, co to wszystko znaczy. Ten sposób myślenia nie jest nowy w erze AI. Wersje argumentu, że teoria ma ograniczoną wartość, ponieważ często pojawia się po tym, jak inżynierowie dokonali wszystkich praktycznych postępów, istnieją od tak dawna, jak pamiętam. W zasadzie teoria jest jak "pośmiertne" wyjaśnienie, jak działają rzeczy, dla kilku mądrych ludzi, długo po tym, jak jej użyteczność została ustalona. Na przykład: Myślę, że te argumenty wynikają z zbyt wąskiego spojrzenia na postęp. Problem polega na tym, że czasy zastosowania teorii są tak długie, że mylimy przypisanie przyczyny i skutku. Weźmy przykład podany powyżej dotyczący obwodów i równań Maxwella, równań, które rządzą elektrodynamiką. Tak, obwody z pewnością poprzedzają równania Maxwella, więc jeśli spojrzysz na to w ten sposób, to tak, to "pośmiertne". Jednak spójrzmy na to z szerszej perspektywy. Czy ludzie po prostu losowo łączyli kawałki metalu i odkryli, że tworzą obwody? Wcale nie! W tamtym czasie idea (teoria, jeśli chcesz), że elektryczność jest płynem (Ben Franklin), który może przemieszczać się z jednego miejsca do drugiego, stanowiła podstawę projektowania obwodów. Nie jestem pewien, ale przypuszczam, że teoria stanowiła podstawę dla obwodów. Możemy przeprowadzić to samo ćwiczenie po drugiej stronie. Weźmy wynalazek radia przez Marconiego. Czy jego wynalazek był tylko wynikiem przypadkowego majsterkowania? Wcale nie. Jego praca już w dużej mierze opierała się na teorii fal elektromagnetycznych (potwierdzonej przez Hertza), bez której nie byłoby żadnej możliwości, aby poczynić jakiekolwiek postępy. Mogę przypuszczać, że te teorie były dobrze ugruntowane, prawdopodobnie do tego stopnia, że były brane za pewnik. Oczywiście, można by argumentować, że w naukach przyrodniczych polegamy znacznie bardziej na eksperymentach i przypadkowości, więc znaczenie teorii jest mniejsze. Myślę, że istnieje poczucie, że powinniśmy zatem przeprowadzać znacznie więcej eksperymentów. Zobacz na przykład tweet od @RuxandraTeslo, odniesiony do powyższego tweeta o teorii, która pozostaje w tyle za praktyką. Z pewnością jestem sympatyczny wobec tego punktu i zgadzam się z Teslo, że potrzebujemy znacznie więcej eksperymentów. I z pewnością przypadkowość często pojawia się w kontekście rozwoju leków. Ale oto rzecz: przestrzeń wszystkich możliwych eksperymentów jest niewyobrażalnie duża, a teoria służy jako (czasami niewidzialny) przewodnik przez tę przestrzeń. Przyjrzyjmy się penicylinie, pozornie klasycznemu przypadkowi przypadkowości: Fleming zostawia szalkę Petriego na zewnątrz, która staje się spleśniała, a pleśń zabija bakterie. Stąd pochodzi penicylina, a nowa era medycyny się rodzi, pozornie przypadkowo, niezależnie od szczególnych szczegółów („mechanizm działania”), za pomocą których efekty penicyliny są mediowane. Ale nawet tutaj wzór jest w rzeczywistości ten sam. Spójrzmy z szerszej perspektywy, a sama podstawa tego odkrycia to teoria zarazków, stworzona około 60 lat wcześniej przez Pasteura. Bez teorii zarazków nie byłoby podstawy, aby to obserwacja miała jakiekolwiek znaczenie. Spójrzmy również w drugą stronę: odkrycie genetycznej podstawy oporności na penicylinę jest kluczowe dla klonowania molekularnego, które napędzało dziedzinę biotechnologii. To samo dotyczy chemioterapii nowotworowej. Cisplatyna została odkryta przez zauważenie, że elektroda miała wpływ na zatrzymanie podziału bakterii, więc rozumowanie było takie, że może mieć wpływ na podział komórek w nowotworze. Jednak cały ten łańcuch opiera się na bardzo wiedzy, że nowotwór jest chorobą naszych własnych komórek dzielących się w sposób niekontrolowany. Rzeczywiście, przez dużą część historii ludzkości uważano, że nowotwór jest w rzeczywistości chorobą spowodowaną obcymi obiektami lub wewnętrznymi zaburzeniami płynów ustrojowych. Wymagana była innowacja koncepcyjna, aby ktoś mógł nawiązać połączenia potrzebne do zrozumienia znaczenia tej obserwacji. Tak czy inaczej, znowu, nic z tego nie ma na celu stwierdzenia, że przypadkowość nie odgrywa żadnej roli, ani że powinniśmy mieć mniej, a nie więcej badań klinicznych (z pewnością argumentowałbym odwrotnie). Ale myślę, że wśród całego ekscytacji związanej z gromadzeniem danych o wysokiej przepustowości, uczeniem maszynowym i tym podobnymi rzeczami, powinniśmy być ostrożni, aby nie niedoceniać wartości teorii. Może nie zobaczymy jej od razu, ani nawet w krótkim okresie, ale ignorowanie teorii jest dla nas niebezpieczne. To ona przygotowuje nasz umysł do przekształcania zmian w przypadkowość. PS: Również warto zauważyć, że wszystkie te odkrycia zostały dokonane przez ludzi, którzy byli głęboko zanurzeni w swoich dziedzinach. To nie byli przypadkowi ludzie robiący przypadkowe rzeczy. To byli ludzie z przygotowanymi umysłami. Istnieje nurt antyestablishmentowy, który mówi, że instytucje edukacyjne powstrzymują wiedzę i postęp. Myślę, że dowody po prostu nie wspierają tego poglądu.