本世紀(jì)電腦科學(xué)的神速發(fā)展正極大地改變著社會(huì)。和工業(yè)革命使得人類的體力勞動(dòng)由機(jī)械來完成相并行，電腦似乎也能完成人類的大部分智力勞動(dòng)，于是不少人工智能專家進(jìn)而斷言，在一、二個(gè)世紀(jì)甚至更短的時(shí)間里，電腦便能實(shí)現(xiàn)人腦的所有功能，也就是說電腦不僅具有智慧，甚至還將要超越人腦。他們聲稱在電腦的算法變得足夠復(fù)雜時(shí)，它的痛苦和快樂、對(duì)美麗和幽默的鑒賞力以及意識(shí)和自由意志就會(huì)自然地涌現(xiàn)出來。人工智能專家盡管用了許多夸大的詞匯，試圖賦予電腦以這些可敬的品格，英國數(shù)學(xué)物理學(xué)家羅杰·彭羅斯在他的新著《皇帝新腦》中斷言，所有這一切只不過是幻影而已，正如安徒生的童話中的皇帝沒有穿衣服一樣，電腦沒有精神，沒有意識(shí)，沒有智慧，更沒有自由意志。

彭羅斯用來支持他斷言的論證是，用電腦算法來獲取真理的手段是太過局限了。這個(gè)論證和著名的哥德爾定理有著相同的價(jià)值。

本世紀(jì)初，德國數(shù)學(xué)家希爾伯特提出了一個(gè)非常宏偉的規(guī)劃。他認(rèn)為，任何形式系統(tǒng)的正確命題都可由一些不證自明的公理依邏輯學(xué)的規(guī)則推演出來。數(shù)學(xué)界甚至認(rèn)為公理化手段是嚴(yán)密科學(xué)所不可缺少的?？上Ш镁安婚L，一九三一年由奧地利邏輯學(xué)家哥德爾證明的一道定理表明，在任何一個(gè)形式系統(tǒng)中總存在數(shù)量多得多的由這種辦法既不能證明又不能證偽的正確命題。這也就是說，絕大多數(shù)的真理都是公理化的漏網(wǎng)之魚。

哥德爾的論證和德國數(shù)學(xué)家康托關(guān)于實(shí)數(shù)集合的不可列性的證明以及英國哲學(xué)家羅素的所謂的理發(fā)師佯謬(paradox，一譯“悖論”)是一脈相承的。羅素佯謬是說，某城市的一名男理發(fā)師要給并且只給該城所有不為自己刮胡子的男士刮胡子，那么他要為自己刮胡子嗎？如果他不為自己刮胡子，那么他就必須去刮自己的胡子。反過來，如果他為自己刮胡子，則他不應(yīng)該刮自己的胡子。這個(gè)佯謬是對(duì)亞里斯多德以來的邏輯學(xué)的巨大沖擊，也就是說，邏輯學(xué)不像通常以為的那樣是完全可以信賴的。后來羅素對(duì)這個(gè)問題作了一些修補(bǔ)，但是這些處理并未使人信服。

對(duì)希爾伯特規(guī)劃的粉碎性打擊正是人類的萬幸。如果一切真理都能被他的公理化系統(tǒng)一網(wǎng)打盡，或者說電腦能夠取代并進(jìn)而超越人腦，且不說電腦統(tǒng)治人類的境況有多么恐怖，只要想想如果真理能被公理化所窮盡，這個(gè)世界將是多么乏味也就可以了。我們?cè)趹c幸之際，不禁感懷歌德的先知：“一切理論都是灰色的，生活之樹常綠長青?！?/p>

人類要壟斷萬物之靈的桂冠，除了必須征服其創(chuàng)造物電腦的窺伺企圖之外，還得挑戰(zhàn)全知全能的造物主。

造物主自文明肇始即占有至尊的地位?？茖W(xué)的進(jìn)展使他的領(lǐng)地漸次縮小。自伽利略以來的科學(xué)傳統(tǒng)認(rèn)為，宇宙間的一切演化都由定律所制約。一旦邊界條件或初始條件給定，萬物就只能按照預(yù)定的方式發(fā)展而別無選擇。有時(shí)我們會(huì)喪失預(yù)言能力，那是因?yàn)閷?duì)初始條件了解的不精確引起的。而宇宙整體的初始條件即是所謂的第一推動(dòng)。通常把第一推動(dòng)歸因于宇宙外的超越時(shí)空的造物主。似乎造物主在進(jìn)行第一推動(dòng)后就不再干涉宇宙的事務(wù)了。但是宇宙是包容一切的，在它之外不存在任何東西，所以這里出現(xiàn)了一個(gè)明顯的佯謬。物理學(xué)由經(jīng)典理論向現(xiàn)代理論的蛻變，并沒有觸動(dòng)第一推動(dòng)的佯謬，而大爆炸宇宙論只不過將過去以為發(fā)生在無限久以前的創(chuàng)生時(shí)刻拉近到一百五十億年前左右的大爆炸時(shí)刻而已。而第一推動(dòng)問題反而由于宇宙年齡由無限縮短到有限而變得更加尖銳。

最近英國宇宙學(xué)家史蒂芬·霍金提出的無邊界宇宙模型把造物主僅余下的在宇宙創(chuàng)生時(shí)刻的作用也祛除了。根據(jù)他的理論，宇宙時(shí)空在某種含義上有點(diǎn)像四維的地球表面，它是有限的卻是無界的，既沒有開端又沒有終結(jié)。它就是存在。這種既自洽又自足的模型和無中生有的觀念不謀而合。既然宇宙是無終無始的、沒有邊界的，它就沒有為造物主留下進(jìn)行第一推動(dòng)的場合，也就是說造物主沒有存身之所?；艚饘?duì)引力論、天體物理和宇宙學(xué)的貢獻(xiàn)在當(dāng)代是首屈一指的，而他對(duì)無邊界宇宙模型最為偏愛。一些評(píng)論家認(rèn)為，因?yàn)樗睦碚撘辉俚赜|犯天威，甚至連他篤信上帝的發(fā)妻也無法容忍，遂導(dǎo)致二十多年婚姻的解體。無邊界宇宙模型美則美矣，但它本身并不具備非實(shí)現(xiàn)不可的威力。如果我們不能證明其存在性，則它仍然只不過是鏡花水月而已，這是一個(gè)未解決的問題。

人類在成功地祛除了造物主在宇宙演化甚至第一推動(dòng)的作用后，如果不枉擔(dān)萬物之靈的虛名的話，則還必須為自身的意識(shí)和自由意志尋求立足之地。這個(gè)任務(wù)更加艱巨得多。

事實(shí)上，幾百年來自然科學(xué)一直被籠罩在宿命論的陰影之下。牛頓曾經(jīng)在他的不朽著作《原理》的最后一卷的扉頁上寫下了雄心萬丈的一行字：“現(xiàn)在讓我來敘述世界的體系。”他的繼承人法國天文學(xué)家拉普拉斯更加發(fā)揚(yáng)光大了這個(gè)宿命論的世界體系。任何進(jìn)入自然科學(xué)領(lǐng)域的青年都曾經(jīng)為這個(gè)問題所深深困擾過。他會(huì)立即發(fā)現(xiàn)一切都是命定的，世間已無所追求，這是多么令人悲哀！

下面，我們討論意識(shí)和自由意志問題，在這方面我們眼下所能做到的，只是羅列一些猜測而已。討論這個(gè)問題，得先檢討時(shí)間和演化兩個(gè)概念。智慧生物之所以覺得宇宙在演化，目前大致上有幾種觀點(diǎn)。第一種觀點(diǎn)是無邊界宇宙的，它認(rèn)為宇宙的態(tài)或波函數(shù)是先驗(yàn)地存在的；正是認(rèn)識(shí)主體的心理學(xué)的時(shí)間箭頭給他以客觀演化的幻覺。宇宙甚至是處于冰冷的絕對(duì)的純態(tài)，表觀宇宙之所以具有溫度，乃是由于觀察者受他對(duì)宇宙的視界限制而引起的，由于這種限制我們不能獲取宇宙的完全的訊息。熵是代表我們無知的程度，因此表現(xiàn)宇宙就具有熵以及相伴隨的其他熱力學(xué)性質(zhì)。按照這種觀點(diǎn)根本就沒有自由意志的余地，意識(shí)的作用完全是被動(dòng)的。

第二種觀點(diǎn)是，時(shí)間的未來方向向我們展開了種種可能性，認(rèn)識(shí)主體參與了客體的演化。美國物理學(xué)家惠勒認(rèn)為，這種展現(xiàn)發(fā)生于量子態(tài)被觀測時(shí)引起的態(tài)坍縮。這里引起了兩個(gè)麻煩。第一，進(jìn)行觀測或者被智慧主體觀測是很難界定的。第二，在宇宙學(xué)中根本不存在超越時(shí)空的外在的觀測者，對(duì)宇宙整體作觀測更無意義。第三種觀點(diǎn)是，普里高津?qū)W派曾經(jīng)證明，一個(gè)足夠復(fù)雜的不穩(wěn)定系統(tǒng)的確定性演化可等效于不可預(yù)測的概率過程，即所謂的馬爾可夫過程，由此可以引進(jìn)熱力學(xué)的時(shí)間箭頭，并抹平了確定性和概率(隨機(jī))性的差異。在這兩種觀點(diǎn)中自由意志何以參與演化一點(diǎn)也不清楚。

彭羅斯的猜測是，量子態(tài)的坍縮與觀測無關(guān)，一個(gè)過程只要牽涉到單個(gè)引力子的能量即發(fā)生坍縮。那么，他在什么地方去尋求自由意志的存身之地呢？他認(rèn)為，我們自信所具備的自由意志也許和世界定律中的某些不可計(jì)算部分相關(guān)。我們意識(shí)的頭腦是非算法的(也就是不可計(jì)算的)。我們知道，電腦完全是算法的。他還說，這個(gè)世界很可能是宿命論的，但卻是不可計(jì)算的。按照他的說法，自由意志和宿命論可以共存。他承認(rèn)，讀者一定會(huì)對(duì)這一結(jié)果深感失望。

霍金則提出另一種看法，也許意識(shí)和自由意志只適用于像生物或社會(huì)這么復(fù)雜的系統(tǒng)，它只是一種有效理論。正如談?wù)搯蝹€(gè)粒子的溫度沒有任何意義，對(duì)于一群粒子才能定義溫度?？上В踔粱艚鸨救藢?duì)此也很不滿意。

這些情形的確是非常令人沮喪的。我們?cè)诖酥皇菫橐庾R(shí)和自由意志爭取存在的權(quán)利，那怕是可憐巴巴的一點(diǎn)，還根本談不上任何別的奢求，否則的話，萬物之靈和渾渾噩噩的塵埃就沒有優(yōu)劣之分。當(dāng)然如果我們有幸擁有若干，也不妨慷慨地讓其他生物甚至我們認(rèn)為更卑微的其他存在物分享。我們嫉妒全知全能的造物主，并阻止電腦超越我們的野心，但是對(duì)于弱者盡可十分大度，只要萬物之靈這頂桂冠不被剝奪也就可以了。

意識(shí)和自由意志無處存身的困境，恐怕和科學(xué)理論的貧弱相關(guān)，尤其是我們對(duì)時(shí)間的認(rèn)識(shí)過于膚淺。譬如講，如果時(shí)間是多于一維的，則以上的討論就完全混亂或喪失意義。時(shí)間無疑是最奇妙的一種概念。我們可以暫時(shí)不談狹義相對(duì)論中的時(shí)空協(xié)變和廣義相對(duì)論中彎曲時(shí)空代表的引力作用(這是關(guān)于時(shí)間的最無爭議的部分)。時(shí)間大體上可以用一個(gè)實(shí)數(shù)描述它的流逝，并具有一個(gè)方向箭頭，這個(gè)箭頭擁有熱力學(xué)、心理學(xué)、電磁學(xué)、量子力學(xué)和宇宙學(xué)的含義。這些大致上已成為共識(shí)。

通常發(fā)生的是，在我們得到新的理解之時(shí)，又同時(shí)被它誤導(dǎo)了，也許這便是科學(xué)進(jìn)展的機(jī)會(huì)成本。正如在希爾伯特規(guī)劃的情形下，公理化無疑是一種進(jìn)步。例如，在數(shù)學(xué)史上正是對(duì)歐幾里德幾何公理的探討才導(dǎo)致非歐幾何的發(fā)現(xiàn)。但是，我們從哥德爾定理得知，原先以為公理化系統(tǒng)是完備的，豈不知更豐富的內(nèi)容卻被遺漏了，我們只抓住了一些沒有生氣的東西。同樣的，迄今為止的物理學(xué)中的時(shí)間及其流逝觀念也許過于狹隘了?？峙略谖覀冇猩暌部床坏竭@種局面的改變。

彭羅斯現(xiàn)任牛津大學(xué)數(shù)學(xué)研究所的羅斯·玻勒教授。他是史蒂芬·霍金的半師半友。他的父兄均為學(xué)術(shù)界和藝術(shù)界名人。他是當(dāng)代世界上最博學(xué)和最有創(chuàng)見的數(shù)學(xué)物理學(xué)家之一。他的所有廣義相對(duì)論論文已成為這一領(lǐng)域的經(jīng)典。他的《皇帝新腦》是九十年代最優(yōu)秀的科學(xué)著作之一。這本書體現(xiàn)了當(dāng)代科學(xué)家對(duì)哲學(xué)上最重大的問題之一“精神——身體關(guān)系”挑戰(zhàn)的大無畏精神。雖然人類要徹底解決這個(gè)問題還是非常遙遠(yuǎn)的事，但是一切有志創(chuàng)造者都可從這部洋溢著探索真理的激情的靈感的巨著中汲取大量營養(yǎng)。這部書論題廣泛，貫穿電腦科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、宇宙學(xué)、神經(jīng)和精神科學(xué)，哲學(xué)和美學(xué)，其動(dòng)機(jī)在于研究什么是智慧，電腦具有智慧嗎，世界是一元的還是二元的，是否存在一個(gè)“遺世獨(dú)立”的柏拉圖觀念世界，時(shí)間和它的方向的起源，宇宙的大統(tǒng)一理論，科學(xué)創(chuàng)造的美學(xué)動(dòng)機(jī)，宿命論和自由意志等等。要在一篇短文中為此書作一簡介決非易事。我在這里想從和該書稍微不同的角度來行文，側(cè)重于討論自由意志和宿命論的問題。凡是屬于彭羅斯的觀點(diǎn)都將明白指出，而其余部分概由文章作者負(fù)責(zé)。

(《皇帝新腦》，羅杰·彭羅斯著，許明賢、吳忠超譯，即將由湖南科學(xué)技術(shù)出版社出版)