控制论的智能观，本文主要内容关键词为：控制论论文,智能论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
纵观人工智能的发展史，我们可以发现，今天尽管已经能够造出像“深蓝”这样能够打败卡斯帕罗夫的了不起的机器，但对什么是“智能”，却仍是众说纷纭。人们关于“深蓝”是否拥有智能的分歧，实际上与我们对智能的看法有关。而且，伴随人工智能的技术进步，这种分歧以更加尖锐的形式出现在我们面前，没有任何回避它的可能性。所以对智能的看法，就其意义来说已经远远超出了辨清“深蓝”是否拥有智能或同卡斯帕罗夫相比，究竟谁更“智能”一些的范围。它深深触及到了我们的一些哲学信条，每一个关心人工智能的研究者对此都不会麻木不仁，无动于衷。我们必须认真考虑和研究这个问题，以期得出与辩证唯物主义的思想框架和理论原则相吻合的结论，推动人工智能和哲学本身的健康发展。
（一）
在第二次世界大战期间，维纳等人在研制自动高炮系统时注意到智能机研究不能不涉及生物科学的内容。任何自动机都必须具有有目的的预测能力，而预测和目的，按照通常的理解，是同人的智能联系在一起的。因此，只有找到沟通技术系统和生物系统的桥梁，才有可能实现高度自动化的控制机器。这座“桥梁”在哪里呢？
在控制论理论中，“控制”的实质是系统和环境间的相互作用。如果把施控装置看成原因，把受控装置看成结果，那么施控装置对受控装置所起的作用就是原因对结果的作用，它们之间的关系就是因果关系的体现。在传统物理学中，确定原因以后，结果就被固定下来了。而在控制论中，原因和结果间却不是这种简单的线性关系。控制论面对的是具有多种选择方向的“可能性空间”。在控制作用发生之前，施控装置就必须将控制结果预先加以确定，然后才能发生正确的控制行为。所以，在这里，控制成为了一种有目的的能动性行为。由于长期以来，有无目的，一直是划分生物科学与技术科学的分水岭，因此只要能够在这两个不同的领域中找到它们的共同性，就可以将技术系统和生物系统联接起来，开辟出智能研究的新方向。
虽然数学家维纳和工程师别格罗熟习伺服机构，即一种具有反馈环路的技术装置，它通过反馈来实现系统的自动调节，但他们很想了解动物和人的自动调节与控制的过程中，是否存在意义相同的反馈机制。他们得到了生理学家罗森勃吕斯肯定的回答。罗森勃吕斯用一些神经系统疾病说明了这一点。例如，当小脑受伤时会出现目的震颤。当这种病人试图实现捡铅笔这种随意动作时，手会发生一种围绕目的物来回摆动的现象。再如，中枢神经系统梅毒病中有一种叫做脊髓痨（或称为运动性共济失调）的疾病，由于中枢神经系统的这种器质性病变，病人失去了本体感受的感觉，又不能由视觉或其他感觉来补偿，他也不能完成如捡铅笔这样的随意动作。实际上，目的震颤和共济失调都是反馈机制的毛病，或者是反馈过度，或者是反馈不足。罗森勃吕斯的研究证明，巴甫洛夫的反射弧除了由感受器经过神经系统到效应器的通路以外，还应该有由上述环节反向构成的反馈回路。由此，维纳和别格罗等人得出了一个重要结论：人的“随意活动中的一个极端重要的因素就是控制工程师们所谓的反馈作用”（注：维纳：《控制论》，第2版，6页，北京，科学出版社。）。就是说，从结构上看，技术系统与生物系统都具有反馈回路，表现在功能上则是它们都具有自动调节与控制的功能。正是在负反馈调节的作用之下，系统的变化过程才能趋近系统的目的（控制目标）。所以，“一切有目的的行为都可以看作需要负反馈的行为”（注：《控制论哲学问题译文集》，第1辑，4页，北京，商务印书馆，1965。），不管这种行为来自生物系统还是技术系统。反过来，只要系统具有负反馈特性，它就必然具有目的性。“在这里，重要的是‘自寻目标’的特性。不是生命或精神的特性，而是负反馈的特性。任何机器，虽然是无生命的，只要有了负反馈就可以有这种特性”（注：《控制论哲学问题译文集》，第1辑，65～66页，北京，商务印书馆，1965。）。这就告诉我们，两个不同领域的目的性在负反馈的基础上是可以得到统一的。罗森勃吕斯由于在沟通技术系统和生物系统的工作方面的杰出贡献，与维纳等人一起成为了控制论的创始人。
在人工智能发展史上曾经流行过机械论与活力论的智能观。机械论不承认目的性，而活力论则把目的性看成一种非自然的神秘属性。辩证唯物主义认为目的性是自然界，特别是生物界中客观存在的一种普遍现象，否认目的性和把目的性看成超自然的现象都是没有根据的。在这一点上，控制论和辩证唯物论不谋而合。在控制论看来，所谓“目的”不是别的，就是系统与环境之间反馈过程。控制论的这一结论，是完全符合辩证唯物主义的原则，是控制论对哲学和科学的双重贡献。
负反馈机制的发现消除了笼罩在智能观上的迷雾。虽然负反馈机制中的每个环节都服从因果规律，无论是目标差的测量还是效应器的工作本身不具有目的性，也不是智能的。但它们一旦构成闭合回路，就无一例外地表现出了趋向目的的运动，显现出智能特征。依据这一思想，我们不仅能够理解简单的智能机制，也能够理解高级和复杂的智能机制，如脑的学习机制和创造性机制。一个系统，比如某种生物，当它发现它的行为不能保持维持生存必须稳定状态时，马上就会改变自己的行为模式，改变后如果仍不能保持必要的稳定，那么就再换新的，直到出现那些能保持稳态的行为模式或系统崩溃为止。如果一个人在解决问题的时候采用了这种方法，我们会认为他正在使用试错法学习。在解决复杂问题的过程中，试错法是我们不可缺少的，有时候甚至是唯一能够采用的方法。
通常，我们把可以通过算法实现的思维叫做机械思维。把不能通过算法来实现的思维叫做创造性思维。在机械思维的过程中，每一步都能严格地按照规则从上一步推出。而创造性思维由于没有固定的算法，每一步都需要检查其是否偏离目标，因此负反馈也就成为了实现各种随意性活动的基本条件，成为了创造性思维的基本特征。由此看来，我们在实践中不断进步和提高的过程，其实就是通过负反馈调节，不断修正自己的行为以趋近目标的过程。如果能够这样理解问题，我们实际上已经找到了构成智能的基本要素。
进而，由于技术系统的动作一般用输入输出来表示，生物系统的动作则用刺激反应来表示。既然控制论找到了这两个不同系统的统一性，就有可能而且有必要用一种更具一般性的概念来描述它们。这个概念就是“行为”。无论机器的输入输出，还是人或动物的刺激反应都是行为。“行为”概念的提出，使得技术系统和生物系统不仅在内部机制上得到了统一，而且也在外部功能上也得到了统一。当我们认定生物系统具有智能的时候，我们实际上能够看到的不是别的，正是生物系统所表现出来的行为。因此，判断一个技术系统是否具有智能，同样也可以通过对行为的观察来加以认定。对一个技术系统而言，如果系统A 和它存在的环境B组成一个交互作用的复合系统，系统A能在交互作用中识别环境，并通过环境不断改变自己的内部状态以适应环境，那么我们就认为系统A具有智能。所以，智能就其本质来说就是保持自身内稳定状态的负反馈机制。
由这种智能观出发，判断某系统是不是具有智能，其根据就不再是特定的质料或形体，如不再是由有机物构成的人体或生物体，而是该系统是否具有适应环境变化的负反馈结构和功能。所以，智能概念不仅可以应用于人，当然也可以应用于生物；不仅可以应用于生命系统，当然也可以应用于非生命系统。19世纪70年代，在讨论麦克斯韦妖为什么能够判别气体分子的运动速度，自动调节容器内温度的时候，英国物理学家威廉·汤姆生就指出：“妖的含义，根据麦克斯韦对这个词的用法，是一个有理智的存在物”（注：W·爱伦伯格：《麦克斯韦妖》， 载《外国自然科学摘译》，1976（1）。）。在当时， 这即使不是一个荒唐的，也是一个令人难以理解的提法。这个“妖”通过对环境中负熵的采集，使自身不至于陷入同周围的气体分子一样的不规则热运动，保持自身的内稳状态，并通过自己的活动影响环境的温度，这不仅是智能的，而且是非常智能的。我们据此来理解列宁关于感觉是物质世界普遍属性的观点，理解智能的物质性观点，就不会觉得牵强和空洞了。所以，在控制论看来，智能是一个地地道道的物质过程，并且是一个可操作的物质过程。通过实际操作，我们能够驱逐神秘主义和特创论的鬼魂，把对智能的研究完全放在唯物主义和自然科学的基础之上。控制论对智能的研究突破了物理学、化学、生理学和心理学这样一些独立学科相互隔离的界限。作为一门横断科学，它一方面坚持了物质统一原则，将人和整个自然界统一起来进行考察，通过负反馈控制机制说明了生物系统和技术系统与外界环境交互作用中的一致性和共同性，从而解决了生物智能和技术智能等价比较问题，奠定了人工智能的理论基础；另一方面又找到了将心理学和生理学的研究成果付诸实践的途径，实现了物理装置对生物神经活动的模拟，为智能研究的深入提供了新的可能性。
（二）
许多人曾对控制论的智能观提出批评，认为这种智能观是行为主义的，不能真正揭示智能的本质。事实上，智能的本质是什么，这正是一个需要研究的问题。在确认智能本质之前，我们是没有权力提出这样的批评的。从行为主义产生的根源上看，行为主义是对构造主义心理学和机能主义心理学的反思，也是对活力论的反思。它反对心理研究中的主观性态度，主张客观地研究心理现象。行为主义心理学的创始人瓦特生说：“行为主义者们得到了这样的结论，他们再不能研究不可捉摸和不可接近的东西为满足了。他们决意或者是舍弃心理学，或者是把它变成一门自然科学”（注：转引自杨清《现代西方心理学主要派别》，192页，沈阳，辽宁人民出版社，1983。）。由此可见，行为主义心理学的切入点正是构造主义心理学和机能主义心理学滑向主观臆想的神秘主义和唯心主义的失足点。控制论的智能观正是在“行为”是一种可观察的客观现象的意义上使用“行为”概念的。也就是说，行为主义心理学对控制论的影响主要是方法论上的影响而不是核心理论的影响。这一影响的直接后果是控制论重新审视了结构和功能的关系，认为结构与功能之间并不存在必然联系。相同的功能可以用不同的结构来实现。从早期把羽毛绑在胳膊上模仿翅膀以获得飞行功能，到现代化的飞机的发展过程就是从结构模拟的例证。当研究人脑的智能机制遇到困难，难以弄清人脑内部结构与功能的对应关系时，也应该退掉胳膊上的“羽毛”，考虑用其他的结构来实现我们所需要的功能。从这个意义上讲，控制论智能观的真正意义也许并不在于它对智能已经说了些什么，而在于它进一步开阔了我们的视野，为我们观察问题和解决问题提供了新的角度和新的方法。
（三）
毫无疑问，对智能观的研究具有哲学和科学的双重意义，但就其直接目的来说，是为人工智能的发展清除障碍。自本世纪中期以来，这个领域内实际发生的事情告诉我们，如何使计算机去做只有人的智能才能做的事情一直是人工智能的中心任务。虽然每当计算机把过去要靠人的智能才能解决的问题从人身上剥离下来的时候，我们便不再承认完成这一任务需要智能，但不管我们是否高兴，人工智能不断侵蚀人的领地已是不争事实。只有人才能做的事情将会越来越少。谁也不知道最后的界限在什么地方。所以，有人把智能研究看成是人类有史以来最大一次冒险活动，这并非言过其实。对于智能这样一个复杂而多变的问题，任何确定的定义都会赢得一部分人的拥护同时又招致另一部分人的反对。但有一个问题必须明确，即智能必须是能够通过科学加以认识，通过工程技术加以实现的东西。所以，在目前的情况下，控制论智能观是我们最好的选择。