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曾建翰》ChatGPT人工智慧會取代天氣預報科學?

【愛傳媒曾建翰專欄】這段日子,全球大氣非常熱鬧,北半球北美被寒潮侵襲,連臺灣也覺得比較正常的冷(正常不正常,仍須看事後統計數字),時不時還有汽球攪局。世界科技新聞,莫過於ChatGPT,人工智慧的產物,登上人類舞台。但是將天氣的預報,人工智慧的發展,和科學這三樣東西串在一起,背後大有意義。當然,你會說研究大氣變化是科學的一支,人工智慧會預報天氣也不奇怪,這有什麼好說的,不過我們先試著看,如何對科學下定義。

 

什麼是科學?量化的數據,有系統的研究事物,能實驗證明…等等,是的,這都是科學的一環。但是,科學有一個更重要的哲學層面,就是他是能承先啟後的學問。能承先啟後,表示知識能有效的累積,能有效的辯證,能客觀分析。最後導入的重點是,按科學定律,對同一樣事情,你做、他做,會是一樣的。當然,這裡去除掉一些小的誤差,在經過大量統計後,所得到的結果會一致。這是非常了不起的人類文明,我們將知識傳遞,越過生命的限制。

 

回頭看天氣預報,很容易發現,除了天氣難預測外,預報員的主觀意見,對於預報是隨著人而不同。再檢查下去,發現師父與徒弟預測的不一樣,也說不上程序上那裡有不一致,使得承先啟後的效果大打折扣。難怪有人認為,人為的天氣預報像是藝術,是一個不可複製的過程,有濃厚的個人因素。

 

做大氣工作的人,除了少數得利於個人色彩的網紅、名嘴、神人預報員之外,其實對於不同人做出不同的預報非常困擾。特別是自詡自己是學科學,認為氣象是科學的人來說,期待要有一套客觀標準來做天氣預報。於是,在70年代,美國開始,有了數值天氣預報。整個的過程,目標,是在追尋客觀的歷程,在一組特定數據下,預測的東西是一致的。

 

也許有人會問,你們做氣象的,不是最喜歡說混沌效應嗎?怎麼會一樣。不,不,混沌不是這樣說的。也就是,如果你拿了兩個勞倫茲所做的,差一點的初始場,然後按照他的方程式,你會複製和他一模一樣的數據。也就是你會得到兩組數據,一開始彼此差一點點,但是隨後不一樣。但是,你得出的二組數據,會和勞倫茲的二組一模一樣。

 

那混沌說的是什麼?混沌說的是:初始場的決定,對往後的演變很敏感。在做天氣預報的當下,你怎麼知道自己找的初始場一定是最佳的初始場?而就是這個不知道,氣象學家有藉口說,天氣報不準,不是我們的錯。

 

好吧。也許你會承認,算你們氣象學是科學,但是這和ChatGPT有啥關係?或是ChatGPT出現,氣象預報員要沒飯吃了,因為ChatGPT也會預報天氣。是的,ChatGPT或是一些人工智慧對氣象預報的影響,在未來可見的時間裡,將是一場巨大衝擊。也就是從現今的數值天氣預報出發,到一般人可以接受聽的懂的天氣預報間,還有一段橋樑要建,這是人工智慧可以施力的地方。再來,現今的數值方法,存在有對時空間計算的限制與瑕疵,人工智慧可以補足這一段。最終極的問題是:數值天氣預報只能照現在的方式做嗎?有沒有可能再創造出來一些方法使用,這也是人工智慧的強項。

 

說了這麼多人工智慧的好話,其實人工智慧背後的過程,就是嘗試做出承先啟後的科學,他的過程是有所本的,這個可累積的過程是學,這個知識可以精鍊具進變成智慧,只是不完全經由肉體的人。

 

再來,一直有氣象工作者誤解人工智慧的過程,認為人工智慧不可能取代數值天氣預報。我的認知是,這完全不是重點,不是誰取代誰的問題(人類才會想捉政治主導權,讓你非聽他們的),而是這個人工智慧會與氣象學知識,會與大氣方程式合併,變成一套會自我增長,然後做出預報的智慧。

 

某方面來說,我自己寧與ChatGPT等人工智慧打交道,而不願意與氣象網紅、名嘴討論科學。最後,最後,再提醒一下,以前氣象預報認為不可能做到局地某個時空小點的天氣預報,但是現在各位的手機內都有你走到那裡,就有那裡的天氣預報。以前的衛道氣象預報員說,這些預報沒做過校驗,不能算數,而且預報的不準。是嗎?沒做過校驗,但是事情只能照這些預報員想的這樣校驗嗎?神經網路裡的校驗是捉大放小的(數學上叫隨著梯度下降找),你們怎麼確定人工智慧神經網路就沒校驗,沒仔細算過?

 

作者為氣象工作者

 

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