Блог-пост: Удача благоволит (теоретически) подготовленному разуму Данные велики, машины учатся, так в чем же польза теории? Разве не большинство открытий происходит благодаря случайности, а теория в основном служит как "постмортем"? Я утверждаю, что такой взгляд недооценивает ценность теории. Кратко Существует распространенное мнение, что теория следует за практикой, почти как "постмортем", что заставляет многих сомневаться в ценности теории, особенно в нашем современном, насыщенном данными мире. Зачем инвестировать в теорию? Я думаю, что этот менталитет происходит из чрезмерно узкого взгляда на причинно-следственную цепь открытия. Если вы отдалитесь, вы увидите множество способов, как теория является двигателем, который приводит изобретателей к новым открытиям. Я утверждаю, что нам нужно сохранить место для теории в нашем современном мире, иначе мы потеряем из виду некоторые уроки о том, как прогрессируют наука и общество. В наши дни теория находится в плохом состоянии. После триумфов 20 века, когда мы начали изучать сложные системы, которые, возможно, сейчас начинают раскрывать свои секреты для машинного обучения, я думаю, стало модным спрашивать, зачем нам вообще нужна теория — давайте просто соберем все данные и позволим некоторым GPU сказать нам, что это все значит. Этот менталитет не нов для эпохи ИИ. Версии аргумента о том, что теория имеет ограниченную ценность, потому что она часто появляется после того, как инженеры сделали все практические достижения, существуют столько, сколько я помню. По сути, теория — это как "постмортем", чтобы объяснить, как все работает, нескольким умникам, когда ее полезность уже была установлена. Например: Я думаю, что эти аргументы возникают из чрезмерно узкого взгляда на прогресс. Проблема в том, что временные масштабы применения теории на самом деле настолько длинные, что мы путаем причинно-следственные связи. Давайте возьмем приведенный выше пример с цепями и уравнениями Максвелла, уравнениями, которые управляют электродинамикой. Да, цепи, безусловно, предшествовали уравнениям Максвелла, и если смотреть на это с этой точки зрения, конечно, это "постмортем". Но давайте немного отдалимся. Люди просто случайно соединяли куски металла и обнаружили, что они образуют цепи? Вовсе нет! В то время идея (теория, если хотите), что электричество — это жидкость (Бен Франклин), которая может перемещаться из одного места в другое, служила основой для проектирования цепей. Я не уверен, но предположу, что теория служила основой для цепей. Мы можем провести тот же эксперимент и с другой стороны. Возьмите изобретение радио Маркони. Было ли его изобретение просто результатом случайного эксперимента? Вовсе нет. Его работа уже сильно опиралась на волновую теорию электромагнитного излучения (подтвержденную Герцем), без которой он просто не смог бы добиться никакого прогресса. Я могу предположить, что эти теории были хорошо установлены, вероятно, до такой степени, что их принимали как должное. Конечно, можно утверждать, что в биологических науках мы гораздо больше полагаемся на эксперименты и случайности, поэтому актуальность теории ниже. Я думаю, есть ощущение, что нам следует проводить гораздо больше экспериментов. Смотрите, например, твит от @RuxandraTeslo, сделанный в ответ на вышеупомянутый твит о том, что теория отстает от практики. Я определенно сочувствую этой точке зрения и согласен с Тесло, что нам нужно гораздо больше экспериментов. И, безусловно, случайность часто упоминается в контексте разработки лекарств. Но вот в чем дело: пространство всех возможных экспериментов невозможно велико, и теория служит (иногда невидимым) путеводителем через это пространство. Давайте взглянем на пенициллин, казалось бы, классический случай случайности: Флеминг оставляет Петри снаружи, который становится плесневелым, и плесень убивает бактерии. Отсюда получается пенициллин, и начинается новая эра медицины, казалось бы, случайно, независимо от конкретных деталей ("механизм действия"), с помощью которых проявляются эффекты пенициллина. Но даже здесь схема на самом деле та же. Отдалитесь немного, и самой основой этого открытия является теория микробов, сформированная примерно за 60 лет до этого Пастером. Без теории микробов не было бы никакой основы для того, чтобы это наблюдение имело какое-либо значение. Отдалитесь в другую сторону: открытие генетической основы резистентности к пенициллину критично для молекулярного клонирования, которое дало толчок области биотехнологий. То же самое касается химиотерапии рака. Цисплатин был открыт, когда заметили, что электрод имеет эффект остановки деления бактерий, поэтому рассуждение было таковым, что он может оказать влияние на деление клеток при раке. Однако вся эта цепочка зависит от самого знания о том, что рак — это болезнь, связанная с неконтролируемым делением наших собственных клеток. Действительно, на протяжении большей части человеческой истории считалось, что рак на самом деле является болезнью, вызванной чуждыми объектами или внутренними дисбалансами телесных жидкостей. Концептуальные инновации были необходимы, чтобы кто-то смог сделать связи, необходимые для осознания значимости наблюдения. В любом случае, снова, это не значит, что случайность не играет никакой роли, или что нам следует проводить меньше, а не больше клинических испытаний (я бы определенно утверждал обратное). Но я действительно думаю, что среди всего волнения вокруг высокопроизводительного сбора данных, машинного обучения и тому подобного, нам следует быть осторожными, чтобы не недооценивать ценность теории. Мы можем не увидеть этого немедленно, или даже в краткосрочной перспективе, но игнорирование теории будет для нас опасным. Это то, что подготавливает наш разум к превращению изменений в случайности. P.S.: Также примечательно, что все эти открытия были сделаны людьми, которые были глубоко погружены в свои дисциплины. Это не были случайные люди, делающие случайные вещи. Это были очень подготовленные умы. Существует тенденция антиэстаблишментного настроения, которая говорит, что учебные заведения сдерживают знания и прогресс. Я думаю, что доказательства просто не поддерживают эту точку зрения.