意义如何涌现于形式系统

意义如何涌现于形式系统

— — 评《计算主义及其理论难题研究》

夏永红

(华南师范大学公共管理学院,广州510006)

摘要:计算主义是认知科学和心灵哲学中的主流研究纲领,但在近年来面临着越来越严峻的挑战。李建会教授等人合著的《计算主义及其理论难题研究》一书,通过审理计算主义的历史,将计算主义的难问题归结为形式系统的意义获取。该书基于侯世达的同构与分层的理论,提出了一种对意义如何涌现于形式符号系统的新论证。这一思路非常新颖和另类,也可以启发我们进一步思考人工智能的设计思路。

关键词:计算主义;形式系统;意义获取;侯世达;哥德尔论证;中文屋论证

原发期刊:科学技术哲学研究 2017年12月 第34卷,第6期

自20世纪60年代以来,计算主义曾长期是认知科学和心灵哲学中的主流研究纲领。它的主要观点是,心灵是一个(图灵式)计算系统,我们的全部(起码是部分)心智过程,诸如推理、决策、问题解决、知觉、语言行为甚至意识过程,都可以通过计算过程来刻画。但在80年代以后,由于联结主义、新行为主义、生态进路、动态进路、具身认知和生成认知等新一代认知科学纲领开始兴起,计算主义在解释意向性、感受质(qualia)、现象意识和自由意志等问题时面临着严重的困难,以及实用主义、现象学等思想传统逐渐介入认知科学中来,基于图灵机模型的计算主义纲领遇到了越来越多的挑战。在这种境况下,计算主义作为一个研究纲领,其难题越积越多,甚至面临着退化的危险。然而,计算主义的支持者也在不断地回应这些挑战,修正既有的观点,调整辩护策略,甚至更新对计算的定义,试图让计算主义的研究纲领恢复活力。由李建会教授等人合著的《计算主义及其理论难题研究》,ul通过审理计算主义的历史,直面计算主义的难问题,最终提出了一个新的辩护方案。我们可以将其视为振兴计算主义纲领的一个最新尝试。

一、计算主义的中心难题

要全面罗列出计算主义所面临的全部难题,很可能会陷入到漫无边际的窘境;而如果要对这些难题做出恰当的类型划分,更是可能会毫无头绪,一筹莫展。在计算主义的经典文献《计算机器与智能》中,图灵概括了九种对人工智能(同时也是对计算主义)的反对意见。l2《斯坦福哲学百科全书》先后在线出版了两个版本的“心灵的计算理论”词条,在第一个版本中,赫斯特(StevenHorst)罗列了九种针对计算主义的批评,然而,这些批评相互重叠之处颇多,分类显得颇为凌乱。比如第一种批评“句法是否能说明语义”与第四种批评“计算对于理解是否充分”,如果将语义内容等同于理解(比如塞尔),那么这两种批评实际上就是同一的。在新版词条中,雷斯克拉(MichaelRescorla)删繁就简,将各种诘难进一步概括五种:琐屑性论证(trivialityargu—ments)、哥德尔不完全性论证、计算建模的限制(1imitsofcomputationalmodeling)、时间性论证、具身认知。_4然而,这五种诘难之问存在着什么样的关联,哪些批评只是针对计算主义纲领的保护带,哪些批评则触及了计算主义纲领的硬核,雷斯克拉并没有为我们做出评估。

《计算主义及其理论难题研究》一书的主要贡献之一就是试图对针对计算主义的各种诘难进行梳理,厘清诸多难题中的差异和共性。应该指出,本书并未简单罗列针对计算主义的所有批评,因为这既不可能——文献浩如烟海,也不必要——大多数批评并未击中要害,而是针对四种影响最大的挑战做了回应。这些挑战包括:哥德尔不完全性定理论证、基于意向性的批判、意识的难问题、“4E十S”的挑战。本书认为意识的难问题并未驳倒计算主义,而“4E+S”更多地可以视为对计算主义的拓展和补充,真正的挑战来自哥德尔不完全性论证和塞尔的“中文屋论证”,而这两种挑战最终又归结为一个中心难题:形式系统及其意义获取。对这个中心难题的处理,正是本书最大的创新之处。

本书除去导论和结语之外,共计八章。第一章回顾了计算主义的历史,对于那些还不太了解计算主义的读者,这部分的内容可以视为一份简明扼要的入门导引。第二章梳理了计算主义面临的难题,后面六章则分别就计算主义面临的各种难问题一一进行了回应。其中,第三章和第四章分别剖析了哥德尔论证和中文屋论证,第五章是本书的重点章节,处理了意义如何涌现于形式系统的难题,第七章试图通过丹尼特的多重草稿机制解决意识的难问题对计算主义的挑战,而第八章则评估了4E等新一代认知科学与基于计算主义的第一代认知科学的关系。我们在此不准备对第七章的内容做太多讨论,因为心灵中最重要的智能和意向性的模拟并不需要以现象意识的实现为条件,所以意识的难问题的解决与否,对心灵的计算理论和人工智能中的大多数议题都是不太相关的。此外,笔者非常赞同本书第八章提出的这一观点,即4E可以视为对计算主义的补充而非诘难,事实上,通过进一步扩展对计算的定义——比如克拉克(AndyClark)的动态计算,完全可以在计算主义的框架内引入4E的观点。但限于篇幅,本文也不准备讨论关于4E的章节。以下,笔者将重点评论本书中最重要的第三、四、五章。

二、对话哥德尔和塞尔

本书第三章分析了基于哥德尔不完性定理对计算主义的种种反驳。哥德尔定理的本义在于揭示形式系统本身的局限,它指出,任何包含初等数论在内的一致的形式系统,都存在着自身不可判定的命题,即该命题既不能被证明也不能被否证。由于计算机本身就是一种形式系统,哥德尔定理的断言就可以应用到计算机之上,从而论证计算机以及人工智能的功能局限性。实际上,图灵早在《计算机器与智能》中,就已经预测到了基于哥德尔定理对人工智能的反驳,并对此做了简单的回应。在他看来,虽然哥德尔定理证明了机器的有限性,但是没有证据表明人类智能不受制于这种有限性,毕竟人类自己犯的错误已经够多了。但图灵对此的回应只有只言片语,并不妨碍后来的卢卡斯和彭罗斯重新从哥德尔定理出发批判了人工智能。在卢卡斯看来,人的心灵具有超越机器的能力,形式系统内不能证明一个命题为真,但人却可以凭借知觉看出这个命题为真。因此,人心是不能被机器所解释或模拟的。彭罗斯深化和拓展了这一论证,他使用与哥德尔定理等价的图灵停机问题来论证这一问题。而对于人心何以超越机器,彭罗斯也补充了更多的论证。他提出了意识的量子理论,认为人脑中存在某种微管,其中存在的量子相干效应,是产生意识的原因。因此他得出结论,人心并不是计算的,从而难以被形式系统所把握。这些论证大都为人所熟知,但哥德尔本人的观点又是什么?他是否赞同对哥德尔定理的这种应用?本书根据王浩晚年所著的《逻辑之旅》,为我们呈现哥德尔在这方面的观点。哥德尔持有一种柏拉图主义的观点,认为概念和数学对象都是客观存在的实体,甚至还存在和头脑相分离的心灵。他相信人的理性的至善至美,如果存在人心不可判定的数论问题,必然与人的理性的完善性相悖。本书认为,哥德尔的论证完全基于出自一个非理性的执念,即存在与物质分离的心灵,心灵胜于一切机器。虽然哥德尔定理是严谨和正确的,但是当哥德尔将这一定理带人哲学领域之后,他的结论是荒唐的。

要反驳哥德尔论证,一般而言有两种策略,第一种策略是断言人心也不过是形式系统,并不会必然胜于机器,第二种策略是断言足够复杂的机器并不仅仅是形式系统,所以机器胜于人心并非不可能。图灵无疑采取了第一种策略,而本书实际上采取了第二种策略。根据本书的观点,将计算主义等同于形式主义,认为计算的就是形式的,相反,计算系统就是形式系统,这都是不准确的理解。计算系统是形式系统与非形式系统的结合,计算也不仅是形式的,而且也包含了语义属性。然而,这些观点如果要成立,就必须驳倒塞尔的中文屋论证。

这里涉及现象意识是不是原初意向性的问题,如果现象意识是原初意向性,则要实现智能就必须实现现象意识。最近几年来,兴起了一种认知现象学,它将现象意识视为原初意向性。笔者对这一观点并不赞同,但限于篇幅不拟进一步讨论。

本书第六章的内容正是要找出塞尔的错谬之处。在所有反计算主义的论证中,塞尔的中文屋论证可能是最具影响的一个。塞尔假想自己被关在一个密闭的房间里,有一个窗口可以传递写有汉语问题的字条,屋里只有一本英文说明书,可以根据汉语问题中的汉字的字形,给出相应的答案。当答案被递出窗外之后,在窗外的人看来,中文屋中的塞尔似乎是懂汉语的。塞尔认为,计算机就如中文屋中的塞尔一样,即便它通过了图灵测试,它也只是根据纯粹的句法进行操作,却并不理解符号的意义,也并不具有真正的意向性。

塞尔的这个论证存在三个前提:计算机程序是形式的(句法的);人类心灵具有心理内容(语义的);句法本身对语义并非是构成性的,也并非是充分的。他基于这三个前提,最终得出结论:“程序对于心灵而言既非构成性的也并非是充分的。”本书行文最为激越的地方,正是对塞尔这一论证的批驳。根据本书的分析,塞尔的中文屋论证存在三个关键性的错误:前提错误、概念混淆和结论错误。需要指出的是,本书所概括的前提和塞尔本人提供的不尽一致,而是借用了丹尼特的剖析:

(1)程序是纯形式的(句法的);

(2)句法对于语义是不充分的;

(3)只有心灵具有语义内容。

但这里所谓的前提(3)实际上在中文屋论证中并非作为一个前提,它至多只能算是中文屋论证的推论。但无论如何,我们可以将其视为塞尔的一个根本立场。根据他所谓的生物学自然主义,意向性并非一种具有多重可实现性的功能,而是依赖于其自然因果基础,因此,人的大脑很可能是意向性的唯一载体。但本书并未对他的生物学自然主义着墨太多,而主要讲批判的矛头对准了另外两个前提。根据丹尼特的观点,塞尔的前提(1)和(2)的错误都在于,忽视了程序的执行过程。只有对于未执行的程序,才能说句法不足以产生语义,但当程序执行之后,它便获得了足够的因果效力,程序也不再是纯形式的,从而可以产生语义内容。

然而,程序的执行如何就产生了语义内容呢?

三、意义源于同构与分层

本书最重要的内容,即在于论证形式系统如何产生语义。正如本书所言,“形式系统能否和如何获取意义的问题是计算主义纲领成立与否的关键”(P135)。实际上,这一问题在某种程度上等价于哈纳德(StevanHarnad)提出的著名的符号奠基问题(thesymbolgroundingproblem):“形式符号系统的语义解释如何可以内在于系统,而不是依赖于我们头脑中的意义?那些仅仅基于它们任意的形状而被操作的无意义的符号标记,如何奠基于其他事物而非另外一些无意义的符号?”_8但是,本书的解法和哈纳德的解法存在着显见的区分。哈纳德直接承认了塞尔的形式符号系统不能产生意义的结论,而代之以一个杂合了形式符号系统和人工神经网络的专用符号系统来生成意义;而本书则试图证明,纯粹的形式符号系统也能产生意义。

本书应用侯世达(Douglas Hofstadter)的同构与分层理论来解决形式系统的意义获取难题。侯世达认为,形式系统的意义的产生,来源于形式系统与现实世界的同构。虽然形式符号最初并没有意义,但是当它们与世界存在同构关系的时候,意义就产生。并且意义可以具有多个层次,哪个层次的符号系统与世界存在同构,就具有哪个层次的意义。那么,什么是同构?根据本书援引的侯世达的观点,同构有两层含义,一是功能上的同一,二是意味着一种递归同一性。在侯世达看来,形式系统是一个层级式的结构,不仅分为硬件层和软件层,而且存在低层与高层之间的多个中间层。层次与层次之间没有明显的界限,它们相互缠绕、相互影响。但在这些缠结层之下,还存在着一个不受干扰的层次,它控制着缠结层的运行。如果系统可以自我修改规则,就可以让缠结层和不受干扰的层次构成一个新的缠结层,从而让一个新的不受干扰层次控制它们,形成超缠结。以此类推,就构成了一个递归结构。侯世达将其称之为怪圈。正是从这种怪圈中产生了意义。因此,根据侯世达的层次与同构理论,形式符号系统内部可以区分出多个层次,从形式到非形式,从句法到语义,不过是不同层次的描述而已,意义是从低层次到高层次逐级涌现出来的。这样,本书就打破了形式系统与非形式系统之间的鸿沟,呈现了意义从形式系统中涌现的过程。

不过,侯世达作为一个人工智能领域的非主流派,认为迄今为止的人工智能都走错了方向,从而误将程序当成了智能,因此他并不认可任何一种现存的人工智能系统具有真正的智能。那么,时至今13,当前主流的深度学习或多层神经网络是否满足侯世达的要求呢?如果不满足,我们如何设计新的人工智能方案以实现侯世达所说的可以产生意义的怪圈呢?我们需要的仅仅是算法上的改进,还是整个技术进路的重新设计,抑或是硬件层次的革命?这些问题,仍然有待我们进一步探索。

结语

总体而言,本书对于计算主义中心难题(即形式系统的意义获取)的诊断是极其富有洞见的。这一难题触及了计算主义纲领的内核,它的解决与否,关系着计算主义纲领的前途命运。本书重新发掘了长期在学界被忽视的侯世达的同构与分层的理论,提出了一种对意义如何涌现于形式符号系统的新论证。这一思路非常新颖和另类,也可以启发我们进一步思考人工智能的设计思路。对于任何关注计算主义纲领的核心问题的研究者而言,这都是一部值得用心研读的著作。

【参考文献】

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How Does Meaning Emerge from Formal System ?

— — A Review Computationalism and Its Theoretical Difficuhies

XIA Yong——hong

(School of Public Administration,South China Normal University,Guangzhou 5 10006,China)

Abstract:C0mputati0nalism,the mainstream research program in cognitive science and philosophy of mind,is fa—

cing more and more challenges in recent years.Computationalism and its Theoretical Difficulties,a book written by

Professor Li Jianhui and others,through rethinking the history of c0mputationalism,draws a conclusion that the

central problem of c0mputati0nalism is the meaning acquisition of formal system. Based on Douglas Hofstadter’S

theory ,this book presents a new argument on how meaning emerges from formal symbol system.This novel and a1.

ternative idea can inspire US to further examine the design idea of artificial intelligence.

Key words:computationalism;formal system;meaning acquisition;Douglas Hofstadter;Gtidel argument;Chinese

house argument

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