第62章 统一创造力自组织进化中的各种有关思想与理论(1)
27.1人机思维创造力系统协同进化的理论与实践意义
27.1.1电脑有思维创造力吗?
关于电脑是否具有思维能力的问题一直存在着争论,不同观点多出于“思维”概念的狭义和广义之别。我们在第三章中曾经提出了创造力的狭义和广义两个概念。狭义:创造力是人脑思维的创新功能。广义:创造力是物质各种运动形式的创新功能。现在我们再前进一步,提出“思维”的狭义和广义两个概念。即:狭义:思维是人脑特有的属性和功能。广义:思维是人类、(高级)动物和机器(电脑)所共有的功能。
参阅姜兴宏:《人类认识的新阶段》,辽宁教育出版社,1989年11月,第113页。即思维创造力这个系统的层次中包含着人脑及与人脑相似的高级动物脑(生命创造力)和高级机器脑(物质创造力)层片系统。体现了第3.4节中提出的物质运动的统一性,体现了高层次创造力对低层次创造力的包容和共存。
人脑虽然在构造材料和生命机能上与电脑有本质区别,但是由于电脑是按照人脑思维机制而创造出来的,它的某些行为、功能至少在价值观上与人脑的思维相同。或者说人脑思维与电脑思维在物质运动方式的某个方面存在同一性。即创造力运动规律的统一性。
电脑从其诞生开始就是以模拟人脑的逻辑思维、模拟运算推理能力为目的的。电脑发明人西蒙莱在1955年编制了“逻辑理论家”的程序,能独立证明简单的数学定理,从而宣称发明了一台思维机器。所以当电脑有了一定的逻辑思维能力,就应该认为它具有思维创造力的基础。虽然原始电脑的这种思维能力和创造力水平很低,但是经过不到半个世纪的创新,原始电脑已经经历了五代改良:从电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路,发展为被称为“智能机的知识信息处理系统,其功能日益趋近人脑。
27.1.2电脑与人脑思维创造力趋同而不等同
电脑与人脑思维创造力从发生、发展观点来看,只是趋同而不是等同。趋同现象在自然发展史中有许多例证:例如第一自然界中有化合物的同功异构体,动植物有许多异源同功器官。第二自然界中有许多按照仿生学创造出来的仿生体,例如人造耳、人造心脏等。第一自然界中的生物学趋同是通过自然选择的漫长岁月创造出来的,而人类远比第一自然界更有目的性地按照思维模拟的方向,创造和提高电脑的创造力水平,将会使与人脑异源的电脑成为思维同功能的进程迅速发展。例如第五代电脑,已在非逻辑的形象思维领域取得巨大进展。人们应用非数值计算的方法,使电脑理解自然语言,求解问题,处理图象及知识信息,以及许多其他经验因素的加入,使模拟抽象的逻辑思维与模拟形象思维相结合。参阅钱学森:《思维科学》,“关于第5代计算机问题”,1985年2月,。
与此同时,更令人瞩目的是与一种自我管理、自我修复、自我进化的生物电脑也正在一些电脑专家的构思之中。据英国《新科学家》的“生物计算机”一文报道(2010.10.27),电脑硬软件即将掀起新一轮仿生的生物革命。因为它模拟基因和蛋白质的生化原理,能够自我发展到最佳状态。这一方法完全符合达尔文的进化论:程序中工作最出色的部分将通过竞争生存下来,无效部分则被弃用。
生物电脑的生化原理与电脑既相似又有质的不同,它是凭借生物酶系统运作的计算程序。生物细胞染色体中,DNA链上的每一个基因产生一种不同的蛋白质,其中有一些是起触媒作用的蛋白质——酶。生物电脑是通过制造一系列的“软件酶”,每一种酶由其本身的软件基因编制密码。酶的作用如同逻辑门,就像组成所有微处理器电路的积木式组件的布尔运算“与”和“或”门。许多软件酶组合在一起成为“细胞”。每一个“细胞”包含数十个基因——即它的“基因组”。当设计者研制出能够制造大量酶的基因组之后,这些酶联系在一起就可以进行基本的计算,如两个数相乘。表现出色的将相互重复繁殖,直到完美的算术乘法器出现。
由于生物电脑是一种“自主电脑”,有些科学家乐观地想象,它能使智能中心更智能化,甚至“比设计者更聪明”。但是如果生物电脑研制成功,共重大的战略意义在于它是继人脑思维创造力和物质思维创造力之后继续演化而来的“非人脑的”生命思维创造力(尽管它是模拟人脑的产物)。如果说电脑——物质思维创造力的产生代表着统一创造力这个新阶段的诞生,也就是创造力演化的第2次循环的开始,而生命思维创造力的产生,则是统一创造力的更高阶段,也就是创造力演化的第3次循环的开端。
27.1.3电脑的思维创造力能否引发更高的创造力发展阶段?
电脑和人脑思维创造力都属于思维创造力层次,怎么能把电脑创造力的产生和发展视为思维创造力的更高阶段呢?回答这个问题必须从人机系统的协同进化观出发。
思维创造力发展成更高阶段的统一创造力的基础是人——机系统的趋同和协同进化。可以从实践和理论两方面阐述。
实践意义:人脑和电脑协同进化系统的创造力要比单一人脑思维创造力优越得多。首先是电脑的贮存系统容量大大超过人脑记忆能力;计算(或运转)速度超过或即将超过人脑,为思维创造力的提高创造了好的条件。其次是电脑的专家系统程序建立了知识工程库,可以引起新的智能(知识)革命。因为它可以把人类各方面杰出专家的智慧合众为一,远远超过单个人脑的能力。即使群体人脑智慧的一般集合也会因为个人寿命、遗忘、灭散资料丢失而不如电脑程序可靠。第三是人类应用电脑不断扩大和延长人脑思维的操作机能,创造各种仪器设备,使各种领域的科学技术得到迅速发展。例如对宇宙天体的研究,宇宙航行,生命的探索和基因克隆等等。第四是最重要的方面,人脑和电脑协同发展中可以相互影响,相互促进。人类可以利用电脑来研究人脑的结构和活动规律,不断揭露人脑的奥秘,使人脑由黑箱变成灰箱、白箱,再用对人脑活动的新认识研制新的电脑,这就会极大地提高人机共同的思维创造力。
理论意义:人脑思维同电脑的思维模拟为人类探索自我开辟了理论创新的途径,拓展了认识论从宏观深入到微观的新领域,使认识的主体与客体及相互关系发生深刻变化。因为人类不仅认识人以外的物质世界,而且还把重点转向认识人类自己,使原来的认识主体客体化;电脑是人类认识(和实践)的客体,但是它又是认识的主体,因为它可以帮助人类进行宇宙观测、海洋勘探、卫星通讯等认识客体的任务。电脑在帮助人类研究人脑时,电脑是认识主体,人脑变成电脑的认识客体。因此,人脑和电脑既可以是认识主体的一部分,又是认识客体的一部分,从而组成人机系统的新的认识主客体统一的关系。
认识主体与认识客体的相互关系可以从系统论的观点得到进一步说明。根据系统论,认识是一个多层次的大系统,即人脑-个人-社会-人-机系统物质)。
“在这个多层次大系统中,认识主体与认识客体相互渗透,相互重合……;主体客体化与客体主体化使主客体日益融合在一起。在两者融合的过程中,信息起到了媒介作用”。姜兴宏:《人类认识新阶段》,辽宁教育出版社,1989年,第146页。
在主客体关系问题上的另一个理论问题,是从微观上探讨人脑与电脑的本质区别问题。人脑思维创造力与电脑思维创造力可以无限趋同而不会等同。因为在人机系统中,人脑和电脑协同进化,都在变化发展之中,从而孕育着统一创造力的继续演化。至于人脑与电脑的本质区别并不在于血肉之躯与无生命物质材料的不同,因为通过人机协同对生命的研究,完全可以用生物技术同电脑制造相结合,形成动物、
人和电脑的思维统一体。所以人脑与电脑的本质区别只剩下最后一道界限——意识问题。根据目前对“意识”的理解,一般认为人脑是有意识的物质,是“思维着的精神物质”,《自然辩证法》,1972年版,第24页。而电脑尽管有相似的思维创造力,还只能成为能思维的物质,或“思维着的物质”,不能(至少在目前)成为“思维着的精神物质”。这里所谓的精神,实际上是“意识”。由于我们对意识这个概念的认识不清,人机协同的思维创造力是否能够认识“意识及其机理”,是否能够直接从物质创造出意识,应该是统一创造力今后的重要研究课题。但是意识既然伴随人类在自然界产生,它终究会被人类认识,并能由思维创造力再创造。
27.2自组织的系统演化与统一创造力
前述统一创造力的概念,从某种意义上说,实际上只是反映了当代系统科学的某些基本观点,只是说明了复杂系统的整体性,而所谓物质创造力、生命创造力和思维创造力则反映了复杂系统中的统一创造力的层次性。因此要想进一步了解统一创造力的内容含意和其中的规律性,必须首先了解系统科学的新进展。
二十世纪六十年代以来的科学发展,总趋势是从工业化文明时期的分析走向现代化和后工业化需要的综合。不仅多门自然科学交叉,而且自然科学与社会科学、思维科学相互渗透和交汇,有助于我们深化对创造力演化的新认识和对统一创造力的探讨。例如L·冯·贝塔朗菲的一般系统论,普里高津的耗散结构理论,维纳的控制论,申农的信息论,M·艾肯的超循环论,R·托姆的实变论,以及哈肯的协同学等等,使早期的系统论发展成一门更复杂的系统科学,它们分列从不同方面寻找对物质结构与功能自然形成起支配作用的“一般原理”,在大量现象中发现无机物、生物和人类社会等完全不同的领域,和物理系统、生物系统、生态系统、社会系统等完全不同的系统运行过程中的深刻的相似性,探索存在其中的同样有效的某些普遍规律。我们已在前各章应用某些正在受到广泛重视的理论,并在本章中初步举出某些方面的问题,试图补充说明统一创造力的大致含意。
自组织动力学
普里高津的耗散结构理论是在热力学研究中总结出:平衡结构不进行任何能量或物质交换就能自我维持(例如晶体是平衡结构的典型)。反之,耗散结构只有通过与外界交换能量和物质才能自我维持。耗散结构是远离平衡的开放系统,是在一定的外界条件下通过内部互作,自行产生组织性和相干性而产生新的有序结构,因此被称为自组织现象,而这个理论也就被称为非平衡系统的自组织理论。由于自组织行为以能量耗散来维持其自身,并自我更新,有人又把远离平衡的生命自组织系统称为自维生系统(J·冯·纽曼等)。自组织理论揭示的普遍规律在广泛领域得到证明和应用,于1977年获得诺贝尔化学奖。本章前文,尤其是在物质和生命创造力中举出的许多事例,都可以归纳到自组织或自维生理论中去。而二十世纪六十年代以来,自组织理论在生态科学和人类社会活动中的研究有了很大发展,似乎暗示着统一创造力的普遍规律性。
就拿经济学来说。早在1776年,经济学家亚当·斯密在其《国富论》中就提出市场机制中由于消费者和生产者的互动关系,存在着“看不见的手”,它会自动调节社会资源的合理分配而不需要政府的横加干扰。这个断言成为经典经济学的理论核心。所谓看不见的手,其实就是自组织现象在经济活动中的鲜明生动的反映。但是经济学家想用更精确的方式说明这种自组织规律却是很难办到的事。
在亚当·斯密之后200多年,1953年才由阿罗和德布勒在此基础上提出了福利经济学原理(阿罗——德布勒定理),认为只要消费者的偏好和生产者的技术具有某些合乎情理的特性(边际效用递减和边际抱酬递减,那未在消费者追求自己的效用而生产者追求自己利润的前提下,一定会有一套价格体系,使社会资源达到最有效的使用状态。但是由于消费者和生产者的信息往往不完整、不对称,使市场机制不能发挥作用,而干扰它的“非市场机制”却可能引起相反的效果,于是在六十年代以后又兴起了信息经济学。尽管信息经济学是经济学的又一重大发展,有望同福利经济学一样会得到诺贝尔经济学奖,但是对于那只“看不见的手”的作用仍在学者中争论不休。看来还是有待于在统一创造力引导下对经济规律中包含的自组织动力学原理进行更深入的研究。参阅熊秉元:“经济学智慧放射人文光彩”香港《信报》,2001年10月12日。
27.3综合进化论或协同进化论
E·拉兹洛在其《进化——广义综合理论》中指出,不管进化过程可能显得多么杂乱无章,但是它服从在物理系统、生物系统、生态系统和社会系统中都同样有效的一些普遍规律……我们虽然不可能预见进化的途径,(因为进化不是决定论的静态平衡模式下的命运,而是非决定论和非平衡模式下的机遇)但是可以掌握进化的进程。拉兹洛所说的从许多科学领域中反映出来的普遍规律,主要是自组织理论。
自组织系统与其环境系统密不可分地进行物质和能量交换的关系,决定了它们自身的发展进化是同环境的演化共同进行的,各层次自组织系统的创造力必须与其环境处于协同进化之中。在我们的现实生活中,随处可见生物界及人类活动同自然和社会环境之间的相互影响、相互联系,它们在微观系统与宏观系统共同进化的实际意义,可以通过历史的见证得到说明。食物链与生命之网等,在微观系统中如共生的进化。下面将分别阐述。
27.3.1盖亚系统——生态进化系统
植物自维生组织的光合作用起源于距今31~35亿年前,已有古地质学的氧化残留物及古生物的微化石给予证明——主要是光合细菌、单细胞蓝绿藻等原核生物(或称无核细胞)大量繁殖,改变了地球大气成分,使O2分压不断提高,CO2分压则不断降低。这种气体成分的贯流促进着大气圈的动态平衡,同时也改变了温度和水的循环。也就是单细胞生物和环境的共同进化,创造了产生绿色植物的条件。
大约至15亿年前,出现了更高等的绿色植物,形成了相对稳定的大气层。绿色植物的光合作用改变了地球环境;反过来,地球环境的改变(如O2分压的提高)促进了依靠呼吸O2为生的动物的进化和繁荣。有人把这个生态进化系统称为盖亚系统,用以纪念古希腊神活中的大地之母——盖亚。
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