今年8月，雷鋒網(wǎng)將在深圳舉辦一場(chǎng)盛況空前有全球影響力的人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新大會(huì)。屆時(shí)雷鋒網(wǎng)將發(fā)布“人工智能&機(jī)器人Top25創(chuàng)新企業(yè)榜”榜單。目前，我們正在拜訪人工智能、機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)公司，從中篩選最終入選榜單的公司名單。如果你也想加入我們的榜單之中，請(qǐng)聯(lián)系：2020@leiphone.com。

雷鋒網(wǎng)按：本文作者應(yīng)行仁，來(lái)自北郵人機(jī)與認(rèn)知實(shí)驗(yàn)室（公號(hào)：人機(jī)與認(rèn)知實(shí)驗(yàn)室）。本文是關(guān)于機(jī)器是否有思考能力探索的下篇，上篇可看這里：《機(jī)器究竟能不能思考？（上）》

早期人們對(duì)心智問題的研究，基本是內(nèi)省的感悟，這個(gè)感悟構(gòu)建的心理學(xué)獨(dú)立于物理世界之外，表現(xiàn)為物質(zhì)和心靈的二元論。到了20世紀(jì)，行為主義開始流行，不講主觀感覺只重客觀行為，觀察人的外在表現(xiàn)和傾向，不在乎所謂的心理解釋。計(jì)算機(jī)發(fā)明后，特別是圖靈的工作，功能主義取代了行為主義，成為心靈和智能研究的主流。在功能主義旗幟下的計(jì)算主義，以實(shí)現(xiàn)功能的計(jì)算來(lái)窺探認(rèn)知，至今仍是人工智能研究和認(rèn)知科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)范式。

17世紀(jì)英國(guó)哲學(xué)家霍布斯說(shuō)：“思想就是計(jì)算”。

計(jì)算主義（computationalism）將認(rèn)知過程理解為計(jì)算的過程，認(rèn)為所謂心理狀態(tài)、心理活動(dòng)和心理過程不過是智能系統(tǒng)的計(jì)算狀態(tài)、計(jì)算活動(dòng)和計(jì)算過程，總之認(rèn)知就是計(jì)算。這個(gè)認(rèn)知計(jì)算主義稱為“心智的計(jì)算理論”（the Computational Theory of Mind）。它是廣義計(jì)算主義的最初領(lǐng)域，也稱為狹義計(jì)算主義。

計(jì)算主義接著進(jìn)入生命鄰域。數(shù)學(xué)家電子計(jì)算機(jī)的構(gòu)建師馮·諾依曼說(shuō)：生命系統(tǒng)可以看作是一臺(tái)自動(dòng)機(jī)，自動(dòng)機(jī)包含程序與數(shù)據(jù)兩部分，依程序化的指令對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息處理。他提出了元胞自動(dòng)機(jī)的概念，元胞依其周邊關(guān)系（輸入數(shù)據(jù)）按簡(jiǎn)單的規(guī)則（程序），決定它下一步的命運(yùn)（輸出數(shù)據(jù)）。程序是元胞個(gè)體生命存亡和繁衍的算法，元胞族的分布數(shù)據(jù)是對(duì)生命特征的描述，如同細(xì)胞族之于生物體。人們以此研究人工生命，對(duì)自然生命的理解有了新的視角，認(rèn)為生命的本質(zhì)，不是構(gòu)成生命的物質(zhì)材料，而是計(jì)算。基因科學(xué)的發(fā)展進(jìn)一步豐富了計(jì)算主義的生命觀。基因是生物細(xì)胞中的算法程序，如同元胞自動(dòng)機(jī)的程序一樣左右著生物的種類、形態(tài)和命運(yùn)。信息、算法和計(jì)算成為理解生命本質(zhì)的重要概念。

物理學(xué)，先驗(yàn)地相信世界是按照一定規(guī)則運(yùn)動(dòng)的，用數(shù)學(xué)公式來(lái)表達(dá)其中的關(guān)系。

因此計(jì)算可以揭示物理世界中各種形態(tài)的變化和性質(zhì)。但是世間萬(wàn)物并非都像鐘表一樣有著精細(xì)脆弱的結(jié)構(gòu)，也難有天然系統(tǒng)像電子計(jì)算機(jī)一樣的集中串行計(jì)算，它們是怎么運(yùn)作的？S．Wolfram系統(tǒng)地研究元胞自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)自然界許多復(fù)雜的形態(tài)，如雪花、巖石和葉子，都不難用元胞自動(dòng)機(jī)的機(jī)制來(lái)生成，它們按照極為簡(jiǎn)單的規(guī)則并行運(yùn)算，世間萬(wàn)象只是不同規(guī)則自動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。他將研究元胞自動(dòng)機(jī)的成果寫了一本巨厚的書叫《一種新科學(xué)》，相信這將對(duì)物理、化學(xué)、生物和科學(xué)主流有著革命性的影響。物理學(xué)有些計(jì)算主義者，覺得時(shí)空是離散的，這個(gè)世界與其說(shuō)是在連續(xù)時(shí)空下運(yùn)行，不如說(shuō)是無(wú)數(shù)的個(gè)體按照簡(jiǎn)單規(guī)則，在時(shí)空晶格中計(jì)算的演化。有人認(rèn)為宇宙是一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)，信息是萬(wàn)物之源，宇宙的歷史是不斷的量子計(jì)算過程，物質(zhì)是宇宙計(jì)算機(jī)的硬件，宇宙的奧秘在于程序的密碼。

與過去只是冥想中哲學(xué)的猜測(cè)不同，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)升級(jí)了思考者手中的紙與筆，給計(jì)算主義提供了一個(gè)萬(wàn)用的工具，可供構(gòu)建各種功能模型，在計(jì)算中考察狀態(tài)的變化。它讓我們可以窺探和理解基于物質(zhì)之上的系統(tǒng)狀態(tài)和變化過程。許多過去難以探究的現(xiàn)象，也許不過是系統(tǒng)在簡(jiǎn)單規(guī)則演化下，涌現(xiàn)出的宏觀性質(zhì)。到了現(xiàn)代，計(jì)算已經(jīng)成為與實(shí)驗(yàn)和理論三足鼎立，支撐著各種科學(xué)的理論基礎(chǔ)和研究方法，在哲學(xué)上成為了審視世界一種新的觀念。

生物和物理上的元胞自動(dòng)機(jī)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，屬于聯(lián)結(jié)主義模型的計(jì)算。它們是最早被研究，現(xiàn)在已是人工智能研究的主流。但計(jì)算主義在上世紀(jì)很長(zhǎng)時(shí)間，被稱為“經(jīng)典心智的計(jì)算理論（CCTM）”中的符號(hào)主義所主導(dǎo)。它建構(gòu)在近代數(shù)理邏輯亮麗的研究基礎(chǔ)上，有著清晰的機(jī)理脈絡(luò)。它模仿人類的理性，以謂詞邏輯的運(yùn)算和啟發(fā)式的搜尋，通過符號(hào)運(yùn)算來(lái)獲得得機(jī)器的智能。這個(gè)基于邏輯推理和知識(shí)系統(tǒng)的智能研究路線，使得專家系統(tǒng)在70和80年代成為人工智能的代名詞，期許可以用之解讀心智。那時(shí)人們相信，理論上，只要有適當(dāng)?shù)某绦?，?jì)算機(jī)就可以像人一樣地理性思考。實(shí)現(xiàn)具有人類智慧的機(jī)器，只是一個(gè)工程問題了。

80年代，當(dāng)計(jì)算主義信心滿滿地研究智能、展望未來(lái)時(shí)，哲學(xué)家塞爾用“中文房間”思想實(shí)驗(yàn)，提出質(zhì)疑。塞爾形象地模擬專家系統(tǒng)的符號(hào)運(yùn)算，說(shuō)他不懂中文，躲在裝有許多中文字片的房間里，收到外面?zhèn)鱽?lái)中文字條，他只是按預(yù)訂的規(guī)則挑選對(duì)應(yīng)的中文字片，作為回復(fù)，就給人一種能用中文思考的感覺。計(jì)算機(jī)也是如此，只是按規(guī)則搬弄字符，無(wú)論表現(xiàn)得多么神奇，其實(shí)都不會(huì)思考。

那時(shí)的AI是按照符號(hào)主義的思想來(lái)構(gòu)建的，認(rèn)為認(rèn)知和思維的基本單元是符號(hào)，知識(shí)用符號(hào)依句法形成符號(hào)串表示為命題，認(rèn)知是按形式邏輯處理符號(hào)串的過程，研究的工作是怎么最有效地搜索知識(shí)庫(kù)來(lái)求解。塞爾質(zhì)疑心靈活動(dòng)能夠通過這樣機(jī)械式的計(jì)算來(lái)描述。

他認(rèn)為思考不是簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，必須由具有內(nèi)在因果性的機(jī)制和意向性的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)問起，肉包與窩頭那樣更好吃時(shí)，中國(guó)人腦子里浮現(xiàn)出兩者的形象、香氣和味道，在喜好的意向驅(qū)動(dòng)下，組織成語(yǔ)言作答。而專家系統(tǒng)和中文房間中的塞爾，都沒有對(duì)肉包和窩頭真切的感覺，只是分析句法，依搜索到最佳的字片回答。雖然惟妙惟肖，但談不上理解中文，更沒有思想。

專家系統(tǒng)的研究者認(rèn)為，人類理性思考也不是按照塞爾所說(shuō)方式進(jìn)行的。當(dāng)人們問起1+2等于幾，可能會(huì)想起一個(gè)蘋果和兩個(gè)蘋果，也可能是背誦答案。但是對(duì)更需要理性的問題，如問7×8時(shí)，則一定是按九九表作答。科學(xué)上的很多概念，比如原子、電磁波、基因、超越數(shù)，人們都沒有直接感性的經(jīng)驗(yàn)，所有這類問題的回答，都是根據(jù)書本知識(shí)的記憶和推理來(lái)的。難道這樣的工作也談不上理解和思想？

然而，塞爾是哲學(xué)家，他關(guān)心的不是按照科學(xué)理論和邏輯推理所構(gòu)造，那個(gè)被認(rèn)為是客觀世界的科學(xué)認(rèn)知。他關(guān)心是意識(shí)和思維，人的內(nèi)心與外在環(huán)境的互動(dòng)，這涉及的是語(yǔ)義內(nèi)容的感知、思考過程的因果機(jī)制和在這之上的意向力驅(qū)動(dòng)。

塞爾說(shuō)：程序完全是在形式上的工作（語(yǔ)句形式的，syntactic）；人的思想則具有心理的內(nèi)容（語(yǔ)義上的，semantics）；語(yǔ)句形式既非由語(yǔ)義內(nèi)容構(gòu)成，也不足以確定語(yǔ)義的內(nèi)容。所以計(jì)算機(jī)程序下的操作不觸及語(yǔ)言的內(nèi)涵，不構(gòu)成思考，也不足以反映思想。

即使專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)，如同詞典一樣裝有對(duì)符號(hào)解釋的句子，人們綜合句法分析和自己經(jīng)驗(yàn)可以解讀語(yǔ)義。但這只是對(duì)人類讀者而言是如此，計(jì)算機(jī)本身只是個(gè)形式推理的工具，對(duì)各種符號(hào)串依句法和邏輯規(guī)則下做符號(hào)運(yùn)算，即使對(duì)知識(shí)庫(kù)中的解釋句子也是如此，機(jī)器不需要也不存在著理解，只是對(duì)符號(hào)串進(jìn)行形式加工而已，機(jī)器的運(yùn)作與這些符號(hào)串中的語(yǔ)義無(wú)關(guān)。

反駁者說(shuō)，抽象的形式系統(tǒng)確實(shí)并非如此，但實(shí)現(xiàn)形式系統(tǒng)的機(jī)器卻與符號(hào)串中的內(nèi)容有關(guān)。當(dāng)回答理性問題時(shí)，人和機(jī)器在抽象意義下都是一個(gè)形式推理機(jī)器，只是實(shí)現(xiàn)其功能的具體系統(tǒng)不同而已。單就程序而言，它只是按邏輯分析句法，搜尋最佳答案。但運(yùn)行程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由許多門電路組成，每個(gè)字符串都有它物理狀態(tài)的含義，這也是一種符合句子表達(dá)的語(yǔ)義，盡管這個(gè)語(yǔ)義與理解這語(yǔ)句的人類解讀不同，但不能否認(rèn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的答案也是在它的語(yǔ)義解讀下，根據(jù)最佳回復(fù)的“意向”驅(qū)動(dòng)，依電子電路和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)下含義的物理因果機(jī)制來(lái)運(yùn)作的。人類和計(jì)算機(jī)，對(duì)這類理性問題都在模擬形式推理系統(tǒng)，盡管對(duì)語(yǔ)義的解讀不同，但輸出結(jié)果應(yīng)該并無(wú)二致。智能的評(píng)判應(yīng)該是中立的，不能基于人類沙文主義，歧視不同的機(jī)制和意向。

然而對(duì)于感性問題，許多問題的答案并非是邏輯的，這需要是模式識(shí)別的智能，進(jìn)行聯(lián)想式的判斷。形式系統(tǒng)在此則顯得笨拙和僵化，與人類的表現(xiàn)差異巨大。所以基于符號(hào)主義的中文房間在回答理性問題可能通過圖靈測(cè)試，對(duì)感性問題則不能。對(duì)輸入語(yǔ)句分析處理中，語(yǔ)義內(nèi)容中關(guān)聯(lián)的不同造成這個(gè)差異。這個(gè)不足一直等到聯(lián)結(jié)主義的智能機(jī)器出現(xiàn)才得以消減。

除了塞爾在哲學(xué)方面的質(zhì)疑，計(jì)算主義的另一個(gè)挑戰(zhàn)來(lái)自數(shù)學(xué)。既然等價(jià)于圖靈機(jī)的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)只是實(shí)現(xiàn)一個(gè)形式系統(tǒng)，哥德爾定理說(shuō)，一個(gè)包含著算術(shù)的自洽系統(tǒng)，一定存在著不能被它證明的命題，這意味著人類的心靈能夠“看出”某個(gè)命題真?zhèn)?，但不能被形式推理所證明。因此人的心靈能力，不能被擁有不矛盾知識(shí)的形式系統(tǒng)所刻畫。這確實(shí)指出了以邏輯推理為核心的智能系統(tǒng)的局限，專家系統(tǒng)的AI身陷其中。

這些對(duì)“經(jīng)典心智的計(jì)算理論（CCTM）”挑戰(zhàn)的背景，都是計(jì)算機(jī)只能在實(shí)驗(yàn)室中玩五子棋的年代，到現(xiàn)在的30多年中，心智研究的計(jì)算模型回歸聯(lián)結(jié)主義，AI主流已經(jīng)從符號(hào)主義，轉(zhuǎn)到深度學(xué)習(xí)機(jī)器的聯(lián)結(jié)主義機(jī)制上了。其主導(dǎo)代表是人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)神經(jīng)元有著與多個(gè)神經(jīng)元聯(lián)結(jié)的輸入，對(duì)此加以各自的權(quán)重累計(jì)起來(lái)與閾值相較，其功能是在多元空間輸入值中，劃出一條直線作個(gè)模糊的判斷。改變聯(lián)結(jié)輸入的權(quán)重可以改變這判斷的傾向。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由巨量的神經(jīng)元聯(lián)結(jié)而成，而聯(lián)結(jié)的權(quán)重可以通過樣本的學(xué)習(xí)來(lái)調(diào)整，以求網(wǎng)絡(luò)能夠最大程度地?fù)碛羞@些樣本的知識(shí)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過學(xué)習(xí)，獲得了如同人類一樣，能夠舉一反三、由此及彼，聯(lián)想推測(cè)的“感性”認(rèn)知能力。近些年來(lái)，以聯(lián)結(jié)主義為核心的機(jī)器智能已具備不輸人類識(shí)別聲音和圖像的能力，在棋類智力對(duì)抗中打敗了人類。

2014年英國(guó)雷丁大學(xué)舉辦一場(chǎng)“圖靈測(cè)試”，俄羅斯團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“尤金·古茲曼”軟件，成功地通過測(cè)試，讓33%的裁判相信它是一個(gè)烏克蘭的 13 歲男孩。

有人疑惑，這些人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，至今還不是仍在與圖靈機(jī)等價(jià)的電子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的嗎？從理論上說(shuō)，這仍然是一個(gè)形式推理系統(tǒng)，它怎么不被哥德爾定理所限？在理論上，語(yǔ)言形式的操作不及語(yǔ)義，也必如塞爾所述，應(yīng)該并無(wú)本質(zhì)的突破吧？答案是“模擬”。這里是以比特（bits）為單元的形式運(yùn)算系統(tǒng)，在低層支持著對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)結(jié)并行運(yùn)算的模擬。正如人類以大腦神經(jīng)系統(tǒng)在低層支持著邏輯推理的模擬。又如手工計(jì)算和計(jì)算機(jī)的工作都在有限世界，但可以模擬無(wú)窮的世界。在有限的世界里不能實(shí)現(xiàn)也不可企及無(wú)限世界中的事物，但用有限的數(shù)字計(jì)數(shù)，以及計(jì)算機(jī)用有限的門電路狀態(tài)，可以任何需要的精度模擬表達(dá)無(wú)理數(shù)的功用。計(jì)算機(jī)模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也是如此。語(yǔ)言形式的操作仍然不及語(yǔ)義，但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)回答問題時(shí)，不僅僅是形式操作，系統(tǒng)不只模擬邏輯推理，也在低層模擬對(duì)語(yǔ)義的聯(lián)想。

塞爾笑了，我說(shuō)過，我早在1980年用“中文房間”說(shuō)明，這個(gè)人工智能的機(jī)器只是一個(gè)模擬的扮演。復(fù)制和模擬是不同的概念，“理解”與“理解的模擬”不能混為一談！

這說(shuō)法貌似有理，但難以深究。金屬的人工心臟是模擬，還是復(fù)制了心臟功能？行走通常是用腿來(lái)實(shí)現(xiàn)的生物現(xiàn)象，那么用假肢是真的在走，還是在模擬行走？有金屬腿的機(jī)器人呢？科學(xué)研究中任何的概念都是一種抽象的歸類，抓住本質(zhì)的一些共同屬性，忽略無(wú)關(guān)細(xì)節(jié)上的差異。所以有些哲學(xué)家認(rèn)為，如果某一概念的所有屬性都是依賴于功能性的結(jié)構(gòu)，而不是其他細(xì)節(jié)，那么具有這些相同屬性的模擬與實(shí)現(xiàn)復(fù)制就是同一回事。這樣看來(lái)，圖靈測(cè)試已是直擊智能的本質(zhì)了。計(jì)算主義在原則上并沒有出錯(cuò)。 至于塞爾的中文房間和符號(hào)主義AI不能很好地解讀心靈，那不過是形式推理系統(tǒng)的局限，能夠通過圖靈測(cè)試的全能機(jī)（Oracle machine）并非如此。

從進(jìn)化的觀點(diǎn)來(lái)看，塞爾說(shuō)功能不足以確定心靈也是站不住腳的。因?yàn)樯镆蕾囉诠δ軄?lái)面對(duì)生存競(jìng)爭(zhēng)自然淘汰，如果心靈與功能無(wú)關(guān)，那它怎么能在進(jìn)化中，從低等簡(jiǎn)單的物質(zhì)產(chǎn)生并被保留下來(lái)？

經(jīng)典心智的計(jì)算理論（CCTM）以符號(hào)主義清晰的形式推理程序，讓人可以沿著串行程序運(yùn)行的軌跡，分析計(jì)算過程的細(xì)節(jié)來(lái)理解它所表現(xiàn)的功能。使得它成為研究的犀利工具。由于它的局限性，現(xiàn)在的主流轉(zhuǎn)到了聯(lián)結(jié)主義模型。

聯(lián)結(jié)主義雖然成果斐然，微觀機(jī)制極其簡(jiǎn)單清晰，但巨量的單元，復(fù)雜的聯(lián)結(jié)，并行的計(jì)算，卻讓人們迷失在追蹤和綜合上。人們知其然而不知其所以然了，對(duì)發(fā)展也失去了理論指導(dǎo)，只能在模擬自然造化中摸索爬行。這條道路上成果輝煌，技術(shù)上有突破性的進(jìn)展，按其趨勢(shì)，不難造出麓美于人類的智能機(jī)器，但我們同時(shí)失去了分析解剖的刀，對(duì)心靈問題的深入理解依舊茫然。

【參考資料】

1、Stanford Encyclopedia ofPhilosophy：The Computational Theory of Mind

2、Internet Encyclopedia ofPhilosophy：The Computational Theory of Mind

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