认知科学会弥合两大学科的分裂？
——访赵南元
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本报记者钟国兴
赵南元，男，1946年生，1970年毕业于清华大学自动控制系，1985年在日本东京工业大学情报工学科获工学博士学位，1986年任教于清华大学自动化系，1994年任教授。主持过多项国家自然科学基金及其他基金项目，专著《认知科学与广义进化论》获第九届中国图书奖。 记者：您是研究认知科学的。对于这样一门重要的边缘科学，人们还不是很了解，认知科学同哲学认识论有何不同？ 赵南元（以下简称赵）：认知科学在国内又称思维科学，目标是揭示人脑认知过程的机制，用计算机程序实现这一机制并加以验证。认知科学与哲学的对象是相同的，都是人的精神世界，但研究的层次不同：哲学研究比较抽象、概括，认知科学则具体而详细；二者的评价准则也不同，哲学认识论无须经受严格的实验检验，而认知科学的每一观点都必须经受实验的证明，否则就无所谓科学。当然二者的关系也非常密切。 记者：边缘学科的突破对其他学科往往有很大影响，认知科学最主要的影响将在哪里？ 赵：边缘科学发展促进了科学的统一，生物化学使生物学与化学连成一体，化学键的量子力学解释使化学有了物理学基础。科学最后的也是最大的分裂是自然科学与社会科学，而认知科学的发展可能促成它们的统一，因为社会是由人组成的，而认知科学所解决的恰恰就是“人是什么”的问题。也可以说，不消灭自然科学与社会科学之间的断层，认知科学也就没有立足之地。 记者：认知科学是个世界性的课题，很多学者都在研究它。您认为它最深层的难题是什么？ 赵：是物质与精神的关系问题，或称心—脑问题。董光壁在论述这一难题时列举的第一个困难是“协调两种世界图像的困难”即“价值观、伦理体系和法律规范都是以自由意志为前提条件的。然而作为自然科学描述的客体，我们受着普适的自然规律的控制……不可能有什么自由意志……人类的自主性与自然的必然性之间的这种明显的不相容性，能够用以支持下述两个结论中的任何一个：因为我们是自然界的一部分，所以自主性肯定是一种幻觉；因为自主性是一个事实，所以我们不可能完全属于自然界，人类本性一定具有精神的或非物质的方面。”实际上自然科学和社会科学的分裂也源于此。 记者：自然科学与社会科学分裂是指什么？ 赵：自然科学与社会科学之间在很多方面遵循着不同的准则。例如，自然科学不接受超自然的解释，而社会科学可以接受；自然科学要求实验的重复性，社会科学不要求；自然科学崇尚理性，而社会科学可以容忍非理性；自然科学已经统一于共同的基础，而社会科学则缺乏共同基础等等。在自然科学家看来，社会科学不像科学；而在社会科学家眼里，自然科学没有“人性”。 记者：解决分裂，就是使两种科学在基本观念、尺度和方法上统一化？ 赵：是的。在古代，自然科学与社会科学是浑然一体的。十六世纪以后，自然科学逐步从神学和哲学中分离出来，取得了独立的地位，自然科学的各个学科逐步分化并走向融合，物理学、化学、生物学形成了完整的链条。按照基本粒子、原子、分子、生命、意识、社会的进化历程，社会科学最终也会整合到这一链条之中，统一性是科学的基本要求之一。 记者：它们之间的巨大差异能够弥合吗？实际弥合的关键环节在何处？ 赵：这个完整链条缺失的一环就是意识，其断口就是心—脑问题。如果人的精神世界不能用物质运动或信息处理来解释，社会科学就有理由遵循与自然科学完全不同的原则；相反，如果认知科学能够用自然的理由充分说明精神世界，就可以接上断口，补上缺失的一环，能够成功地用信息处理的模型解释精神世界，社会科学就可以建筑在与自然科学相同的基础上，分裂的理由将不复存在。 记者：自然科学同社会科学的区别，是否还在于它们研究的对象不同？ 赵：由于自然科学的对象多数是简单系统，理论对事实很少有影响，社会科学面对的却是可以自己改变自己的复杂系统，因而一种理论可能因影响社会现实而使得它成立或失效。这些区别是研究对象层次不同造成的。 记者：您认为两大科学的弥合，要依赖于认知科学的哪一方面的突破？ 赵：这在于机器能否有意识的问题，也就是能否把人脑看成机器的问题。一般的机器没有“责任”可言，但如果机器具备了学习能力，同样存在赏罚问题，所有的学习算法都离不开评价与赏罚的机制，当机器具有多个可学习的部分时，学习算法就存在责任局部化的问题。更复杂的学习机器不仅能修改自己的行为方式，还能自行修改评价体系，此时机器也要处理价值观的问题。多台这样的机器以非集权的分布方式进行合作时，就需要处理群体中个体间的评价，即广义的伦理问题。可见“价值观”、“责任”、“伦理”应该以学习的需要为前提，没有必要建筑在“自由意志”的基础上。 记者：这样的学习机器能同人类比吗？或者说机器能产生自主性的幻觉吗？ 赵：上述的学习机器还没有意识，看不见自己，完全意义上的感觉、知觉、幻觉都需要意识的支持，为此需要有更复杂的接近人脑的机器，才能看见自己。这有两种方法：照镜子和用摄录机。揭示了DNA双螺旋结构的克里克认为，意识是注意与短期记忆相结合的产物，他采用的是摄录机的模型，摄录机的镜头指向某一方向，相当于注意，图像录入磁带则相当于短期记忆。 记者：意识是否真有那么简单？ 赵：没那么简单。摄录机模型留下一个棘手的问题：谁在操纵摄录机镜头的指向？这需要用复杂系统理论才能解决。关于复杂系统众说纷纭，光定义就有几十种。为此我提出了“软硬结构模型”，把复杂系统分为软结构和硬结构两部分，软结构对应混沌，硬结构对应秩序。二者之间的关系是：硬结构支持软结构，软结构对硬结构进行建构。有了这种机制，复杂系统就可以自己改变自己。这个结构也可以解释意识现象，无意识的过程相当于硬结构，意识相当于软结构，此时“支持”体现在摄录机镜头的指向由无意识过程来控制，短期记忆的内容则通过学习机制改进无意识过程，实现对硬结构的“建构”，因此人可以通过学习提高学习能力。这意味着制造有意识的机器在原则上是可能的，或者说人的精神世界不存在非自然的因素。 记者：如果认知科学使心灵不再被认定具有非自然的性质，人生似乎也变得兴味索然了吧？ 赵：这是后现代主义式的杞人忧天。设计电视机的工程师未必不能被电视剧所感动，妇产科医生也未必没有浪漫的恋爱。
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