桂起權(quán)， 任曉明

(1.武漢大學(xué) 哲學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430072； 2.南開(kāi)大學(xué) 哲學(xué)系， 天津 300071)

【哲學(xué)·科學(xué)技術(shù)哲學(xué)】

計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)的核心理念

桂起權(quán)1， 任曉明2

(1.武漢大學(xué) 哲學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430072； 2.南開(kāi)大學(xué) 哲學(xué)系， 天津 300071)

畢達(dá)哥拉斯主義的基本精神，正是追求宇宙的數(shù)學(xué)和諧性的思想，它能成功地引導(dǎo)科學(xué)家使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言、公式來(lái)刻畫(huà)物理世界的內(nèi)在奧秘，這是與當(dāng)今流行的“計(jì)算主義”相互呼應(yīng)的。另一方面，按照系統(tǒng)科學(xué)模式重新理解的目的論自然觀，則能提供從生物自然界、人工生命到自組織的宇宙的合理解釋。畢達(dá)哥拉斯主義與目的論自然觀的整合，將構(gòu)成計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)的核心理念。

計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)；畢達(dá)哥拉斯主義；計(jì)算主義；目的論自然觀；自組織宇宙

光陰似箭，一轉(zhuǎn)眼進(jìn)入21世紀(jì)快有十個(gè)年頭了。在剛剛過(guò)去的20世紀(jì)，發(fā)展最快而且對(duì)人類生活影響最大的學(xué)科無(wú)疑是計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)了。而在今天，計(jì)算機(jī)成了新世紀(jì)的一種象征。正如美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)家、密歇根大學(xué)教授勃克斯(A·W·Burks，1915-2003)所說(shuō)，柏拉圖學(xué)院是西方第一所高等研究機(jī)構(gòu)，門上寫著進(jìn)校的唯一要求：“不懂幾何學(xué)者不得入內(nèi)。”將來(lái)，許多大學(xué)也會(huì)要求學(xué)生進(jìn)校時(shí)帶計(jì)算機(jī)。所以，新型的柏拉圖學(xué)院的入學(xué)要求應(yīng)該是：“不懂且不帶計(jì)算機(jī)者不得進(jìn)入?！闭軐W(xué)是時(shí)代精神的集中體現(xiàn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，必然引起哲學(xué)范式的轉(zhuǎn)換和變革，從而形成一個(gè)新的研究領(lǐng)域，提出新的具有創(chuàng)新意義的研究綱領(lǐng)，進(jìn)而成為解決傳統(tǒng)哲學(xué)問(wèn)題的新方法。這種范式的轉(zhuǎn)換就是所謂“計(jì)算機(jī)革命”[1]或“信息轉(zhuǎn)向”[2]。這種轉(zhuǎn)向的直接結(jié)果就是計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)的應(yīng)運(yùn)而生。計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)就屬于這樣一種新的范式和研究綱領(lǐng)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)不僅是在信息時(shí)代計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下提出的哲學(xué)新思維，它同時(shí)又是對(duì)科學(xué)思想史上的畢達(dá)哥拉斯主義的數(shù)學(xué)自然觀和亞里士多德的有機(jī)體論或目的論自然觀這兩種傳統(tǒng)的繼承和發(fā)展。

一、我們的基本綱領(lǐng)：數(shù)學(xué)自然觀與目的論自然觀之整合

我們?cè)诳茖W(xué)思想史著作《科學(xué)思想的源流》[3]中曾經(jīng)提出，古希臘自然哲學(xué)為近現(xiàn)代科學(xué)和科學(xué)哲學(xué)留下的思想遺產(chǎn)，主要可以歸結(jié)為“原子論”、“畢達(dá)哥拉斯的數(shù)學(xué)自然觀”和“有機(jī)體論或目的論的自然觀”三大研究傳統(tǒng)。原子論思想和畢達(dá)哥拉斯主義傳統(tǒng)[4]對(duì)近現(xiàn)代科學(xué)的建立發(fā)揮了巨大的作用，然而“目的論自然觀”卻在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)基本被排除在科學(xué)之外，不過(guò)由于20世紀(jì)中葉系統(tǒng)科學(xué)的興起它終于又重新復(fù)活了。

關(guān)于畢達(dá)哥拉斯主義傳統(tǒng)及其在科學(xué)思想史的作用，如下所示：

●伽利略的話被看做畢達(dá)哥拉斯主義的宣言：宇宙這部宏偉的書(shū)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言寫的，它的文字是三角形、圓以及其他幾何圖形。

●開(kāi)普勒行星三大定律的發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)看做畢達(dá)哥拉斯主義的勝利，而不是簡(jiǎn)單歸納法的勝利。正是追求宇宙的數(shù)學(xué)和諧性的思想引導(dǎo)他最終成功地使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言、公式來(lái)表述物理世界的定律。

●韋斯科夫說(shuō)：畢達(dá)哥拉斯的觀念在氫原子光譜線中再生，“天體諧音”又重新出現(xiàn)在原子世界之中。

●海森伯說(shuō)：現(xiàn)代物理學(xué)中的粒子，正是基本對(duì)稱性的數(shù)學(xué)抽象。

●宇宙設(shè)計(jì)的最基本原則就是：尋求內(nèi)在的對(duì)稱性與和諧之美。

●超弦——宇宙的琴弦，大自然的琴弦，畢達(dá)哥拉斯式的琴弦。

需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，在數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)背后是有物理實(shí)在支撐的。為此，我們又在物理學(xué)哲學(xué)著作《規(guī)范場(chǎng)論的哲學(xué)探究——它的概念基礎(chǔ)、歷史發(fā)展與哲學(xué)意蘊(yùn)》[5]和《規(guī)范場(chǎng)論的研究綱領(lǐng)述評(píng)——一種畢達(dá)哥拉斯模式的解讀》[6]中進(jìn)一步提出，我們的物理學(xué)哲學(xué)研究綱領(lǐng)的核心理念在于畢達(dá)哥拉斯主義與科學(xué)實(shí)在論理念的整合。我們是科學(xué)實(shí)在論者，深信成熟的科學(xué)理論中的科學(xué)定律所表征的正是物理世界的近似真理。無(wú)論“粒子本體論”或者“場(chǎng)的本體論”都不違背科學(xué)實(shí)在論。同時(shí)我們又深信，物理世界基本結(jié)構(gòu)及其相互作用的奧秘都深藏于數(shù)學(xué)和諧(尤其是基本對(duì)稱性,既包括外部對(duì)稱性，也包括內(nèi)稟對(duì)稱性)之中。后一種理念是畢達(dá)哥拉斯主義的基本信念，我們只是補(bǔ)充說(shuō)，這種數(shù)學(xué)和諧并非人為的而是物理世界本身所固有的。于是，畢達(dá)哥拉斯主義的理念就與科學(xué)實(shí)在論的理念整合了起來(lái)。

筆者在提交“系統(tǒng)科學(xué)與建構(gòu)實(shí)在論國(guó)際會(huì)議”的論文《系統(tǒng)科學(xué)：生物學(xué)理論背后的元理論》[7]中強(qiáng)調(diào)了經(jīng)過(guò)系統(tǒng)科學(xué)重新解釋過(guò)的目的論自然觀對(duì)于理解生命現(xiàn)象的特殊重要性。又在合著的《生物科學(xué)的哲學(xué)》[8]中提出，整個(gè)生物學(xué)哲學(xué)的奧秘在于系統(tǒng)科學(xué)，系統(tǒng)科學(xué)可以看做生物學(xué)理論背后的元理論，該書(shū)再次強(qiáng)調(diào)了復(fù)雜性系統(tǒng)科學(xué)視野下的目的論自然觀對(duì)于理解生命現(xiàn)象的特殊價(jià)值。

與上述思想一脈相承，在即將出版的《計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)研究——認(rèn)知、計(jì)算與目的性的哲學(xué)省思》①一書(shū)中提出了，畢達(dá)哥拉斯主義和有機(jī)體論或目的論的自然觀的整合，將是理解計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)的奧秘的一把金鈅匙。這是我們的新的研究綱領(lǐng)的核心理念。

二、邏輯機(jī)器哲學(xué)的雙重性起源

當(dāng)代計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)家勃克斯的邏輯機(jī)器哲學(xué)思想，既有畢達(dá)哥拉斯主義的淵源，又可以在亞里士多德目的論和自動(dòng)機(jī)思想中找到根據(jù)，而且借助于許多哲學(xué)家和科學(xué)家的智慧這些思想在歷史長(zhǎng)河中不斷得到延續(xù)。

筆者對(duì)計(jì)算機(jī)人工智能哲學(xué)的興趣大致是從1989年開(kāi)始的。當(dāng)時(shí)任曉明正在武漢大學(xué)江天驥教授指導(dǎo)下攻讀博士，在這期間，經(jīng)常與桂起權(quán)一起討論勃克斯的歸納邏輯和邏輯機(jī)器哲學(xué)思想。我們這個(gè)現(xiàn)代外國(guó)哲學(xué)博士點(diǎn)，是1982年為教育部所批準(zhǔn)的首批博士點(diǎn)之一，在科學(xué)哲學(xué)、分析哲學(xué)方面有“江天驥傳統(tǒng)”，它強(qiáng)調(diào)把握西方“狹義的科學(xué)哲學(xué)”的脈絡(luò)，要對(duì)最有代表性的學(xué)派、人物、著作及思想進(jìn)行細(xì)致研究，要保持客觀、中肯、不失真。在江天驥先生統(tǒng)領(lǐng)下，桂起權(quán)提倡“分科化的科學(xué)哲學(xué)”，主張將“狹義的科學(xué)哲學(xué)”與科學(xué)史研究相結(jié)合，并把一般科學(xué)哲學(xué)的通用原理(取其合理內(nèi)核)，分別用于物理學(xué)哲學(xué)、生物學(xué)哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)方法論和計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)等的研究。

如果追溯科學(xué)思想的歷史，那么就可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)是源于古希臘的畢達(dá)哥拉斯主義和柏拉圖主義的。畢達(dá)哥拉斯主義的基本理念是“數(shù)是萬(wàn)物之本原”。具體地說(shuō)，數(shù)學(xué)和諧(特指數(shù)學(xué)對(duì)稱性)是關(guān)于物理世界基本結(jié)構(gòu)知識(shí)的本質(zhì)核心，在自然界那種富有意義的秩序中，必須從自然規(guī)律的數(shù)學(xué)核心中去尋找它的根源?？茖W(xué)哲學(xué)家概括說(shuō)，在探索科學(xué)定律的過(guò)程中，數(shù)學(xué)和諧是強(qiáng)有力的助發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)性原則。

對(duì)于上述觀點(diǎn)，當(dāng)代計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)家勃克斯是這樣解讀的，即計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)繼承了畢達(dá)哥拉斯主義和柏拉圖主義的合理因素，但是必須做兩點(diǎn)修正：其一是數(shù)學(xué)說(shuō)明和描述的應(yīng)該是自然的形式而不是內(nèi)容；其二是數(shù)學(xué)是抽象的，而自然界則是具體的，它由事物和事素組成并受規(guī)律和規(guī)則所支配。勃克斯把古希臘人關(guān)于數(shù)學(xué)性質(zhì)的觀點(diǎn)發(fā)展為一種現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)。在勃克斯看來(lái)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)就是一臺(tái)邏輯機(jī)器，它由開(kāi)關(guān)以及由計(jì)算機(jī)語(yǔ)言寫成的程序控制存儲(chǔ)硬件構(gòu)成。基于這一點(diǎn)，勃克斯把“萬(wàn)物皆數(shù)”的哲學(xué)命題應(yīng)用于人類，得到這樣的結(jié)論：我們每個(gè)人都有自己的“畢達(dá)哥拉斯數(shù)”，它是一個(gè)包括先天的遺傳程序和后天的遺傳因素與環(huán)境間的相互作用這樣兩部分的數(shù)串。換言之，每個(gè)人都有能夠?qū)崿F(xiàn)自己的一切自然功能的機(jī)器人替身。顯然，這是畢達(dá)哥拉斯主義的現(xiàn)代版本[9]?！斑壿嫏C(jī)器主義”(logistic mechanism)這一哲學(xué)術(shù)語(yǔ)是由美國(guó)密歇根大學(xué)計(jì)算機(jī)與通訊科學(xué)系教授勃克斯首先提出的。勃克斯以一個(gè)既是哲學(xué)家又是計(jì)算機(jī)科學(xué)家的“兩棲學(xué)者”而著名的。作為哲學(xué)家，他既是一個(gè)皮爾士研究方面的學(xué)者(Burks,1958)，又是因果化歸納邏輯研究的開(kāi)拓者之一(Burks,1977)；作為一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)家，他既是第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)——ENIAC的主要設(shè)計(jì)者之一，又是元胞自動(dòng)機(jī)理論的奠基人之一。他與懷特等人一道，開(kāi)創(chuàng)了電子計(jì)算機(jī)的邏輯網(wǎng)絡(luò)研究并給出其邏輯設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)后來(lái)被許多大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、計(jì)算機(jī)公司作為制作計(jì)算機(jī)的樣板。

邏輯機(jī)器哲學(xué)的主要觀點(diǎn)是：人等價(jià)于有窮決定性自動(dòng)機(jī)；對(duì)于人的獨(dú)一無(wú)二的能力可以做一種還原論的說(shuō)明；對(duì)于產(chǎn)生這種能力的進(jìn)化過(guò)程可以做邏輯機(jī)器的說(shuō)明。它主要探討人、社會(huì)、科學(xué)與計(jì)算機(jī)的關(guān)系問(wèn)題，研究計(jì)算機(jī)與心智、進(jìn)化與意向性、生物學(xué)與自動(dòng)機(jī)、自由意志與決定論的關(guān)系等問(wèn)題，但它的中心論題是：一個(gè)有窮自動(dòng)機(jī)能否實(shí)現(xiàn)人的一切自然功能？換言之，一個(gè)機(jī)器人能否實(shí)現(xiàn)人的一切自然功能？這就是所謂“人=機(jī)器人論題”。

另一方面，邏輯機(jī)器哲學(xué)也發(fā)源于古希臘的目的論自然觀。由于眾所周知的原因，目的論在科學(xué)史和哲學(xué)史上都已經(jīng)被嚴(yán)重地曲解了。因此，我們有必要進(jìn)行撥亂反正。在《計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)研究》一書(shū)中將用較多的篇幅采取復(fù)雜性系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)討論這一問(wèn)題。在古希臘自然哲學(xué)中，有三種思想至今仍決定著現(xiàn)代科學(xué)思想發(fā)展的道路：一是原子論，二是畢達(dá)哥拉斯主義，三是有機(jī)體論或目的論自然觀。海森伯在《嚴(yán)密自然科學(xué)近年來(lái)的發(fā)展》一書(shū)中，曾經(jīng)對(duì)于前兩種思想的影響做過(guò)深刻的分析。不過(guò)，現(xiàn)在我們的重點(diǎn)在于關(guān)注第三種思想。20世紀(jì)中葉以來(lái)，由于復(fù)雜性系統(tǒng)科學(xué)的興起，長(zhǎng)期被埋沒(méi)的目的論自然觀又在新的條件下復(fù)活了。生物學(xué)家和系統(tǒng)科學(xué)家驚奇地發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)重新解釋的目的論(例如維納的控制論提出“一切目的論性質(zhì)的行為=需要負(fù)反饋的行為”)，仍然是理解“自組織的宇宙”的奧秘的極有啟發(fā)力的研究綱領(lǐng)。于是，目的論問(wèn)題成了哲學(xué)家和科學(xué)家共同關(guān)注的問(wèn)題。

亞里士多德是有機(jī)體論或目的論自然觀的創(chuàng)始人，這種自然觀認(rèn)為，宇宙是一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一體。自然是具有內(nèi)在目的的，它的一切創(chuàng)造物都是合目的的。生物的一切合目的性的結(jié)構(gòu)、機(jī)能、程序和行為都是自然內(nèi)部機(jī)制作用的結(jié)果。換句話說(shuō)，自然的合目的性是與神的意志不相干的。這一點(diǎn)是內(nèi)在目的論與外在目的論的本質(zhì)區(qū)別所在。并且認(rèn)為，人類(例如木匠、建筑師)通過(guò)技術(shù)手段可以對(duì)自然的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制進(jìn)行模仿和再現(xiàn)。有趣的是，亞里士多德在提出目的論的過(guò)程中，竟然表現(xiàn)出“程序自動(dòng)化”和自動(dòng)機(jī)的思想。他認(rèn)為，在預(yù)定程序指導(dǎo)下，由潛在變成現(xiàn)實(shí)的過(guò)程應(yīng)當(dāng)是一種自動(dòng)執(zhí)行過(guò)程。他多次指出，受精卵發(fā)育的程序自動(dòng)化過(guò)程與當(dāng)時(shí)的一種“自動(dòng)機(jī)器”的程序自動(dòng)化過(guò)程十分類似。受精卵按“形式因”的設(shè)計(jì)藍(lán)圖依次長(zhǎng)出心、肺、肝、眼等器官，正像“自動(dòng)機(jī)器”一樣，牽線人牽動(dòng)許多杠桿中的第一個(gè)，由A帶動(dòng)B，B帶動(dòng)C,C帶動(dòng)D,D帶動(dòng)E,如此等等，這樣整個(gè)機(jī)械裝置就活動(dòng)起來(lái)，“自動(dòng)機(jī)器”就會(huì)按節(jié)拍跳舞[10]。可見(jiàn)，亞里士多德以其隱喻式的語(yǔ)言，表明了受精卵就是一臺(tái)生物自動(dòng)機(jī)器，它內(nèi)含先定的目的性程序，控制著未來(lái)的個(gè)體發(fā)育的進(jìn)程并決定其最終目標(biāo)。盡管亞里士多德所說(shuō)的“自動(dòng)機(jī)器”特指一種十分簡(jiǎn)單的自動(dòng)機(jī)械裝置，但它具有的程序性特征，表明它隱含了現(xiàn)代自動(dòng)機(jī)理論的思想萌芽。又由于亞里士多德做了明確的生物與自動(dòng)機(jī)的類比，我們就不得不承認(rèn)，他的思想中已經(jīng)包含了“人工生命”的思想萌芽。

在自組織理論蓬勃發(fā)展的今天，人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，大哲學(xué)家康德竟然是“自組織”思想的一位先知?？档抡J(rèn)為，“自組織”的自然事物具有這樣一些特征：一是它的各部分一方面由于其他部分的作用而存在，另一方面又為了其他部分，為了整體而存在；二是其各部分一起交互作用、彼此產(chǎn)生，并由于它們之間的因果聯(lián)結(jié)而產(chǎn)生整體?！爸挥性谶@些條件下而且按照這些規(guī)定，一個(gè)產(chǎn)物才能是一個(gè)有組織的并且是自組織的物，而作為這樣的物，才稱為一個(gè)自然的目的?！盵11](他舉例說(shuō)，鐘表是有組織的卻不是自組織的，因?yàn)樗牟糠植荒茏援a(chǎn)生、自再生、自修復(fù)，而要依賴于外在的鐘表匠)假如我們把這一思想與馮·諾意曼(von Neumann)的“自再生自動(dòng)機(jī)”思想相聯(lián)系，就可以看出康德的想法有多大的啟發(fā)性了。在康德看來(lái)，自組織只是目的論的一個(gè)推論。顯然，這一思想對(duì)系統(tǒng)科學(xué)家很有價(jià)值，對(duì)人工生命的哲學(xué)思考也有啟迪性。

更有趣的是，黑格爾在哲學(xué)上很著名的有關(guān)“狡獪的理性”的論述，在現(xiàn)代的“自組織理論”中獲得了新的意義。黑格爾在《邏輯學(xué)》和《歷史哲學(xué)》中都講過(guò)，歷史或理性好像一只狡猾的狐貍，它為了使自己作為目的實(shí)現(xiàn)于客觀事物之中，卻佯裝不做任何干預(yù)，讓每個(gè)人按自己的主觀意愿各行其是，既互相沖突又互相抵消，其結(jié)果是它利用了他們彼此之間的斗爭(zhēng)達(dá)到了自己的目的[12]。實(shí)際上，那個(gè)“狡獪的理性”很像協(xié)同學(xué)中對(duì)系統(tǒng)演化的宏觀秩序起決定作用的“序參量”，黑格爾的以上描述實(shí)際上酷似序參量如何引導(dǎo)自組織系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目的性的描述。

事實(shí)上，目的論哲學(xué)關(guān)于生物與機(jī)器同樣具有目的性的類比催生了計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)。與目的論在哲學(xué)史上不被重視適成對(duì)照，在生物科學(xué)、復(fù)雜性系統(tǒng)科學(xué)中，目的論以及目的性問(wèn)題的探討成了中心論題。上個(gè)世紀(jì)中葉發(fā)展起來(lái)的系統(tǒng)科學(xué)(系統(tǒng)科學(xué)后來(lái)發(fā)展到復(fù)雜性階段，合起來(lái)可以稱作復(fù)雜性系統(tǒng)科學(xué))，對(duì)自然科學(xué)以及哲學(xué)社會(huì)科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。人們開(kāi)始用一種新的觀念和視角來(lái)重新審視原有的哲學(xué)和科學(xué)的觀念。對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)研究來(lái)說(shuō)，那些新學(xué)科所產(chǎn)生的最大震撼是用系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)重新解釋了被嚴(yán)重曲解了的“淺薄的”目的論和(被斥之為空洞的“同義反復(fù)”的)進(jìn)化論。其結(jié)果是系統(tǒng)科學(xué)促使生命科學(xué)哲學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)和人工生命哲學(xué)爭(zhēng)取到了自己作為一門哲學(xué)學(xué)科的自主地位，并把生命科學(xué)的根基建立在系統(tǒng)科學(xué)、復(fù)雜性科學(xué)之上。

現(xiàn)代生物學(xué)家邁爾(E·Mayr)在德?tīng)柌畢慰?M·Delbrueck)研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，從亞里士多德的目的論中可以提煉出“程序目的性”思想，這是其中最有價(jià)值的部分。在邁爾看來(lái)，程序目的性可以界定為按照某種程序和信息密碼而運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程。它包含兩大要素：一是由某個(gè)程序指導(dǎo)(相當(dāng)于亞里士多德的eidos,“形式因”或造型原理)，二是這類過(guò)程取決于由該程序預(yù)定的某個(gè)目標(biāo)的存在(相當(dāng)于亞里士多德的“目的因”)[13]。

可惜的是，邁爾對(duì)系統(tǒng)科學(xué)體會(huì)最深的方面僅限于信息編碼以及控制程序的相關(guān)內(nèi)容(他嫌《一般系統(tǒng)論》與《超循環(huán)理論》形而上意味太濃，而予以排斥)。另一位生物學(xué)哲學(xué)家赫爾(D·Hull)則對(duì)系統(tǒng)科學(xué)(首先是控制論)有更深的理解。按照控制論創(chuàng)始人維納(N·Wiener)的觀點(diǎn)，一切目的性行為都是需要通過(guò)負(fù)反饋來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)的行為。而赫爾在《生物科學(xué)哲學(xué)》(1974年英文版)中用維納控制論的基本模式，即自穩(wěn)態(tài)功能模式(空調(diào)模式)或目標(biāo)行為模式(魚(yú)雷模式)，對(duì)生物自然界合目的性現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的解釋，取得了一定的成功。筆者發(fā)揮了赫爾的思想，聯(lián)系到系統(tǒng)科學(xué)其他新分支如耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論和混沌理論，對(duì)目的論做了更廣泛深入的解釋。

一般系統(tǒng)論的創(chuàng)始人貝塔朗菲(Ludwig Von Bertalanffy)也認(rèn)為，目的性問(wèn)題正是現(xiàn)代科學(xué)(特別是系統(tǒng)科學(xué))需要認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題。他批評(píng)了近代科學(xué)把目的性簡(jiǎn)單地排除在科學(xué)之外的錯(cuò)誤做法。他還指出，至少可以用三種理論模型來(lái)模擬目的性行為，即等結(jié)果性模型、控制論的反饋模型、用于適應(yīng)行為的模型。

在系統(tǒng)科學(xué)和復(fù)雜性科學(xué)背景下發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代目的論哲學(xué)，一方面對(duì)馮·諾意曼的自再生自動(dòng)機(jī)理論產(chǎn)生了鼓舞和影響，進(jìn)而對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)的孕育產(chǎn)生了積極的作用；另一方面，在這種目的性哲學(xué)的影響下，圖靈提出了以他的名字命名的圖靈機(jī)，它實(shí)際上是一種邏輯機(jī)器。馮·諾意曼的合作者勃克斯提出了進(jìn)化邏輯思想，從邏輯機(jī)制方面發(fā)展了邏輯機(jī)器哲學(xué)，奠定了人工生命中進(jìn)化邏輯理論的基礎(chǔ)。可以說(shuō)，沒(méi)有目的性哲學(xué)的復(fù)活，就沒(méi)有計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)。

生物目的性自動(dòng)機(jī)理論和人工生命思想的形成受到了從機(jī)械機(jī)制發(fā)展到邏輯機(jī)制的啟示。從古希臘、古羅馬最早的“水鐘”、“Jacks”等機(jī)械裝置，到后來(lái)的動(dòng)物“自動(dòng)機(jī)器”都是一種以機(jī)械裝置形式出現(xiàn)的人工生命模型。隨著20世紀(jì)初數(shù)理邏輯的發(fā)展，人們開(kāi)始探索把機(jī)器自動(dòng)控制過(guò)程加以“形式”抽象的可能性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、可編程控制技術(shù)以及機(jī)器的形式理論的發(fā)展，產(chǎn)生了通用計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展，促使許多學(xué)者從生命機(jī)制的研究轉(zhuǎn)向生命邏輯的研究。在這種背景下，生物目的性自動(dòng)機(jī)理論就應(yīng)運(yùn)而生了。這種理論的哲學(xué)淵源是畢達(dá)哥拉斯主義和亞里士多德以來(lái)的目的論傳統(tǒng)。

人類對(duì)生命模擬的向往產(chǎn)生于古希臘美麗的神話中，但是，采用機(jī)器對(duì)生命進(jìn)行仿真或模擬則源于20世紀(jì)哲學(xué)中對(duì)畢達(dá)哥拉斯主義(宇宙的奧秘在于數(shù)學(xué)和諧)和目的論傳統(tǒng)(自組織的宇宙具有合目的的自動(dòng)化調(diào)節(jié)機(jī)制)的復(fù)興。20世紀(jì)50年代，馮·諾意曼提出了具有自再生功能的細(xì)胞自動(dòng)機(jī)(Burks,1970)，與圖靈(A.M.Turing)一樣，馮·諾意曼的思想受到了麥卡洛克—皮茨(Mcculloch-Pitts)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)的啟發(fā)。他的自再生自動(dòng)機(jī)實(shí)際上是人工生命體的雛型。像圖靈一樣，他對(duì)于遵從簡(jiǎn)單規(guī)則而自發(fā)生成的秩序極感興趣。作為細(xì)胞自動(dòng)機(jī)工作的一部分，他還研究了自再生的邏輯，他天才地預(yù)見(jiàn)到，自再生自動(dòng)機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)在活細(xì)胞中必定存在。不久以后，克里克和沃森(Crick and watsom)發(fā)現(xiàn)了DNA結(jié)構(gòu)，證實(shí)了馮·諾意曼的猜測(cè)。與圖靈的理論相比，他的自動(dòng)機(jī)理論與實(shí)際的生物系統(tǒng)更為類似。遺憾的是馮·諾意曼英年早逝，未能構(gòu)造完善的理論。但他的未竟事業(yè)由勃克斯以及他的研究團(tuán)隊(duì)繼續(xù)下去，取得了一定的成果。20世紀(jì)70年代，人們認(rèn)識(shí)到，馮·諾意曼理論有兩大缺陷，其一是沒(méi)有緊密結(jié)合生物學(xué)實(shí)際；二是限于靜態(tài)的研究。為此，一些計(jì)算機(jī)科學(xué)家提出了分子自動(dòng)機(jī)模型、生物發(fā)育的計(jì)算機(jī)邏輯系統(tǒng)、分類符系統(tǒng)與遺傳算法等，而它們實(shí)際上已經(jīng)具有人工生命理論的雛形。

自再生自動(dòng)機(jī)思想支持和確立了邏輯機(jī)器哲學(xué)的一個(gè)核心觀點(diǎn)，即人就是一部自動(dòng)機(jī)或邏輯機(jī)器；而邏輯機(jī)器哲學(xué)關(guān)于人與機(jī)器人的類比無(wú)疑會(huì)啟發(fā)人們把自然生命與人工生命相類比。因此，我們可以說(shuō)馮·諾意曼和圖靈的工作不僅有助于邏輯機(jī)器哲學(xué)思想的確立，而且客觀上推動(dòng)了人工生命理論的誕生。馮·諾意曼和圖靈的生物自動(dòng)機(jī)理論不僅是邏輯機(jī)器哲學(xué)的科學(xué)和邏輯基礎(chǔ)，而且是人工生命理論的雛形。

20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)際上興起了一股用非生物媒介創(chuàng)造新的生命形式的研究熱潮。這種新的生命形式就是所謂“人工生命”(Artificial Life)。從字面上講，“人工生命”(簡(jiǎn)記為AL)是人造的生命，而不是自然界中的生命?！叭斯ど弊鳛橐粋€(gè)研究領(lǐng)域研究的是具有自然生命系統(tǒng)行為的人造系統(tǒng)。人工生命研究的實(shí)質(zhì)則是計(jì)算機(jī)仿真與生命模擬。

我們以1987年為界，把人工生命理論分為人工生命理論雛形與嚴(yán)格意義上的人工生命理論。人工生命理論雛形被一些學(xué)者稱之為“生物目的性自動(dòng)機(jī)理論”。它以馮·諾意曼的自再生細(xì)胞自動(dòng)機(jī)為代表，還包括林登邁爾(Aristid Lindenmayer)提出的L—系統(tǒng)(1974)，這是一個(gè)對(duì)生物發(fā)育做出形式描述的自動(dòng)機(jī)邏輯系統(tǒng)，它屬于虛擬生物的研究領(lǐng)域。較為晚近的理論是分類符系統(tǒng)與遺傳算法。20世紀(jì)60年代以來(lái)，霍蘭(J.Holland)開(kāi)始研究自然或人工系統(tǒng)中的適應(yīng)性行為。他首先考慮的問(wèn)題是進(jìn)化的新性質(zhì)是如何突現(xiàn)出來(lái)的。為了回答這一問(wèn)題，他提出了進(jìn)化的算法或遺傳算法。所謂遺傳算法是這樣一種方法：它借助交換(crossorer)、突變(mutation)、倒位(inversion)這樣三種遺傳算子，實(shí)施從基因型的一個(gè)種群到“更適應(yīng)”的一個(gè)新種群的推導(dǎo)。通過(guò)推導(dǎo)可以使適應(yīng)程度較高的基因型比適應(yīng)程度較低的基因型獲得更多的后代。概言之，霍蘭用計(jì)算機(jī)模擬的方法描述了進(jìn)化突現(xiàn)的機(jī)制，發(fā)展了馮·諾意曼的自再生細(xì)胞自動(dòng)機(jī)理論。

人工生命理論中有代表性的理論是：蘭頓(C.Langton)關(guān)于人工生命的定義以及其他基本問(wèn)題的理論，托馬斯·雷(Tomas Ray)的數(shù)字生命理論，考夫曼(S.A.Kauffman)的基因程序理論，康韋(J.Conway)的“生命”游戲程序理論，沃弗拉姆的元胞自動(dòng)機(jī)理論，等等。

伴隨著人工生命理論的誕生，人工生命哲學(xué)的研究也隨之興起。1996年，英國(guó)皇家科學(xué)院院士瑪格麗特·博登(Margaret A.Boden)編輯出版了論文集《人工生命哲學(xué)》，標(biāo)志著人工生命哲學(xué)的興起。從該論文集的內(nèi)容來(lái)看，國(guó)外人工生命哲學(xué)的研究范圍十分廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：人工生命的定義，生命的本質(zhì)的人工生命解讀，數(shù)字生命的哲學(xué)思考，人工生命與人工智能，人工生命的起源和發(fā)展，虛擬生物學(xué)的哲學(xué)思考，人工生命中特有的解釋策略，人工生命與功能主義的關(guān)系，“強(qiáng)”的人工生命的可行性，等等。

三、計(jì)算主義與畢達(dá)哥拉斯主義的聯(lián)系

進(jìn)一步說(shuō)，畢達(dá)哥拉斯主義也是與計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域中的“計(jì)算主義”觀點(diǎn)相呼應(yīng)的。計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)中最為盛行的研究綱領(lǐng)是計(jì)算主義。最有特色的論題是勃克斯的“人=機(jī)器人”論題和派利夏恩(Z.W.Pylyshyn)的“認(rèn)知=計(jì)算”的論題。“計(jì)算主義”哲學(xué)的主要倡導(dǎo)者派利夏恩是一位著名心理學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家。他的思想代表了認(rèn)知科學(xué)對(duì)心智的理解的正統(tǒng)觀點(diǎn)。在《計(jì)算與認(rèn)知》一書(shū)中他對(duì)計(jì)算和心理現(xiàn)象作了系統(tǒng)的研究[14]。它的核心命題是，認(rèn)知是一種計(jì)算。在他看來(lái)，對(duì)心理狀態(tài)的語(yǔ)義內(nèi)容加以編碼通常類似于對(duì)計(jì)算表征的編碼。我們可以把這一思想概括為“認(rèn)知=計(jì)算”論題，即認(rèn)知者及信息人的認(rèn)知過(guò)程實(shí)際上與計(jì)算模型的計(jì)算過(guò)程具有強(qiáng)等價(jià)關(guān)系?！罢J(rèn)知=計(jì)算”論題是派利夏恩的核心論題，這個(gè)論題的關(guān)鍵在于“等價(jià)”。在派利夏恩看來(lái)，等價(jià)是計(jì)算模型與認(rèn)知過(guò)程之間的關(guān)系。如果這種等價(jià)指的是這個(gè)模型實(shí)現(xiàn)了與被模擬的生物相同的輸入—輸出功能，那么這種等價(jià)是最弱的等價(jià)。也可稱之為輸入—輸出等價(jià)或者行為等價(jià)。也可以稱之為圖靈等價(jià)。強(qiáng)等價(jià)體現(xiàn)了計(jì)算模型與認(rèn)知過(guò)程之間的相符性。簡(jiǎn)言之，強(qiáng)等價(jià)指的是算法等價(jià)。派利夏恩強(qiáng)調(diào)，強(qiáng)等價(jià)之所以比弱等價(jià)更恰當(dāng)，原因在于它能用計(jì)算模型更好地表達(dá)心理過(guò)程。

那么，科學(xué)哲學(xué)中的畢達(dá)哥拉斯主義與派利夏恩所倡導(dǎo)的計(jì)算主義又有什么聯(lián)系呢？盡管派利夏恩的計(jì)算主義的提出是針對(duì)認(rèn)知領(lǐng)域的，說(shuō)的是人類的認(rèn)知過(guò)程與計(jì)算模型的計(jì)算過(guò)程可能具有強(qiáng)等價(jià)的關(guān)系；而畢達(dá)哥拉斯主義作為一種自然觀，它的提出是針對(duì)宇宙的，說(shuō)的是宇宙是按照數(shù)學(xué)規(guī)律運(yùn)演的。然而，科學(xué)哲學(xué)中的畢達(dá)哥拉斯主義同時(shí)又是科學(xué)認(rèn)識(shí)的啟發(fā)式原則或方法論模型，它建議科學(xué)家通過(guò)猜測(cè)，盡量按照宇宙運(yùn)演的固有的數(shù)學(xué)方式來(lái)理解宇宙的奧秘。柏拉圖把上帝看作優(yōu)秀的幾何學(xué)家，當(dāng)然上帝也是優(yōu)秀的計(jì)算家。我們并不反對(duì)這一說(shuō)法，不過(guò)我們所謂“上帝”，指的是“自組織的宇宙”本身。畢達(dá)哥拉斯主義與派利夏恩的計(jì)算主義相比，前者更加寬泛，后者更加具體。然而，從大的原則上說(shuō)，畢達(dá)哥拉斯主義與計(jì)算主義兩者仍然是相通的。

酈全民教授的新著《用計(jì)算的觀點(diǎn)看世界》[15](中山大學(xué)出版社2009年版)像一面鏡子，讓我們更加清楚地看到了更一般的計(jì)算主義與畢達(dá)哥拉斯主義的內(nèi)在一致性，其觀點(diǎn)如下所示：

●作為科學(xué)的一般性基礎(chǔ)的本體論承諾：實(shí)在本質(zhì)上是計(jì)算的，而宇宙則是一臺(tái)巨大的計(jì)算機(jī)。

●構(gòu)成世界的基本單位是計(jì)算和信息流。自然界發(fā)生的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是計(jì)算或信息處理的過(guò)程。

●計(jì)算主義的認(rèn)識(shí)論價(jià)值：理解自然過(guò)程=在大腦的計(jì)算過(guò)程與自然的計(jì)算過(guò)程之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。

●計(jì)算主義的方法論意義：計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)可以用來(lái)研究實(shí)際系統(tǒng)所呈現(xiàn)的現(xiàn)象和規(guī)律。

●自然生物的生命過(guò)程可以看做生物大分子以分子算法為組織原則進(jìn)行信息的存儲(chǔ)、復(fù)制和變換的過(guò)程。

●認(rèn)知計(jì)算主義研究綱領(lǐng)的核心，認(rèn)知科學(xué)的基本工作假說(shuō)，即認(rèn)知是信息處理過(guò)程，它能夠用表征及其實(shí)施操作的規(guī)則來(lái)解釋。如此，等等。

據(jù)此也可以看出，盡管單純的計(jì)算主義或畢達(dá)哥拉斯主義或許能夠順暢地解釋物理世界的因果性，然而離開(kāi)了合目的性的自動(dòng)調(diào)控機(jī)制，就無(wú)法更好地把握生命世界的奧秘，甚至無(wú)法理解非生命的“自組織現(xiàn)象”以及“人工生命”。

著名進(jìn)化生物學(xué)家邁爾認(rèn)定，亞里士多德“目的論”中最精彩的成分就在于“程序目的性”思想。邁爾把“程序目的性”界定為“按照某種程序和信息密碼而運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程”，而亞里士多德則采用“形式因”/“目的因”的特殊方式表述了它。在我們看來(lái)，亞里士多德的“程序目的性”思想，既包含著“目的論”的要素，又包含著“程序或算法”的要素，它預(yù)示著“目的論”與計(jì)算主義或畢達(dá)哥拉斯主義整合的潛在可能性。

實(shí)際上，現(xiàn)代人工智能研究綱領(lǐng)的各種進(jìn)路：無(wú)論是AI心理學(xué)派的啟發(fā)式搜索程序，還是聯(lián)接主義者的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的與環(huán)境的交互作用，或者行為主義者所設(shè)計(jì)機(jī)器人的優(yōu)良自學(xué)習(xí)功能，仍然是離不開(kāi)這種“程序目的性”思想。

在我們看來(lái)，計(jì)算主義既有合理性又有局限性。一方面，我們要為計(jì)算主義綱領(lǐng)辯護(hù)。隨著復(fù)雜性科學(xué)、混沌理論、計(jì)算化學(xué)、計(jì)算生物學(xué)等交叉學(xué)科的發(fā)展，認(rèn)知計(jì)算主義方法有望繼續(xù)引領(lǐng)21世紀(jì)的認(rèn)知科學(xué)研究，在新興的交叉科學(xué)如計(jì)算機(jī)科學(xué)與生物學(xué)結(jié)合中形成的新的計(jì)算方法，如人工生命、DNA計(jì)算、量子計(jì)算、分子自動(dòng)機(jī)等，從而為智能計(jì)算的發(fā)展提供契機(jī)。另一方面，我們承認(rèn)，認(rèn)知計(jì)算主義是有缺陷的，就目前的研究來(lái)看，認(rèn)知并不完全等于計(jì)算。我們要捍衛(wèi)計(jì)算主義，但是面對(duì)這些挑戰(zhàn)和困境，我們應(yīng)該在對(duì)計(jì)算主義前景不持悲觀主義立場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)一步克服計(jì)算主義的局限，這才是可能的出路。

計(jì)算機(jī)科學(xué)哲學(xué)是一種計(jì)算機(jī)和信息的理論方法。在這個(gè)新的哲學(xué)范式中，計(jì)算機(jī)的計(jì)算為哲學(xué)提供了一系列簡(jiǎn)單而豐富的觀念。這種新的不斷進(jìn)化的觀念為哲學(xué)帶來(lái)了新的主題、方法和模式。它正在改變哲學(xué)家理解哲學(xué)的根本問(wèn)題和基本概念的方式。1998年出版的一部名為《數(shù)字鳳凰》(The Digital Phoenix)的文集曾引起學(xué)界的廣泛關(guān)注，它的副標(biāo)題是“計(jì)算機(jī)如何改變哲學(xué)”。在書(shū)中，拜納姆和摩爾(Bynum and Moor)明確指出，計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)哲學(xué)是哲學(xué)中的一股新生力量。而在我們看來(lái)，人工生命是這股新生力量的代表。借用弗洛里迪(L.Floridi)的一段話，我們可以說(shuō)，人工生命的作用就像特洛伊木馬，它把一種更具包容性的計(jì)算機(jī)與信息的范式引入了哲學(xué)的城堡[2]。不過(guò)，我們并沒(méi)有打算構(gòu)建一個(gè)包羅萬(wàn)象的哲學(xué)體系。我們只是討論幾個(gè)有代表性的范例，如圖靈機(jī)模式、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、元胞自動(dòng)機(jī)、遺傳算法等。這些概念和話題越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。信息和計(jì)算機(jī)的概念、方法以及理論已經(jīng)成為一種解釋學(xué)框架，通過(guò)它可以對(duì)世界做出解釋?？偠灾?，正如拜納姆和摩爾所說(shuō)的那樣，哲學(xué)不是永恒的；哲學(xué)是與時(shí)俱進(jìn)的，只有通過(guò)對(duì)自身的不斷更新才能保持繁榮。這種自我更新的拉動(dòng)力就是計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)。

注 釋：

① 任曉明、桂起權(quán)著，人民出版社2010年即將出版。本文是該著書(shū)的導(dǎo)言，略有改動(dòng)。

[1] 桂起權(quán).計(jì)算機(jī)革命的哲學(xué)新意[M]//喬天慶，陶笑眉.計(jì)算機(jī)與世界.武漢：武漢出版社，2002：序二.

[2] 弗洛里迪.什么是信息哲學(xué)？[J].世界哲學(xué)，2002(4).

[3] 桂起權(quán).科學(xué)思想的源流[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，1994.

[4] 桂起權(quán).物理學(xué)的畢達(dá)哥拉斯主義研究傳統(tǒng)[M]//吳彤，等.科學(xué)技術(shù)的哲學(xué)反思.北京：清華大學(xué)出版社，2004：183-198.

[5] 桂起權(quán)，高策，等.規(guī)范場(chǎng)論的哲學(xué)探究——它的概念基礎(chǔ)、歷史發(fā)展與哲學(xué)意蘊(yùn)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

[6] 桂起權(quán).規(guī)范場(chǎng)論的研究綱領(lǐng)述評(píng)——一種畢達(dá)哥拉斯模式的解讀[J].自然辯證法通訊，2008(6).

[7] 桂起權(quán)，任曉明.系統(tǒng)科學(xué)——生物學(xué)理論背后的元理論[G].系統(tǒng)科學(xué)與建構(gòu)實(shí)在論國(guó)際會(huì)議，北京，1999-10.

[8] 桂起權(quán)，傅靜，任曉明.生物科學(xué)的哲學(xué)[M].成都：四川教育出版社，2003.

[9] [美]勃克斯.機(jī)器人與人類心智[M]//計(jì)算機(jī)的形而上學(xué).桂起權(quán)，等，譯.任曉明，校.成都：成都科技大學(xué)出版社，1992.

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N031

A

1007-8444(2010)01-0013-07

2009-11-30

桂起權(quán)(1940-)，男，浙江寧波人，教授、博導(dǎo)，主要從事分科化的科學(xué)哲學(xué)研究。

責(zé)任編輯：王榮江