意義如何湧現於形式系統

意義如何湧現於形式系統

— — 評《計算主義及其理論難題研究》

夏永紅

(華南師範大學公共管理學院，廣州510006)

摘要：計算主義是認知科學和心靈哲學中的主流研究綱領，但在近年來面臨著越來越嚴峻的挑戰。李建會教授等人合著的《計算主義及其理論難題研究》一書，通過審理計算主義的歷史，將計算主義的難問題歸結為形式系統的意義獲取。該書基於侯世達的同構與分層的理論，提出了一種對意義如何湧現於形式符號系統的新論證。這一思路非常新穎和另類，也可以啟發我們進一步思考人工智慧的設計思路。

關鍵詞：計算主義；形式系統；意義獲取；侯世達；哥德爾論證；中文屋論證

原發期刊：科學技術哲學研究 2017年12月 第34卷，第6期

自20世紀60年代以來，計算主義曾長期是認知科學和心靈哲學中的主流研究綱領。它的主要觀點是，心靈是一個(圖靈式)計算系統，我們的全部(起碼是部分)心智過程，諸如推理、決策、問題解決、知覺、語言行為甚至意識過程，都可以通過計算過程來刻畫。但在80年代以後，由於聯結主義、新行為主義、生態進路、動態進路、具身認知和生成認知等新一代認知科學綱領開始興起，計算主義在解釋意向性、感受質(qualia)、現象意識和自由意志等問題時面臨著嚴重的困難，以及實用主義、現象學等思想傳統逐漸介入認知科學中來，基於圖靈機模型的計算主義綱領遇到了越來越多的挑戰。在這種境況下，計算主義作為一個研究綱領，其難題越積越多，甚至面臨著退化的危險。然而，計算主義的支持者也在不斷地回應這些挑戰，修正既有的觀點，調整辯護策略，甚至更新對計算的定義，試圖讓計算主義的研究綱領恢復活力。由李建會教授等人合著的《計算主義及其理論難題研究》，ul通過審理計算主義的歷史，直面計算主義的難問題，最終提出了一個新的辯護方案。我們可以將其視為振興計算主義綱領的一個最新嘗試。

一、計算主義的中心難題

要全面羅列出計算主義所面臨的全部難題，很可能會陷入到漫無邊際的窘境；而如果要對這些難題做出恰當的類型劃分，更是可能會毫無頭緒，一籌莫展。在計算主義的經典文獻《計算機器與智能》中，圖靈概括了九種對人工智慧(同時也是對計算主義)的反對意見。l2《斯坦福哲學百科全書》先後在線出版了兩個版本的「心靈的計算理論」詞條，在第一個版本中，赫斯特(StevenHorst)羅列了九種針對計算主義的批評，然而，這些批評相互重疊之處頗多，分類顯得頗為凌亂。比如第一種批評「句法是否能說明語義」與第四種批評「計算對於理解是否充分」，如果將語義內容等同於理解(比如塞爾)，那麼這兩種批評實際上就是同一的。在新版詞條中，雷斯克拉(MichaelRescorla)刪繁就簡，將各種詰難進一步概括五種：瑣屑性論證(trivialityargu—ments)、哥德爾不完全性論證、計算建模的限制(1imitsofcomputationalmodeling)、時間性論證、具身認知。_4然而，這五種詰難之問存在著什麼樣的關聯，哪些批評只是針對計算主義綱領的保護帶，哪些批評則觸及了計算主義綱領的硬核，雷斯克拉並沒有為我們做出評估。

《計算主義及其理論難題研究》一書的主要貢獻之一就是試圖對針對計算主義的各種詰難進行梳理，釐清諸多難題中的差異和共性。應該指出，本書並未簡單羅列針對計算主義的所有批評，因為這既不可能——文獻浩如煙海，也不必要——大多數批評並未擊中要害，而是針對四種影響最大的挑戰做了回應。這些挑戰包括：哥德爾不完全性定理論證、基於意向性的批判、意識的難問題、「4E十S」的挑戰。本書認為意識的難問題並未駁倒計算主義，而「4E+S」更多地可以視為對計算主義的拓展和補充，真正的挑戰來自哥德爾不完全性論證和塞爾的「中文屋論證」，而這兩種挑戰最終又歸結為一個中心難題：形式系統及其意義獲取。對這個中心難題的處理，正是本書最大的創新之處。

本書除去導論和結語之外，共計八章。第一章回顧了計算主義的歷史，對於那些還不太了解計算主義的讀者，這部分的內容可以視為一份簡明扼要的入門導引。第二章梳理了計算主義面臨的難題，後面六章則分別就計算主義面臨的各種難問題一一進行了回應。其中，第三章和第四章分別剖析了哥德爾論證和中文屋論證，第五章是本書的重點章節，處理了意義如何湧現於形式系統的難題，第七章試圖通過丹尼特的多重草稿機制解決意識的難問題對計算主義的挑戰，而第八章則評估了4E等新一代認知科學與基於計算主義的第一代認知科學的關係。我們在此不準備對第七章的內容做太多討論，因為心靈中最重要的智能和意向性的模擬並不需要以現象意識的實現為條件，所以意識的難問題的解決與否，對心靈的計算理論和人工智慧中的大多數議題都是不太相關的。此外，筆者非常贊同本書第八章提出的這一觀點，即4E可以視為對計算主義的補充而非詰難，事實上，通過進一步擴展對計算的定義——比如克拉克(AndyClark)的動態計算，完全可以在計算主義的框架內引入4E的觀點。但限於篇幅，本文也不準備討論關於4E的章節。以下，筆者將重點評論本書中最重要的第三、四、五章。

二、對話哥德爾和塞爾

本書第三章分析了基於哥德爾不完性定理對計算主義的種種反駁。哥德爾定理的本義在於揭示形式系統本身的局限，它指出，任何包含初等數論在內的一致的形式系統，都存在著自身不可判定的命題，即該命題既不能被證明也不能被否證。由於計算機本身就是一種形式系統，哥德爾定理的斷言就可以應用到計算機之上，從而論證計算機以及人工智慧的功能局限性。實際上，圖靈早在《計算機器與智能》中，就已經預測到了基於哥德爾定理對人工智慧的反駁，並對此做了簡單的回應。在他看來，雖然哥德爾定理證明了機器的有限性，但是沒有證據表明人類智能不受制於這種有限性，畢竟人類自己犯的錯誤已經夠多了。但圖靈對此的回應只有隻言片語，並不妨礙後來的盧卡斯和彭羅斯重新從哥德爾定理出發批判了人工智慧。在盧卡斯看來，人的心靈具有超越機器的能力，形式系統內不能證明一個命題為真，但人卻可以憑藉知覺看出這個命題為真。因此，人心是不能被機器所解釋或模擬的。彭羅斯深化和拓展了這一論證，他使用與哥德爾定理等價的圖靈停機問題來論證這一問題。而對於人心何以超越機器，彭羅斯也補充了更多的論證。他提出了意識的量子理論，認為人腦中存在某種微管，其中存在的量子相干效應，是產生意識的原因。因此他得出結論，人心並不是計算的，從而難以被形式系統所把握。這些論證大都為人所熟知，但哥德爾本人的觀點又是什麼?他是否贊同對哥德爾定理的這種應用?本書根據王浩晚年所著的《邏輯之旅》，為我們呈現哥德爾在這方面的觀點。哥德爾持有一種柏拉圖主義的觀點，認為概念和數學對象都是客觀存在的實體，甚至還存在和頭腦相分離的心靈。他相信人的理性的至善至美，如果存在人心不可判定的數論問題，必然與人的理性的完善性相悖。本書認為，哥德爾的論證完全基於出自一個非理性的執念，即存在與物質分離的心靈，心靈勝於一切機器。雖然哥德爾定理是嚴謹和正確的，但是當哥德爾將這一定理帶人哲學領域之後，他的結論是荒唐的。

要反駁哥德爾論證，一般而言有兩種策略，第一種策略是斷言人心也不過是形式系統，並不會必然勝於機器，第二種策略是斷言足夠複雜的機器並不僅僅是形式系統，所以機器勝於人心並非不可能。圖靈無疑採取了第一種策略，而本書實際上採取了第二種策略。根據本書的觀點，將計算主義等同於形式主義，認為計算的就是形式的，相反，計算系統就是形式系統，這都是不準確的理解。計算系統是形式系統與非形式系統的結合，計算也不僅是形式的，而且也包含了語義屬性。然而，這些觀點如果要成立，就必須駁倒塞爾的中文屋論證。

這裡涉及現象意識是不是原初意向性的問題，如果現象意識是原初意向性，則要實現智能就必須實現現象意識。最近幾年來，興起了一種認知現象學，它將現象意識視為原初意向性。筆者對這一觀點並不贊同，但限於篇幅不擬進一步討論。

本書第六章的內容正是要找出塞爾的錯謬之處。在所有反計算主義的論證中，塞爾的中文屋論證可能是最具影響的一個。塞爾假想自己被關在一個密閉的房間里，有一個窗口可以傳遞寫有漢語問題的字條，屋裡只有一本英文說明書，可以根據漢語問題中的漢字的字形，給出相應的答案。當答案被遞出窗外之後，在窗外的人看來，中文屋中的塞爾似乎是懂漢語的。塞爾認為，計算機就如中文屋中的塞爾一樣，即便它通過了圖靈測試，它也只是根據純粹的句法進行操作，卻並不理解符號的意義，也並不具有真正的意向性。

塞爾的這個論證存在三個前提：計算機程序是形式的(句法的)；人類心靈具有心理內容(語義的)；句法本身對語義並非是構成性的，也並非是充分的。他基於這三個前提，最終得出結論：「程序對於心靈而言既非構成性的也並非是充分的。」本書行文最為激越的地方，正是對塞爾這一論證的批駁。根據本書的分析，塞爾的中文屋論證存在三個關鍵性的錯誤：前提錯誤、概念混淆和結論錯誤。需要指出的是，本書所概括的前提和塞爾本人提供的不盡一致，而是借用了丹尼特的剖析：

(1)程序是純形式的(句法的)；

(2)句法對於語義是不充分的；

(3)只有心靈具有語義內容。

但這裡所謂的前提(3)實際上在中文屋論證中並非作為一個前提，它至多只能算是中文屋論證的推論。但無論如何，我們可以將其視為塞爾的一個根本立場。根據他所謂的生物學自然主義，意向性並非一種具有多重可實現性的功能，而是依賴於其自然因果基礎，因此，人的大腦很可能是意向性的唯一載體。但本書並未對他的生物學自然主義著墨太多，而主要講批判的矛頭對準了另外兩個前提。根據丹尼特的觀點，塞爾的前提(1)和(2)的錯誤都在於，忽視了程序的執行過程。只有對於未執行的程序，才能說句法不足以產生語義，但當程序執行之後，它便獲得了足夠的因果效力，程序也不再是純形式的，從而可以產生語義內容。

然而，程序的執行如何就產生了語義內容呢?

三、意義源於同構與分層

本書最重要的內容，即在於論證形式系統如何產生語義。正如本書所言，「形式系統能否和如何獲取意義的問題是計算主義綱領成立與否的關鍵」(P135)。實際上，這一問題在某種程度上等價於哈納德(StevanHarnad)提出的著名的符號奠基問題(thesymbolgroundingproblem)：「形式符號系統的語義解釋如何可以內在於系統，而不是依賴於我們頭腦中的意義?那些僅僅基於它們任意的形狀而被操作的無意義的符號標記，如何奠基於其他事物而非另外一些無意義的符號?」_8但是，本書的解法和哈納德的解法存在著顯見的區分。哈納德直接承認了塞爾的形式符號系統不能產生意義的結論，而代之以一個雜合了形式符號系統和人工神經網路的專用符號系統來生成意義；而本書則試圖證明，純粹的形式符號系統也能產生意義。

本書應用侯世達(Douglas Hofstadter)的同構與分層理論來解決形式系統的意義獲取難題。侯世達認為，形式系統的意義的產生，來源於形式系統與現實世界的同構。雖然形式符號最初並沒有意義，但是當它們與世界存在同構關係的時候，意義就產生。並且意義可以具有多個層次，哪個層次的符號系統與世界存在同構，就具有哪個層次的意義。那麼，什麼是同構?根據本書援引的侯世達的觀點，同構有兩層含義，一是功能上的同一，二是意味著一種遞歸同一性。在侯世達看來，形式系統是一個層級式的結構，不僅分為硬體層和軟體層，而且存在低層與高層之間的多個中間層。層次與層次之間沒有明顯的界限，它們相互纏繞、相互影響。但在這些纏結層之下，還存在著一個不受干擾的層次，它控制著纏結層的運行。如果系統可以自我修改規則，就可以讓纏結層和不受干擾的層次構成一個新的纏結層，從而讓一個新的不受干擾層次控制它們，形成超纏結。以此類推，就構成了一個遞歸結構。侯世達將其稱之為怪圈。正是從這種怪圈中產生了意義。因此，根據侯世達的層次與同構理論，形式符號系統內部可以區分出多個層次，從形式到非形式，從句法到語義，不過是不同層次的描述而已，意義是從低層次到高層次逐級湧現出來的。這樣，本書就打破了形式系統與非形式系統之間的鴻溝，呈現了意義從形式系統中湧現的過程。

不過，侯世達作為一個人工智慧領域的非主流派，認為迄今為止的人工智慧都走錯了方向，從而誤將程序當成了智能，因此他並不認可任何一種現存的人工智慧系統具有真正的智能。那麼，時至今13，當前主流的深度學習或多層神經網路是否滿足侯世達的要求呢?如果不滿足，我們如何設計新的人工智慧方案以實現侯世達所說的可以產生意義的怪圈呢?我們需要的僅僅是演算法上的改進，還是整個技術進路的重新設計，抑或是硬體層次的革命?這些問題，仍然有待我們進一步探索。

結語

總體而言，本書對於計算主義中心難題(即形式系統的意義獲取)的診斷是極其富有洞見的。這一難題觸及了計算主義綱領的內核，它的解決與否，關係著計算主義綱領的前途命運。本書重新發掘了長期在學界被忽視的侯世達的同構與分層的理論，提出了一種對意義如何湧現於形式符號系統的新論證。這一思路非常新穎和另類，也可以啟發我們進一步思考人工智慧的設計思路。對於任何關注計算主義綱領的核心問題的研究者而言，這都是一部值得用心研讀的著作。

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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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