第一章 计算主义的兴起和发展

一 计算主义思想的孕育

当代认知计算主义（以下简称计算主义）的基本观点是：认知过程原则上可被理解为图灵可计算函数的算法执行过程。显然这一观点必须在“图灵可计算函数”的意义被澄清之后才能确立，因而很多人将它看作一个非常时髦、充满技术性元素的新思潮，认为它是由现代技术文明所独立孕育的哲学观念，从而与传统的哲学活动完整地分割开来。然而事实上，任何发人深省的哲学思想都不像雅典娜从宙斯的头颅中蹦出来那样，完美无缺地从思想家的心中脱颖而出。正相反，当代认知计算主义的爆发也是以思想的坚韧努力为其准备的。对思想史的仔细分辨，就会发现古代的思想家早已指出：心灵活动可以借助计算来认识。

研究这一特殊的思想史领域，具有明确而突出的意义。从研究者个人的心灵出发，这样一种回溯之旅所带来的体验，正如柯瓦雷所说：“研究这场努力的历史、写出人的心灵顽强地对付同—个旷日持久的问题，遭遇同样的困难，不知疲倦地与同样的障碍作斗争，缓慢而逐渐地为自身锻造出能够克服这些困难和障碍的装备和工具，塑造出新的概念和新的思维方法的故事，没有比这更有兴味、更有教益和更激动人心的事情了。”另一方面，从文明史的角度出发，对这一主题的探讨，我们要做的将是回溯与历史性解构的一瞥，以图从它那些自身历史性展开的基本要素去建立计算主义的这一综合。在此意义上把计算主义看作综合，也意味着把它当作一个巨大的棱镜来使用，由此以获得对我们所传承之文化、文明中某些特征的审视。

1．灵魂的数学特性

德雷福斯曾指出，计算主义根植于西方哲学的精神深处，而且在传统哲学确立的时候就已经奠定了。所以“支持符号信息加工（也就是经典计算主义）的，不仅是近代理性主义者，如笛卡尔及其继承者，而且是全部西方哲学。……传统哲学之所以得以确定，从一开始就是因其关注思维中抽象的部分，而不是世界或现象本身。”德雷福斯的说法不完全正确，因为计算主义的部分思想的确孕育于西方哲学的精神深处；但计算主义还有另外一个重要的来源，那就是经验技术。

理性思辨成为古希腊重要甚至唯一的认识方式。在古希腊理性主义传统中，抽象化是理性对知识的自然要求。抽象化要求：通过能够用语言描述的、明确的概念和操作概念的形式规则构成的理论体系，来表述世界的根本规律，从而对捉摸不定的表象世界进行解释和说明。概念是对世界特征化，而规则则是将特征贯穿起来的线索。概念与规则共同构成了一张思想之网，这个网是由语言描述而且与世界同构的。于是语言与知识，就和心灵与世界构成了对应关系。理解世界，就是深化我们的思想，就是建构我们的语言。这种思想成为西方哲学中一个至关重要的命题或纲领，也是计算主义最宽阔的背景。

毕达哥拉斯是早期理性主义的典型代表，最终也因为计算主义而闻名。毕达哥拉斯似乎最早认识到数学形式化所固有的创造力，他们揭示了作为混乱之背景的宇宙精神——一种符合人的理性灵魂的规律。爱奥尼亚学派过于强调世界构造中质的因素，从而在原初物质概念里陷入困境。毕达哥拉斯革命性的发现：最终决定事物的行为和性质的因素，不是各种原初物质，而是它们的构成形式；它们的形式特征必须用数学术语来说明——自然性质的差异依赖于几何结构的差异。音乐是这样，经过经验研究的宇宙学也是这样，数，以及由此反映出的秩序，先天的渗透在万事万物之中——数是实在世界的基础。不过，毕达哥拉斯对数的均匀与和谐的讨论，一直是向外部世界扩展的。毕达哥拉斯虽然关心灵魂，但却没有留下对灵魂的形式的专门说明。这也许可以理解为：自在的心灵或者灵魂，不能够如此数学化。数学是理智向外部探测的工具，而这种探测活动本身，却是净化灵魂的手段。也就是说，不可能也不需要再次用数学工具来直接应用于对灵魂自身的认识。所以在毕达哥拉斯这里，心灵的计算性是不明确的。

柏拉图更加推崇数的定律是具有普遍性的终极真理，他比毕达哥拉斯走的更远，是对毕达哥拉斯主义的继承和超越。柏拉图不但认为宇宙的构造是符合数学形式的，而且认为灵魂，宇宙的灵魂与人的灵魂，都是可以用数来刻画的。在《蒂迈欧篇》中，柏拉图用精确的令人惊奇的数学语言来说明宇宙灵魂的构造：

 

“他进而用9/8来划分各个4/3区间。在这被分割的区间里还有一个比数，即256/243。这样，造物者就完成了结构分割。

造物者把这整体按长度一分为二，分别取其中点相接，使其形如十字，并使它们各自弯曲，两头相接呈圆形，再在相接处两圆交叉，随后使之作原处连续运动。其一作外圈，其一作内圈。外圈为同的运动；内圈为异的运动。同的运动侧面作向右旋转，异的运动斜着作向左旋转。造物者赋予同和整一的运动以统治权，以此保持宇宙的统一完整。”

 

在造物主构造宇宙的过程中，不单外部的宇宙符合于数学的定律，而且内部的宇宙，即宇宙灵魂，也严格符合数学定律，并且这些定律被数字比例和几何形体刻画得十分完整和精确。在这一点上，数学不仅仅是净化灵魂的一种辅助工具，而且是对灵魂自身的规定性和刻度。在《理想国》中，柏拉图更直接讨论了个人的心灵状态。

 

苏：换句话说，如果有人要想表示王者和僭主在真快乐方面的差距，他在做完三次方计算之后会发现，王者的生活比僭主的生活快乐729倍，反过来说僭主的生活比王者的生活痛苦729倍。

格：这是一个神奇的算法，可以表明在快乐和痛苦方面正义者和不正义者之间差距之大的。

 

柏拉图清楚地指出：心灵的状态是可以明确计算的。这里的计算不是一种隐喻，而是字面上的数字运算。格劳孔称赞那是一个“神奇”的算法，说明他认为心灵计算是不可思议的。这显示了他与柏拉图之间巨大的认识差别。总体上，这也反映出柏拉图对知识严密性的要求：知识必须用任何人都能认识的清晰定义来表述；不能用准确指令清晰表述的东西是没有认识价值的，它包括需要技能、直觉和传统知识的人类思维的所有领域。

所以毕达哥拉斯提出了所谓的“哲学的持续目标”，即解决物理学问题不是要去寻找某些物质上不可领悟的东西，关键是要把握它们的数学规律。从柏拉图到图灵都走在这条道路上。1950年图灵再次强调了这一立场：“巴比奇的分析机完全是机械的这一事实，有助于我们摆脱一个迷信。这个迷信就是神经系统和数字计算机具有共同的数据传输介质基础，即电。但是，巴比奇的分析机说明：使用电这一特点看来只是表面上的相似性。我们与其寻求这样的相似性，还不如寻求数学上的功能相似性。”

2．物质世界的数学化

近代科学革命更加凸显其思想意义的毕达哥拉斯—柏拉图主义。它把数学化描述渗透入对整个世界的认识中去，把对量的理解看作通往知识的基础和前提。然而由于当时的数学知识相当初级，这种对于当代科学至关重要的理解方式，在古代世界仅仅是一种可被忽略的线索而已。多数哲学家关注的对象仍然是质、存在或神，等等，对量的变化没有兴趣。即使知识渊博如亚里士多德，也是在经验的指导下思考灵魂的基础与功能的问题。文艺复兴时代，曾经一直占统治地位的那种充满了魔力、神性和生命的自然观念，在思想界逐渐被现实的、物性的和机械的自然观念所取代。自然观的变革导致了研究自然方法的变化。在伽利略看来，“实在的世界不过是运动中的物质微粒而已，所以对事物的本质、内部趋向和目的的定性研究可以转移到关于它们的重量、硬度和尺寸等的定量分析中去，并对事物运动进行机械论的因果解释”。而当牛顿用万有引力定律说明天体运动规律时，引力公式和天体运动轨道方程似乎再一次证明着柏拉图的远见卓识。终于，在对自然世界的抽象化理解之中，经典的柏拉图主义和近代的经验主义者达成共识。“伽利略发现人们可以忽略次要的品质和技术上的考虑，从而能找到一种用来描写物质运动的纯形式化系统。”这成为近代科学兴起之路的一种必然要求：“对某一领域的理解在于持有这一领域的理论。理论是根据抽象的原理（包括定律、规则、程序等）对客观的、与语境无关的元素（简单物、原素、特征、属性、因素、数据点、线索等）之间的关系进行系统阐述的。”

原始计算器的发现使当时的思想界深为诧异，也促使一些思想家终于赶上了柏拉图的步伐，把计算的范围推进到心灵。霍布斯是第一个清晰地把思维的句法概念表达为计算的人。他对当时的社会发出了惊人的宣告：“推理就是一种对公认为标示或指明我们思想的一般名词的序列进行计算。”要知道当时能够认识的计算，不外乎简单的算术运算。以这么简单的运算来捕捉过于丰富的大脑思维过程，简直是以蛇吞象。尽管那个时代总会对他的想法嗤之以鼻，但对计算主义来说，这是一个极有意义的转折：心灵的活动不再是自由散漫的，我们通过命名和推理，即表征与计算，就可以把握心灵活动的基本规律和实质内容。

莱布尼兹最终将这一古典时代的认知计算浪潮推向了顶峰。莱布尼兹天才的创造了“机器推理者”的思想装置，它是一种无须人助的执行逻辑推理的机械系统。霍布斯的推理过程被外化在机械系统上，而且这个的运行与推理过程是完全同构的，它能彻底反映推理过程的普遍语言。由此被建构来负载表征并将规则运用于其上的机械机制，将能够仅仅根据演算来推理。柏拉图伟大的设想终于找到了落实的工具。莱布尼兹相信他的方法能解决所有的思想争端，因为任何一个思想陈述的合法性可以通过机械手段来检查，那就是演算。所以莱布尼兹豪迈地说，如果两个人再遇到什么争论，只需要坐在石板前说：“让我们算算吧！”

心灵计算的设想在柏拉图那里就已经产生了，在17世纪之后开始产生回响。早期的计算主义者还敏锐地认识到计算与机器在本质上可能是相互缠绕的，这是因为计算连接着物理操作和认知过程，正是这种机制导致了心灵可能是机器的想法。不过，机械论者是心灵计算的坚定支持者，却不能提供对心灵结构更细致的分析。理性主义在古代是心灵计算的一种支持性的背景，但在近代却是否定性的，因为那些超出经验知识的先天观念，是将心灵知识化的严重障碍。并且早期思想家没有解剖学知识，硬件进展一直不成功。所以当提到“人是机器”或者“心灵是计算”的时候，并不是以人的生理机制为基础的，只是基于对人的智力表象的认识，结合机械论的一些原则做出的猜测。正因为如此，早期的计算主义者并没有对“心—脑”关系做出更细致的解释。这也是早期计算主义与当代计算主义的主要区别所在。

导致计算主义在后两个世纪式微的另一个重要原因是它们被当时强大的德国唯心主义哲学所遮蔽。唯心主义坚持精神自主的原则，如果人对外部世界的一切认识都是来自于心灵的话，我们自然不能通过外部世界的规则来解释心灵，因为那与我们的认识方向恰恰相反。所以正确地把握心灵的方式是通过心灵来认识心灵自身，因为心灵关于其自身具有，或可望具有，直接、非中介的认识。于是，这种分析性与自省的研究规范所产生的洞见与理解层次，不但会优于，而且独立于，普通科学通过建构与诠释所能得到的任何可能理解。从康德到海德格尔，德国哲学家一直走在这条为心灵去蔽的道路上。因此计算主义纲领在莱布尼兹之后的两个世纪并没有再获得哲学家的推崇，这个漫长的沉默期也是思想应力持续累积的时期。虽然这种积累过程缓慢而又微弱，但全部应力一旦爆发，将喷薄出一个完全崭新的、不可思议的世界观。

3．图灵的贡献

思维在被现代形式逻辑解释为形式标记的处理之前，一直是不可捉摸和难以名状的东西。在利用计算机进行符号加工之前，它看来主要仍是存在于柏拉图的理念王国里，或是在同样模糊不清的人类心灵空间里。20世纪前期，一批激情四射的数学家投身到可计算性理论的研究中。他们当时怀着美好的梦想，认为所有提出的数学问题都是有解的，只是要花费时间去找到一个算法。为此要说明什么是算法，1936年图灵提出了图灵机模型，并证明：通过某种算法程序可计算的任何东西都可以通过一台图灵机来计算。图灵机模型为可计算问题提供了一个完整而统一的计算平台。

1950年，图灵机理论已经朝深入发展，电子计算机也已问世并开始辅助性工作。站在新的历史起点上，图灵发表了《计算机器与智能》，为认知计算主义提出新的开放性的宣言。其核心是以图灵设计的一款模拟游戏为基础，以成功通过游戏作为拥有智能的标准。图灵在文章中做出了相当乐观和大胆的预测：“在大约50年的时间里，有可能对具有约109存储容量的计算机进行编程，使得它们在演示模仿游戏时达到这样出色的程度：经过5分钟的提问，一般提问者做出正面判断的机会，不会超过70%。”

图灵在文中也对各种各样潜在的反对观点做出了回应。当然，这些回应都是哲学意义上的，因为当时的计算机水平还不足以用现实手段做出实践证明。图灵在文章末尾继续保持这种鲜明的乐观主义色彩：“我们或许期待有一天，机器能在所有的纯智力领域中和人类竞争。”文章的结尾，他饱含的激情与兴奋已经跃然纸上：“我认为本世纪末，由于词汇用法会有较大的变化，普遍的学术见解也会改变，那时候人们又能重新谈思维机器而不会自相矛盾。”也就是说在社会观念上，人们普遍会接受机器能够思维的结论，因而“机器”和“思维”两个词之间从功能上说不存在逻辑矛盾。

在《计算机器与智能》中，图灵的目标深远而确定，那就是要说明机器智能的操作定义，并论证它的可行性。从毕达哥拉斯到莱布尼兹，几千年的梦想终于有了现实的机会去实现。心灵的可计算性和机械化在计算机这一平台上获得新的吸引力和生命力。在图灵看来，梦想大门摇摇欲开，而他现在正站在划时代的转折点上，而且能有幸地指引这个时代的进步。因此对于机器智能，他带着凡尔纳式的科幻小说常有的明快笔调，把人们的目光指向希望的新大陆，那里有着令人无限遐想和迷醉的美丽新世界。

图灵之前的那些计算主义者，缺少必要的技术工具，对计算与机器的理解总归是不清楚的。霍布斯理解的计算只是简单的算术，莱布尼兹的“普遍语言”还只是设想；而拉美利特的机器还停留在机械论时代。图灵在20世纪30年代提出清楚完整的“可计算函数”的理论，并利用他自己创造的图灵机这一概念工具，不仅说明了计算的实质及其等价性问题，而且将计算的刻画建立在机器操作的步骤上，揭示了计算这一长期被视为心灵的高级功能，竟然具有十分笨拙的机械属性。从而，计算成为一种十分特殊且有效的媒介，将心灵与机器联系在一起。计算的一端是心灵的高级活动；另一端却是机器的非智能化操作。在这一理解的基础上，人们对心灵的本质与功能开始提出一些大胆的猜测。在他的目光之后，是一大批听到他的召唤后，风尘仆仆赶来的骚动不安的追随者。他们怀着急切期待的目光和激动不已的心，想一睹新大陆瑰丽的风情。这不是一种文学修辞的说法，知识界很快就迎来一大批对这一梦想更加激情与狂热的人。但与古典时代不同的是，他们不是思想家，而是专注于人工智能的科学家和技术专家。