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主编推荐语

AI驱动科学范式变革,重新改写人类认知规则。

内容简介

本书深入剖析了AI在科学领域的深刻变革以及第五范式的重要意义。AI的发展是人类认知方式不断演进的结果,从经验归纳、理性革命,到计算时代、大数据时代,直至如今的智能革命,每一次转变都重塑了人类认知世界的方式,且呈现出加速发展的态势。

在这一进程中,“第五范式”作为核心概念,具有开创性意义——它将科学智能与机器猜想紧密结合,打破了传统科学研究面临的困境,开创了全新的知识创造机制。这种范式的转变不仅改变了科研模 式,还将重塑相关产业,成为推动科学发展和产业变革的关键力量。

本书系统性构建了“第五范式”的理论框架,深入分析了AI对科学研究范式的革命性影响,前瞻性地探讨了人机智慧共同体的未来图景。书中结合Alpha-Fold蛋白质预测、物理定律自动发现等前沿案例,既保持了严谨的学术深度,又通过生动的案例分析确保了可读性。

对于我们深入理解AI时代的科学变革、预见未来科技发展趋势,以及思考人类认知边界的拓展,本书提供了极具启发性的思想资源。

目录

  • 版权信息
  • 给未来AI(人工智能)考古学家的一封信
  • 第一部分 科学认知的演进之路
  • 第1章 技术革命中的人性博弈
  • 开篇:从泰勒到图灵
  • 1.1 经验归纳:亚里士多德的先见之明
  • 1.2 理性革命:从牛顿到爱因斯坦
  • 1.3 计算时代:图灵机与冯·诺依曼
  • 1.4 信息洪流:大数据颠覆了什么
  • 1.5 智能迭代:从专用AI到AGI(通用人工智能)
  • 小结:重构人类的认知地图
  • 第2章 理性升级:人机互动新范式
  • 序曲:两种解题方式
  • 2.1 博弈论视角:围棋AI战胜人类的启示
  • 2.2 符号主义vs.连接主义:两种AI范式之争
  • 2.3 深度学习:让机器学会人类的直觉
  • 2.4 认知科学:心智何以产生理性思维
  • 2.5 人机互动:走向人机超智能共生
  • 小结:重新定义科学的理性基石
  • 第3章 科学想象力的再造
  • 序曲:AlphaGo背后的“直觉”
  • 3.1 直觉来源何处:人类天才如何诞生
  • 3.2 非理性认知:洞见从何而来
  • 3.3 偶然与必然:创新背后的统计学原理
  • 3.4 计算机的想象力:AI已经独立思考了吗
  • 3.5 创造性重构:AI重塑科学的底层逻辑
  • 小结:一个更具想象力的科学新时代
  • 第二部分 范式革命:自动化科研
  • 第4章 机器人科学家的崛起
  • 序曲:24小时不眠的科学探索
  • 4.1 AI实验师:一场材料科学的“AlphaGo”之战
  • 4.2 机器人工程师:机器设计机器的新纪元
  • 4.3 自动化数学家:AI能重新定义数学吗
  • 4.4 创新黑盒:AI科学发现的内在机理
  • 4.5 人机协同:机器人科学家的“师徒”关系
  • 小结:自动化科研的新生产力
  • 第5章 超级实验室的建造
  • 序曲:一个癌症疗法的偶然发现
  • 5.1 网络化科研:让全球实验室协同工作
  • 5.2 智能文献挖掘:让机器阅读人类知识
  • 5.3 知识图谱:重构科学知识的关系网络
  • 5.4 开源科学:让全民参与科研创新
  • 5.5 集体智慧:大规模协作下的涌现奇迹
  • 小结:超级科学大脑的进化之路
  • 第三部分 智能科学的新疆域
  • 第6章 攻克复杂性之困
  • 序曲:一朵雪花背后的数学难题
  • 6.1 混沌、分形与自组织:复杂性科学ABC
  • 6.2 涌现与进化:复杂系统的双螺旋
  • 6.3 跨尺度建模:让AI玩转“蝴蝶效应”
  • 6.4 多主体仿真:虚拟世界的平行宇宙
  • 6.5 人工生命:探索自适应智能的起源
  • 小结:驯服复杂性的新科学
  • 第7章 融通学科新边疆
  • 序曲:新冠病毒感染预测的数学模型
  • 7.1 自然科学:“新物理学”联盟
  • 7.2 生命科学:后基因组时代的AI医学
  • 7.3 认知科学:揭开人类心智的终极奥秘
  • 7.4 社会科学:大数据重塑人文社科范式
  • 7.5 交叉学科:AI催生学科大融通
  • 小结:通向科学统一之路
  • 第四部分 科学素养再升级
  • 第8章 科学知识的全民开放
  • 序曲:维基式科普的兴起
  • 8.1 知识获取:每个人都是自己的达尔文
  • 8.2 AI科普:打破专家与大众的鸿沟
  • 8.3 公民科学:让百万人参与航天计划
  • 8.4 开放科学:技术让科学回归本真
  • 8.5 教育变革:重塑通识教育新内核
  • 小结:迎接全民科学素养提升的新时代
  • 第9章 探索科学哲学新问题
  • 序曲:AI具有思维能力吗
  • 9.1 AI的思考:图灵测试还管用吗
  • 9.2 机器良知:AI科学家需要职业操守吗
  • 9.3 算法偏见:AI会有认知盲区吗
  • 9.4 强AI之梦:超级智能真的要来了吗
  • 9.5 后人类时代:我们将迎来怎样的未来
  • 小结:AI重塑科学哲学的难题
  • 第五部分 迈向卓越文明新纪元
  • 第10章 走向人机智能共生
  • 序曲:智能时代的分岔路口
  • 10.1 智能增强:AI如何重塑你我的大脑
  • 10.2 群体智慧:一个由AI连接的新社会
  • 10.3 人机共生:奇点将至还是自我实现预言
  • 10.4 卓越文明:一次智能生命的觉醒
  • 10.5 宇宙尽头:人类寻找另一个自己
  • 小结:对话地外智能和未来人类
  • 后记 在科学革命的黎明时分
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评分及书评

评分不足
2个评分
  • 用户头像
    给这本书评了
    4.0
    提出问题的艺术比解答问题的技巧更具决定性

    作者将人类认知的演进轨迹 在书中为我们一一剖析。从古代工匠的经验归纳,到伽利略开启的理性革命,再到电子计算机催生的计算模拟和大数据挖掘,每次范式跃迁都压缩了认知周期。如今,我们站在智能革命的临界点上 ——AlphaFold 在蛋白质结构预测领域的突破仅是序曲,更深层的变革在于机器正摆脱 “高级计算器” 身份,演化为能自主提出假说的科学伙伴。《第五范式》的核心命题正在于此:当科学智能与机器猜想深度融合,传统科研的线性流程将被彻底瓦解。书中列举的物理定律自动发现案例尤为震撼。传统科研中,人类提出假设设计实验验证结论的循环,耗时往往以年为单位;而 AI 驱动的 “猜想 - 验证” 引擎可在数小时内生成数万条潜在规律,再通过自主实验平台进行筛检。这种非人脑可企及的知识生产速度,标志着科学方法论千年未有的质变。作者将这种变革定义为第五范式的核心特征 —— 它打破了 “人类思考,机器执行” 的固有分工。书中描述的新知识创造机制包含三个关键跃迁:从数据关联到因果推断的智能跃迁,从解决已知问题到发现未知问题的目标跃迁,以及从辅助工具到共同主体的角色跃迁。当 DeepMind AI 重新发现量子力学基础方程时,没有人类科学家预设研究方向,机器完全基于对物理规律的自我推演完成突破。这种案例揭示的不仅是技术能力,更是认知主体的迁移。至于在产业变革维度,本书则预见了更剧烈的链式反应。新药研发领域,传统 “靶点发现 - 化合物筛选 - 临床试验” 的十年周期,正在被 AI 驱动的自动化实验室压缩到数月;材料科学领域,MIT 开发的自主研究系统已能日均完成数百次新材料合成实验,将人类百年积累的实验数据量缩短为季度级产出。当科研效率呈现指数级提升,基础科学与产业应用之间的鸿沟也正在消融。面对伦理挑战,作者没有陷入技术乌托邦或反乌托邦的极端叙事。他提出 “人机智慧共同体” 的核心在于重新定义人类价值坐标。当机器能解构蛋白质折叠规律时,人类科学家的核心能力转向提出 “为什么蛋白质需要折叠” 这类元问题;当 AI 推导出物理公式时,人类的价值在于判断这些发现对文明演进的意义。这种分工不是主仆易位,而是认知生态位的重构。

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