智能工程领域发展的一点哲学思考，本文主要内容关键词为：哲学论文,领域论文,智能论文,工程论文，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。
智能工程是一门综合技术科学，它是利用计算机来完成只有人脑才能完成的工作，它的支持学科包括：计算机科学、自动化技术、信息科学、数学、大脑生理学等等。它的研究目的是开发具有某些人类大脑功能的机器，从信息处理的角度去完成人类的智能型工作，并解决其理论和应用问题。由于强调技术应用，日本（筑波大学）称它为智能信息处理工程。智能信息工程的理想是从根本上解放人的大脑，扩展人的大脑。人类历史就是一个不断地把幻想变成现实的历史。计算机引起了信息革命，今天和今后的信息高速公路系统将把人类从局限的时空中解放出来。智能信息工程在不远的将来也许真的可以解放人的大脑，至少有希望承担大部分大脑的日常常规工作。之所以能这样，也许因为幻想乃现代科学的一种潜在形式，凡人类可以想象得出的事物，莫不源于人体心理或物理的客观条件。凡现实的都是必然的；凡必然的都要呈现为现实。重要的问题是不断排除合理设想当中错误的先验假设。辩证唯物主义者认为，凡有限之物都孕育着自身的矛盾，并且由于这种矛盾运动而发展（扬弃自己而求得新生）。智能信息工程领域，正是充满了这样的矛盾、困境。该领域内各学派、各主张、各技术路线的论争由来已久，莫衷一是。比如AI学派与CS学派（认识模拟派）的不同主张、符号主义（Symbolicism）与连接主义（Connectionism）的不同观念等等。可以由此认为，智能信息工程也是一个富于批判精神，有朝气的领域。
保持一定距离观察一幅油画也许更有审美意义，跳出领域局限来看待一些问题也许另有收获。恩格斯说过：“不管自然科学家采取什么样的态度，他们还是得受哲学的支配。”“自然科学已经发展到如此程度，以致它再也不能逃避辩证的综合了。只有辩证法能够帮助科学家战胜理论的困难。”钱学森说：“一个科技工作者，最重要的是有一个正确的方向，正确的宇宙观和研究方法论。”以下仅就笔者粗浅考虑到的该领域内某些潜在的矛盾、挑战与希望，作一简短的叙述。
一、宏观发展与历史制约
智能信息工程的发展历程与其它科学技术的发展过程有共同之处，即从朴素的经验科学阶段向形式化科学阶段发展，从定性科学阶段向定量化理论体系阶段发展，从直感经验的自在阶段向实证科学的自为阶段发展。近代科学的几乎所有领域都不同程度地反映出这种趋势，一般认为这是必然的归宿。一般说来，在科学形态的第一阶段，其行为方式和思维方式是朴素的，包含许多自相矛盾而不能自圆其说或者对科学真理的表达不甚准确、不甚精密等等。发展到第二阶段后，学科建立起了自己完善的概念体系、逻辑体系、方法规范体系，并且用这些体系可以圆满地解释经验或实验的结果，并符合客观规律。这就是西方的科学传统行为，即实证意义上的现代科学。恩格斯曾说，一门学科的成熟程度与该学科引进数学的程度同步。这也是对近代科学的发展特征的一种估计。数学家们通常认为数学是一个概念上相容、逻辑上无矛盾的形式化体系（当然，那些基本的概念和公理当是来自客观世界）。因此，以数学化为特色的科学理论体系被认为是完善的，从而以数学为基础的各种学科理论也被认为是成熟的。
与其它学科领域发展过程不同的是，智能信息工程发展到第二阶段或者向第二阶段发展过程中，似乎并没有见到太多的和谐，反而遇到比过去更为深刻的矛盾、困境、挑战。
博弈始终是人工智能领域中让人感兴趣的课题。计算机下跳棋是最早取得成功的例子之一。人只要把跳棋规则告诉计算机，计算机在与人对弈中就可以轻而易举地战而胜之；不仅于此，计算机还能在9 人规则、27人规则中轻松取胜。这种智能系统依靠的主要是快速准确的大量计算，仅就这方面而言，它的确比人脑胜出一筹。然而要研制出国际象棋方面也高出人脑一筹的智能信息处理机却没有那么容易。几十年过去了，始终没有研制出超人能力的、 能战胜所有人类棋手的智能机。 直到1996年，美国IBM公司经过十几年努力， 研制出名为“深蓝”的国际象棋对弈系统，可谓集计算机和人工智能的最新技术于一身。在与国际象棋世界男子冠军卡斯罗夫的首次决战中，“深蓝”六战一胜两和三负。1997年的“深蓝”六战两胜三和一负，是迄今最好的成绩。但是这个成绩仅仅限于以深度计算为主并搜索空间较小的国际象棋方面。而在更全面地反映人类思维活动和智慧特点的围棋方面，人工智能则显得十分幼稚无力，目前只能达到业余低级水平，完全无法与人对抗。究其原因，从方法论上讲，人脑在进行科学思维和智能活动的时候，并不仅仅是单纯的形式推理和逻辑计算，人还要凭经验、凭感觉，还有形象思维；人不仅靠“量智”，也靠“性智”；人不仅有严密的连续性思维活动，还有突变性跳跃思维活动。由于科学活动的历史局限，上述一大类非逻辑思维的方法尚未来得及作为科学行为、科学方法而加以深入、系统地研究，甚至连名称术语也未能取得国际性的统一。多年来博弈智能机研究进展缓慢，每每限于困境的重要原因之一，就是忽略了非逻辑思维方法的巨大作用，忽略了甚至是主导性的真正智力活动。“深蓝”又之所以能取得很大进步，一方面是在其传统的技术路线上，花巨资，采用了功能更强大的硬件设备，受益于当今其它技术的整体高水平（比如计算机技术、芯片技术等）。另一方面则是因为“深蓝”采用一种基于专家经验与综合知识的所谓“最有希望路径搜索法”，极大地改进了其搜索的速度和合理性。但是，如果用这种办法来开发围棋博弈机，其实际对弈水平远远达不到专业棋手水平。因为中国围棋的变化更大，其思考方法一半靠左脑逻辑计算，一半靠右脑综合感觉和审美经验，而且越是高水平棋手，越是善于使用后者。
智能信息系统中有一种“专家系统”，它是人工智能领域过去最为成功的研究，诸如地质专家系统、医学专家系统等等。以医学专家系统为例，目前MES已经达到对常规病人确诊、开处方、记病历、 提建议而无人操作的高水平。专家系统比其它人工智能领域更为成功的原因，就在它的技术路线强调利用领域专家的经验知识。但后来“专家系统”的研究也逐渐步入低谷。其原因在于领域经验知识无法通过逻辑运算来推广、扩充。另一个重要原因在于，目前的智能信息系统都是基于逻辑运算的，基于规则有限的形式系统的，而这从根本上就不便于非逻辑思维的经验、审美、感悟等行为的模拟。因此，智能信息系统的专家们正在审视过去的技术路线，有的在提倡模糊逻辑计算机、仿生计算机等等。
科学技术的发展史与人类社会发展史，从历史唯物主义的观点看来，是“同构”的。这里主要指科学技术的每一个历史阶段，总是必然的。不管是成功为主，还是失败居多，都有它必不可少的进步作用和积极意义。同时，科学技术的发展阶段也是不可超越的。80年代初期，日本政府提出了一个雄心勃勃的高科技发展计划，这就是著名的第五代智能机研究计划，该计划设想日本倾国力、人力，用十年至十五年时间，在第五代智能计算机方面，取得决定性的进展，并一举领先于世界。按理说该计划的可行性报告研究非常周到，亦很谨慎，其中还有诸如Prolog作为核心语言的细节等。就日本的技术水平、工业水平、财力、人力都足以保障这一计划的实施。80年代末期，承担这一研究的机构向日本政府呈交的研究报告仍然持乐观的基调，信心十足。然而，1992年以后，十年过去了，鉴于整体研究并无重大突破，其中的困难，不仅有技术问题、工业问题，还从根本上涉及到方法论问题以及科学行为的认识论问题等，日本政府被迫明智地放弃了这一计划。
这些矛盾、困境，预示着一个新的发展阶段的到来。用唯物辩证法来考察本领域内某些技术路线在获得新生前的阵痛期，可以得到两点认识：
1.科学技术—社会发展—人的观念、认识水平是一种整体行为，客观上要求协同发展。
2.科学行为从朴素形态发展到实证科学形态，是历史的一个进步，但不是终结。以实证科学精神所代表的那些传统的科学观、方法论、认识论，并不能解放我们的大脑，甚至可以说不能解决未来要研究的大多数问题。科学行为的第三个阶段正在来临，这可能就是辩证的科学行为阶段。在这个阶段中，理性与感性，逻辑与形象，人与机器，经验与形式，都是辩证统一的科学行为，都得高度重视和系统化研究。在这个阶段中，科学精神与人文精神也将在某种程度上统一起来。
二、对传统方法论的反思
智能工程的发展过程表明，从事这个领域的研究，不可避免地要涉及对科学意义、科学行为、科学方法论的深入认识，涉及该领域内科学的哲学。
近代（西方）科学家们有一种哲学传统，把理性与感性分开，把科学与经验成果分开，把可以表达为有限语言形式的认识与尚不便于准确表达的真知分开（言传性和意会性分开），把具有完整逻辑结构的研究与含有直觉成份、归纳成份的研究区分开。并且这种传统把科学、科学行为、科学方法、科学的研究对象和目标都严格地限定为前者，而几乎没有涉及后者以及前后两者的关系。可以说智能工程的发展，已经开始接触到这样一些问题，并且遇到了不少一时难以克服的困难、矛盾。然而思维习惯的传统总是妨碍人们从客观的、理智的角度来审视这些困难、矛盾。人们总是乐于从原有认识框架中去寻找解决的办法。日本第五代智能机的研制开发，在80年代后期就已经遇到了许多现有技术从根本上不好解决的难题，可是日本人的认识论观念并没有改变，也没有改变其认识论的精神准备；他们执著于技术上、硬件设备的完善、改进，把研制工作又向前推进了一些，然而无情的现实使他们在90年代不得不中止了研究。他们疏漏之处恰恰是对科学行为，科学方法论的反思。表面上看起来这与具体的工程技术没有太多的关系，可是从长远看，他们忽略的东西在某种程度上决定了他们后来的成败。
从方法论上看，源于古希腊时期的许多思维方法一直延续到今天。其中还原论的思想、逻辑结构的思想、正确推理的思想，一直起着主导作用。与过去相比，今天的科学技术取得了过去难以想象的进步，发生了巨大的变化，产生了难以计数的辉煌成果。然而，赖以取得科学进步的方法论的核心内容、传统体系相对来说并无特别的发展。从柏拉图（推理即规则的标准集约）、亚里士多德（判断推理的三段论式）、培根（实验事实的归纳、分析，复杂规律的简单归约分解）、牛顿、笛卡尔（理论演绎的形而上学）、莱布尼兹（数理逻辑与必然真理），直到现代的科学家，都程度不同地有一种认识论、方法论倾向，即认为：世界是因果结构的，甚至是机械结构、因果决定性的。科学的目的就是去找到这种因果规律，并进一步将其表达为更有普遍意义的概念体系的逻辑结构，使得可以从一种出发点（比如一种实验现象）推导出更多的结发点（尚未知的现象）。任何一种实验现象，都可以在这种逻辑结构化的概念体系中得到解释，或者都可以化归于其中某些基本概念的组合。这种形式，这种行为，被认为是理想的科学形式、科学行为。当代唯物主义科学家与古代唯心主义科学家的不同之处只是在于：表达为逻辑结构的概念体系、科学理论，是来自于实验，来自于经验世界的升华，来自于对客观物质世界的认识。哲学家江天骥教授说：“（从历史到今天）科学方法论的中心问题是科学推理问题。”然而在这方面，人们最重视的，研究最多的还是逻辑体系、有限形式体系，而少有非逻辑推理、悟性规律，少有人脑思维活动中真正更为主要的辩证思维逻辑，及其具体化、可操作化、系统化的理论。从唯物主义的发展观和认识论来看，由于思维传统的惯性，以及思想史的发展规律，上述西方的传统思想方法以及在科学上的方法论思想，是有其发生、发展的必然规律的，是有其历史作用、巨大功绩的，其中片面性的成分要得以纠正，也是需要一个相当长的过程的。学科领域内要真正认识到传统方法论的“偏颇”，也有赖于该学科的深入发展；辩证的思想及其科学方法论，还要经过相当长的实践活动，才能成为大多数科学工作者的主导性思维习惯。事实上，现代科学，就其科学方法论来说，大体上都是基于实证科学思想及其科学成果的。实证科学在反神学，提倡实验是真正的标准以及奠定现代科学思想、方法论方面的确有巨大的功绩，但实证科学也必然有其历史的局限性。
从智能工程几十年的历史来看，它在较短的时间内已取得了不少引人注目的成果，与其它领域相比，发展比较快。然而不幸的是，智能工程却更早地、更多地接触到了实证科学体系中方法论上的局限。这种局限主要在于传统的主流科学方法与人脑思维方法的不一致，而这种不一致、不谐调使得目前智能工程花费大，收益小，面临方法与技术两方面的困难。智能工程的一个出发点是：客观现象都有其本质规律，而这种规律又可以有序地表达出来，即客观上有规律的东西都可以得到形式化的表述。世界既然是一个有规律或有序的综合体，它就可以通过形式化的规则集合及其操作过程来反映其本质活动。大脑的理性活动也可以用形式化的操作过程来模拟，于是，智能工程可以通过传统科学手段来模拟人的思维、智能。在人工智能研究中，著名的AI学派与CI学派都坚持这种信念（虽然他们的技术路线有分岐），他们的宗旨是要从工程上、技术上实现这种信念。他们在取得了许多非凡的成果的同时，也遇到了越来越多的挑战、困惑，受到了领域内外许多专家的尖锐质疑。归纳起来，有两条具有代表性的质疑：1.不论是AI强调的现象世界还是CI强调的大脑理性活动世界，即使这些东西是有确切规律的，是有序的，也未必可以抽象成完全对应的形式系统。2.即使在某一局部、某一层面上、原则上可以进行形式化、抽象化，也未必可以通过有限形式化的途径来拷贝、描述连续性的真实现象，从而计算机不能模拟“智慧”，只能协助人的部分智能，智慧与智能有原则上的区别。
其实，人脑在进行智能活动的时候，还有直觉、综合判断在起作用；在进行逻辑思维的同时，还有非逻辑思维相佐；在理性思维的同时，还有悟性思维；人的智慧活动除了使用左脑之外还有右脑的协同使用。爱因斯坦曾说，科学发现没有逻辑的道路。基于实证科学的传统方法论是科学研究的有力武器，但在智能工程中如果仅仅固守这一传统，实践表明很难取得更大的进展。人类总要寻求新的观念、新的方法，这正是科学的基本精神。
三、新的启示
科学也是一种文化现象。科学的进步也体现出整个文化背景的发展，体现出人文精神的内涵。西方的文化传统比较关注精神世界的探索、研究，体现出对“真”、“善”、“美”的追求。这种文化特点也孕育了西方思辨科学的特点和科学理论的形式演绎特点。这些特点形成了崇尚理性的倾向，以及把理性和感性分开的习惯方法。
中国的传统文化，正如许多学者指出的那样，是人文精神为主的文化。这个特点也孕育了历史上许多文化成就，包括科学技术成就。虽然中国古代的科学技术未能形成当代实证科学意义上的成果，但中国人的创造性和智慧特点在这些历史成就中继承下来了，它们同样是人类文明的财富。这些心智的特点也体现在中国过去人文学科的兴盛中，体现在诗词歌赋的发达上，体现在象形文字和语言中，体现在天文、数学问题求解法上，体现在中医和围棋的思考方法上。这些心智的特点除了人类共有的理性、逻辑性之外，还表现出注重形象思维、注重综合性和悟性的趣向。这些思维方式还表现出快捷、高效、特殊问题具有特殊巧妙方法的特点。法国印象派画家克·奥·莫奈曾无意中说过，一幅图画所传达的意思（信息）远胜过千言万语（的信息）。巧合的是，这句话被今天的信息压缩技术的难点所证实。
从唯物辩证法的观点来看，分析与综合，逻辑与直觉，证明与发现，定量与定性，理性与悟性，抽象原则与具体形象，其实都是对立统一的侧面，是发展科学、认识真理的互补方法侧面。“科学与艺术是一个硬币的两面”（杨振宁）。
智能信息工程的发展使我们认识到传统科学方法与人文科学方法的互补性，西方文化与东方文化的互补性，认识到“科学理性与价值理性在最高境界上是统一的”（董光壁）。在当代科学技术呈现大综合、大交叉的发展态势中，马克思主义将给我们更好的启示。