魏屹東

(山西大學(xué) 哲學(xué)社會學(xué)學(xué)院， 山西 太原 030006)

人工智能的興起與發(fā)展， 使我們的認(rèn)知(思維)方式發(fā)生了革命性變革。 就我們的思維方式而言， 不外乎形象和抽象及其二者的適當(dāng)結(jié)合三種。 形象思維是基于圖像的， 因而是感覺經(jīng)驗的， 如看圖識字， 如兒童的思維方式； 抽象思維通常是基于符號的， 因而是超驗的， 如邏輯思維， 如數(shù)學(xué)家的思維方式。 這兩種思維方式都是我們的極端認(rèn)知情形。 介于二者之間的是兩種思維方式的結(jié)合， 如大多數(shù)成年人使用自然語言思維， 其中既有具象的成分， 也有抽象的成分， 筆者將這種兼有形象和抽象特征的思維方式稱為“象征思維”。 象征思維包括使用圖形、 圖像和純粹符號象征， 比如國旗、 國徽、 圖騰、 象形文字， 都是這種思維的表現(xiàn)形式。 這就意味著， 抽象思維與形象思維在現(xiàn)實性上往往是難以截然分割的。 但使用自然語言和使用邏輯及數(shù)學(xué)符號的思維， 抽象度顯然是不同的， 后者要抽象得多， 比如沒有學(xué)習(xí)過邏輯和數(shù)學(xué)的人， 很難使用純符號進行計算和推理。 如果說， 象征體現(xiàn)了人類思維的高階境界， 意味著隱含意義出現(xiàn)了； 那么， 純粹符號思維則反映了人類思維的最高境界， 因為它是指涉特定內(nèi)容的純形式思維。 認(rèn)知心理學(xué)的研究表明， 人的認(rèn)知是吝嗇的， 要求思維經(jīng)濟， 符號思維恰好與之相符。

一、 符號思維基于形象思維

就思維方式與認(rèn)知的關(guān)系來說， 它們構(gòu)成了認(rèn)知的不同階段。 形象思維是初級階段， 如兒童的思維； 抽象思維是高級階段， 如成年人的思維。 形象思維是認(rèn)知的基礎(chǔ)， 如看圖識字是兒童學(xué)習(xí)的必經(jīng)階段， 他們還沒有發(fā)展出抽象能力， 比如簡單的加減運算2歲的兒童很難學(xué)會， 更遑論理解了， 因為運算規(guī)則是后天習(xí)得的。 所以， 符號思維是要經(jīng)過長期艱苦的認(rèn)知訓(xùn)練才能獲得的， 并不是天生就具有的。 當(dāng)然， 這里不排除天生智商高善于抽象思維的人， 比如數(shù)學(xué)家高斯、 物理學(xué)家牛頓。 即使這些天才人物， 在兒童時期的抽象思維能力甚至還不如同齡的普通兒童。

從一個人接受教育的經(jīng)歷(從學(xué)前、 小學(xué)到大學(xué))可知， 兒童階段的看圖識字、 看圖辨物是通過圖像認(rèn)知方式進行的； 學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、 邏輯后， 思維方式就由形象階段升級到抽象階段。 這個認(rèn)知能力升級的過程也有力地說明， 符號思維是基于形象思維的， 也就是在形象思維的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的， 沒有形象思維， 就不會有抽象思維。 在認(rèn)知發(fā)展的意義上， 符號思維無疑是高級思維形式， 而且是認(rèn)知的最高境界。 人類認(rèn)知發(fā)展和觀念形成的歷史證明了這一點， 這可通過哲學(xué)史和科學(xué)史予以說明。

二、 “數(shù)”和“幾何”觀念的啟示

數(shù)學(xué)史表明， 五千年前的古埃及人就有了數(shù)的觀念和幾何思想， 中國商代的甲骨文中有了十進制計數(shù)法。 古希臘的泰勒斯認(rèn)為， 這些數(shù)的觀念和幾何思想應(yīng)加以演繹證明， 建立一般原理和原則， 再用之解決實際問題。 畢達(dá)哥拉斯的“數(shù)的和諧”“萬物皆數(shù)”的思想， 以及數(shù)是萬物之源、 圓是最完美的圖形和10是最完美的數(shù)字的主張， 預(yù)示了后來的幾何化和代數(shù)學(xué)的出現(xiàn)， 甚至于現(xiàn)代的數(shù)字化也與此不無關(guān)系。 而柏拉圖的“理念論”則開啟了抽象思維的先河， 認(rèn)為理念先于物質(zhì)， 理念生成物質(zhì)。 這雖然是唯心主義， 但蘊含了抽象的觀念， 即暗示了隱藏在看得見的物質(zhì)背后的東西。 亞里士多德的形而上學(xué)就是對這種思想的進一步發(fā)展。 中國哲學(xué)家老子的“道”就是抽象概念， 道是無形的、 非可觀察的， 所以“道可道， 非常道”， 包含了抽象思維的理念。

如何將這些抽象的觀念具體化和規(guī)范化， 是后來自然哲學(xué)家們一直努力做的工作。 比如古希臘時期的智人學(xué)派提出幾何作圖的化圓為方、 三等分任意角和倍立方三個問題， 導(dǎo)致了歐幾里得圖形化的幾何學(xué)的誕生， 其中的公理化思想和演繹方法對數(shù)學(xué)和自然科學(xué)產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響， 直接導(dǎo)致了幾何天文學(xué)——托勒密的地心宇宙體系的形成。 演繹方法源于亞里士多德最初建立的邏輯體系三段論， 加上代數(shù)學(xué)的發(fā)展， 為近代自然科學(xué)走向數(shù)學(xué)化表征奠定了堅實的符號化基礎(chǔ)。

三、 自然現(xiàn)象的數(shù)學(xué)化描述

數(shù)和幾何觀念在文藝復(fù)興時期得到極大發(fā)展。 其直接的成就是伽利略對自然的數(shù)學(xué)化， 即用數(shù)學(xué)語言書寫自然， 導(dǎo)致了近代自然科學(xué)的誕生。 難怪愛因斯坦會說， 近代自然科學(xué)受益于古希臘時期創(chuàng)造的邏輯學(xué)和幾何學(xué)。 如果沒有這兩個成就， 自然科學(xué)的形成是不可能的。 聯(lián)想到近代中國科學(xué)的發(fā)展， 包括中國古代數(shù)學(xué)從輝煌到衰落， 邏輯學(xué)和幾何學(xué)的缺失恐怕是主要原因， 特別是沒能走向簡潔的符號化(象形文字的表征太過繁瑣)， 嚴(yán)重妨礙了數(shù)學(xué)的發(fā)展， 比如解高次方程、 開平方、 開立方這些運算， 不使用符號表征幾乎是不可能完成的。

將平面幾何與代數(shù)相結(jié)合是人類符號思維的一次升華。 這就是笛卡兒發(fā)明的解析幾何坐標(biāo)系。 解析幾何的作用是將圖形代數(shù)化和將代數(shù)幾何化， 開創(chuàng)了幾何圖形的數(shù)字運算和表征， 如雙曲線的代數(shù)方程式表達(dá)。 坐標(biāo)系實現(xiàn)了對平面上的點和立體空間中的點的運動軌跡的數(shù)字刻畫和表達(dá)， 激發(fā)了人們對高次方程和動態(tài)點的研究。 比如牛頓的“流數(shù)”思想， 導(dǎo)致了微積分的誕生， 微積分成為現(xiàn)代科學(xué)特別是物理學(xué)的一大運算工具。 萊布尼茨的單子哲學(xué)與微積分、 二進制更進一步促使麥克斯韋電磁學(xué)方程組的誕生， 完成了電學(xué)與磁學(xué)的統(tǒng)一。

黎曼曲面幾何突破了千年來的平面幾何思維方式， 三維空間的觀念被打破了， 使得人類有了高維空間的想法。 將曲面幾何用于物理學(xué)就是愛因斯坦相對論的誕生， 這導(dǎo)致了人類思維方式發(fā)生了顛覆性變革。 我們知道， 牛頓雖然提出了萬有引力的思想， 但他不知道這種超距作用是如何產(chǎn)生的。 這就是所謂的“神秘的第一推動力”， 最終使他走向了神學(xué)解釋。 按照相對論， 引力是時空彎曲導(dǎo)致的， 光線經(jīng)過巨大天體可彎曲， 并非只是直線傳播； 在接近光速的情形下， 時鐘可變慢， 尺子可縮短。 這與絕對時空觀完全對立。

量子力學(xué)突破了牛頓以來經(jīng)典力學(xué)的運動規(guī)律。 基本粒子的運動不再遵循力學(xué)定律， 比如粒子的速度和位置不能同時測定， 這就是著名的薛定諤“測不準(zhǔn)原理”， 能量的傳遞不再是連續(xù)的， 而是一份一份的、 不連續(xù)的， 量子概念由此而來。 這就是科學(xué)史上的“量子力學(xué)革命”。 在表征方式上， 量子力學(xué)幾乎是純粹的符號表征， 而且不同的表征方式， 比如薛定諤方程式的刻畫與狄拉克的符號表達(dá)， 也被證明是等價的。 這表明符號表征不僅簡潔， 也更有表征力。 符號表征的抽象程度越高， 人類的思維能力也就越強。

四、 認(rèn)知的符號操作與智能的物理實現(xiàn)

人類的這種符號思維能力在物理裝置上得以實現(xiàn)的成果就是計算機的發(fā)明。 圖靈是這場革命的旗手， 這場革命也因此被稱為“圖靈革命”。 “圖靈革命”的實質(zhì)是計算表征主義， 即思維就是計算， 大腦就是計算機。 這就是著名的“計算機隱喻”。 計算機的發(fā)明標(biāo)志著符號化和數(shù)字化達(dá)到了一個新的高度。 人工智能將符號與數(shù)字相結(jié)合， 創(chuàng)造了無心的智能機器人這種純粹符號操作的物理裝置。 這意味著， 認(rèn)知不僅僅發(fā)生于我們有意識的大腦， 也可以在無意識的物理裝置中實現(xiàn)； 思維不僅僅是依賴于身體的“具身認(rèn)知”， 也可以是沒有身體的“離身認(rèn)知”。

人類思維發(fā)展到以符號思維為主的人工智能這個階段， 不僅使我們的思維方式發(fā)生了天翻地覆的變化， 也讓我們的生產(chǎn)方式和生活方式隨之發(fā)生了革命性變化， 比如微信支付方式的普及， 可能使紙幣成為歷史， 電子書的普及可能使紙質(zhì)書成為歷史。 計算機、 智能機的普及， 加之互聯(lián)網(wǎng)特別是5G通信技術(shù)的發(fā)展， 都有力地說明符號思維的必然性和高智能性。

概言之， 符號思維是認(rèn)知過程提煉或萃取的結(jié)果， 是思維的精華， 高度純化的結(jié)果。 符號不僅在理論上建構(gòu)， 也已經(jīng)在技術(shù)上實現(xiàn)。 可以預(yù)計， 符號思維和符號表征將徹底改變我們的認(rèn)知和生活方式。