范　輝　郭玉剛　劉延武

摘要本文分析了計(jì)算教育的現(xiàn)狀，提出了計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題及其基本框架，探討了構(gòu)建計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題的客觀依據(jù)和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞計(jì)算構(gòu)建哲學(xué)

1 引言

計(jì)算學(xué)科的飛速發(fā)展，改變著人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交流方式。計(jì)算意味著什么？計(jì)算學(xué)科意味著什么？這些都成為哲學(xué)工作者和從事計(jì)算機(jī)研究、開發(fā)的人員必須面對(duì)的重大的元問題。建構(gòu)計(jì)算學(xué)科根本問題的理論框架，形成計(jì)算學(xué)科的元理論——計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題就成為當(dāng)務(wù)之急。“計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題”的提出是在計(jì)算機(jī)日益成為人們生活重要組成部分時(shí)，從哲學(xué)的層面對(duì)計(jì)算機(jī)文化現(xiàn)象與計(jì)算學(xué)科的重新定位和反思。

2 計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題提出的客觀依據(jù)

2.1 計(jì)算學(xué)科的發(fā)展要求從哲學(xué)高度對(duì)計(jì)算學(xué)科進(jìn)行理論闡釋

計(jì)算學(xué)科包括算法理論、分析、設(shè)計(jì)、效率、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)的研究。全部計(jì)算學(xué)科的基本問題是，什么能（有效地）自動(dòng)進(jìn)行，什么不能（有效地）自動(dòng)進(jìn)行，它來源于對(duì)數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論、自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究，形成于20世紀(jì)30年代后期。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，計(jì)算學(xué)科業(yè)已形成了一個(gè)龐大的知識(shí)體系。主要體現(xiàn)在三大層面：

（1）計(jì)算學(xué)科的應(yīng)用層。它包括人工智能應(yīng)用與系統(tǒng)，信息、管理與決策系統(tǒng)，移動(dòng)計(jì)算、計(jì)算可視化、科學(xué)計(jì)算等計(jì)算機(jī)應(yīng)用的各個(gè)方向。

（2）計(jì)算學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)層。它是為應(yīng)用層提供技術(shù)和環(huán)境的一個(gè)層面，包括軟件開發(fā)方法學(xué)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、程序設(shè)計(jì)科學(xué)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)。

（3）計(jì)算學(xué)科的基礎(chǔ)層。它包括計(jì)算的數(shù)學(xué)理論、高等邏輯等內(nèi)容。

還有支撐這三個(gè)層面的理工科基礎(chǔ)科目，包括物理學(xué)（主要是電子技術(shù)科學(xué)）和基礎(chǔ)數(shù)學(xué)（含離散數(shù)學(xué)）等。

從計(jì)算學(xué)科這一龐大知識(shí)體系中不難發(fā)現(xiàn)，它欠缺計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題支撐。計(jì)算學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展需要從哲學(xué)層面對(duì)計(jì)算學(xué)科中的根本問題、重大問題進(jìn)行理論闡述、分析和評(píng)價(jià)。因而提出計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題就成為計(jì)算學(xué)科發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.2 計(jì)算教育的現(xiàn)狀催化計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題

ACM和IEEE/CS是美國(guó)在計(jì)算教育研究領(lǐng)域最有影響的組織。在1989年ACM提交的《Computing as a Discipline》報(bào)告中，它不僅第一次規(guī)定了計(jì)算學(xué)科的定義，回答了計(jì)算學(xué)科中長(zhǎng)期以來一直爭(zhēng)論的一些問題，更重要的在于它為計(jì)算教育創(chuàng)建了一個(gè)“新的思想方法”（a new way of thinking），這種“新的思想方法”是對(duì)計(jì)算教育科學(xué)幾十年來的概括和總結(jié)，也是美國(guó)ACM和IEEE/CS聯(lián)合發(fā)表的《Computing Curricula 1991》報(bào)告（簡(jiǎn)稱CC91）以及《Computing Curricula 2001》報(bào)告（簡(jiǎn)稱CC2001）的基本指導(dǎo)思想，其實(shí)這種“新的思想方法”的實(shí)質(zhì)就是計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題的內(nèi)容。

在國(guó)內(nèi)是結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況進(jìn)行研究，以ACM和IEEE/CS的報(bào)告為依據(jù)進(jìn)行分析研究的。中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)教育委員會(huì)和全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)組織了“Computing as a Discipline”以及“CC91”的系列研討活動(dòng)，對(duì)CC2001進(jìn)行跟蹤研究，并分別推出中國(guó)“計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)計(jì)劃1993”和《中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002》，提出和完善了具有哲學(xué)性質(zhì)的核心概念的思想。

然而，所有這一切關(guān)于計(jì)算學(xué)科的研究還停留在計(jì)算學(xué)科方法論層面，沒有進(jìn)一步站在哲學(xué)的高度，從新的視角，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和哲學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

3 構(gòu)建計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問題的現(xiàn)實(shí)意義

3.1 計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題有助于計(jì)算學(xué)科的發(fā)展

（1）計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題有助于確立正確的思想原則，把握正確的研究方向

計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題及其方法論是在科學(xué)哲學(xué)和一般科學(xué)技術(shù)方法論的指導(dǎo)下建立的，它直接面對(duì)和服務(wù)于計(jì)算學(xué)科的認(rèn)識(shí)過程，使人們對(duì)計(jì)算學(xué)科的認(rèn)識(shí)邏輯化、程序化、理性化和具體化，它有助于我們?cè)谟?jì)算學(xué)科的研究中確立正確的思想原則，把握正確的研究方向。

（2）計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題有助于計(jì)算學(xué)科的建設(shè)和人才培養(yǎng)

學(xué)科建設(shè)和培養(yǎng)高素質(zhì)人才，是一個(gè)永恒的話題。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題有助于解決這個(gè)問題。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題從學(xué)科的核心概念、學(xué)科的形態(tài)、學(xué)科的根本問題、學(xué)科的方法等方面出發(fā)，深刻地揭示了計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)，提升對(duì)計(jì)算學(xué)科的認(rèn)識(shí)，從而有助于計(jì)算學(xué)科的建設(shè)。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題對(duì)培養(yǎng)計(jì)算專業(yè)人才也有重要作用。它可以提高抽象思維能力和邏輯思維能力，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的素質(zhì)，掌握正確的思維方法，加速其成才。

3.2 計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題提供一種獨(dú)特的研究領(lǐng)域和創(chuàng)新方法

（1）計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題代表一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域

計(jì)算方法、概念、工具和技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出來了，而且在許多哲學(xué)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，這才是它的迷人之所在。再就是以模型為基礎(chǔ)的科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)哲學(xué)的計(jì)算方法論等以闡釋科學(xué)知識(shí)的方法論為目的的領(lǐng)域；最后還有成為當(dāng)今社會(huì)的“顯學(xué)”的計(jì)算倫理學(xué)、人工倫理學(xué)等哲學(xué)問題。

（2）計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題能為哲學(xué)話題提供一種創(chuàng)新的方法

計(jì)算正在改變著哲學(xué)家理解那些哲學(xué)基礎(chǔ)和概念的方式，計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題也為哲學(xué)提供了令人難以置信的豐富觀念，為哲學(xué)探究準(zhǔn)備新穎的主題、方法和模式提供新的哲學(xué)范式，為傳統(tǒng)的哲學(xué)活動(dòng)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

4 構(gòu)建計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問題的基本框架

4.1 計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問題的定義

計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題，是個(gè)很古老的話題，但在思想史上，成為獨(dú)立的研究領(lǐng)域卻是非常晚的事。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題是從哲學(xué)高度對(duì)計(jì)算學(xué)科的重要問題、根本問題進(jìn)行理論分析、闡釋和評(píng)價(jià)的。它像數(shù)學(xué)哲學(xué)一樣，是一種元理論方法。它具有哲學(xué)方法論的批判功能。因而計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題可以定義為批判性研究的哲學(xué)領(lǐng)域，它涉及到計(jì)算的概念、本質(zhì)和基本原理以及對(duì)計(jì)算學(xué)科方法論的提煉和應(yīng)用，目的是為計(jì)算學(xué)科的概念基礎(chǔ)提供系統(tǒng)論證，從而建立新的理論框架。

4.2 計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問題的基本框架

它包括四個(gè)層次和七大方面。

（1）四個(gè)層次

①尋求統(tǒng)一計(jì)算理論，是計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問題研究綱領(lǐng)的“硬核”。其基本問題就是對(duì)計(jì)算本質(zhì)進(jìn)行反思；同時(shí)對(duì)計(jì)算學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行分析、解釋和評(píng)價(jià)，重點(diǎn)關(guān)注計(jì)算學(xué)科發(fā)展的未來走向。

②創(chuàng)新。其主要目的是為各種計(jì)算理論提供哲學(xué)方法。創(chuàng)新是計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)最具特色的，也是使計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題得以在哲學(xué)殿堂確立地位的關(guān)鍵所在。

③體系。利用計(jì)算的概念、方法、工具和技術(shù)來對(duì)傳統(tǒng)和新的問題進(jìn)行建模、闡釋和提供解決方案，為上述創(chuàng)新目標(biāo)的各個(gè)分支提煉理論分析框架。

④方法論。這一目標(biāo)屬于傳統(tǒng)的科學(xué)哲學(xué)，它以創(chuàng)新為基礎(chǔ)，對(duì)計(jì)算學(xué)科及其相關(guān)學(xué)科中的概念、方法和理論進(jìn)行系統(tǒng)梳理，為其提供元理論分析框架。

（2）七大方面

計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題除四大層次外，還應(yīng)包括以下七大方面。

①計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)探討。包括：計(jì)算是不是一門學(xué)科？學(xué)科的本質(zhì)是什么，學(xué)科的根本問題是什么？核心是什么？等等。

②計(jì)算學(xué)科的思維方式。使用計(jì)算機(jī)解決問題的過程基本上是模擬人類大腦解題的過程，因此有必要分析人類是如何解決問題的，以及在解決問題的過程中人類是如何進(jìn)行思維活動(dòng)的。

③計(jì)算學(xué)科的基本問題、重大問題和未來走向。基本問題是反映計(jì)算學(xué)科本質(zhì)的，能對(duì)計(jì)算學(xué)科各分支領(lǐng)域中的核心問題所具有的共性進(jìn)行高度概括。重大問題是計(jì)算學(xué)科中的重要的理論模型的瓶頸問題及其未來走向。

④計(jì)算學(xué)科的創(chuàng)新及其素質(zhì)要求。計(jì)算學(xué)科的創(chuàng)新，就是要圍繞計(jì)算學(xué)科的基本問題、重大問題、走向問題、熱點(diǎn)問題以及阻障問題進(jìn)行理性分析、深入探討和哲學(xué)評(píng)價(jià)，以期推動(dòng)計(jì)算學(xué)科的可持續(xù)發(fā)展。由此就提出對(duì)從事計(jì)算職業(yè)人員的素質(zhì)要求的研究。

⑤計(jì)算學(xué)科的方法論分析。計(jì)算學(xué)科方法論是關(guān)于計(jì)算領(lǐng)域認(rèn)識(shí)和實(shí)踐過程中的一般方法的含義、性質(zhì)、特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系和變化發(fā)展的系統(tǒng)研究。

⑥計(jì)算學(xué)科的價(jià)值原則、倫理原則。價(jià)值原則和倫理原則是指對(duì)從事計(jì)算職業(yè)的人員的價(jià)值觀要求以及道德規(guī)范的研究。

⑦計(jì)算學(xué)科重大成果的哲學(xué)分析。如人工智能的哲學(xué)問題，現(xiàn)實(shí)世界與虛擬空間的哲學(xué)問題，語言與知識(shí)、信息與內(nèi)容、形式語言和超文本理論的哲學(xué)問題等。

5 小結(jié)

計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問題的重點(diǎn)是計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)探討，如尋求統(tǒng)一的計(jì)算理論，對(duì)計(jì)算本質(zhì)的理論反思等。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問題的難點(diǎn)是創(chuàng)新，是利用計(jì)算的概念、方法、工具和技術(shù)來對(duì)傳統(tǒng)和新的問題進(jìn)行建模、闡釋和提供解決方案，為上述創(chuàng)新目標(biāo)的各個(gè)分支提煉理論分析框架以及計(jì)算學(xué)科發(fā)展中的重大問題的哲學(xué)分析等。（本文獲“2005年全國(guó)青年教師計(jì)算機(jī)教育優(yōu)秀論文評(píng)比”三等獎(jiǎng)）

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