“非典型”科学家勇闯文理交叉“无人区”

蒯曙光团队借鉴物理学“场”的概念，提出了社会交互场理论。（采访对象供图）

在华东师范大学心理与认知科学学院蒯曙光教授的实验室，人类社会被“微缩”进了一个小小的“虚拟理想社会实验室”。在这里，通过虚拟现实、多模态分析、交互式智能语言技术等，人工智能专家可以用算法模拟处处充满随机性的人类社会，解释世界上最复杂的系统——人类社会；而心理学家则用这间小小实验室里的研究成果,让人工智能的表现更符合人类社会的交往规则。 

蒯曙光的研究团队是典型的文理融合团队，其融合心理学与人工智能技术提升人机互动体验感的相关论文，已于2019年和2022年分别发表于心理学和计算机科学两大领域的顶刊——《自然·人类行为》和《自然·机器智能》。  

一个心理学团队做出横跨文理多领域的研究，这是科研领域难得一见的现象。在蒯曙光看来，文理交叉的研究可以对科学发展带来巨大的推动作用。因为，从学科特点上看，人文社会学科注重思辨，而自然工程学科注重实验范式和技术，这两者天然互补。

总结过去八年多来的探索，蒯曙光坦言，自己正努力成为文理交叉研究的“造桥人”，希望与更多同行者一起在文理交叉研究领域追求少而深、小而精的科学思想交叉，共同实现更多“从0到1”的原始创新。  

借鉴物理学研究范式，“微缩”实验室聚焦人类社会行为研究

蒯曙光最初学的是心理学专业，但他发现，人类的社会行为难以在实验室场景中复现，而在社会场景中，由于环境变量过于复杂，难以进行可控的科学实验。那么，是否存在一种可能，像构建牛顿三定律来解释物理世界那样，通过构建心理学基本定律来解释并预测复杂的人类世界？

循着这一思路，蒯曙光走上了一条不同于心理学同行的研究路。如今，他和团队共同搭建的虚拟理想社会实验室，正是借鉴天体物理的研究范式——把宇宙微缩进一间实验室、行星简化成一个个小球；同样，借助虚拟现实技术构建起一个个虚拟人，把人类的行为和复杂的社会场景微缩进一个“理想社会”的实验室。在这里，人类受试者通过佩戴VR眼镜、或置身沉浸式全息舱，就可以和虚拟人一起进行人类社会行为交互的实验；而研究者则可以定量化控制各种社会场景，同时利用动作捕捉、眼动等各种技术，定量化地记录和分析人类受试者的各种行为。

这样的实验平台为人类行为研究打开了一扇窗户，让很多过去不能做的社会行为实验成为可能。从2018年开始，蒯曙光带领团队开展了一系列关于人类社会交互行为的研究，他们首先从著名的人类社会空间理论入手。简言之，按照这一理论，人类在身体周围存在一个看不见但是心理上存在的社会空间，但是这个空间到底有多大、是什么形状，一直缺乏量化的研究。

在理想社会实验室环境中，蒯曙光团队成功地定量化测量人类社会空间、构建量化的模型，并且借鉴了物理学“场”的概念，提出了社会交互场的理论。由此，传统心理学理论量化的研究，实现了从社会科学的“理论概念”到“计算模型”，再到“工程算法”的三个阶段的跨越，为心理学领域的人类社会空间理论进入工程化应用提供了基础。

利用这一理论，团队还设计了基于人类社会交互的机器人导航算法。比如，当几个站在一起谈话的人挡住了机器人的路时，机器人一般会根据效率优先的原则，从人群中寻找空当“抄近路”；但是“理解”了人类社会空间理论的机器人，则会计算出当下人类舒适的社交距离，从而选择一条也许更远但不会对人类造成打搅的路线。

“其实很少有人知道，图灵奖得主中就有多位学者具有人文社会科学的教育背景。”蒯曙光说，依照团队现在的研究模式，更多经典的人文社科理论将有望转化为数据模型。而可量化、推导的数学模型又是工程化的基础，由此，科学家能从简单场景推导、进一步解释各种复杂场景下的人类社会交互行为，由此在人文社会学科与工程和技术科学之间构建一座桥梁。

多年积累的“种子”，终于在一个最好的时机破土而出

不仅研究领域“非同寻常”，蒯曙光的学术履历也表明，他是一位“非典型”科学家：博士毕业先投身产业界，后又重返学术界，在科研上走过好几年弯路。但正是独特的经历，让他真正意识到文理交叉研究的价值，并促使他下定决心走进这片科研“无人区”。

2000年，蒯曙光出于兴趣选择了当时并不热门的心理学作为本科专业。学习的过程中，他深感到人类心理行为的复杂，于是他同时辅修了计算机专业，希望从新的智能技术中找到研究人类心理的路径和方法。本科毕业之后，他又希望从理解人类大脑着手理解人类行为，于是选择到中国科学院神经科学研究所继续深造，专注于人类视觉系统的研究。博士毕业后，他前往英国伯明翰大学做博士后研究。

2012年，蒯曙光作出决定：告别“象牙塔”，加入飞利浦研究院。其后两三年里，他和来自光学、计算机、机械工程等领域的研究人员、技术专家共同参与虚拟现实技术的研发。这段经历让他逐渐意识到，借助新的虚拟现实技术，能构建一个可量化的社会化场景，从而实现对复杂社会行为的量化研究。正是那时，他重燃返回大学进行基础研究的想法，以实现他十几年前修读心理学的初心。

蒯曙光坦言，由于在工业界全职工作、和学界“脱轨”三年，他的学术研究留下了一段空白。更何况，他想做的研究既没有先例，也和原有学术背景相差甚远。如果按照一般的评判标准，这样的申请者很难被大学所接纳。幸运的是，关键时刻，他的母校——华东师大给了他一个实现自己科研设想的机会。2015年回到大学后，蒯曙光改变了原来博士和博后期间的科研方向和研究领域，开始探索建立理想社会实验室量化研究人类复杂社会行为。

回望自己的科研经历，蒯曙光认为，选择“人迹罕至”的文理交叉研究其实是多个偶然因素带来的必然——多年积累的一些学科交叉“种子”，终于在一个最好的时机破土而出。

做最稀缺的底层科学思想交叉，哪怕没有“同行者”

事实上，文理交叉不仅研究艰难，且极其富有挑战。

有个细节让蒯曙光始终难忘：他的团队在《自然·机器智能》上发表的论文，从最初开始准备到最后发表，经历了多轮修改和漫长等待。一个重要原因是：杂志的四位审稿人中，有三位是计算机科学家，要同时让他们和人类学、社会学、心理学研究者都能理解和接受这样的研究成果，并不容易。

蒯曙光直言，不同学科之间的概念体系和研究范式大不相同，要把自己的研究“翻译”成不同学科可以理解的“语言”，确实需要更高的视野和更多的努力。找到相距甚远的学科之间的关联，这是交叉研究的难点，但也往往是原始创新的起点。

孤独，是做文理交叉研究者面临的另一个挑战。虽然交叉研究如今得到越来越多的关注，但要在文理交叉领域穿行，这样的学者依旧寥寥。蒯曙光说，在目前的研究方向上，他至今没有遇到“同行者”。

“这种孤独，往往会影响不少年轻人的选择。”蒯曙光说，一名优秀的研究生如果沿着传统科研路径，可能五年时间能发表十来篇文章，但选择做交叉研究、尤其是文理交叉研究，不仅研究周期更长，可能最后连一篇论文也发不了，继而丧失对交叉研究的信心和追求。

“探寻科学本质的问题要勇于面对失败，但走一条前人没走过的路很可能颗粒无收。年轻学生在毕业和求职等压力下，仅凭勇气，恐怕不足以支持他们继续。”蒯曙光由此谈及自己的研究进展和愿景。在连接文理学科的研究中，他的工作宛如搭建了一座简陋的木桥，“渴望在不久的将来，有更多研究者能一起参与进来，造出更多新桥，涌现更多同行者”。

他还建议，大学应为年轻人种下学科交叉的“种子”，比如通过开展通识教育、双学位项目、跨学科学术讲座等，潜移默化地为不同学科背景的年轻人提供更多交流的平台，厚植创新土壤，静待花开。

作者：储舒婷

编辑：钱亦琛

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