不确定性原理-人工智能的哲学基础
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进化流 流向、流量、流速
协同、竞争 组织、个体 合成、分解
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
生命 5 型转化炉 实体、种群 记忆、变异 遗传、变异 出生、死亡 产生、灭亡
基因 生物分类
生产者、分解者、消费者
无尺度网络、分形 网络的尺度性
人类 6 型转化炉 教学、变异 产业、组织、科学
不确定性原理
——人工智能的哲学基础
作者：孙二林 电邮：sun2lin@gmail.com 日期：2008 年 6 月 30 日 文章编号：NNK2008-6-不确定性原理.doc 讨论组：http://groups.google.com/group/neural-network-knowledgebase
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
转化炉 离散化的宇宙 炉芯、炉膛、炉壁
当前节点 A 型转化炉 B 型转化炉 0 型转化炉 1 型转化炉 2 型转化炉 3 型转化炉 4 型转化炉 宇宙转化炉
进化维
进化网络 内部网络、外部网络
层次分布 向心、离心、切向 创新、重组、重复
分叉、剪枝 进化网络图 进化级数
中国人脑子里有一种特殊的中式哲学，这是坏事，也是好事。如果它阻碍了对西方哲 学的吸收，那就是坏事（对科学而言）；如果它能够宽容地接纳西方哲学，并与之和谐共存， 那就是好事。
与现代科学技术日新月异的发展速度相比，哲学的发展是缓慢的，具有一定的保守性， 但这并不等于它不发展。事实上，每一次里程碑式的科学进步——特别是基础科学的重大进 步，都是与哲学发展相互促进的。
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
〇、概念图
哲学 矛盾论、实践论
现代物理学 不确定性原理
不确定性原理 重复、变异 时间序列 宇宙有限
上帝掷骰子 实践骰子、认知骰子
客观、主观 结构、结构方案
骰子网络
宇宙坐标系 维、界限、节点、连线
Leabharlann Baidu时间、深度、广度 后继、等级、平级
离散、连续 阶段、等级、实体 过去、现在、将来 实节点、虚节点 实结构、虚结构
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
前言
科学大体可以分为三层，从下往上依次是：基础科学、应用科学、前沿科学。 人工智能（及其近亲人工生命、机器人学）属于前沿科学的范畴，相对于已经发展了 几百年的成熟的基础科学和应用科学，人工智能仅有几十年历史，尚处于起步阶段，远未形 成坚实的基础和完整的架构。 研究人工智能，应该从哪里入手？这是个问题。 它牵扯到另外一个问题：人工智能到底是什么？ 人工智能是一台计算机吗？ 是，又不仅仅是。 人工智能是一段程序吗？ 是，又不仅仅是。 显然，如果只了解计算机和程序，那最多也就能组装一台电脑、编写一段代码，跟人 工智能还差得太远。 人工智能，不仅仅是一台机器，不仅仅是一段代码，甚至不仅仅是一个数学模型。 人工智能之父图灵所创建的图灵机，准确地说是计算机的数学模型，它是实现人工智 能的工具和基础，而不是人工智能本身；它是实现人工智能的必要条件，而不是充分条件。 计算机已经出现半个多世纪了，已经非常普及，但几乎所有人都不会认同：它就是人工智能。 我们对人工智能的理解，还远未达到可以进行数学建模的程度。在不能说清楚人工智 能到底是个什么东西之前，就开始建模甚至编程，未免太过草率。 科学，是一座庄严宏伟的大厦。这座大厦建得越高，承载它的地基就需要挖得越深。 当科学大厦搭建到人工智能这一前所未有的高度时，无疑，它的地基也需要挖掘到前 所未有的深度。 人工智能的下一层是什么？ 计算机科学、生命科学、语言学。 计算机科学、生命科学、语言学的下一层是什么？ 数学、物理学、逻辑学。 数学、物理学、逻辑学就是科学大厦的最底层了吗？ 是的。 科学大厦再往下是什么？ 基石。 科学的基石是什么？ 哲学。 是的，哲学。如果我们要在人工智能的方向上走得更远，就必须对哲学有着更深刻的 理解。 不懂哲学？ 错，我们每个人都懂哲学。“人死不能复生”，“世界是由原子组成的”，这就是哲学。
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
一、不确定性原理
本文论述的主题是哲学中的不确定性原理，该原理的基础是哲学中的矛盾论和实践论， 以及现代物理学中的不确定性原理。
哲学中的矛盾论是指：世界是对立统一的。请注意：这里的矛盾是辩证法的矛盾，不 等同于逻辑上的矛盾。
哲学中的实践论是指：实践和认知是对立统一的。 现代物理学中的不确定性原理是指：不确定性是事物的本质属性。 矛盾论加上不确定性原理可以推出：既然有不确定性，那么必定也有确定性，二者是 对立统一的。由此得出哲学中的不确定性原理： 1． 宇宙是由不确定性和确定性构成的矛盾体， 2． 不确定性转化为确定性， 3． 确定性限制不确定性。 不确定性原理共 3 句话，既相互补充又相互独立，每一句都可以推出一个基本概念。 先看第 1 句：宇宙是由不确定性和确定性构成的矛盾体。确定性是什么？确定性就是 重复性。确定的必然是重复的，重复的必然是确定的。重复的对立面是什么？变异，变异是 不确定性的体现。重复和变异又构成一对矛盾体。重复和变异，既可以看成一种性质，又可 以看成一种方法。所以，第 1 句导出的概念是：宇宙是用重复和变异的方法建成的。 再看第 2 句：不确定性转化为确定性。不确定性转化为确定性，但没说确定性转化为 不确定性，也就是说：这种转化是单向的。因此，第 2 句导出的概念是：时间序列。 最后看第 3 句：确定性限制不确定性。确定性限制不确定性意味着什么？意味着宇宙 有限。在什么方面是有限的？在所有方面都是有限的，因为所有方面都是由不确定性和确定 性构成的。 所以，不确定性原理导出以下 3 个推论： 1．宇宙是用重复和变异的方法建成的， 2．宇宙沿着单向的时间方向发展， 3．宇宙是有限的。
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
人工智能
前沿科学 人工生命
机器人学
计算机科学
应用科学
生命科学
脑科学
语言学
数学
基础科学
物理学
化学
逻辑学
生物学
哲学
一般来说，中国的研究人员（包括职业的和业余的）容易犯两个错误： 第一， 搞科学的瞧不起搞哲学的。 第二， 搞哲学的不懂科学。 其实呢，哲学与科学的关系如同基石与大厦的关系一样，只懂哲学不懂科学就没有高 度，只懂科学不懂哲学就没有深度。 历史上的科学巨匠如牛顿、爱因斯坦、图灵、玻尔，他们都对哲学有着超凡的理解力。 同样，历史上的著名哲学家如康德、黑格尔，他们也直接推动了科学的进步。有的伟人既是 哲学家又是科学家，例如：亚里士多德、罗素、莱布尼兹、笛卡儿（我思故我在）。 在西方，哲学与科学本来就是一体。比如爱因斯坦，从小就生活在西方哲学头脑的人 群中（普通人群可能没有科学头脑，但不可能没有哲学头脑），十几岁就熟读几何、微积分 以及《纯粹理性批判》等大多数科学家一辈子都没读过的哲学巨著，他二十几岁能发表相对 论，那不是没有关系的。 西方哲学和科学在向中国传输的过程中，被中国人有意识地一分为二、去粗取精、去
家谱 能量网、能量流 物质网、物质流 食物网、食物流 基因网、基因流 价值网、价值流 知识网、知识流
进化的顶点 进化阶段、退化阶段
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
顶点 人工智能 硅基非基因人工智能 硅基基因人工智能 量子人工智能 有形体无遗传 无形体有遗传 机器人程序 人工生命程序 界面层 转化炉层 进化网络层 宇宙坐标系-骰子网络层 数据结构层
不确定性原理——人工智能的哲学基础
目录
不确定性原理................................................................................................................... 1 目录.......................................................................................................................... 2 前言.......................................................................................................................... 3 〇、概念图 ............................................................................................................... 6 一、不确定性原理................................................................................................... 10 二、上帝掷骰子 .......................................................................................................11 三、宇宙坐标系 ...................................................................................................... 20 四、转化炉 ............................................................................................................. 31 五、进化网络.......................................................................................................... 42 六、生命................................................................................................................. 51 七、人类................................................................................................................. 58 八、顶点................................................................................................................. 66 九、人工智能.......................................................................................................... 74
那么，最近的基础科学的重大进步是什么呢？ 应该是量子力学，还有后来的混沌。量子力学，终结了经典物理学，并揭开了现代物 理学的序幕。它和混沌一起，彻底颠覆了传统宇宙观，沉重打击了统治科学哲学数百年之久 的机械决定论。 量子力学也好，混沌也罢，它们有一个共同的基本原理：不确定性原理。 量子力学中的不确定性原理的表述是：粒子的速度的不确定性乘以粒子的位置的不确 定性，其值大于或等于普朗克常数。或者说：任意两个不对易的物理量不能同时被精确的测 量。通俗讲就是薛定谔猫：箱子中关着一只猫，如果我们不去观察，箱子里的猫的死活就不 确定；只有打开箱子看一眼，猫的死活才会在这一瞬间确定下来。 混沌中的不确定性原理的表述是：只有几个因素的简单确定性系统也会产生随机性的 行为，这种随机性是一种基本的性质，搜集更多的信息并不能取消随机性。初始条件的十分 微小的变化，经过不断的放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。通俗讲就是蝴蝶效应： 一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风。 为什么量子力学和混沌都会建立在名称相同表述不同的“不确定性原理”之上？这仅 仅是偶然，还是有着深刻哲学含义的必然？ 如果说不确定性原理有着深刻的哲学含义，那么这种哲学到底是什么？ 如果我们能够掌握这种奇怪的哲学，那么能否给人工智能的研究注入一丝活力呢？ 本文的目的，就是试图从不确定性原理入手，更新我们的哲学思想，以期为人工智能 的研究提供帮助。
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
伪存真、“去其糟粕、取其精华”了。精华无疑是指科学，而糟粕，就是那倒霉的哲学了。 所以，中国科学家往往只看到了地面以上的宏伟建筑，却看不到地面下的哲学基础。 中国人把西方哲学和科学一分为二断章取义，也不是完全没有道理的。因为中国有五
千年连绵不绝的辉煌文明史，形成了自己的一套完整、强大的传统哲学。不管你是否特意上 了传统哲学课，它都会由你的父母、师长、书籍乃至生活习惯潜移默化地灌输给你。传统哲 学的存在，使得西方哲学难以生根，只能以外来哲学的身份存在。
协同、竞争 组织、个体 合成、分解
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
生命 5 型转化炉 实体、种群 记忆、变异 遗传、变异 出生、死亡 产生、灭亡
基因 生物分类
生产者、分解者、消费者
无尺度网络、分形 网络的尺度性
人类 6 型转化炉 教学、变异 产业、组织、科学
不确定性原理
——人工智能的哲学基础
作者：孙二林 电邮：sun2lin@gmail.com 日期：2008 年 6 月 30 日 文章编号：NNK2008-6-不确定性原理.doc 讨论组：http://groups.google.com/group/neural-network-knowledgebase
第 6 页 共 78 页
不确定性原理——人工智能的哲学基础
转化炉 离散化的宇宙 炉芯、炉膛、炉壁
当前节点 A 型转化炉 B 型转化炉 0 型转化炉 1 型转化炉 2 型转化炉 3 型转化炉 4 型转化炉 宇宙转化炉
进化维
进化网络 内部网络、外部网络
层次分布 向心、离心、切向 创新、重组、重复
分叉、剪枝 进化网络图 进化级数
中国人脑子里有一种特殊的中式哲学，这是坏事，也是好事。如果它阻碍了对西方哲 学的吸收，那就是坏事（对科学而言）；如果它能够宽容地接纳西方哲学，并与之和谐共存， 那就是好事。
与现代科学技术日新月异的发展速度相比，哲学的发展是缓慢的，具有一定的保守性， 但这并不等于它不发展。事实上，每一次里程碑式的科学进步——特别是基础科学的重大进 步，都是与哲学发展相互促进的。
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
〇、概念图
哲学 矛盾论、实践论
现代物理学 不确定性原理
不确定性原理 重复、变异 时间序列 宇宙有限
上帝掷骰子 实践骰子、认知骰子
客观、主观 结构、结构方案
骰子网络
宇宙坐标系 维、界限、节点、连线
Leabharlann Baidu时间、深度、广度 后继、等级、平级
离散、连续 阶段、等级、实体 过去、现在、将来 实节点、虚节点 实结构、虚结构
第 2 页 共 78 页
不确定性原理——人工智能的哲学基础
前言
科学大体可以分为三层，从下往上依次是：基础科学、应用科学、前沿科学。 人工智能（及其近亲人工生命、机器人学）属于前沿科学的范畴，相对于已经发展了 几百年的成熟的基础科学和应用科学，人工智能仅有几十年历史，尚处于起步阶段，远未形 成坚实的基础和完整的架构。 研究人工智能，应该从哪里入手？这是个问题。 它牵扯到另外一个问题：人工智能到底是什么？ 人工智能是一台计算机吗？ 是，又不仅仅是。 人工智能是一段程序吗？ 是，又不仅仅是。 显然，如果只了解计算机和程序，那最多也就能组装一台电脑、编写一段代码，跟人 工智能还差得太远。 人工智能，不仅仅是一台机器，不仅仅是一段代码，甚至不仅仅是一个数学模型。 人工智能之父图灵所创建的图灵机，准确地说是计算机的数学模型，它是实现人工智 能的工具和基础，而不是人工智能本身；它是实现人工智能的必要条件，而不是充分条件。 计算机已经出现半个多世纪了，已经非常普及，但几乎所有人都不会认同：它就是人工智能。 我们对人工智能的理解，还远未达到可以进行数学建模的程度。在不能说清楚人工智 能到底是个什么东西之前，就开始建模甚至编程，未免太过草率。 科学，是一座庄严宏伟的大厦。这座大厦建得越高，承载它的地基就需要挖得越深。 当科学大厦搭建到人工智能这一前所未有的高度时，无疑，它的地基也需要挖掘到前 所未有的深度。 人工智能的下一层是什么？ 计算机科学、生命科学、语言学。 计算机科学、生命科学、语言学的下一层是什么？ 数学、物理学、逻辑学。 数学、物理学、逻辑学就是科学大厦的最底层了吗？ 是的。 科学大厦再往下是什么？ 基石。 科学的基石是什么？ 哲学。 是的，哲学。如果我们要在人工智能的方向上走得更远，就必须对哲学有着更深刻的 理解。 不懂哲学？ 错，我们每个人都懂哲学。“人死不能复生”，“世界是由原子组成的”，这就是哲学。
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
一、不确定性原理
本文论述的主题是哲学中的不确定性原理，该原理的基础是哲学中的矛盾论和实践论， 以及现代物理学中的不确定性原理。
哲学中的矛盾论是指：世界是对立统一的。请注意：这里的矛盾是辩证法的矛盾，不 等同于逻辑上的矛盾。
哲学中的实践论是指：实践和认知是对立统一的。 现代物理学中的不确定性原理是指：不确定性是事物的本质属性。 矛盾论加上不确定性原理可以推出：既然有不确定性，那么必定也有确定性，二者是 对立统一的。由此得出哲学中的不确定性原理： 1． 宇宙是由不确定性和确定性构成的矛盾体， 2． 不确定性转化为确定性， 3． 确定性限制不确定性。 不确定性原理共 3 句话，既相互补充又相互独立，每一句都可以推出一个基本概念。 先看第 1 句：宇宙是由不确定性和确定性构成的矛盾体。确定性是什么？确定性就是 重复性。确定的必然是重复的，重复的必然是确定的。重复的对立面是什么？变异，变异是 不确定性的体现。重复和变异又构成一对矛盾体。重复和变异，既可以看成一种性质，又可 以看成一种方法。所以，第 1 句导出的概念是：宇宙是用重复和变异的方法建成的。 再看第 2 句：不确定性转化为确定性。不确定性转化为确定性，但没说确定性转化为 不确定性，也就是说：这种转化是单向的。因此，第 2 句导出的概念是：时间序列。 最后看第 3 句：确定性限制不确定性。确定性限制不确定性意味着什么？意味着宇宙 有限。在什么方面是有限的？在所有方面都是有限的，因为所有方面都是由不确定性和确定 性构成的。 所以，不确定性原理导出以下 3 个推论： 1．宇宙是用重复和变异的方法建成的， 2．宇宙沿着单向的时间方向发展， 3．宇宙是有限的。
第 3 页 共 78 页
不确定性原理——人工智能的哲学基础
人工智能
前沿科学 人工生命
机器人学
计算机科学
应用科学
生命科学
脑科学
语言学
数学
基础科学
物理学
化学
逻辑学
生物学
哲学
一般来说，中国的研究人员（包括职业的和业余的）容易犯两个错误： 第一， 搞科学的瞧不起搞哲学的。 第二， 搞哲学的不懂科学。 其实呢，哲学与科学的关系如同基石与大厦的关系一样，只懂哲学不懂科学就没有高 度，只懂科学不懂哲学就没有深度。 历史上的科学巨匠如牛顿、爱因斯坦、图灵、玻尔，他们都对哲学有着超凡的理解力。 同样，历史上的著名哲学家如康德、黑格尔，他们也直接推动了科学的进步。有的伟人既是 哲学家又是科学家，例如：亚里士多德、罗素、莱布尼兹、笛卡儿（我思故我在）。 在西方，哲学与科学本来就是一体。比如爱因斯坦，从小就生活在西方哲学头脑的人 群中（普通人群可能没有科学头脑，但不可能没有哲学头脑），十几岁就熟读几何、微积分 以及《纯粹理性批判》等大多数科学家一辈子都没读过的哲学巨著，他二十几岁能发表相对 论，那不是没有关系的。 西方哲学和科学在向中国传输的过程中，被中国人有意识地一分为二、去粗取精、去
家谱 能量网、能量流 物质网、物质流 食物网、食物流 基因网、基因流 价值网、价值流 知识网、知识流
进化的顶点 进化阶段、退化阶段
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不确定性原理——人工智能的哲学基础
顶点 人工智能 硅基非基因人工智能 硅基基因人工智能 量子人工智能 有形体无遗传 无形体有遗传 机器人程序 人工生命程序 界面层 转化炉层 进化网络层 宇宙坐标系-骰子网络层 数据结构层
不确定性原理——人工智能的哲学基础
目录
不确定性原理................................................................................................................... 1 目录.......................................................................................................................... 2 前言.......................................................................................................................... 3 〇、概念图 ............................................................................................................... 6 一、不确定性原理................................................................................................... 10 二、上帝掷骰子 .......................................................................................................11 三、宇宙坐标系 ...................................................................................................... 20 四、转化炉 ............................................................................................................. 31 五、进化网络.......................................................................................................... 42 六、生命................................................................................................................. 51 七、人类................................................................................................................. 58 八、顶点................................................................................................................. 66 九、人工智能.......................................................................................................... 74
那么，最近的基础科学的重大进步是什么呢？ 应该是量子力学，还有后来的混沌。量子力学，终结了经典物理学，并揭开了现代物 理学的序幕。它和混沌一起，彻底颠覆了传统宇宙观，沉重打击了统治科学哲学数百年之久 的机械决定论。 量子力学也好，混沌也罢，它们有一个共同的基本原理：不确定性原理。 量子力学中的不确定性原理的表述是：粒子的速度的不确定性乘以粒子的位置的不确 定性，其值大于或等于普朗克常数。或者说：任意两个不对易的物理量不能同时被精确的测 量。通俗讲就是薛定谔猫：箱子中关着一只猫，如果我们不去观察，箱子里的猫的死活就不 确定；只有打开箱子看一眼，猫的死活才会在这一瞬间确定下来。 混沌中的不确定性原理的表述是：只有几个因素的简单确定性系统也会产生随机性的 行为，这种随机性是一种基本的性质，搜集更多的信息并不能取消随机性。初始条件的十分 微小的变化，经过不断的放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。通俗讲就是蝴蝶效应： 一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风。 为什么量子力学和混沌都会建立在名称相同表述不同的“不确定性原理”之上？这仅 仅是偶然，还是有着深刻哲学含义的必然？ 如果说不确定性原理有着深刻的哲学含义，那么这种哲学到底是什么？ 如果我们能够掌握这种奇怪的哲学，那么能否给人工智能的研究注入一丝活力呢？ 本文的目的，就是试图从不确定性原理入手，更新我们的哲学思想，以期为人工智能 的研究提供帮助。
第 4 页 共 78 页
不确定性原理——人工智能的哲学基础
伪存真、“去其糟粕、取其精华”了。精华无疑是指科学，而糟粕，就是那倒霉的哲学了。 所以，中国科学家往往只看到了地面以上的宏伟建筑，却看不到地面下的哲学基础。 中国人把西方哲学和科学一分为二断章取义，也不是完全没有道理的。因为中国有五
千年连绵不绝的辉煌文明史，形成了自己的一套完整、强大的传统哲学。不管你是否特意上 了传统哲学课，它都会由你的父母、师长、书籍乃至生活习惯潜移默化地灌输给你。传统哲 学的存在，使得西方哲学难以生根，只能以外来哲学的身份存在。