2004-11-29
導讀《皇帝新腦》,彭羅斯 (一)
文章論述/科學哲學
  牛津大學的羅傑.彭羅斯(Roger Penrose,1931-)於 1989 年出版《皇帝新腦》(The Emperor's New Mind),其副標是「關於電腦、人腦與物理定律」(Concering Computers, Minds, and The Laws of Physics)。彭羅斯是當代天文物理與數學的主要領導者之一,然而這本書卻是在認知科學與心靈哲學的交匯領域引起了極大的注目,甚至還有幾所大學為這本書專門地召開學術研討會,《皇帝新腦》被視為是這十幾年來對於強人工智慧(Strong AI)觀點的最猛烈攻擊之一。強人工智慧觀點認為,(基於機器狀態的功能主義)任何給定的心靈類型都可被定義為純粹邏輯形式的虛擬關係,也就是說,心靈狀態就是足夠複雜的涂林機(Turing Machine)圖表運作的狀態,根據這種觀點,心靈的本質不是構成大腦的物質(硬件),而是極其複雜的邏輯算法(軟件),心靈與其意識狀態完全可以由「形式計算」來實現。這種觀點相信有朝一日,計算機學家終會以人工智慧技術來創造像人一樣真正具有思維、學習、知覺、情感、自我概念與決策能力的機器人(也就是創造出一個大衛,如果你有看過電影《AI.人工智慧》,如左圖所示)。但是彭羅斯反對這種觀點,正是因為幾年前的偶然機會,彭羅斯聽到強人工智慧的提倡者提出如此極端的論點,使得他著手撰寫這部多達五百多頁、涉及廣泛的鉅作,以回擊上述的觀點。

  這本書《皇帝新腦》的一開頭便是科幻小說的情節。在未來世紀,由美國總統開幕的一場「超子電腦」發表會,介紹了這部電腦實現地球上最強大的人工智慧,它擁有的 1017 以上的邏輯單元, 足以最佳化與取代人類所有事務的決策,包括這位美國總統最棘手的國家治理問題。這部電腦的總設計師在發表會上說:「現在有沒有觀眾想要提出第一個問題,來讓我們的超子電腦開始工作?」充滿好奇心的亞當舉起手來:「超子先生,請問你現在的感覺像是什麼?」在一陣遲疑之後,超子電腦說它不知道,甚至無法理解亞當想問的是什麼。就從這個小故事開始,彭羅斯在接下來的十大章節裡,從涂林機談到碎形幾何,從集合論悖論談到哥德爾不完備定理,從遞歸數學談到複雜性理論,從經典物理談到近代物理,從測不準效應談到量子重力,從空間結構談到時間箭矢,幾乎每一個單元,彭羅斯都力求在觀點上前後呼應。正如同小男孩揭穿了國王沒有穿新衣,彭羅斯所想要論證的是:人工智慧終究不能以純粹算法來實現心靈狀態,就像是(基於哥德爾不完備定理)一個數學模型的真理性永遠超出該模型系統的形式公理,心靈的複雜度也不可能用可列舉的算法步驟來窮盡;彭羅斯主張,現今的量子理論是需要修正與超越的,它需要新的框架以結合量子力學與相對論、微觀現象與宏觀現象、決定性與機率性、線性與非線性,這種新理論還要能夠解釋非定域性的量子聯繫與時間不可逆問題,它也將是解釋意識現象的一把最關鍵鑰匙。在這篇導讀裡,我將要以相當的篇幅來闡述彭羅斯的細部論據(但是會略去繁複的數學式子)

  彭羅斯表明他的觀點在物理學家之中是非傳統的,可能不被電腦學家或生理學家所採納。或許大部分物理學家會宣稱,在人腦尺度下有效的基本定律已經完全知道,但是直到今日我們必須承認,我們仍然無法解譯心靈的結構,在人類思維與意識的運作機制上,還存在著巨大的無知!有學者主張「科學已經終結」,人們該知道的知識已然到了探索的極限,科學沒有再大幅度革命的可能性,可是彭羅斯卻要指出大多數物理學家所不肯承認的無知。我們的物理知識還存在著許多空白,我們還不能使量子理論與愛因斯坦的狹義相對論完全協調,更遑論去建立「量子重力論」與解決相關的時間與空間問題!這些問題不僅牽涉到微觀與宏觀尺度的過渡、非線性與時間不可逆的聯繫,更牽涉到意識如何形成的世紀謎團,彭羅斯獨具慧眼地預言:「精神」議題與物理實在的最本質密切相關,這些探索會在將來的物理發展,佔據關鍵的位置。彭羅斯希望用不同角度的論據以說服讀者支持他提出的觀點,所以這本書考察了心靈哲學、後設數學、計算機理論、碎形理論(然而在複雜性科學的領域,卻琢磨不多)、神經生理學與當代最前沿的宇宙學與物理學,彭羅斯期待「在這條曲折迂迴,並且激動人心的旅途裡,讀者能夠得到某些真正有價值的東西」。

  電腦技術在過去幾十年間,無論在效率、容量與邏輯設計都有巨大的進展,電腦已經能夠以人們遠遠不能企及的速度與準確性,實現原本是屬於人類理性思維的大量任務,可以想像在一個世紀之內便會製造出,記憶容量與邏輯單元數目超過人腦的電腦。正由於這種樂觀的預期,計算機學家甚至還宣稱,以模擬人類精神活動為目的的人工智慧技術,最終能夠實現「心靈狀態」,它不僅擁有智能、可以實際感受情緒,並且它還知道與理解自己的所作所為──假定該電腦的反應與動作,與一個人在思維時的外顯方式不能區分,行為主義者就會說它是有意識的。早在 1950 年,電腦技術的先驅涂林()所發表的著名文章〈計算機與智力〉,就提出了行為主義觀點的「涂林測試」以作為電腦能否思維的判定標準,但是僅僅從機器的外顯行為來判讀,我們是否就能斷定機器自身真的感覺到痛苦或快樂?是否這樣就代表我們對於精神品質與意識功能的理解?

  比行為主義更為精緻的,強人工智慧從功能主義的角度採取了更為極端的觀點:精神活動只不過是進行某種足夠複雜而定義完善的邏輯算法,只要執行這種算法,它自身就會經驗到感情與意識,不管執行算法的硬件是矽晶體、齒輪還是積體電路。也就是說,強AI認為精神層次與體現它的物理硬體無關,如果一團水管能夠執行上述的算法,那麼這團水管的邏輯結構便具有精神功能。當代心靈哲學家瑟爾(Searle,1932-)在〈心靈、大腦與程式〉一文提出了著名的中文房論證,該論證指出僅僅成功執行算法本身並不意味著對所發生的過程有絲毫的理解,瑟爾駁斥強AI關於算法足以賦予機器意向性的說法,也批評強AI觀點把我們導向了極端的二元論。彭羅斯認為瑟爾的論證是相當有攻擊力的,但是反對強AI觀點的彭羅斯也指出,強AI有某種值得尊敬而必須慎重對付的部分(主要是由於強AI暗示著數學的柏拉圖主義,而這是彭羅斯與強AI都支持的觀點,這點與我不同)。事實上,彭羅斯與瑟爾都隱然接受人工智慧技術終會通過涂林測試,但是他們認為,精神層次必須依賴於其組成物質(硬件),並且精神層次的意向性與語義性只存在於生物體(大腦),而執行算法(軟件)的機械裝置不可能具有這些性質。

(接下文)