量子力学,“中文房间”实验与理解的局限性

我们所有人,甚至物理学家,常常在并不真正了解自己在做什么的情况下处理信息

就像伟大的艺术一样,伟大的思想实验也具有其创造者意想不到的含义。以哲学家约翰·塞尔的“中文房间”实验为例。塞尔构思这个实验是为了说服我们,计算机并不像我们一样真正“思考”;它们只是盲目地操纵符号,而不理解自己在做什么。

塞尔本意是想指出机器认知的局限性。然而,最近,“中文房间”实验促使我深入思考人类认知的局限性。我们人类也可能非常盲目,即使是在从事像量子物理学这样崇高的追求时也是如此。

一些背景知识。塞尔最早在1980年提出了“中文房间”实验。当时,人工智能研究人员一直容易情绪波动,并且非常自大。有些人声称,机器很快就会通过图灵测试,这是一种确定机器是否“思考”的方法。


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计算机先驱艾伦·图灵在1950年提出,将问题输入到机器和人。如果我们无法区分机器的答案和人的答案,那么我们必须承认机器确实在思考。毕竟,思考只是为了达到某个目的而操纵符号,例如数字或文字。

一些人工智能爱好者坚持认为,“思考”,无论是通过神经元还是晶体管进行,都包含有意识的理解。马文·明斯基在我在1993年采访他时表达了这种“强人工智能”的观点。在将意识定义为记录系统之后,明斯基断言,LISP软件(它可以跟踪自身的计算)是“极其有意识的”,比人类更有意识。当我表示怀疑时,明斯基称我为“种族主义者”。

回到塞尔,他觉得强人工智能很烦人,并想反驳它。他让我们想象一个人,他不懂中文,坐在一个房间里。房间里有一本手册,告诉这个人如何用另一串字符来回应一串中文字符。房间外的人将一张写有中文字符的纸条从门下塞进来。这个人在手册中找到正确的回复,将其抄写到一张纸上,然后从门下塞回去。

这个人不知道的是,他正在用一个适当的答案(例如“蓝色”)来回答一个问题,例如“你最喜欢的颜色是什么?”。这样,他模仿了一个懂中文的人,尽管他一个字也不懂。塞尔认为,这也就是计算机所做的事情。它们以模拟人类思维的方式处理符号,但实际上它们是盲目的自动机。

塞尔的思想实验引发了无数的反驳。这是我的反驳。“中文房间”实验是典型的乞题谬误(不是现在大多数人所说的提出问题,而是最初的循环论证的意义)。“中文房间”实验提出的元问题是:我们如何知道任何实体,无论是生物的还是非生物的,是否具有主观的、有意识的体验?

当您提出这个问题时,您会遇到我称之为唯我论问题的问题。任何有意识的生物都无法直接接触到任何其他有意识生物的有意识体验。我不能绝对确定您或任何其他人是有意识的,更不用说水母或智能手机是有意识的了。我只能根据人、水母或智能手机的行为进行推断。

现在,我假设大多数人,包括正在阅读这些文字的你们,都是有意识的,就像我一样。我也怀疑塞尔可能是对的,像Siri这样的“智能”程序只是模仿了对英语的理解。成为Siri,盲目地操纵比特,感觉起来什么也不是。这是我的猜测,但我不能确定,因为唯我论问题。

我也无法知道成为“中文房间”里的人是什么感觉。他可能懂中文,也可能不懂;他可能是有意识的,也可能不是。同样,没有办法知道,因为唯我论问题。塞尔的论证假设我们可以知道在那个人的头脑中正在发生或没有发生什么,因此,也暗示了在机器中正在发生或没有发生什么。他有缺陷的初始假设导致了他有缺陷的、乞题谬误的结论。

但这并不意味着“中文房间”实验毫无价值。恰恰相反。《斯坦福哲学百科全书》称它是“自图灵测试出现以来认知科学领域讨论最广泛的哲学论证”。塞尔的思想实验继续在我脑海中浮现。例如,最近,它促使我对量子力学得出了一个令人不安的结论,在过去一年左右的时间里,我一直在努力学习量子力学。

物理学家强调,如果不理解量子力学的基本数学原理,就无法理解量子力学。您至少应该掌握对数、三角学、微积分(微分和积分)以及线性代数的基础知识。了解傅里叶变换也无妨。

对于像我这样上了年纪的前文学专业人士来说,这需要大量的数学知识。因此,当我发现物理学家特里·鲁道夫的Q Is for Quantum时,我感到宽慰。他用一个相对简单的数学系统解释了叠加、纠缠和其他关键的量子概念,这个系统涉及算术、一点代数以及大量带有黑白球落入和落出盒子的图表。

然而,鲁道夫强调,一些数学知识是必不可少的。他说,试图在没有任何数学知识的情况下掌握量子力学,就像“让一个只看过梵高《星夜》黑白照片的人用语言向你描述《星夜》一样。而且还是被狗啃过的那种照片。”

但讽刺的是,掌握量子力学的数学知识并不能使理解变得更容易,甚至可能使理解变得更难。鲁道夫教授量子力学,并共同创立了一家量子计算机公司,他说,当他试图将量子公式与明智的物理现象联系起来时,他感到“认知失调”。

事实上,一些物理学家和哲学家担心,物理学教育过于狭隘地关注公式,而没有充分关注它们的含义。哲学家蒂姆·莫德林Physics of Philosophy: Quantum Theory中抱怨说,大多数物理学教科书和课程都没有将量子力学作为一种理论来呈现,也就是说,作为对世界的描述;相反,它们将其呈现为“配方”,或者是一套用于完成某些任务的数学程序。

莫德林承认,学习这个配方可以帮助您预测实验结果和设计微芯片。但是,如果一个物理学学生“碰巧不满足于仅仅学习这些用于进行预测的数学技巧,而是问这个理论对物理世界的主张是什么,那么他或她很可能会得到一个经典的回答:闭嘴,计算!”

在他的书中,莫德林提出了几种试图理解量子力学的方法,包括领航波模型多世界模型。他的目标是表明,我们可以将薛定谔方程和其他公式转化为对正在发生的事情(例如,双缝实验)的可理解的解释。但在我看来,莫德林对量子模型的无情审视颠覆了他的意图。每个模型似乎都有其自身荒谬之处。

思考物理学家的困境,我想到哲学家丹尼尔·丹尼特在From Bacteria to Bach and Back: The Evolution of Minds中提出的一个论点。丹尼特详细阐述了他长期以来的观点,即意识被高估了,至少在完成我们度过典型一天所需做的事情时是这样。我们在几乎没有或根本没有意识关注的情况下执行大多数任务。

丹尼特称之为“没有理解的能力”。更糟糕的是,丹尼特暗示我们是虚拟的“僵尸”。当哲学家提到僵尸时,他们指的不是行尸走肉中笨拙、咆哮的食人族,而是像有知觉的人类一样行走和说话,但缺乏内在意识的生物。

当我评论丹尼特的书时,我抨击他贬低意识,并过分夸大无意识认知的重要性。没有理解的能力可能适用于刷牙或开车等琐碎的任务,但肯定不适用于科学和其他崇高的智力追求。也许丹尼特是僵尸,但我不是!或多或少,这就是我的反应。

但最近,我一直被没有理解的能力的普遍性所困扰。例如,量子物理学家以令人印象深刻的能力操纵微分方程和矩阵——足以制造量子计算机!——但对数学的含义没有真正的理解。如果物理学家最终变成了信息处理自动机,那么我们其他人还有什么希望呢?毕竟,我们的大脑是习惯化机器,旨在将即使是复杂的任务(例如成为父母、丈夫或老师)变成我们通过死记硬背执行的例行公事,认知努力极小。

“中文房间”实验不仅是物理学的隐喻,也是人类状况的隐喻。我们每个人都独自坐在我们主观意识的牢房里。时不时地,我们会收到来自外界的神秘信息。我们只是隐约理解我们在做什么,就构思出回应,然后从门下塞出去。这样,我们就设法生存下来,即使我们永远不知道到底发生了什么

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