肖静宁:人脑与电脑

选择字号:   本文共阅读 3407 次 更新时间:2023-12-08 22:34

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肖静宁 (进入专栏)  

肖静宁按:本文“人脑与电脑” 是作者旧著的《脑科学概要》中的一章。虽然近30年来人工智能、智能机器人取得了前所未有的飞速发展,特别是2016年举世瞩目的Alpha Go 战胜人类顶极围棋高手,标志着策略网络模拟的巨大进展。但本文提供的基本观点和知识仍有一定的参考价值。


人脑是人类智能的物质基础。随着科学技术的发展,许多科学家研究使用机器模拟人的智能,产生了所谓电脑,出现了人工智能这样的新兴边缘科学,提出了许多新问题。对人脑与电脑。在某些方面进行比较分析,将有助于对人脑及其思维过程的理解。


第一节  概述


一、电脑是机器进化的产物


电子计算机能模拟人脑的某些思维活动,是人类脑力劳动的工具,被誉为“电脑”。电脑是人类历史上最伟大的技术进展之一,是人工干预下机器进化的必然产物。在生产力巨大发展,基础科学和技术科学飞速进步的条件下,标志着第二次工业革命的电子计算机产生了。电子计算机问世不到40年,已经经历了四代 发展史。 1 9 4 6年,世界上第一台电子计算机埃尼阿克( ENIAC)在美国制成。该庞然大物内装电子管1,900只,重达3 0吨,占地 170平方米,耗电150仟瓦。它的记忆数不过20位,每秒只能执行5000次加法或400次乘法的运算。这台轰动一时的电子计算机不到7年就被废弃。第二代电子计算机是晶体管计算机。第三代电子计算机采用的是中小规模集成电路。自1972年开始,电子计算机的发展进入第四代,即大规模集成电路计算机。电子计算机的发展是如此惊人,每5—8年,其运算速度提高1 0倍,可靠性提高1 0倍,体积缩小1 0倍,成本下降1 0倍。第四代电子计算机运算速度已达每秒钟1.5—2亿次。目前日本与美国正加紧研究发展第五代电子计算机,这是以人脑原理为范例的新型电子计算机第五代电子计算机的研制还有赖于大力加强对人脑原理的研究。当然,模拟人脑活动的计算机想要一举成功是不可能的,因为关于人脑活动的原理目前还是一个深奥的谜。


二、电脑是人脑功能的延长与物化


人们在长期的生产劳动过程中,制造了各种各样的工具。这些工具可分为两大类:一类是代替并扩展了人的五官与四肢的功能的体力放大器,如望远镜、X射线机、收音机、微音器、动力机、工作机等等;另一类是代替并扩展了人的大脑智力活动的智力放大器,如计算器加快了人们的计算过程,现代的电子计算机,不仅能计算,还能进行逻辑判断和记忆。这两类工具都尚未达到尽善尽美的地步,比起人类或其他各种生物的优越功能来还有很大的差距,特别是后一类工具的差距就更明显了。但是让机器具有更多的智能成分,使人脑功能得到延长和物化,不能不说是机器进化的方向。


随着电子计算机的发展,让机器模拟人类智能的工作正在扎扎实实地进行。随着电子计算机硬件与软件的不断完善,以及大脑奥秘的逐步揭示,机器能做的智能工作一定会越来越多,越来越高级。人工智能悬计算机科学的一个分支,它研究如何用计算机来完成用人的智慧才能完成的工作,因此,有时也称之为智能模拟或机器智能。人工智能至今不过20余年的历史,目前在博弈、自动定理证明、专家系统、自然语言理解及模式识别等方面都取得了令人鼓舞的成果。特别是关于智能机器人的研究更引人注目,智能机器人是人工智能的综台性研究与应用的重要领域。机器人是“能象人一样动作的机器装置”。机器人由科学幻想小说中走向现实,目前已有3 0 0多种类型的机器人,按功能可划分为三代。第一代是具有记忆储存能力韵工业机械手,这种早期机器人和电脑无多大关系。第二代是具有感觉功能的工业机器人,广泛应用于不适宜于人工作的恶劣环境下的高强度的单调工作,是一种能按预定程序独立操作的机械系统。第三代是具有智能的机器人。在控制论与信息论推动下,随着微型电子计算机的发展,智能机器人不断涌现。智能机器人是指具有智能、机能和物理能的三元机器,其各种各样的传感器相当于人的五官,它们将周围环境(温度、压力、地形等)的信息转送给机器人的大脑(电子计算机),由它进行综合处理,然后作出正确的反应。可见智能机器人对周围环境具有一定的适应能力,有跟人类主要器官相对应的模拟器官,从而能模拟人类从感觉外界信息到加工处理信息,并作出有规律行动反应的全套本领。智能机器人通常包括脑(电子计算机)、眼(电视摄像机)耳(微音器)、手(多角度多关节的机械手)、脚(电动行走机构)和口(音响合成器等)。1968年,美国斯坦福研究所制成了第一台智能机器人夏凯(shakey),其智能相当于两岁儿童,模仿了心理学上著名的猴子摘香蕉实验,获得了令人鼓舞的良好开端。迄今机器人无论在外貌与功能方面正逐步向真人过渡,但是要想使未来的智能机器人完全具备同人一样的高度智能和夏杂的动作,这可能是永远也实现不了的梦想,但它作为一种强大的生产力活跃在第一工业领域到第三工业领域中的前景是无量的。


第一次工业革命以机器代替人的大量手工、体力劳动为主要标志,第二次工业革命将是以人工智能代替人的大量脑力劳动为主要标志。电子计算机和人工智能的发展,第一次使人的脑力劳比较完善地实现了人类智能的物化,大大延长与扩大了人类智能。电脑可以说是人脑功能的延长与扩大。电脑使人的智能可以在机器中再现,但并非简单复制,而是突破人脑的生理局限性,具有高速、巨量、准确和自动化的特点。它结束了过去仅靠人的大脑和手工方式加工和处理信息的时代,使人类有了一种崭新的处理和加工信息的工具。人类有了这种脑力劳动的工具,就如虎添翼,对社会生产和社会进步起到巨大的推动作用。


三、电脑对人类认识和实践活动的不可估量的意义


第二次工业革命——电子计算机革命,以不断更新和飞跃发展为特点。不可思议的人脑智能活动已部分由电脑所取代,人类的脑力劳动第一次实现了比较完善的物化,这对人类的认识与实践活动带来了深刻的和不可估量的影响。目前电子计算机的应用项目已达3,000余种,无孔不入地渗透到国民经济的各个领域。现代科学技术的一切重大成果没有一项不是电子计算机参加而取得的。如尖端科学的原子反应堆、回旋加速器、卫星载人飞船;数学上的四色问题;生物学领域的核酸、蛋白质人工合成等等,这里面都存在着十分巨量的计算和逻辑判定问题,单靠人脑是不可能完成的。关于地图着色问题,一幅地图最多只需要四种颜色即可显示出相邻的国家和地区,这个1 25年未解决的问题,用电子计算机只需1,200个机器小时就解决了,而科学家利用电子计算机进行了十分复杂的程序运算,大约作出了200亿个逻辑判定才最终解决了这一数学上的难题。以电脑为基础的机器人,能在一定程度上制定行为计划,具有自学习、自适应的能力,能在人的指导下,对人难以到达的海底、高山、火山口进行勘探,在高温、有毒、辐射等恶劣条件下代替人的工作。机器人打捞氢弹就是明显的例证。电脑、人工智能、机器人的研究与发展,对人类改造第一自然(自然造成的一切,如山川大地、生物矿藏等等),创造第二自然(人造的环境,如房屋车辆、机器设备等等)的活动已经带来巨大的效应,必将起到不可估量的作用。


第二节  电脑对人脑的模拟


一、人脑与电脑的不同渊源


如上节所述,被人们誉为电脑的电子计算机是人工干预下机器进化的产物,是人制造的用来延长人脑功能的有力工具。它是在生产力达到高度发展水平,基础理论学科和技术科学不断取得突破性成果的条件下产生和发展的。


人脑及其意识功能不仅是自然进化的产物,也是社会发展的产物。这一发展演化的进程是极其漫长的,它造就了人脑这个特殊物质器官在结构上与功能上的极端复杂与高超的特性。人脑是人类智能的物质基础,人类智能与人类的高度文明密切相关,对于人脑原理的研究一直是当代科学的重大课题。


电脑的产生以人脑的进化发展为基本前提,它是人脑发展到—定阶段上人类思维物化的产物,是模拟人脑某些功能的电子机械装置,是人类脑力劳动的工具。人脑是特殊的自然物质器官是生命系统进化的最高产物,是一个受社会影响的、活的、变化的巨大系统。可见,人脑与电脑有着截然不同的渊源,存在着生命与非生命的本质差别。‘


二 电脑对人脑模拟的理论基础与方法论原则


尽管人脑与电脑有着不同的渊源,但用电脑模拟人脑的部分智能已经成为现实,是一个没有争议的问题。从根本上来说,人脑是特殊方式组成的物质,因而它的智能活动无非是物质运动的一种特殊形式,跟其他物质运动形式一样,它的活动是可以认识的,也是能够模拟的。用电脑去做原来只有人才能做的智能工作,这就是智能模拟或机器智能。智能模拟无论在自然科学方面或哲学方面都是一个引人注目的问题。


智能模拟的理论基础是控制论。控制论的创始人维纳将控制论又称为“关于在动物和机器中控制和通讯的科学”。现在已经认识到,无论是机器、动物和人都存在着相同的信息与控制规,都表现为一定的信息输入和信息输出,同时也都有着自身内部的通讯和自我调节,以抗干扰和保持自身的稳定。因此,人脑与电脑虽有本质的差别,但都遵循共同的信息变换与控制原理。异中求同是智能模拟所遵循的思路与方法论原则。现代控制论认为,信息与控制过程贯穿人类认识世界和改造世界的始终。认识与人们在实践中获取外界信息和处理加工信息的过程相联系,改造世界与人们依据当前的及储存的信息对外界对象进行控制的过程相联系。可见,正是依据信息与控制原理,电子计算机对人脑的某些智能活动进行了卓有成效的模拟,使人脑的部分功能在机器上再现。


人脑与电脑都可视为自动化的信息处理系统。电脑的硬件部分由输入器、存储器、运算器、控制器及输出器组成。输入器将原始数据输入电子计算机;存储器则保持原始数据、运算步骤及中间结果;运算器对代码进行算术运算和逻辑判定;控制器保特计算过程自动进行;输出器将运算结果输出。电脑的输入部分相当于人脑的感觉系统;中央处理机(包括存储器、运算器、控制器)相当于中枢神经系统;输出部分相当于神经系统的运动部分。从信息加工的观点来看,人脑与电脑有基本相似之处,这是电脑对人脑进行功能模拟的根本所在。


三、电脑对人脑模拟的认识论意义


电脑作为人类脑力劳动的工具,大大延长与扩大了人类的智能活动,电脑已经渗入到人类社会生活的各个方面,发挥着愈来愈不司少的重要作用。运用信息与控制原理,电脑已能模拟人的某些智能活动,这是具有重大的哲学认识论意义的。


人的思维活动是一种高级运动形式,但高级运动形式是由低级运动形式发展而来的,它本身就包含着低级运动形式。脑科学的研究表明,大脑是一个特别巨大的系统。人脑仅重1350克,而它所包含的神经元的数目竟达10的11次方个,还有为数更多的神经胶质细胞。每个神经元又具有数百乃至数千个突触,能接受来自成百、成千个其他神经元来的信息。在单个神经元水平上已经能够进行复杂的信息处理过程。整个脑这样庞大的神经元网络所能完成的功能是任何别的东西无法比拟的。但是大脑任何复杂的、高级的功能活动都包含着基本的物理的、化学的和机械的运动。正因为这样,才能用电子计算机的物理的、机械的运动来模拟人的某些智能活动。电脑模拟人的思维活动,是把一部分思维运动转化为物理的的运动。这就有力地证明了人脑思维过程与电脑信息处理过程存在着一致性,高级运动形式与低级运动形式是辩证统一的,电脑的机械和电子运动与人脑的思维运动之间具有同一性。机器能完成人脑才能完成的某些智能活动,这说明人脑思维活动的规律是可以认识的,部分思维活动可以用自然科学技术加以精确描述和模拟。通过智能模拟这种物化过程可以反观思维活动的某些


规律,这对于揭示大脑的奥秘,阐明意识的本质具有重要的意义。


第三节  人脑与电脑的比较


一、人脑与电脑是两种不同的信息加工系统


尽管从信息变换与控制原理的角度来看,人脑与电脑都是自动化的信息加工系统,但两者又存在着明显的差距,甚至本质上的区别。研究人脑与电脑之间的差距与区别,对脑科学来说有助于进一步理解人脑工作的原理;对人工智能科学来说则有助于进一步扩大和发展智能模拟,而避免盲目性。


(一)结构组成与元件数量


人脑是生命的物质器官,由10的11次方个神经元组成,但体积不过1.5升,这种小型的高密度封装耗能不过2 0瓦。神经元通过各种类型的突触联结成复杂无比的神经元网络,组成高度完善的自适应系统,并具有多余系统在必要时进行功能代偿。电脑在结构组成与元件数量方面同人脑是无法相比的。如果建造一台电脑,它的逻辑元件无论如何也达不到人脑神经元的数量,假定达到这种天文数字的数量,那么这台电脑的体积、耗能量更是不可想象的。


(二)信息的接受与输出


入脑具有高度特化和性能优越的信息接受装置——感受器,因而接受信息灵活机动,具有无可比拟的模式识别能力。人可在变化不定的形象中识别出特定的形象,可以发现很弱或很强的刺激物,能及时改变对刺激物的选择。人能根据需要,汲取最少的模糊信息。在信息输出方面,人的效应器官反应速度慢,易疲劳,但自我调节能力强。电脑目前在信息输入方面受到很大限制,尽管装配有各种感受装置,但其适应能力是很有限的。电脑信息输入主要靠数字输入,加强电脑的模式识别能力是扩大电脑应用范围的长远方向。电脑在输出方面具有各种输出装置,具有快速、准确的特点。


(三)利用信息的特点


人脑在利用信息方面有一个显著的特征,就在于人脑能利用模糊信息,对模糊事物能进行有效的识别与判断,而任何高级的电脑也难于完成这个使命。人脑具有高度精密的分析与综合能力,能根据需要利用最重要的信息,而不是细致地加工全部收到的信息。大脑这种富有成效的加工信息的特点,使人在和含混不清的语言、轮廓不明确的图形、叙述不严格的规范、大致范围的参数打交道时,能汲取最少的模糊信息,按照一定的推理思维方式,从而得出足够近似正确的结论来。由于人脑能利用模糊信息,做出相当可靠的判断,这种能力不仅补偿了它在完成形式逻辑运算方面那种极低速的弱点,而且还具有绕过组合性爆炸的能力。电子计算机能对输入信息进行精确的快速加工,但这种高速度在解决问题时反而有时变得没有意义。例如智能机器人下围棋不是一件容易的事,一方面要求计算机的速度要高,另一方面要求计算机的存储量要大。围棋盘有361个交叉点,每一点上有走黑子、白子和空位三种可能性。那么围棋的棋局就有3的361次方种,每走一步,要解决3的361次方分之1次选择称之为组合性爆炸的问题。如此巨大的天文学数字,它使“电脑”的高速度,精确、巨量的信息加工几乎毫无作用。可是,人脑却具有绕过这类困难的能力。


(四)信息加工的方式


人脑依靠错综复杂的串联和并联相交织的神经元线路对信息进行加工处理。人脑可以在成百万以上的通道上同时加工处理信息,而不依靠线性序列程序。人脑这种处理信息的方式看来精确度较差,但适应于经验性运转,能根据具体情况,灵活地采用费时较少的办法得到满足要求的解答。由于人脑能在百万以上的通道上同时加工处理信息,这对脑可以同时完成对空间和时间两方面的识别是很有意义的。电脑依靠线性序列程序对输入信息进行串行加工处理。电脑采用二进制代码的两个数状态进行精确的数字运算与逻辑判定,它只能利用高度形式化的信息,按程序进行精确、全面、快速的处理,即使是启发式程序也是人预先编制成的、一定范围内的自学习与自适应的信息处理。人脑与电脑均以电脉冲的方式进行信息变换与处理。人脑能将各种自然信息通过感受器的作用转变为以脉冲频率为编码方式的电脉冲,在电脉冲传导过程中,遵循“全或无”原则,具有计算机采用的二进位制的形式。但由于神经网络的极端复杂性和神经代谢的极端复杂性,脑不仅使用电讯号,还有化学通讯系统,这就为脑的功能活动增加了新的层次,情况就更为复杂了。总之,脑的信息加工不是简单的运算或逻辑判定,而是人脑特有的信息加工方式,是人脑进行的高度灵活、主动、可靠的思维活动。


(五)工作速度


人脑以低速进行信息加工处理。大约每秒钟仅处理数10个二进制位的信息,或者阅读1 0个左右的字符;以神经冲动传送的信息,每秒钟至多不超过1000次。人进行判定的速度和操纵机器的动作均受到生理局限性的限制而不够快,以致无法干预一些高速。运动的过程。电脑以高速对信息进行串行加工,速度每秒高达1—2亿次,因此电脑能在极短的时间内,解决与各种对象的控制过程有关的运算问题。电脑几分钟的工作,需要人用毕生的时阃才能完成。电脑的高速工作方式,能完成极其巨量的运算和逻辑判定。只有计算机才能及时精确地控制火箭、宇宙飞船、原子反应堆、化学反应等快速变化,才能处理巨量的测量数据,控制自动化的生产过程。在社会生活的各个领域里发挥电脑快速、精确处理信息的作用,就可以大大延长人脑的功能。


(六)可靠程度


从局部来看,入的记忆的准确性差,人的动作的准确性也差,人连续稳定工作的时间也不长,也不适合恶劣环境下的工作。这都需要电脑来辅充和协助人脑的工作。但从整体来看人脑则是具有高度可靠性的精细而完善的控制系统。脑组织的神经元大约每小时就有1000个发生功能故障,在人的一生中将有近 1/10的神经元失去功能,但是脑的自控机能仍能正常进行,即使因疾病切除相当多的脑组织,脑的机能仍可正常。这表明脑的神经网络中备有足够的后备力量,具有相当有效的多余系统,在需要时能发生机能代偿,保证大脑功能的可靠性。神经系统的结构特点保证了它的可靠性,这是电脑无法比拟的。电脑的元件只要缺损一、两个就会干扰它的全部工作,而使电脑处于发狂状态,或连续出现无意义的符号或数字。    :’


从以上分析可以看出,人脑与电脑在许多方面备有其特点。人脑在接受信息、进行模式识别、对信息进行分析综合、联想推理、记忆判断等方面较之电脑具有无可比拟的优越性。而电脑则具有信息转运快、存储量大、处理信息快速精确、重复性强和不易疲劳等优点。人脑与电脑这些本质上的差别,使我们看到智能模拟既有可能性,但也有明显的局限性。


三、人工智能与人类智能的差别与距离    ‘


关于电脑模拟人脑有无界限,人工智能能否超过人类智能的问题,已经争论了很久,可能这方面的争论还会长期继续下去。有人提出智能机在模拟人类智能时存在着多重差距值得引起人们的重视。当然一切界限与差距都不是绝对的,随着条件的变化而可能变动,但是有一些基本情况又是不会改变的。


现在的电脑仅仅模拟了人脑形式逻辑的一部分,这是因为电脑只利用高度形式化的信息。人脑的辩证思维、形象思维目前还不能形式化起来,电脑是无法模拟的。人脑除意识活动外,还有情绪等本能活动,人的情感、意志、主观能动性是无法模拟的。更主要的是,人生活在特定的社会环境中,人的思维活动具有社会性,人类智能不能简单地归结为人脑的生理的、生化的和物理的运动,人类智能的社会特征是电脑所无法模拟的。


电脑是人类制造的工具,它可以代替和延长一部分脑的智能活动,但要想电脑全面模拟人脑,人工智能全面超过人类智能,就会象科学家既要制造万能容器,又要制造万能溶剂的奇想那样,陷入两难的境地。


第三节 人脑与电脑的关系


一、从历史上看人机关系


人脑与电脑的关系、人类智能与人工智能的关系是历史上人机关系问题的发展。当人类智能尚未被物化时,“生机论”者将人类智熊神秘化,鼓吹人类的精神活动是由于上帝的安排和灵魂的依附;随着部分特定智能相继被物化,“机械论”者又认为自然界中一切现象都是由机械原因造成的,在生命与非生命之间没有本质的区别。十八世纪法国唯物主义哲学家拉·梅特利写了《人是机器》的名著,反复宣称和强调人是一台机器。在当时条件下,强调人是机器,这对反对唯心主义的生机论,推动人们用物理的、化学的理论与方法去揭示生命活动的本质,都曾经有过积极的作用。


当前,在智能模拟扎扎实实地进行的新形势下,有人主张。“机器是人”,把“人是机器”这个流传甚广的机械论命题倒了过来。从主张机器是人,继而认为机器可以超过人、奴役人、甚至 取代人,这种新的形而上学观点是没有任何进步意义的。这种混乱思潮反映了部分人在新的科学技术革命中的变态心理,既不利于揭示大脑的奥秘,也阻碍人工智能的真正发展。


二、某些著名科学家谈人机关系


许多卓越的科学家是不赞成机器超过人这个观点的,他们对人工智能作了令人信服的论述。


美国人工智能专家西蒙认为,人工智能是研究如何造出智能机器,最终达到模拟人类智能活动、扩大和延长人类智能的目的。


计算机科学家冯·诺意曼在谈到人脑的优越性时指出,大脑的语言不是数学语言,大脑的巨大能力靠平行加工信息的复杂结构来达到,而计算机的所有运算都是依次进行的。机器模拟人的记忆与人的记忆有本质区别,人脑有一个按意义去记忆的系统',无需逐个回忆全部信息,就可以找到所需信息。


日本人工智能科学家渡边慧在关于“重新考虑”人工智能的问题时指出,需要冷静地想一想,也就是说电子计算机究竟能达到什么程度,超过什么范围就不能工作,如果不这样重新考虑,恐怕就不成其为科学,而成为宗教了。


跳棋机发明者、美国工程师塞缪尔1995年设计的跳棋机战胜了他自己,这一突破性事件引起了轰动。维纳认为这样的学习机有独创性。然而塞缪尔指出维纳的话靠不住,机器不能具有维纳说的独创性,而且它不能超过人的智力,因为机器不能输出任何未经输入的东西。机器没有自己的思想,所谓结论只不过是输入数据和输入程序的逻辑结果。


控制论创始人维纳后来对计算机和人进行分析比较时也承认,机器远不及人那么复杂,而且行动的幅度也不及人那么宽广。他还特别指出人脑能够掌握尚未完全明确的含糊观念,在处理这些观念时,计算机,至少是今天的计算机,还不能给自己进行程序编码,但在诗歌、小说、绘画方面大脑似乎能很好地运用这些材料,而计算机则会因为这些材料没有固定的形式而不能接受它们。维纳还承认人有无限的学习能力,是人,把自己的部分属性赋予机器,使机器成为自己的辅助工具。


科学家在自己的科学实践中,继承了自然科学的唯物主义传统。他们对人机关系、人类智能与人工智能的关系提出的精辟见解,是很有意义的,值得我们认真思考。


三、驳电脑可以超过人脑


随着电脑、人工智能、智能机器人的产生与发展。原来必须由人才能完成的某些智力话动已可由机器去完成,而机器突破了人的生理局限性,显示出它自身的优越性,发挥出愈莱愈重要的作用。伴随而来的电脑超过人脑等论调应运而生,引起了长期而激烈的争论。西方某些人的言论简直是耸人听闻的,有的叫嚷机器人


将超过人、统治人,能自我繁殖,自成种族,乃至继承宇宙,最终由机器人取代人类;而人将成为计算机思想家的玩具或害虫,成为它们低级发展形式的回忆,保存在将来的动物园里。所谓计算机思想家就是智能机器人。述有的鼓吹机器人可进化为有感情、有理性的活物。有的人体谅机器人的“心情”,拟定了“机器人宣言”,强词“机器人与人的和平共处万岁”这些言论俨然把机器人看成了人,而且是未来世界的真正主人。


我们认为人不是机器,机器也不是人。由于人工智能不仅是一个自然科学问题,而且在哲学认识论中处于特殊的地位,我们必须用正确的哲学观点来驳斥电脑可以超过人脑的论调。且不说人类是否有必要创造一种全面超过自己的机器,也不说未来的科学技术能否实现这一机器超过人的设想,仅从人类的认识过程来作一简单的分析,对这一问题的讨论不是没有意义的。


人具有无限的认识能力,是人改造了第一自然,创造了第二自然。电脑、智能机器人都是人创造的工具,这种工具的特殊性在于能代替、延长和扩大人类自身的智能活动。电脑是对人脑部分功能的模拟,人工智能是人类智能的辅充。人在认识客观世界的过程中,也认识人类自身,特别是认识自己的内部宇宙,认识大脑的认识能力。智能模拟或机器智能在很大的程度上有赖于对人脑自身的认识,这种认识过程就是把主体的认识能力转化为认识客体,然后对之研究得到一定的认识,在这种对人脑认识的基础上,才有可能扎扎实实地进行智能模拟。不认识人脑的奥秘,就谈不上有效地模拟,对人脑的认识愈深刻,认识的方面愈多,对人脑功能的模拟也就越多,越接近人脑的功能。例如,对人的自然语言的机制还有许多奥秘未揭示,怎能要求机器一下子懂得自然语言,立即自如地进行人机对话呢。随着脑研究的进展,智能模拟也会随之发展。因此,对认识的规律而言,客体先于认识,把主体的认识能力转化为认识对象在前,没有客体,没有认识对象,认识关系就不能成立。没有认识关系就谈不上认识,没有认识就谈不上模拟。如果人的认识能力不断发展,则人对自身认识能力的认识也不断发展。反之,对人的认识能力的认识也停滞不前。而人的认识能力永远不会停止在某一点上,它是在实践过程中不断发展的。从总体来看人的认识能力是无限的,但对某具体事物的认识又是有限的,它一方面受到当时科学水乎的限制,另一方面又要受到事物客观过程发展程度的限制。人的认识能力的有限与无限的辩证关系,不断推动认识主体与认识客体的矛盾运动向前进展,不断把人的认识能力推向新的水平。现在许多人工智能科学家已经认识到要提高机器的智能水平就要不断加强对大脑的研究,显然人们想绕过对大脑的研究而达到全面模拟大脑是不可能的。因此,在哲学思想上的结论是,电脑永远不可能超过人脑。人脑永远是电脑的赶超对象。智能机永远是跟着人类后面跑的模拟物,即使机器模拟人脑的属性越来越多,达到全面延长人脑功能、全面延长人脑的话,也就是当机器成为超人时,那么人就化为上帝。可见,智能模拟将随着人类智能的进步而不断发展,但是,无论如何,人工智能只能接近人类智能,受制于人类智能,更多地延长人类智能和促进人类智能的发展。人工智能是一门实验科学,空泛的争论与思辨是无济于事的,但是正确的哲学观点将有助于推动人工智能的发展,因为制造一种超过人脑的所谓智能机不仅在理论上是极其荒谬的,在实际上也只能是枉费心机。


四、树立人机结合的战略思想


电子计算机虽然赢得了电脑之称,但电脑与人脑相比差距还很远很远。在由电子计算机组成的现代控制系统里,人总是处于最主要的环节。掌管人体的知觉、运动、思维、记忆的大脑,是当今世界上最小巧、最完善的一种“天然计算机”,是未来第五代电子计算机的样板。


在电子计算机的解题过程中,包括“提出问题”、“确定算法”、  “编制程序”、  “上机计算”和“分析结果”等步骤。在整个解题过程中,除了上机计算在计算机上完成外,其余的工作全部通过人的脑力劳动去完成的,并且计算机总是按照人所严格规定的计算程序去工作的。人在进行计算机的硬件和软件设计时,要为计算机预见到一切可能出现的外界情况。在遇到没有列入程序的“意料之外”的情况时,计算机就束手无策了,不是瞎算一气,就是中断工作。事实上已经出现的不少“硬件事故”、“软件事故”,不能说是计算机犯错误,只能说是设计和使用计算机的人犯错误。这种事故或错误只有靠人来纠正,计算机本身是无能为力的。


人脑则不同,它具有独特的思维方式与记忆能力,在分析问题时能作广泛的联想与推理,遇到意外情况能随机应变,有预见性、创造性等思维能力,人对事物的精确分析与综合能力远远超过了计算机,但人具有明显的生理局限性。


计算机具有高速、巨量、精确的信息加工能力,能使繁杂的科学计算、生产控制、科学管理方面实现高速度,高效率。可以说,没有计算机就谈不上现代化。但计算机用在哪里,怎样用,是值得研究的现代化离不开计算机,决不意味着让机器去管理一切,代替一切。目前在现代化的各种自制系统中,除特殊情况外,绝大多数实际上都离不开人。许多管理、经济系统'除了技术上的复杂因素外,还有社会心理等许多因素的影响,光靠计算机是无法应付的。


因此,研究人与计算机结合的问题,就显得格外重要。特别是从我国的实际情况出发,不但要充分发挥人和计算机各自的作用,更要充分发挥人与计算计相互结合,协同工作的特殊效能。树立人机结合的战略思想是十分必要的。我国目前拥有的电脑量已近3,000台,居世界第九位。有的专家提出我国应着重研究以人为主体的人-计算机系统,在这个系统中,人担负着高层决策, 即战略或战役决策的任务,如对形势发展的预测、调度指挥、计划安排、意外情况的处理、经验的总结、工作的协调、控制方式的选择、控制策略的改进,以及对故障的监控等等;计算机则担负低层决策,即战术决策的任务,如让计算机在人的指挥下进行数据处理、多回路的直接数字控制、决策方案的计算等等'这些结果也可供人应用,从而构成人同计算机的闭环或开环结构。


人-机结合,合理(最优)分工。发挥人的主导作用,就能更充分地发挥计算机的效能。人工智能的研究可使计算机处理越来越多的智能性问题,使人得到一定的智力解放,摆脱繁杂、低层的智能劳动,更好地研究现状、总结经验,在认识世界与改造世界的进程中更加完善人-机结合系统。


附注:本文原载 萧静宁编著:《脑科学概要》,武汉大学出版社1986年版,第十五章,第292—307页。


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