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举个栗子:认知是一种幸福?

日报 举个栗子 2年前 (2017-11-16) 293次浏览 0个评论 扫描二维码

举个栗子:认知是一种幸福?

有人说,人类有别于其他动物的地方是拥有两种能力:语言和数学。有了语言与数学或逻辑推理能力,我们不但有了交流的工具,也有了理解这个世界的能力。当然,世界是可以理解的这个事实本身是一个奇迹,我们并没有真正理解为什么会这样,这是科学的终极问题之一。

既然有了这两种能力,认知和创造(我指的是知识上的创造与艺术上的创造)就成为人类一种本能,完全或极大限度地发挥这种本能能够给我们带来愉悦甚至幸福。弗洛伊德在一篇著名论文中分析了达芬奇不可思议的创造力,他认为达芬奇通过创造满足了自己,而达芬奇终身未娶,创造的满足代替了其他方面的满足。

网络杂志《Edge》向西方知识界提出的 2011 年年度问题是,什么科学概念将改变我们的认知工具(What Scientific Concept Would Improve Everybody’s Cognitive Toolkit)?很多科学家、人文学者以及媒体精英的回答都很有意思,我特别关注了物理学家的回答,觉得弗朗克·维尔切克(Franck Wilczek)和马塞洛·戈里瑟(Marcelo Gleiser)的回答最有意思。  

维尔切克认为,这个将改变我们认知工具的科学概念是潜伏层(hidden layers),准确地说是神经元的潜伏层。他说,人类的很多工具通常有接受层与输出层。最早的人工神经网络就是由这两层组成的,由于过于简单,一些稍微复杂的功能都很难实现。比如仅有两层的感知器就不能在白色的背景上数出黑色圆圈的个数。经过数十年努力,直到上世纪 80 年代,人们才认识到只要在接受层与输出层之间加上一层或两层,就能大大增强神经网络的功能。今天,这种多层网络用于高能加速器(例如大型强子对撞机)粒子碰撞事件的图像萃取,比人的能力要高效得多。

举个栗子:认知是一种幸福?

戴维·休伯尔(David Hubel)和托斯坦·维泽尔(Torstein Wiesel)发现,视觉皮质中潜伏层的功能是收集视觉对象的各种特征,最后综合成整体图像,他们因此在 1981 年获得了诺贝尔生理学或医学奖。人类视觉是通过接受数目巨大的光子,投射到平面上再通过潜伏层才形成三维图像的。人造机器人的视觉就很难达到人类视觉的高度。维尔切克认为,潜伏层将所谓的呈展现象(emergence)具体体现出来了。

戈里瑟认为“我们是独特的”认识,将在我们未来的认知中起到举足轻重的作用。其实,认识到我们是独特的以及为什么我们是独特的,本身就是一项人类认识自己的重要任务。很多人并没有认识到“我们是独特的”。

人类非常独特,因为地球本身就很独特,地球提供的各种环境和条件也很独特。这种看法有点违背所谓的哥白尼原理。该原理认为,地球和太阳系不是世界中心,当然这个原理原来只涉及太阳系在宇宙中的空间地位,后来人们将它推而广之,例如很多人认为宇宙中存在很多各种各样的智慧生命,就像《星球大战》中出现的那些。

戈里瑟的观点是,像人类这样的智慧生物在整个宇宙中都是罕见的。他首先论证,在生命与智慧生命之间存在巨大的鸿沟。他对智慧生命的定义是拥有发现科学和技术的能力,而不是像海豚那样的生命。所以地球上只有人类符合智慧生命的定义。仅生命而言,例如单细胞生物,也许不是地球上的特有现象,也许很多有着类似地球环境的太阳系外行星上也有。地球在形成数亿年后这样的生命就出现了,所以简单生命出现并不难。而且,生命在很多极端条件下也能存活。

但是单细胞生命的出现并不意味着多细胞生命接着就会出现。生命在适当的环境下变化,只要存活即可,不一定演化出多细胞生命直至智慧生命。进化论只是说适者生存,而不是更加聪明者生存。在进化过程中,只要一个环节出错,我们人类就不会出现。人类出现的一些条件都很特别:长期存在的具有保护作用的富氧大气层;地球稍微倾斜的地轴,被地球唯一的体积较大的月亮所稳定;臭氧层和地磁场共同保护生物免于被宇宙射线轰击;地表板块构造调节二氧化碳,使得全球气温长期稳定;我们的太阳相对较小、相对稳定,不会偶尔释放大量的等离子体……具备所有这些条件是很难的。另外,即使在宇宙某个角落存在其他智慧生命,由于非常遥远,我们实际上是孤独的。

戈里瑟的观点与人择原理有点相似。人择原理的第一条应用是地球为什么这么独特?因为如果地球不这么独特就不会出现人类,我们就不会在这里问这个问题。推而广之,如果我们宇宙不这么独特,我们就不存在从而不会追问关于我们宇宙的一些深刻的科学问题。人类的出现非常偶然,恰恰是这种偶然性让人类变得更加珍贵,而不是毫无意义。

认知能力无疑是人类独有的。这种能力使得人类可以认识世界,一种非常奇妙的“自我认识”能力,也就是说,宇宙的规律使得人类出现——也许是偶然出现的,而人类出现又使得宇宙规律本身呈现出来。仅仅这一点,我觉得认知就是一种幸福

当然,认知也带来人类独有的悲哀感受。人活着就有生老病死,还有很多很多其他痛苦,有些痛苦也许是人类独有的。也许,科学发展将渐渐为人类解脱一些痛苦。我过去说过,未来科学最大的目的之一,就是为人类带来更多的幸福感。

(作者:李淼,中国科学院理论物理研究所研究员)


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