泰勒斯说“万物的本原是水”;毕达哥拉斯说“万物的本原是数”;德谟克利特说“万物的本原是原子”;到了如今这个计算机时代,计算机科学家们站出来说“万物的本原是计算”。
控制论的创始人维纳(Norbert Weiner)在1948年的《控制论》(Cybernetics)中提出宇宙的基本构件是信息的传递,而不是能量。麻省理工学院的计算机科学家弗雷德金(Edward Fredkin)将这一思想发扬光大,在20世纪80年代早期提出了他的“新物理学理论”,认为宇宙由最基本的计算软件构成。终极的实在不是粒子或力,而是根据计算规则变化的数据比特。世界是由一份一份的信息构成,宇宙是离散的而不是连续的。弗雷德金热情地宣称:“在这世界中,没有什么是像比特这样具体的构件,它比光子或电子更具体,它不是实在的模仿,它不是假扮实在的东西,它就是实在。宇宙是一部巨型的计算装置,任何自然事件都是在自然规律作用下的计算过程。现实世界的多样性不过是算法的复杂程度不同的外部表现。从虚无到存在,从非生命到生命,从感觉到思维,整个世界的演化,实际上都是一个计算复杂性不断增加的过程。”诺贝尔物理奖获得者费曼(Richard Feynman)在1981的一篇论文里也表达过类似的观点。
同时供职于密歇根大学和圣塔菲研究所(Santa Fe Institute)的学者约翰•霍兰德(John Holland)在其1998年的著作《涌现》中,提出“受限生成过程”模型。他认为,世界上的很多现象本质上都是“复杂适应系统”,而具有可变结构的受限生成过程再加遗传算法可能就是这类系统的一般性解释。很显然,霍兰德是试图用一种通用的算法来解释世界。在他的眼里,世界也是一个计算过程。
宇宙的万事万物都是计算,那其中最具特色的生命也是计算吗?
生命的最大的特征是能够思维。尽管人们对于人脑的结构还远不清楚,但人类却很早就从计算的视角审视人的思维本质了。最早涉足的是哲学家。拉美利特曾简单的认为,人是机器,人脑是机器的一个部件;洛克曾把思维的本质看作是计算;莱布尼兹也认为,一切思维都可以看作是符号的形式操作的过程。真正把思维理解为计算并付诸实施的是计算机领域的科学家。1950年图灵在《心》(Mind)杂志上发表了一篇题为“计算机器与智能”的文章,开篇就写道:“我准备考虑这样一个问题:机器能思维吗?”在这篇文章中,他提出了著名的“图灵检验”的思想,以说明机器能够像人一样具有智能。图灵认为,人的大脑应当被看作是一台离散态机器。尽管大脑是由粘糊糊的“凉粥”一样的物质组成,电子计算机是由生硬的金属物质组成,但它们的本质则是相同的。离散态机器的行为原则上能够被写在一张行为表上,因此与思想有关的大脑的每个特征也可以被写在一张行为表上,因而能被一台计算机所仿效。在该论文中,图灵详细论证了思维的计算本质,并批驳了反对机器能够思维的多种可能的意见。他坚信人脑不会超越图灵机模型。
的确,图灵机可以极其巧妙的模仿人脑。人有记忆,图灵机有内部状态,就是其记忆。人有情绪和喜怒哀乐,这只不过对应于图灵机不同的规则而已。人能学习,图灵机虽然在运行中是不能改变其程序的,但是却很有可能激活了它的某个内部状态,导致其行为发生了本质变化,这样给它相同的输入,它给出了完全不同的输出,这就是学习。
在图灵的影响下,麦卡锡(J. McCarthy)、明斯基(M. L. Minsky)、西蒙(H. A. Simon)和纽厄尔(A. Newell)等人开创了人工智能这样一门新的学科。人工智能是认知科学与计算机相互交叉的学科。此后经过多年的努力,物理符号系统假说、心灵的表征计算理论等也相继提出。这些学说的共同特点都是把思维的本质看作是计算,把思维看作是一种信息加工过程。尽管符号学派后来受到联结主义和基于行为的人工智能学派的挑战,但思维的本质是计算这一基本的人工智能假说并没有被抛弃。
目前我们用计算机进行的辅助设计、翻译、检索、绘图、写作、下棋、机械作业等方面的发展,已经向计算机的智能化迈进了一步。世界头号国际象棋大师卡斯帕罗夫在1997年向IBM公司的超级计算机“深蓝”的俯首称臣,让人脑第一次尝到了在电脑面前失败的滋味。但是,冯•诺伊曼型计算机在认字、识图、听话及形象思维方面的功能特别差,跟人脑无法比拟,这又促使生命科学家对人脑进行进一步的研究,而计算机科学家们则对其研究成果进行借鉴。近年来,各国学者开展人工神经网络的研究,向计算机的智能化迈出了重要的一步。有学者猜测,智能计算机的构成,可能就是作为主机的冯•诺依曼机与作为智能外围的人工神经网络的结合。同时,目前至少有三种技术有可能引发全新的革命,它们是光子计算机、生物计算机和量子计算机。人们普遍认为智能计算机将像穆尔定律 的应验那样必然出现。提出这一定律的Intel公司名誉董事长戈登•穆尔本人也同意这一看法,他认为“硅智能将发展到很难将计算机和人区分开来的程度。”但是计算机智能不会到此为止。许多科学家断言,机器的智慧会迅速超过爱因斯坦和霍金(Stephen Hawking) 的智慧之和。霍金预言:“就像人类可以凭借其高超的捣弄数字的能力来设计计算机一样,智能机器将创造出性能更好的计算机。
控制论的创始人维纳(Norbert Weiner)在1948年的《控制论》(Cybernetics)中提出宇宙的基本构件是信息的传递,而不是能量。麻省理工学院的计算机科学家弗雷德金(Edward Fredkin)将这一思想发扬光大,在20世纪80年代早期提出了他的“新物理学理论”,认为宇宙由最基本的计算软件构成。终极的实在不是粒子或力,而是根据计算规则变化的数据比特。世界是由一份一份的信息构成,宇宙是离散的而不是连续的。弗雷德金热情地宣称:“在这世界中,没有什么是像比特这样具体的构件,它比光子或电子更具体,它不是实在的模仿,它不是假扮实在的东西,它就是实在。宇宙是一部巨型的计算装置,任何自然事件都是在自然规律作用下的计算过程。现实世界的多样性不过是算法的复杂程度不同的外部表现。从虚无到存在,从非生命到生命,从感觉到思维,整个世界的演化,实际上都是一个计算复杂性不断增加的过程。”诺贝尔物理奖获得者费曼(Richard Feynman)在1981的一篇论文里也表达过类似的观点。
同时供职于密歇根大学和圣塔菲研究所(Santa Fe Institute)的学者约翰•霍兰德(John Holland)在其1998年的著作《涌现》中,提出“受限生成过程”模型。他认为,世界上的很多现象本质上都是“复杂适应系统”,而具有可变结构的受限生成过程再加遗传算法可能就是这类系统的一般性解释。很显然,霍兰德是试图用一种通用的算法来解释世界。在他的眼里,世界也是一个计算过程。
宇宙的万事万物都是计算,那其中最具特色的生命也是计算吗?
生命的最大的特征是能够思维。尽管人们对于人脑的结构还远不清楚,但人类却很早就从计算的视角审视人的思维本质了。最早涉足的是哲学家。拉美利特曾简单的认为,人是机器,人脑是机器的一个部件;洛克曾把思维的本质看作是计算;莱布尼兹也认为,一切思维都可以看作是符号的形式操作的过程。真正把思维理解为计算并付诸实施的是计算机领域的科学家。1950年图灵在《心》(Mind)杂志上发表了一篇题为“计算机器与智能”的文章,开篇就写道:“我准备考虑这样一个问题:机器能思维吗?”在这篇文章中,他提出了著名的“图灵检验”的思想,以说明机器能够像人一样具有智能。图灵认为,人的大脑应当被看作是一台离散态机器。尽管大脑是由粘糊糊的“凉粥”一样的物质组成,电子计算机是由生硬的金属物质组成,但它们的本质则是相同的。离散态机器的行为原则上能够被写在一张行为表上,因此与思想有关的大脑的每个特征也可以被写在一张行为表上,因而能被一台计算机所仿效。在该论文中,图灵详细论证了思维的计算本质,并批驳了反对机器能够思维的多种可能的意见。他坚信人脑不会超越图灵机模型。
的确,图灵机可以极其巧妙的模仿人脑。人有记忆,图灵机有内部状态,就是其记忆。人有情绪和喜怒哀乐,这只不过对应于图灵机不同的规则而已。人能学习,图灵机虽然在运行中是不能改变其程序的,但是却很有可能激活了它的某个内部状态,导致其行为发生了本质变化,这样给它相同的输入,它给出了完全不同的输出,这就是学习。
在图灵的影响下,麦卡锡(J. McCarthy)、明斯基(M. L. Minsky)、西蒙(H. A. Simon)和纽厄尔(A. Newell)等人开创了人工智能这样一门新的学科。人工智能是认知科学与计算机相互交叉的学科。此后经过多年的努力,物理符号系统假说、心灵的表征计算理论等也相继提出。这些学说的共同特点都是把思维的本质看作是计算,把思维看作是一种信息加工过程。尽管符号学派后来受到联结主义和基于行为的人工智能学派的挑战,但思维的本质是计算这一基本的人工智能假说并没有被抛弃。
目前我们用计算机进行的辅助设计、翻译、检索、绘图、写作、下棋、机械作业等方面的发展,已经向计算机的智能化迈进了一步。世界头号国际象棋大师卡斯帕罗夫在1997年向IBM公司的超级计算机“深蓝”的俯首称臣,让人脑第一次尝到了在电脑面前失败的滋味。但是,冯•诺伊曼型计算机在认字、识图、听话及形象思维方面的功能特别差,跟人脑无法比拟,这又促使生命科学家对人脑进行进一步的研究,而计算机科学家们则对其研究成果进行借鉴。近年来,各国学者开展人工神经网络的研究,向计算机的智能化迈出了重要的一步。有学者猜测,智能计算机的构成,可能就是作为主机的冯•诺依曼机与作为智能外围的人工神经网络的结合。同时,目前至少有三种技术有可能引发全新的革命,它们是光子计算机、生物计算机和量子计算机。人们普遍认为智能计算机将像穆尔定律 的应验那样必然出现。提出这一定律的Intel公司名誉董事长戈登•穆尔本人也同意这一看法,他认为“硅智能将发展到很难将计算机和人区分开来的程度。”但是计算机智能不会到此为止。许多科学家断言,机器的智慧会迅速超过爱因斯坦和霍金(Stephen Hawking) 的智慧之和。霍金预言:“就像人类可以凭借其高超的捣弄数字的能力来设计计算机一样,智能机器将创造出性能更好的计算机。