1、 不确定 性原理 人工智能的哲学基础 作者： 孙二林 电邮： 日期： 2008 年 6 月 30 日 文章 编号： NNK2008-6-不确定性原理 .doc 讨论组： http:/ 不确定性原理 人工智能的哲学基础 第 2 页 共 78 页 目录 不确定性原理 . 1 目录 . 2 前言 . 3 、概念图 . 6 一、不确定性原理 . 10 二、上帝掷骰子 .11 三、宇宙坐标系 . 20 四、转化炉 . 31 五、进化网络 . 42 六、生命 . 51 七、人类 . 58 八、顶点 . 66 九、人工智能 . 74 不确定性原理 人工智能的哲学基础 第 3 页 共 78 页 前言 科学
2、大体可以分为三层，从下往上依次是：基础科学、应用科学、前沿科学。 人工智能 （及其近亲人工生命、机器人学） 属于前沿科学的范畴， 相对于已经发展了几百年的成熟的基础科学和应用科学，人工智能 仅有几十年历史，尚处于起步阶段，远未 形成 坚实的基础和 完整的架构 。 研究人工智能，应该从哪里入手？ 这是个问题。 它牵扯到另外一个问题：人工智能到底是什么？ 人工智能是一台计算机吗？ 是，又不仅仅是。 人工智能是一段程序吗？ 是，又不仅仅是。 显然，如果 只 了解计算机和程序， 那最多也就能组装一台电脑、编写一段代码，跟人工 智能还差得太远。 人工智能，不仅仅是一台机器，不仅仅是一段代码，甚至不仅仅是
3、一个数学模型。 人工智能之父图灵所创建的图灵机，准确地说是计算机的数学模型，它是实现人工智能的工具 和基础 ， 而 不是人工智能 本身 ；它 是实现人工智能的必要条件，而不是充分条件。计算机已经出现半个多世纪了，已经非常普及，但几乎所有人都不会认同：它就是人工智能。 我们对人工智能的理解，还远未达到可以进行数学建模的程度。 在 不能说清楚人工智能到底是个什么东西 之前 ，就开始建模甚至编程，未免太过草率。 科学，是一座 庄严 宏伟的大厦。这座大厦建得越高，承 载它的地基就需要挖得越深。 当科学大厦搭建到 人工智能 这一前所未有的高度时，无疑，它 的地基也 需要 挖掘到前所未有的深度。 人工智能
4、的下一层是什么？ 计算机科学、生命科学、语言学。 计算机科学、生命科学、语言学的下一层是什么？ 数学、物理学、逻辑学。 数学、物理学、逻辑学就是科 学大厦的最底层了吗？ 是的。 科学大厦再往下是什么？ 基 石 。 科学的基 石 是什么？ 哲学。 是的，哲学。如果我们要在人工智能的方向上走得更远， 就 必须 对哲学有着更深 刻 的理解。 不懂 哲学？ 错，我们每个人都 懂 哲学。 “人死 不能复生 ”，“世界是由原子组成的”，这就是哲学。 不确定性原理 人工智能的哲学基础 第 4 页 共 78 页 一般来说，中国 的研究人员（包括职业的和业余的） 容易犯两个错误： 第一， 搞科学的瞧不起搞哲学的
5、。 第二， 搞哲学的不懂科学。 其实呢，哲学与科学的关系如同基石与大厦的关系一样，只懂哲学不懂科学就没有高度，只 懂科学不懂哲学就没有深度。 历史上的科学巨匠如牛顿、爱因斯坦、图灵、玻尔，他们都对哲学有着超凡的理解力。同样，历史上的著名哲学家如康德、黑格尔，他们也直接推动了科学的进步。有的伟人既是哲学家又是科学家，例如：亚里士多德、罗素、莱布尼兹、笛卡儿（我思故我在）。 在西方，哲学与科学本来就是一体。比如爱因斯坦，从小就生活在西方哲学头脑的人群中（普通人群可能没有科学头脑，但不可能没有哲学头脑），十几岁就熟读几何、微积分以及 纯 粹 理性批判 等大多数科学家一辈子都没读过的哲学巨著， 他 二
6、十几岁能发表相对论， 那 不 是 没有关系 的 。 西方哲学和科学在向中国传输的过程中，被中国人有意识地一分为二 、 去粗取精 、 去前沿科学 应用科学 基础科学 数学 物理学 计算机科学 人工智能 人工 生命 化 学 脑科 学 机器人 学 哲学 逻辑学 语言学 生命科学 生物学 不确定性原理 人工智能的哲学基础 第 5 页 共 78 页 伪存真 、“ 去其糟粕 、 取其精华”了。精华无疑是指科学，而糟粕，就是那倒霉的哲学了。 所以，中国科学家往往只看到了地面以上的宏伟建筑，却看不到地面下的哲学基础。 中国人把西方哲学和科学一分为二断章取义，也不是 完全 没有道理的。 因为中国有五千年连绵不绝
7、的辉煌文明史， 形成了自己的一套完整、强大的传统哲学。 不管你是否特意上了传统哲学课，它都会由你的父母、师长 、书籍乃至生活习惯 潜移默化地灌输 给你。 传统哲学的存在，使得西方哲学难以生根 ，只能以外 来哲学的身份存在 。 中国人脑子里有一种特殊的中 式 哲学，这是坏事，也是好事。 如果它阻碍了对西方哲学的吸收， 那就是坏事 （对科学而言） ；如果它 能够宽容地接纳西方哲学，并与之和谐共存，那就是好事。 与现代科学技术日新月异的发展速度相比，哲学的发展是缓慢的 ，具有一定的保守性 ，但这并不等于它不发展。事实上，每 一 次 里程碑式的科学进步 特别是基础科学的 重大 进步，都是与哲学发展 相
8、互促进 的。 那么，最近的基础科学的 重 大 进步是什么呢？ 应该是量子力学 ，还有 后来的 混沌 。量子力学，终结了经典物理学，并揭开了现代物理学的序幕。 它 和混 沌一起， 彻底颠覆了传统宇宙观， 沉重打击了 统治 科学哲学 数百年之久的机械决定论。 量子力学也好，混沌也 罢 ，它们有一个共同的基本原理：不确定性原理。 量子力学中的不确定性原理的表述是： 粒子的速度的不确定性乘以粒子的位置的不确定性 ， 其值大于或等于普朗克常数 。 或者 说 ： 任意两个不对易 的 物理量不能同时被精确的测量 。 通俗讲就是薛定谔猫： 箱子中关着一只猫， 如果我们不去观察，箱子里的猫的死活就不确定；只有打
9、开箱子看一眼，猫的死活才会在这一瞬间确定 下来 。 混沌中的不确定性原理的表述是： 只有几个因素的简单确定性系统也 会 产生随机性的行为 ， 这种随机性是一种基本的性质 ， 搜集更多的信息并不能取消随机性 。 初始条件的十分微小的变化 ， 经过不断的放大 ， 对其未来状态会造成极其巨大的差别 。通俗讲就是蝴蝶效应 ：一 只 蝴蝶在 巴西 轻拍翅膀，可以导致一个月后 德克萨斯州 的一场龙卷风。 为什么量子力学和混沌都会建立在 名称 相同 表述 不同的“不确定性原理”之上？这仅仅是偶然，还是 有着深刻哲学含义的必然？ 如果说不确定性原理有着深刻的哲学含义，那么这种哲学到底是什么？ 如果我们能够掌握
10、这种奇怪的哲学，那么能否给 人工智能 的 研究注入一丝活力呢？ 本文的目的，就是 试图 从不确定性原 理入手， 更新我们的哲学 思想 ，以期为人工智能的研究提供帮助。 不确定性原理 人工智能的哲学基础 第 6 页 共 78 页 、 概念图 现代物理学 哲学 时间序列 宇宙有限 矛盾论、实践论 不确定性原理 重复 、 变异 不确定性原理 上帝掷骰子 实践骰子 、 认知骰子 宇宙坐标系 时间 、深度、广度 客观 、 主观 结构 、结构方案 骰子网络 维、界限、节点、连线 阶段、等级、实体 离散 、 连续 过去、现在、将来 实节点、虚节点 实结构、虚结构 后继、等级、平级 不确定性原理 人工智能的哲
11、学基础 第 7 页 共 78 页 进化 网络 转化炉 分叉 、 剪枝 进化 级数 进化 维 离散化的宇宙 炉芯、 炉膛 、炉壁 3 型 转化炉 4 型 转化炉 B 型 转化炉 2 型 转化炉 1 型 转化炉 A 型 转化炉 宇宙转化炉 0 型转化炉 当前节点 流向、 流量 、流速 进化流 内部网络、外部网络 层次 分布 创新、重组、 重复 向心、离心、切向 进化网络图 协同、竞争 合成、分解 组织、个体 不确定性原理 人工智能的哲学基础 第 8 页 共 78 页 人 类 生命 遗传、变异 5 型转化炉 产生、灭亡 出生、死亡 基因 实体、种群 记忆、变异 6 型转化炉 生产者、分解者、消费者
12、生物分类 无尺度网络 、分形 网络的尺度 性 教学、变异 产业 、组织、科学 家谱 进化的顶点 进化阶段、退化阶段 能量网、能量流 食物网、食物流 知识 网、 知识 流 物质网、物质流 基因网、基因流 价值网、价值流 不确定性原理 人工智能的哲学基础 第 9 页 共 78 页 顶点 人工智能 硅基非基因人工智能 硅基基因人工智能 量子人工智能 有形体无遗传 无形体有遗传 数据结构层 进化网络层 转化炉层 宇宙坐标系 -骰子网络层 界面层 机器人 程序 人工生命程序 不确定性原理 人工智能的哲学基础 第 10 页 共 78 页 一、 不 确定性原理 本文论述的主题是哲学中的不确定性原理，该原理的
13、 基础是 哲学 中的 矛盾论和实践论，以及 现代物理学 中的 不确定性原理。 哲学中的 矛盾 论是指：世界是 对立统一 的 。 请注意： 这里的矛盾是辩证法的矛盾，不等同 于逻辑上的矛盾。 哲学中的 实践论是指：实践和认知是对立统一的。 现代物理学中的不确定性原理是指：不确定性是事物的本质属性。 矛盾论加上不确定性原理可以推出：既然有不确定性，那么必定也有确定性，二者是对立统一的。由此得出哲学中的不确定性原理： 1 宇宙是由不确定性和确定性构成的 矛盾 体， 2 不确定性转化为确定性， 3 确定性限制不确定性。 不确定性原理共 3 句 话 ， 既相互补充又相互独立， 每一句都可以推出一个 基本
14、 概念。 先看第 1 句：宇宙是由不确定性和确定性构成的 矛盾 体。 确定性是什么？确定性就是重复性。 确定的必然是重复的，重复的 必然是确定的 。 重复的对立面是什么？变异 ，变异是不确定性的体现 。重复和变异又构成一对矛盾体。 重复和变异，既可以看成一种性质，又可以看成一种方法。 所以，第 1 句导出的概念是：宇宙是 用 重复和变异 的方法建成的 。 再看第 2 句：不确定性转化为确定性。不确定性转化为确定性，但没说确定性转化为不确定性，也就是说：这种转化是单向的。 因此，第 2 句导出的概念是：时间 序列 。 最后看第 3 句：确定性限制不确定性。 确定性限制不确定性意味着什么？意味着宇宙有限。 在什么方面是有限的？在所有方面都是有限的，因为所有方面都是由不确定性和确定性构成 的。 所以，不确定性原理导出以下 3 个推论： 1宇宙是用重复和变异的方法建成的， 2宇宙沿着单向的时间方向发展， 3宇宙是有限的。
