大家晚上好!我是今天的主持人朱锐。欢迎大家来到哲学与认知科学明德讲坛第14期暨服务器艺术·人工智能哲学论坛第2期。
今天,我们探讨的内容是如何理解“理解”,如何去达成理解,理解的标准是什么,边界又在哪里?我们有幸邀请到来自科幻、量子物理、人工智能、自然语言处理和哲学等不同领域的专家来共同研讨这个话题。下面就有请科幻作家陈楸帆老师、山西大学科学技术哲学研究中心教授高山老师、科大讯飞联合创始人、国家“类人智能重点项目”首席专家胡郁老师、中国人民大学哲学院副教授刘畅老师。非常荣幸与各位老师从不同角度共同探讨今天的主题理解。我想把今晚的讨论分三个部分,分别是障碍、模型和误解。
障碍
我们首先讨论理解的障碍。量子物理应该是讨论中最难的一部分内容,所以就先从高山老师开始。
高老师好,在您看来量子物理是否彻底改变了人类对世界的认知?这又是否说明了世界是不可知的?美国量子物理学家理查德·费曼似乎曾说过“没有哪个物理学家能够真正的理解量子力学?”请问他为什么这样样说,您是否赞同他的说法?当物理学家在谈“理解”的时候,他们的标准是什么?
高山朱老师一下提了好多个问题,我先从费曼的这句话语开始。大家知道费曼是比较有名的一位物理学家,在量子场论、量子电动力学做了很多奠基性的工作,在量子力学领域也做了一些基础性的工作,包括编写了一套很有名的《费曼物理学讲义》,其中就有量子力学这一卷。上世纪60年代,在康乃尔大学给学生上课的时候,他确实曾经说过:“没有人理解量子力学。”
费曼在讲课
费曼这种说法在当时的环境下是可以被理解的。量子力学,尤其是双缝实验这个比较经典的实验。这个实验最早就是从光开始做的。上世纪60年代,人们用单个的电子做过双缝实验,现在单光子的双缝实验或者是多缝实验已经验证了量子力学这个预言,这是没有问题的。
双缝干涉
费曼之所以说这样的话,在于怎么理解这个“实验”本身,或者怎么理解“双缝实验”这种现象及其得到的结果。简单地说来,这里实际上有两个问题:
费曼在这里面想要理解的东西是量子力学理论本身。大家知道物理学是一种经验科学,在物理理论里有一套数学方程,方程里的量又要和实验的结果有一个对应。量子力学满足这个基本要求,它有一个波函数,满足一个薛定谔方程。波函数绝对值的平方也和实验测量结果的概率有一定的联系。这形成了量子力学一个简单的体系。有这样的规则时,物理学家可以做实验或者是在技术上去做革新,比如量子通讯、量子计算,但这些工作本身并没有达到理解量子理论的程度。费曼感到困惑的地方,是双缝实验的结果是如何出现的?普通人理解的电子是一个很小很小的粒子,可以把它比喻成很小的带电小球。但如果用这样一种图像去理解双缝实验,是无法解释最后形成一个干涉图样的原理的。这就导致一种理解的困难,可能和今天的主题有关系。
但是,理解量子力学这件事情在我看来和今天我们讨论“理解”层次上还是最表面、最简单的。可以简单地说,人们不理解量子力学的原因在于他是用经典物理图像去理解量子物理的过程,这已经证明是不可能的。所以,费曼说无法理解量子力学的意思在于用经典的图像,比如用牛顿力学经典粒子的运动或者是经典波的运动去理解双缝实验是不可能的。于是在历史上,科学家们分成两种道路来探索量子力学。
玻尔、海森堡、狄拉克、玻恩等人,他们认为没有一个实在的图像可以解释微观世界的过程,包括双缝实验。这就形成上个世纪二三十年代以后的哥本哈根学派。这个学派反对有一个实在图像在微观世界存在,可以说他们对实在论不是特别友好。直到今天,还有一些物理学家持有这种观点,包括很多教科书有一些论述,这是一条道路。
但是今天更主流的路径认为,我们可以在实在层次上理解量子力学,现在形成了几大可以替代教科书标准量子力学的观点。例如,所谓“隐变量”、“玻姆诠释”、“多世界理论”、“坍缩理论”等,他们都给出量子力学各种实验和测量问题一些悖论的解释,他们提供了一种图像,但是这种图像是不是最终的实在图像,还存在很大争议。用玻姆诠释解释双缝实验时,会认为电子不只是一个粒子,而是附带着有一个波场可以引导运动的东西。假设这样一个实在图像,量子力学的双缝实验可以理解,但至于这种图像是不是最终的实在图像,目前的实验还不能判定这一点。费曼的观点在当时或者是现在看来似乎有一些悲观,可以认为有一些实证论或者是操作论的哲学潮流里头。但是我们今天量子力学哲学比较主流的看法是坚持实在论,认为“电子”有一种实在的图像在里面,通过双缝一定有一个过程,这个过程最终人类可以理解。就是这样一个大概的简述,稍微简单回答一下朱老师关于“双缝实验”的问题。
大家有没有其它看法,或者是进一步的问题。
-ChrisRayMobergCoatofArms-
胡郁我有一个问题:传统意义上,人类是生活在一个宏观的物理世界当中的,这是不是可以理解为我们的脑结构更适合于看到宏观现象,而很难想象那种微观世界,特别是在量子层面的物理现象。我不知道这是不是跟我们人脑认知结构有一定关系?
高山的确,我们日常所接触的世界基本是用牛顿力学描述的。量子力学和牛顿力学在很大程度上是完全不同的,在使得我们理解量子力学时有一定困难。在现在很多研究者看来,可以改变我们对世界的一个图像,就像库恩所说的范式转换的概念。
经典物理学从亚里士多德到牛顿就有一种范式转换,亚里士多德认为,物体不推它不动,牛顿认为物体本身可以保持一个运动的状态,这在亚里士多德看来是不可能的。经典力学内部也有一个对世界图像的看法的转变。量子力学或者相对论对我们理解时空运动有一个更革命性的变化,这个变化在今天看来,至少有几种替代理论,比如玻姆诠释利用双缝实验可以提供一个图像和解释,但是这种解释最终是不是正确的?或者是最终真实的图像是不是人类能够找到?对此我保持开放的态度,这最终需要经验的支持、不同量子力学理论像玻姆诠释、多世界理论最终需要通过实验来检验。
胡郁我再延伸一点,我了解一些量子力学入门的知识,也读过霍金的几本书。我们从小学到高中、到大学受到的是传统物理学教育,要想理解相对论,不管是狭义相对论还是广义相对论,在思维范式上要有一个转换的过程。但是我发现有一些人会转换得比较快,有一些人转换的比较慢,这造成学习量子力学的人,有的能比较快地找到感觉,有的需要花很长的时间,不同人之间的差异也挺大的,我不确定和人的聪明程度是否有关系,但是跟大脑结构性差异肯定是有关系的。
霍金《大设计》
高山这是有可能的,您说的这个现象不仅仅是理解量子力学,可能理解任何比较难理解的东西都会导致这样的问题,理解问题跟你的经验、学习的知识体系都有关系。
朱锐第二个问题。我想问陈老师。以您的理解,什么是所谓的黑暗森林则?您是否同意其中的一些说法?
陈楸帆我们要讲刘慈欣老师的黑暗森林法则,就必须先从费米悖论开始讲。费米悖论又得从德雷克方程开始讲,德雷克方程就是通过设置一系列的常数,形成一个漏斗形的结构,然后去假设在银河系里可能存在的文明的数量。经过计算,人们总体倾向于智慧生命在银河系或者是宇宙间是非常庞大的一个数量,这就引出一个费米悖论。如果智慧生命在宇宙间如此普遍,为什么我们迄今为止就没有进行所谓的第三类接触或者是经过大家公认的跟外星文明的接触?刘慈欣老师“黑暗森林”法则的一个最大的前提在于此。
他提出两个假设:一是宇宙间所有的智慧文明的目的是为了生存;二是宇宙间的物质资源是有限的。
每种文明为了争取自己的生存,必须向外不断地扩张。在扩张的过程中,如果一旦发现有其他文明存在,最符合博弈论的一种做法就是马上去把它消灭,哪怕它的文明程度对于你来说只是非常初级,但是考虑到信号到达你有一个时间差,派出一个去消灭它的飞船需要经历几千年或者是上百年的时间才能到达。在这段时间里,你观测到的文明有可能已经发展出某种超级武器或者是能够威胁到你的科技,使得你不得不去这么做,否则它就会消灭你。所以黑暗森林法则就是基于这样两个假设提出来的一种宇宙社会学的定理。所有的文明在刘慈欣老师的《三体》里面,都像是在一个黑暗森林里前进的一个猎人,大家可能都不敢出声,就怕一出声别人会向你开火。
--MV8--
而在我看来,这理论其实有很多假设前提存在:首先,文明的终极的目的是不是生存?这一点我们可以讨论。第二点,宇宙间的物质资源是有限的,但是我们是不是必须通过对外扩张、掠夺、征服的方式来获得自身的生存空间?这也是一个前提,这种理论带有非常强的“冷战思维”。
在中国,包括在非常多的互联网业界这个理论受到追捧,因为我们处于这样一种冷战思维占主导地位的社会环境里,大家都会这么去想,包括降维攻击,猜疑链的概念。所谓的猜疑链是当两个异质文明发生接触的时候,因为语言、技术、文化等等方面的巨大差异,没有办法在很短的时间内达成沟通上的共识,这就是今天说的“理解”。在很多科幻小说电影里都在探讨这样的问题,《降临》是一部根据特德·姜的小说《你一生的故事》改编的电影,整个故事就是在讲怎样破解外星人的一种语言,有点儿像是回看历史。当欧洲的殖民者到达美洲的时候接触到了土著人,双方存在着非常多的误解,有可能这种误解会导致灾难性的一个结果,这些确实在人类的历史上不断地发生。
科幻里经常在探讨完全不同基础甚至是硅基跟碳基两种不同文明之间发生接触时,我们如何理解对方?如何达成一种共识,或者我们直接进行一种你死我活的零和博弈,我们必须消灭对方,否则自己就没有生存空间。在我看来,这是一个价值观的立场问题。你相信什么,你就能够建立起一个非常自洽的理论假设。我想到去年拿诺贝尔物理学奖的彭罗斯,他在上世纪80年代写了一本书——《皇帝的新脑》,在里面提出一个很大胆的假设——人类的意识是一个量子的过程。他是作为一个数学家,从哥德尔不完备定理推出这样一个结论,中间有很多大的假设,但他需要找到一个在生物学上可以承载量子过程的一个结构。这个结构至今没有找到,包括很多科学家说量子是一个需要超低温,非常脆弱的一种状态,在大脑又湿又热、充满了噪音干扰的一个环境里,其实不太可能产生这样的一个量子效应。这其中有太多的空间让我们去想象,对于我来说这些都是非常好的,可以写成科幻小说的题材。
《皇帝的新脑》
朱锐陈老师,除了《皇帝的新脑》,彭罗斯还写了一本新书叫《心灵的影子》(ShadowsOfTheMind),提到了一个新的假设Microtubulehypothesis,就是陈老师所说的承载量子过程的结构。其他老师对陈老师的观点有什么问题和评论?
高山我先说两句:我对外星文明挺