《怀疑的首要性》，[英]蒂姆·帕尔默著，樊京芳译，浙江科学技术出版社2025年4月出版，定价：139.9元

■蒂姆·帕尔默

非常高兴能为《怀疑的首要性》中文版撰写这篇序言，并向中国读者致以诚挚的问候。

这是一本关于不确定性科学的书，涵盖了从应用科学（天气、气候变化、经济学、健康和人类冲突）到基础科学（量子物理学、宇宙学和意识）等一系列主题。

大约在1990年我首次来到中国时，我注意到街上的人会盯着我看——那时看到一张西方人的面孔仍有点不寻常。从那以后，中国科学技术的迅猛发展令人瞩目，如今中国无疑已是世界领先的科学强国。事实上，2022年，就在我的书在英国和美国出版之际，中国科学家展示了利用基于人工智能的全新技术进行天气预报的可能性，而这正是我多年来研究的领域。尤其值得一提的是，这些人工智能技术并不需要强大的超级计算机。这项革命性工作对全球业务气象学领域产生的影响不容忽视。

然而，当新的科学观点被提出时，请务必谨慎对待，甚至要持一定的怀疑态度。我们能否确定在实验室里或通过有限的验证测试所得到的结果，在更普遍的情况下也同样成立？社会依赖高质量的天气预报，尤其是对危及生命的事件发出预警。然而，从本质上讲，用于训练人工智能天气预报系统的数据集中，这些危及生命的事件并不常见。对于罕见的极端事件，我们能在多大程度上信任人工智能预报系统？

实际上，在其他领域，人工智能也可能出错。大语言模型“产生幻觉”、给出完全错误的陈述是相当常见的情况。我们在阅读一些由人工智能生成的文本时，根本不知道哪些陈述是可信的、哪些是不可信的。因此，我们必须开发一些技术，使它们能够在人工智能预测系统不可靠时，向我们发出警告。开发这类技术正是这本书的核心，如今这一目标仍具有现实意义。当我们进行预测时，必须估计这些预测中的不确定性，这是科学方法的核心所在。

本书介绍了笔者在英国气象局和欧洲中期天气预报中心开发的集合预测方法，也探讨了如何将这些方法应用于经济和健康预测。写作这本书时正值新冠疫情期间，当时人们正在开发集合预测方法帮助预测新冠病毒导致的死亡人数和住院人数，因此对不确定性的估计至关重要。通常，政府不仅想知道最可能的死亡人数和住院人数，还想了解最坏的情况。就在笔者写这篇中文版序时，集合预测技术正被应用于人工智能领域，这是一个非常令人兴奋且重要的发展。

提到不确定性时，我们可能联想到那些被噪声掩盖的信号。我们的直觉是噪声是个麻烦，必须尽量减少，但事实未必如此。这本书的主题之一就是噪声可以是一种有用的资源。比如在人类大脑中，存在噪声是一个必然结果，因为大脑中约有800亿个神经元，而消耗的能量却仅为20瓦，比现代超级计算机少了约6个数量级。在本书中，笔者提出，人类之所以能够成为极具创造力的物种，正是大脑对神经元噪声进行开创性利用的直接结果。在这方面，我们很高兴地看到，2024年的诺贝尔物理学奖授予在人工智能系统中充分利用噪声的先驱者。人工智能与人类认知的关系逐渐紧密。在这一探索过程中，试图理解人类如何处理不确定性至关重要！

本书还探讨了噪声和不确定性如何影响人们的日常生活。有时，人类会被认为是不理性的，甚至是愚蠢的，因为我们往往会答错一些看似简单的问题，例如，买一根棒球球棒和一个棒球共花费1.10美元，球棒比棒球贵1美元，棒球的价格是多少？答案不是10美分！然而，我认为这种关于不理性的结论忽略了一个重要的点。大脑形成了一种非常理性的策略来处理每天成千上万的决策：花费很少的精力去回答不重要的问题，从而将可用的精力集中在需要的地方，即重要的决策上。从这个角度来看，正确回答上述问题是不理性的。人工智能系统中还没有考虑到这种策略，这是人类与人工智能的一个关键区别。

在试图理解人类和人工智能系统时，还有另外一个重要的未解决问题：量子物理学在人类认知中是否起着至关重要的作用？我们仍然不知道答案，尽管量子理论已有100年的历史，但我们仍然没有很好地理解它。本书讨论了量子物理学中不确定性的起源。它与经典混沌系统中的不确定性本质上是否相同？物理学家们的普遍观点是，量子不确定性与混沌不确定性截然不同。然而，笔者认为这一结论可能是错误的。也许量子计算机发展带来的最大影响之一，是让我们理解量子不确定性的真正物理本质。

在我的科研生涯中，我有幸与中国科学家合作。的确，我们现在生活在一个国际合作至关重要的时代。社会面临的诸如气候变化等许多问题是全球性问题，必须在全球范围内加以解决。在前进的道路上，分享我们对科学的理解非常重要。但也许同样重要的是，当我们对某些问题理解不深时，分享我们的困惑和怀疑。我自己就曾因没有像期望的那样对气候变化的区域影响有一个准确的认识而感到沮丧。不仅区域尺度上的不确定性很大，而且我们可靠地估计这些不确定性的能力也很薄弱。

在本书中，我建议成立一个“气候变化领域的欧洲核子研究中心（CERN）”。这个研究中心会建立超高分辨率的全球气候模型，以便更好地理解中国以及全球极端天气事件不断变化的本质。如果我们要明智地适应气候变化，那么成立这样一个中心将非常重要。如果真的建成这样一个中心，也许中国会发挥主导作用。我希望能再次来到中国，如今，我的西方面孔不再像1990年时那样稀奇了。

（作者系英国牛津大学物理学教授、集合预测天气系统开创者；本文为《怀疑的首要性》中文版序，标题为编者所加，有删改）