每日一书 #017|《人工科学》:复杂的不是那只蚂蚁,是它脚下的沙滩

遥望星星
发布于 2026-09-16 / 13 阅读
0

每日一书 #017|《人工科学》:复杂的不是那只蚂蚁,是它脚下的沙滩

昨天读明斯基。他整本书在讲金融系统为什么会自己走向不稳定——借贷关系堆出来的结构,在太平日子里一点点把安全垫磨薄,直到某天再融资接不上。今天换回 AI 方向,读赫伯特·西蒙的《人工科学》。

选它有理由。明斯基的靶子,是主流经济学把「人」当成能算出最优解的理性主体。西蒙正好从另一头下手:人的理性从来不是无限的,不是在已知选项里挑最优,而是在一个复杂、看不全的环境里找够好的答案。他一个人拿了图灵奖(1975)和诺贝尔经济学奖(1978),分量一大半来自这个判断。

这本书不好读,骨架却很清楚。

人工物不是「假的自然物」,它的本体是内环境与外环境之间的那层界面;研究这层界面的学问叫人工科学,也就是设计科学。

一、我们活在一个人工的世界里,不是自然的世界

开篇第一件事:围绕我们的东西,几乎全是人造的。路、屋、语言、公司、法律、软件、医院的就诊流程、银行的柜台规则——它们不是自然演化的必然结果,是有人为了某个目的造出来的,换个目的就可以是另一个样子。

自然科学家研究「必然」:万有引力不会因为谁不喜欢就失效。人工物研究的是「权变」:它长成这样,是因为当时有人想让它达成某个目标。目标一变,它就该变。

工程、医学、商业、建筑和绘画,关心的不是必然之物,而是权变之物——不是事物是怎样,而是事物可以成为怎样;简而言之,关心的是设计。

这是第三版序言里的话,也是全书的题眼:这些领域不该被当成科学的次等亲戚,它们有自己的严密性,只是来源不同——自然科学的严密来自规律不以人的意志为转移,人工科学的严密来自目标、约束与手段之间的关系可以被说清楚。

二、人工物被三件事定义:功能、目标、适应

自然物用「它由什么构成」来描述。人工物不行。你想描述一把椅子,光说「四条腿加一块板」没有用,得说「它是用来坐的」。

西蒙给人工物列了三个特征:它是合成的,不是天然长出来的;它可以模仿自然物的外观;它必须靠功能、目标、适应来刻画。

第三条最要紧。人工物从来不是孤立的,它要在某个环境里达成目标,所以「适应」是它天生的属性。不适应环境的系统不是错了,是还没被重新设计。

顺着这条往下,西蒙把人工物拆成了三样东西:内环境、外环境,以及两者之间那层界面。内环境是它自己的质料与组织方式,外环境是它要应付的世界,界面是它怎么把前者接到后者上。

一个人工物可以被看成是一个汇合点——用今天的话说,一个「界面」——处于它的「内」环境(人工物自身的质料与组织方式)和「外」环境(它运行于其中的周遭条件)之间。

而人工物的真正本体,是那层界面,不是两侧的任何一个。

人工的世界,正好就落在这层内环境与外环境的界面上;它关心的是通过让前者适应后者来达成目标。

换成工程语言:一个系统真正的本体不是它内部的代码,也不是外部的流量,是它把内部能力接到外部需求上的那层映射。代码会重写,需求会变,界面才是要守的东西。

三、蚂蚁寓言:复杂性在沙滩上,不在蚂蚁身上

第三章开头是一幅画面:一只蚂蚁在风浪塑过形的沙滩上往家爬。它往前走,为爬上陡坡往右偏,绕过一块石子,停下来和同伴交换信息,就这么一停一顿、歪歪扭扭地回到窝里。把它的路径画在纸上,是一条不规则、折来折去的线——不是随机游走,整体上有方向,有目标。

作为几何图形来看,蚂蚁的路径是不规则的、复杂的、难以描述的。但这种复杂性其实是沙滩表面的复杂性,不是蚂蚁自身的复杂性。

接着他把蚂蚁换成了人。

人,作为一个行为系统来看,是相当简单的。随着时间展开,他的行为看上去很复杂,这主要是他所处的那个环境的复杂性的反映。

这段写于 1969 年。今天读,很难不想到大模型。一个 agent 输出的东西看起来像「思考」,其中很大一部分并不来自模型内部的推理能力,而来自它身处的环境:prompt 的结构、工具的边界、上下文的信息密度、失败之后的重试策略。把同一只蚂蚁放到另一片沙滩上,它画出来的线完全不同。

这既不是吹捧也不是贬低,它给的是一个判断标准:想评估一个系统,别只看它本体,先看它脚下那片沙滩。

四、有限理性:不是人懒,是算力不够

对「理性人」的改造,是西蒙拿诺奖的核心。

古典经济学假设的决策者,能列出所有备选方案,能算出每个方案的收益,然后选最优的那个。西蒙说,这个假设在真实世界里根本跑不起来。

有限理性原理:人脑用来提出和解决复杂问题的能力,与现实世界中做出客观理性行为所需要解决的那些问题的规模相比,是非常小的——哪怕只要求达到对这种客观理性的一个合理近似,也是如此。

这句话出自西蒙 1957 年的《行政行为》,是「有限理性」最早的正式表述,不是《人工科学》原句,但整本书都建立在这个判断之上。

他的替代方案叫「满意化」:不找最优,找一个足够好的就收手,把省下来的认知资源投到下一个约束上。这不是妥协,这是在算力有限前提下的正经策略。

五、设计不是画图,是「把现有状况变成更可取的状况」

第五章是全书被引用最多的一章。西蒙给设计下的定义极宽。

工程师并不是唯一的职业设计者。凡是为了把现有状况改变成更可取的状况而构思行动方案的人,都在做设计。产生物质性人工物的那种智力活动,与为一个病人开出治疗方案的那种、与为公司设计一份新销售计划的那种、或者为国家设计一项社会福利政策的那种,在根本上没有什么不同。设计,如此理解,是一切专业训练的核心;它是把专业与科学区分开来的主要标志。

这段话当年被用来给「设计能不能算一门学科」背书。今天读,它对程序员的冲击更大:写的每一行代码,都是一个「把现有状况改成更可取状况」的方案,从不是在「实现需求」,而是在设计人工物与外部世界之间的界面。

六、解决一个问题的关键,是把它重新表示一遍

西蒙有个著名的判断:

所谓解决一个问题,无非是把这个问题表示成让答案变得透明的样子。

还有一句要连着读:

设计关心的是事物应当成为什么样,关心的是造出人工物来达成目标——这与(自然科学的)陈述逻辑完全不同。

很多难题之所以难,不是解法难,是它被表示在了错误的空间里。换个数据结构、换个坐标系、换个抽象层次,答案自己就浮出来了。

他描述设计过程时更实用:设计是「手段—目的分析」加搜索。先找出目标状态与现状的差别,再找能消掉这类差别的动作,一层层往下拆;搜索空间太大就上启发式,走不通就回去换表示。今天做系统重构的人都在走这条路,只是没叫这个名字。

七、近可分解性:复杂系统为什么还能被理解

最后一章来自他 1962 年的名篇《复杂性的构造》,讲的是层级系统。

西蒙的观察是:能被人类理解的复杂系统,几乎都是层级结构,而且都是「近可分解」的——子系统内部的相互作用很强,子系统之间的相互作用很弱,并且只在较长的时间尺度上才显现出来。

许多复杂系统具有近可分解的层级结构,这一事实,是使我们能够理解、描述、甚至「看见」这类系统及其组成部分的一个主要的便利条件。

这条性质有两面:你可以在不完全理解整个系统的前提下先理解一个模块;模块边界一旦切错,认知成本会成倍上升。反过来说,如果维护的系统改一处要动十处,通常不是代码写错了,是层级切错了。

八、稀缺的东西变了:从信息到注意力

第六章讲社会计划,里面有一句被引得越来越多的话:

在一个稀缺因素是信息的世界里合适的设计表示,到了一个稀缺因素是注意力的世界里,可能恰恰是错的。

西蒙写这句话时说的是公共政策的成本—收益分析。五十年后,它成了对今天信息环境的准确描述:信息不再稀缺,稀缺的是有人把注意力放在正确的那一层上。

这一条对做 AI 的人尤其刺眼。把上下文塞满不等于让系统更聪明,很多时候只是把注意力稀释掉了。

对照:对一个在深圳做技术的年轻人

一、面试叙事换一套主语。 别再说「我负责了某个模块的开发」,说「我守的是哪层界面」。做出海风控时,真正的设计对象不是那几条规则,是风控引擎与三家征信局、手机信息、进件流量之间的映射。进件量从每天十几个涨到几万,代码没怎么变,变的是外环境。能把这件事讲清楚的人,比能背八股的少得多。

二、判断一个 AI 系统,先看它脚下的沙滩。 拿到一个 agent demo,别急着问模型多大。先看上下文怎么组织、工具边界怎么划、失败之后怎么重试。同一只蚂蚁,换一片沙滩就换一条路。让人惊艳的往往不是模型本身,是那片被精心设计过的沙滩——那部分可以复制,也真正值钱。

三、改一处动十处,是层级切错了,不是代码写错了。 近可分解性给了模块边界一个可操作的判据:内部交互要强,跨模块交互要弱,且只在长周期上耦合。下次重构前先按这条画一遍。这也是面试聊架构时最能拉开差距的一条判断。

今天可以做的一件事

挑一个你正在维护、或者最依赖的系统,画三张清单:内环境(它的结构与组成,你说了算的部分)、外环境(它要应付的一切,你说了不算的部分)、界面(两者之间那层映射,你真正设计过的部分)。

然后问自己一个问题:如果外环境明天翻一倍——流量翻倍、数据格式换一轮、上游供应商换一家——这三张清单里,哪一张会先崩?

答案大概率是界面那张。而它恰恰是平时花时间最少的一张。

把这份清单留着。面试被问到「你做过最有设计感的东西是什么」,它是现成的答案。

明天读什么

明天换回历史方向,读威廉·麦克尼尔的《瘟疫与人:传染病对人类历史的冲击》(Plagues and Peoples,1976 年初版,1998 年修订再版;中译本余新忠、毕会成译,中信出版社 2018 年版)。

从西蒙到麦克尼尔,看的是同一个问题的另一半。西蒙说:一个行为系统看上去复杂,多半是环境的复杂性在它身上的投影。麦克尼尔把这句话放大到五千年——人类历史上那些被归功于英雄、制度、技术的转折,有相当一部分是被最小、最不起眼的寄生者改写的。科尔特斯带六百人拿下阿兹特克,真正的先头部队是他带过去的天花。

西蒙讲怎么造一个能适应环境的东西,麦克尼尔讲环境本身什么时候翻脸。一个讲设计,一个讲设计的边界。

引文据英文本 The Sciences of the Artificial(MIT Press,第三版 1996)译出,个别为原意复述。中译本为《人工科学:复杂性面面观》(司马贺著,武夷山译,上海科技教育出版社 2004 年版;第三版另有陈耿宣、陈桓亘译本,中国人民大学出版社 2023 年版)。

老废物乐园 🗼

[]