人类心智和计算机发展简史：《人类的终极命运》读书笔记
作为对老师推荐书目《人类的终极命运——从旧石器时代到人工智能的未来》的阅读笔记……对我而言是一种备忘和阅读输出，对读者而言多多少少也是一种想法的交流和讨论，而非仅仅是对枯燥历史的教科书式搬运。
〇、前言
尽管作业题目是“计算机发展简史”，但鉴于纯粹的“计算机发展过程”我们已经在若干门课程中以若干种形式有了充分的了解，何况资料性质的内容在当今信息时代可以用无数种方法方便而全面地检索到，那么我如果在这里用整整5000字篇幅将各大“百科”上的枯燥资料复制粘贴，再将它们以一些我个人风格的叙事形式进行连接拼贴呈现出一篇宏大而乏味的“计算机史”，则实在是对我个人和将要阅读这篇文字的老师或助教时间的非有效利用。
因此，我希望我的这5000字在涉及计算机发展历史之余，更多作为对老师推荐书目《人类的终极命运——从旧石器时代到人工智能的未来》的阅读笔记，更重要的是，希望在这里记录下我个人在阅读中的一些体验、思考，或是在看到某个句段时脑中闪现的只言片语，这样一方面对我而言是一种备忘和阅读输出，对读者而言多多少少也是一种想法的交流和讨论，而非仅仅是对枯燥历史的教科书式搬运。
在开始之前还有一点其他的题外话。作为一名转系生，我在上学期才终于补修了“信息科学技术概论”课，坦白地讲，很多同学都视此课无足轻重，然而实际上老师们的讲座却给我颇多思考。讲座的目的固然是要给大多数对信息学一无所知的、刚入学的大一新生们以信息科学的总体概述，但其中也涉及到很多老师的经验、思考，以及大量建立在一定专业知识之上的对于学科本身的理解，这些内容对于我这样对计算机和信息学还算略有一点专业背景了解的学生而言，还是有着很多远超出我对课程预期的收获的。其中影响很深的两次讲座来自张小平老师和刘云浩老师。在这两次相邻的讲座中，二位老师除了介绍信息学、计算机发展的历史外，还涉及到了大量当时哲学界、数学界、物理学界的发展情况，尤其是哲学界的思想冲突，给了我对于信息科学发展契机本身的新的认识。
相应的，这本书和这两次讲座有着异曲同工之妙。我的读书习惯是不放过一个字，包括注释、目录，尤其是书籍的前言。从前言中我了解到了本书作者的丰富经历——专家系统领域博士毕业，而后因为对学术界的失望转向业界，但从未放弃自己的个人研究，随后对其他学科知识大量涉猎，包括哲学、脑神经科学等，在他所理解的真正的“人工智能”方面思考不休，终于赶上这样一个人工智能重放异彩的时代，将自己的学习、研究和思考凝聚为一本综合阐释人类智慧、哲学、技术是何以从旧石器时代走到今天乃至未来的综述读本，而其独特之处更在于作者本身的计算机专业背景和专注的思考点，使得每一次回顾和讨论都紧扣着“人工智能”和“人类心智”这一重点，给了我们从历史、哲学等多方面审视“人工智能”这一概念的绝佳契机。因此阅读的过程于我而言是一次密集的思考，我本人此前对人类发展和西方哲学就有着兴趣和少许了解，这次在作者的专业背景引导下，重新思考这些领域对我们身处专业本身议题的潜移默化的影响，实在是一次难得的经历。
本书所要着眼的关键虽然是“人工智能”，但在作者眼里，“真正的”人工智能必然不能缺乏人类心智，因此本书用大量篇幅讨论了所谓“人类心智”。这篇文字将围绕“人类心智”，记录作者的关键论点，以及我对相应观点的个人思索。
一、人工智能和人类心智
人工智能自从大数据驱动的神经网络重获生机、AlphaGo在围棋这一传统困难的领域战胜人类后重新在公众间引起重大轰动，而不明就里的媒体狂热地给2016或是2017年冠以“AI元年”的称呼，一时间举国上下尽被AI相关资讯占据，当然此时此刻与之平分秋色的是年初在公众中突然火爆的区块链——这便是媒体叙事对当代人认识的引领与改变——而所谓“叙事”本身也是人类心智的一个议题，后文还将涉及。
但是事实上，人工智能伴随着计算机本身一同出现，在计算机之父图灵发表他对于通用计算机器的论文的同时他就提出了“人工智能”这一设想，同样著名的“图灵测验”（也即“模仿游戏”，也将在后文涉及）也在同时产生。可以说，人工智能在某种程度上也是计算机发展所一直追寻的目标，而人工智能本身的发展历史和研究人员对人工智能的界定与认识也反映出了计算机的发展历程。原书作者本身即为人工智能相关研究人员之一，他从幼年在影视作品中看到的机器人形象得到激励，因此走上了这样一条专业道路，而他的博士论文则是构建一个被称为“普罗米修斯”的能够诊断黄疸的专家系统。在转而研究专家系统之前，人工智能经历了美好的幻想年代，尽管那时计算机的发展还太不成熟，但人们对最原初的“人工智能”的理解是真正的智能，是和人类“一样”的智能，但这一目标太过宏大，当时所能做的却只是用逻辑去赋予计算机“智慧”，也就是基于逻辑推断给出结果的“智能机器”，专家系统也正是这样一种装置，它处理信息、根据已有的知识和逻辑判断过程给出意见，但正如作者所说，它在诊疗的过程中无法认识到自己面对的是“病人”，无法明白“病人”的思想、愿望、恐惧，它没有“意识”，它无法意识到自己在“思考”，它只是一具僵尸。
在作者眼里，这与他所认识的真正的、理想中的“人工智能”相去太远，他关注于如何赋予机器以“意识”，但在学界人们却极端忽视对“意识”的讨论，于是他在失望中离开了学术界，并在业界工作中私下继续自己的研究，同时转向了哲学领域——用作者的话说，这是“大多数工程师和科学家都认为是最浪费时间和精力的领域”。
然而就我个人而言，我十分认同作者对哲学的看法——它可以用历史上最聪明的思想家丰富的思想滋养年轻的心灵。在转系前到刚刚转系后的日子里，我总是被对于人生意义的思考所困扰，我不知道自己该选择怎样的道路，不知道自己该如何面对选择的必然代价，这时我转向了哲学，希望能从中得到对迷茫的指点。可惜的是转系后由巨大的课程差异带来的学业压力迫使我放弃了“在闲暇时阅读哲学书籍”的想法。所幸当时了解到的一些基本概念对我现在阅读这本书多少有所助益，而本书中对于一些哲学观点的论述也丰富了我的认识。
如前所述，“意识”成为了作者眼中人工智能必须拥有的东西，而意识本身则是难以研究的——它涉及到“感质”等主观内容，因而无法用传统的客观科学方法去捉摸，何况对于“意识”的本质的思考更是千年来哲学争论不休的问题，即二元论与一元论的争端。如果认为意识和物质来源于不同本原，即二元论，则人类的意识是否是一种如软件般存在的编码？是否可以通过编程上载到数字生命中？而如果认为意识来源于物质，即一元论，在已经证明了“逻辑本身是有限制的”前提下，又该用什么方法制造真正拥有人类心智的人工智能？
意识就是人类心智，要研究拥有人类心智的人工智能，则不可能脱开对人类心智的探讨。
二、人类心智及其发展历程
开门见山，我希望在一开头就先说明人类的心智到底是什么，或者说心智到底拥有哪些独特特征，以使人类区别于其他万物。作者将人类心智的创造方式归为“四元素”：拟人化，叙事，二元论思维方式，隐喻。而在此之上，还有真正让人类更为独特、更为理性的第五元素，也即“自我意识”。下文将对这五大特征进行描述，也包括人类如何从猿类演化出了这些特征。
（一）拟人化
拟人化，顾名思义是对非人物体的描述赋予了人的特质，如对着宠物说话，踢树发泄怒火，甚至于我们语言中的“足球把玻璃打碎了”等。而拟人化实际上就是所谓“共情”，我们想象着其他人、其他动物甚至其他无生命的物体拥有了和我们一样的感情和思维，我们用我们自己的思维去预测、判断他们的行为模式，这就是拟人化的背后逻辑。
共情和拟人化是何以在演化中进入了我们的心智的？根据“个体发育复现了种系发育”的理论，即将认知与行为相结合，通过观察行为可以得出认知过程的理论，我们可以观察到幼儿在4岁后拥有了共情的能力，他能够意识到其他人也有和自己一样的思考和感情，这被称为“心理理论”。这一能力的优势在于，作为群居动物，有能力预测他人行为的人将具有更强的社会能力，从而在自然选择中占据优势，而这一步发生的时间是在旧石器时代。更进一步，我们在拥有共情的能力后，偶然的基因变异赋予了人类产生语言的能力，这种能力是在基因变异的基础上从生物学角度建立在大脑的生物结构上的，也就是所谓“语言的硬件”，而不仅仅是人类在后天教育中学会的。最初的语言是一种“社会语言”，只能够用来表述社会活动，但这极大地增强了人类的社交能力和合作能力，终于拥有这种变异的人凭借巨大的演化优势淘汰了不会语言的人，这一时间点大概是在距今15万年前。
随后经过十万年快速进化，社会语言演化成了能够表达非社会信息的通用语言，这种语言能够用来描述工具制造过程，能够用来记录知识，能够用来表达人类的思考，能够用来谈论动物行为、狩猎等信息，利用通用语言，人类的智能也迅速进化，促成了通用智能的产生。所谓通用智能就是能够广泛适用于不同情境的智能，而非像直立人一样只能打造特定工具的智能，这意味着人类随后将能够创造艺术、宗教和科学。对应的，因为人类已经能讨论动物行为，就产生了对动物的拟人化，人们用自己的行为模式去预测动物行为，由此可以伏击猎物，这提升了人类的生存能力，而广泛的拟人化就此进入了人类心智。
这种对万事万物的拟人化渗透于全人类的基因中，对于动物植物和山河大地的拟人描述可见于各种文明的神话传说中，对于原始的人类而言，人类社会和自然世界从来不存在割裂，我们只有一个世界，一个包容了人类和其他自然万物的世界，因此一切对超自然的猜测也是拟人化的，闪电和打雷都是天神为之。而万物一体的概念让我想起中国古人所追求的“天人合一”之境，也许这种人和自然交织相融的状态因为符合人类原始的本能而给人以心灵慰藉。
（二）叙事
叙事，这个词汇我在哲学和文学相关论述中经常看到，但未曾很好地理解其含义。这里，根据作者的长篇幅叙述，我将本书中的叙事理解为人类用连贯语言构建情境、描述行为和事件的能力和行为。
人类的记忆是不精准、不连续的，我们所谓的记忆仅仅是在特定瞬间的对特定主体的记忆片段，而非对完整现场和完整过程的精确记录。因此当我们要复述记忆时，不可避免需要通过某种虚构能力去弥合记忆碎片之间的沟壑，并努力给出一个符合逻辑的过程，这一点事实上是我们的心智在不知不觉中完成的。写到这里，我想起一部布拉德·皮特主演的电影《记忆碎片》，主人公由于大脑损伤无法形成新的记忆，只能靠照片当做记忆的载体，而故事就建构在他根据这些零碎的照片和心智的叙事能力虚构出的截然不同的对过去经历的“回忆”之上。
叙事能力的演化优势可能来源于人类在社交中的讲述需求。凭借叙事，人类得以形成自传记忆，我们所经历的记忆碎片藉由叙事形成一个完整的故事，当别人问起我们是谁时，我们可以用这个故事来解释我们的一切，这大大增强了原始人类获得同伴认可的能力。
（三）二元论思维方式
所谓二元论，就是认为在现实的世界之外还存在另一个世界，这个世界被认为是形式上的或观念上的。举个例子，当你拿着一个苹果，苹果本身的存在是现实的存在，而我们通过视觉、触觉、味觉等认识到的苹果则是我们观念中的苹果。但是这种二元的分裂并没有导致我们在认识世界时出现困难，因为通用智能使我们本能地认为真实地表现就是真实本身。
二元思维长期以来影响这人类对自己的心智的认识。基于二元论，身体是实在的存在，是符合现实世界规律的，而精神或灵魂是非物质的，是独立于肉体的存在。因此在宗教和神话中常常出现对复活和死后世界的描绘，在基督教中，也认为身体的死亡是永恒的，但灵魂则会前往其他世界。当然这也带来了所谓“身心问题”，即物质的大脑如何制造了非物质的思想，或者非物质的思想如何驱使物质的身体行动。对于二元或一元的争论至今仍未解决。
（四）隐喻
如前所述，叙事可以将我们的记忆碎片连接成故事从而进行交流，可以说人类使用叙事来感受其他人的经历。而隐喻则是人类的另一种工具，我们通过叙事来感受，通过隐喻来思考。隐喻背后的逻辑是一种联想和类比，我们用已经认识的事务去类比未知或尚不了解的事务，由此增强我们的思考能力和对世界的认知力。在这种心智本能下，我们不用隐喻几乎无法思考。
这一点尤其表现在我们对自身的认识上。人类认识自身的意图从未中断，但这种认识往往基于“范式”，我们倾向于用当时的科技产物来类比我们自身。最早的隐喻是泥土，在各大文明中都有人类来自于天神用泥土捏制的人偶，如中国的女娲造人、希腊的普罗米修斯等。随后在阿基米德时代，通过风力和水力驱使的大型机器问世，对人的隐喻变成了由体液驱动的机器。之后是由笛卡尔提出的齿轮、弹簧驱动的机器，在电被发现和电报等出现后，隐喻变成了电力机器，直到计算机的发明，人脑就成了“电脑”。
隐喻在计算机领域其实还有一个著名的应用，但我们在教材中似乎并没有见到过对这一点的提及。图灵提出的“图灵测试”的原型其实就是所谓“模仿游戏”，内容就是一男一女和裁判三人分别处于三个房间，裁判需要问问题并根据两个房间给出的回答判断哪个是男人哪个是女人，而男人要尽量表现得像女人以混淆裁判，女人则需要尽量表现得像男人来抵消男人对裁判的影响。将游戏中的女人换成机器，就变成了“图灵测试”，这本身就是一个隐喻。更深层次的隐喻则是，图灵本身是一名同性恋，而“模仿游戏”本身的寓意就是在性别问题上的掩饰以误导社会，很难不把这层含义和图灵本人的身份相联系，不论图灵当时利用这个游戏作为隐喻是否是有意为之。而理解这一点后，我也更能明白为何那部关于图灵的电影要起名为《模仿游戏》了。
（五）自我意识
前面四种心智的特征都表征着人类在演化过程中本能的痕迹，而自我意识则完全相反，它给了我们超越自我本能、思考抽象与绝对的能力，它让我们能够暂时脱离主观意识，作为一种反射机制，能够察觉到我们自己正在思考。凭借这种能力，我们得以独立于自身看待自己、反思自己，从而脱离隐喻给我们带来的混淆，并且看到自身的局限进而改变自身。根据控制论，这种机制是一种反馈循环，那么自我意识就是大脑中神经通路将信息传递回自身的递归过程。
对于自我意识的探讨长期存在于哲学界。一方面，我们凭借自我意识能够意识到自我，这才产生了这种思考，或者说自我意识本身又产生了对自己的思考；另一方面，自我意识希望能够明白自我意识到底来源于何处，这又牵扯到了二元论和一元论的问题，即它是由大脑的某种生物特性产生的，还是它根本就独立于物质的大脑，是一种非物质的存在？尽管充满争议，但科学还是在一元论的基础上发展起来了，但这事实上是一种反本能的思想，但也许正是依赖这一反本能的突破，人类才在可能存在的大量智慧生物中脱颖而出，因为其他星球的智慧物种可能囿于二元论思维，无法达到我们的科技水平——这在某种意义上指向了强人择原理，似乎这个宇宙就是为了人类的诞生而存在。这种想法是疯狂但有趣的，这样的思考给我们的眼界也是远超出死盯着现实狭隘领域的。
人类的这种对认识自我的渴望一直驱动着我们，而解开这个谜团的最好的办法就是创造像我们一样的事物。很难说人类的创造物背后没有这种潜移默化的驱动力，还记得刘云浩老师曾讲过，人类的一切工具都是对自身的延伸，石斧是对手臂的延伸，而计算机则是对人类智慧的延伸，这一切都指向最终的对于整个的人类自身的延伸，也即以我们自身形象创造的、具有智慧的人造物，或许这就是计算机乃至人工智能被创造的背后动机。
三、计算机的过去和未来
如果要追溯计算机的根源，甚至可以达到亚里士多德。他提出的演绎法指出，给定一个前提，演绎的推理就必然是对的，此外逻辑方法还有归纳、溯因等，而这三种方法构成了计算机的逻辑推理过程，计算机的运行就可以被归结于三步：输入数据或对事物的观察，使用前述的逻辑推理，最后产出结果。
17世纪帕斯卡发明机械计算机器Pascsline，尽管这种机械与现当代的计算机概念几乎全不相似，但一般来讲，人们仍将其视为现代信息学起源标志之一。帕斯卡是当时法国著名的数学家、物理学家，而其创造很难与时代背景撇清关系——当时正值欧陆理性主义占据主流，这种观点认为原则上所有知识都可以通过单纯推理得到，这也激励帕斯卡设想，“是否可以利用纯粹机械的装置，来代替人类的思考和记忆”。随后1801年提花织布机的发明和用打孔卡记录纹样，和后世纸带计算机不谋而合。而19世纪初巴贝奇发明的差分机则是现代数字计算机的真正前兆，于此同时，他的合作伙伴，拜伦的女儿阿达则成为了世界上第一个程序员。 随着电和真空电子管的发明，真正的电子计算机终于得以问世。世界上第一台模拟电子计算机于1930年问世，1943年用于破译德军ENIGMA密码的计算机“巨人”诞生，而第一台通用的、全电子的计算机ENIAC则在1946年问世。1950年，图灵描述了“图灵测试”，第一台基于冯诺依曼结构的计算机EDVAC也在宾夕法尼亚大学诞生。
从1950年后，计算机基本都遵循了冯诺依曼体系，但此时使用真空管的计算机仍然庞大，只有大型机构才负担得起。1956年，达特茅斯会议召开，“人工智能”一词被首次提出，可以说人工智能的提出几乎与计算机的诞生处于同一时代。随后1957年艾伦·纽厄尔和赫伯特·西蒙就发明出了通用问题求解系统，1958年麦卡锡发明LISP语言专用于人工智能编程。60年代，晶体管替代了真空管，计算机体积大幅减小，FORTRAN等高级语言也被发明出来，计算机逐步变得易用。60年代中期，晶体管问世，集成电路的发明促成了小型机的出现，计算机开始走向市场，70年代LSI和VLSI进一步导致计算机进入普通人的生活。但与此同时，人工智能由于感知器和神经网络受到批评进入第一次低谷，直到80年代专家系统和多层神经网络问世，带来了人工智能的一次回暖。与此同时，80年代互联网诞生，万维网也在1989年由伯纳斯-李发明，随后90年代PC出现，计算机走入个人家庭，而且费用低廉，专家系统由于费用高昂、难以维护，导致经费下降，人工智能遇到第二次低谷。直到新近，随着算力提升，数据驱动的统计机器学习和深度学习终于再次点燃了公众对人工智能的热情。而计算机也变得更加微型、智能，各种新型计算平台层出不穷，普适计算、云计算进入日常生活，网络更是将万物联结一体。
就现实结果而言，计算机已经极大地改变了人类的世界。从二元论角度看，计算机本身的体系结构正是硬件软件分离，而在其影响下的现代社会人类也变成了生活在两个世界的生物：物质的、原子的世界，和比特的、信息的世界。那么未来呢？计算机演化的方向正如它被设计制造的初衷一般，一定会指向和我们一样的智慧人造物，但是这种人工智能会遵循二元论的形式吗？答案应该为否，因为作者指出，神经科学已然证明脱离身体的心智是不存在的，要想创造人工意识，身体是其必要不充分条件。
但不论如何，即使没有“意识”，即使只是一台智能的“哲学僵尸”，智能机器也终将有一天比人类更为“智能”。到了那时，新的问题是我们能否信任它们，更进一步，那时我们是否要选择放弃人性而与其融合呢？这也许会是尚可区分人类和智能机器时，最后也是最临界的一个问题。
注：原文作于2018年3月19日，为“计算机系统结构”课程作业