机器与思维 [复制链接]

第5版()
专栏：

　　机器与思维
　　吴允曾
二十世纪四十年代出现了自动电子计算机。这种工具是用来进行数值计算的。后来人们发现这种机器还能够进行逻辑运算①。于是逐渐应用它来进行一些数值计算以外的工作，如翻译与证明定理等。这样就出现了下列的一些问题：计算机在模拟人的思维过程方面有没有限度？如果有的话，这一界限在哪里？这些问题不仅是工程技术的问题，而且是哲学问题。
在本文中，我主要谈谈计算机在模拟数学思维（即计算与证明）时的一些问题，并附带涉及其他一些问题。
　　一
如所周知，电子计算机在进行一项计算时，只能依照一个事先编好的方案来进行。也就是说，要事先确定了先做哪一步，后做哪一步，然后机器才能够依照这个顺序一步一步地去做。没有这样一个事先编好的方案，计算机是什么也做不了的。这样的方案，在计算技术的术语中称作“程序”。在早期程序是由人编的。而编程序是一项很繁重的工作。近十年来，则有了使机器编程序的方法。当一个计算问题给定时，先由数学工作者编出一个计算方案，然后由电子计算机把这一方案变成机器上的程序。电子计算机在进行这一工作时，自然必须依据一个程序来做。这一程序称作“编译程序”。这样的程序要由人预先编好。这是一种很复杂的程序，通常是由几千条指令组成的。
至于电子计算机何以能够完成这项工作，则只需指出，它编程序的过程（即所谓“程序自动化”）实际上是把用一种语言写成的指令翻译成用另一种语言写成的指令。现在的做法是，先用一种特定的符号语言（称作“算法语言”）②写出计算方案，然后再由电子计算机将它译成由机器的指令构成的程序。因之程序自动化可以看作是符号语言之间的机器翻译，即由算法语言到机器语言的翻译。
从以上所说的可以看出，计算的自动化已有了很大的进展。近年来把编程序的工作也自动化了。但我们必须注意一个重要事实，即程序自动化只是部分的自动化。如所周知，编程序的工作可以分为两部分：第一部分是选择合适的计算方法并作出计算方案；第二部分则是将这一计算方案译成用机器语言表达的程序。程序自动化只是把第二部分自动化了。至于第一部分则仍旧要由人来做。目前看不出来如何能够使机器象人一样有效率地来选择计算方法和制定计算方案。
由于电子计算机只能依照事先编好的程序来进行工作，而在编程序的工作中总有一部分需要由人来做，这就说明了计算的自动化是有限度的。在计算这一领域中，认为将来可能出现可以完全代替人脑的机器的说法，是完全没有根据的。
　　二
现在，我们来谈数学证明机械化的可能性。这一可能性是一些数理逻辑学者最先提出来的。根据数学基础研究的结果，我们知道，在有些数学理论如初等代数与初等几何中，可以用一个机械方法来判定一个命题是否是一条定理，这样的理论称作“可判定的”。对于这些数学分支来说，理论上是可以造出一个判定机器的。但有的判定方法可能计算步骤太繁，以至于现代计算机上无法应用。有的人所找到的初等代数与初等几何的判定方法就是如此。
近几年来，在数学证明的机械化方面已有了一些进展。主要是用计算机证明了数理逻辑与初等几何的一部分定理。曾有人用计算机在九分钟内证明了罗素与怀悌海合著的《数学原理》一书中三百五十条定理。
一般的数学理论，都可以表示在谓词演算中，就是说，一门数学可以用数理逻辑的语言来表达。谓词演算的定理证明的机械化，是数学证明机械化的关键。
目前用机器证明谓词演算的定理所采用的方法之一，是用艾尔勃朗的一个定理。根据这一定理，我们用一个方法将任一谓词公式不断地展成一个命题公式，若原来的谓词公式是一条定理，则在有穷步内可以得到一个必真的命题公式（所谓命题公式，就是表达由“如果……则”、“或者”、“并且”等连接词连接起来，而不包含“所有”、“有些”等量词的命题的公式。谓词公式则是包含有量词的公式。）。这一定理提供了一个证明谓词演算的定理的方法。由于命题演算是可判定的，所以对每一步得到的展开式都有方法判定其真假。但如果原来的谓词公式不是定理，则每一步得到的都不是一必真公式，然而以后又不知道能不能得到，从而在有穷步内将不能得出确定的结果。
值得注意的是，目前已经能利用机器证明的只是数理逻辑与初等几何的一部分定理，而对于数理逻辑中一些比较复杂的命题的证明，目前已经找到的几种算法都是无能为力的。这是因为需要计算机进行的运算太多，计算的时间太长，从而在实际上是不能用的。最后，象数学计算一样，在编制证明程序时，需要先由人作出证明方案，完全不要数学工作者参与是不可能的。这说明在证明定理方面，机器不可能完全代替人，更不用说什么比人更聪明的机器了。
　　三
国外那些夸大电子计算机的性能、宣扬将来可能出现比人更聪明的机器的人喜欢谈“学习机”。他们说，虽然通常的计算机只能依照事先编好的程序来工作，但具有学习能力的机器则不同，它能够“学习”。
我们现在来看一下“学习机”的一个具体例子。一九六二年在慕尼黑召开的关于信息加工的国际会议上，有的数学家报告了一种学习机。这种机器是用来“学习”辨别哪些俄文句子是有意义的，而哪些是没有意义的。对于这部机器而言，每个句子都具有下列形式：主词，动词，受词。这个机器中存有一部一百个词的俄文字典，其中有七十个名词和二十个动词。首先使机器不断地利用给定的一百个词造出一些句子（机器在开始阶段构造出来的将是一些没有意义的字组），机器每造出一个句子后，就打印出一个问题，问那个句子是否有意义。这时程序设计师必须给以正确的回答。机器就这样不断地造句，不断地打印出来，问是否有意义。据这位数学家说，机器逐渐就“学会”辨别哪些句子是有意义的。
所谓学习机，大致就是这样的机器。前些年，还有人制成一种能走迷宫的机器。这是一种模拟动物的学习过程的机器。看起来，使机器模拟动物或人类的某些比较简单的学习过程是可能的，但绝不能使机器能模拟人类的一切学习过程。至于机器通过学习变得比人更聪明的可能性就更谈不到了。
　　四
以上我们主要是从技术方面说明，那些认为计算机将来可能完全代替人脑的说法是完全没有根据的。但这不仅是技术问题，而且是世界观问题。现在我们简单说明一下，这种说法在认识论上的错误。
从马克思主义哲学的观点来看，这一说法的主要错误在于把机械的、生物的以至心理的性质混为一谈，否认物质存在的各种形式的质的特殊性，而把一切都归结为机械的。毛泽东同志在《矛盾论》中说：“对于物质的每一种运动形式，必须注意它和其他各种运动形式的共同点。但是，尤其重要的，成为我们认识事物的基础的东西，则是必须注意它的特殊点，就是说，注意它和其他运动形式的质的区别。”侈谈机器将来可能完全代替人脑的人就是抹杀了计算机的操作与人的思维之间的质的区别。计算机是电子的系统，它所能进行的操作是机械的，思维则是最复杂的物质——人脑的产物。利用计算机来模拟人的一些较简单的思维过程是可能的，并且还需要注意，人的思维的产生不仅在生理方面同高级神经系统的发展密不可分，而且同劳动也是紧密相联的，就是说，思维不仅是自然的产物，而且是社会的产物。利用计算机来模拟人的一些较简单的思维过程是可能的，但不能因此就说计算机的操作与人脑的活动是没有区别的。
那种认为计算机可以完全代替人脑，或者认为“机器能思维”的说法也还与美国的一个心理学流派——行为主义者有关。行为主义否认人的意识的实在性，而把心理现象都归结为有机体所受刺激的生理反应。这是一种机械论的观点，是荒谬的。
那些侈谈机器可能代替人脑甚至可能比人更聪明的人，在人与物的关系问题上也犯了严重错误。毛泽东同志在《论持久战》一文中指出：“武器是战争的重要的因素，但不是决定的因素，决定的因素是人不是物。”虽然毛泽东同志在这里是就军事问题讲的，但这里却包含了一条带有普遍性的原理。飞机要人驾驶，火炮要人操纵，同样的，电子计算机是由人设计出来，并且归根到底需要人制定计算方案，才能进行计算。将来不可能有只有武器而没有士兵的军队，只有机器而完全没有工人的工厂，也不可能有从始至终不需要数学工作者参与的自动计算机！
“人是机器”的说法，关于比人更聪明的机器人的幻想，并不是什么新的东西，在历史上曾不止一次地出现过。但近年来随着电子计算机的产生而出现的有关机器可能代替人脑以至比人更聪明的说法，却是有其特殊的政治社会背景的。这种思潮是和目前帝国主义贬低人的作用，夸大技术作用的整个反动思潮相联系的。帝国主义妄图凭借它们所掌握的科学技术，对世界革命人民进行讹诈和欺骗，因而极力夸大自动控制技术的作用。这种思潮的另一来源则是资本主义国家的一部分科学家中间，近年来出现的一种对于人类前途的悲观主义的论调。这种论调说什么由于技术的发达，人类可能在一次未来的战争中毁灭，或机器可能奴役人类等等。这些说法自然都是毫无科学根据的。
总之，机器可能完全代替人脑以至比人更聪明的说法，在技术上是没有根据的，在哲学上是错误的，并且在政治上是反动的。
①所谓逻辑运算，就是象判定两个数是否相等这一类的运算。
②所谓算法语言，是一种专用来表达数学中各种各样的解题算法的符号语言。它是由一些数学中习用的记法，再加上一些逻辑概念构成的。这是一种介乎普通数学文献中的语言与机器指令所构成的语言之间的东西。这种语言不止一种。