计算机科学哲学的核心理念

2010-04-11桂起权任晓明

淮阴师范学院学报（哲学社会科学版） 2010年1期

关键词：毕达哥拉斯自动机计算机科学

桂起权，任晓明

(1.武汉大学哲学学院，湖北武汉 430072； 2.南开大学哲学系，天津 300071)

【哲学·科学技术哲学】

计算机科学哲学的核心理念

桂起权1，任晓明2

(1.武汉大学哲学学院，湖北武汉 430072； 2.南开大学哲学系，天津 300071)

毕达哥拉斯主义的基本精神，正是追求宇宙的数学和谐性的思想，它能成功地引导科学家使用数学语言、公式来刻画物理世界的内在奥秘，这是与当今流行的“计算主义”相互呼应的。另一方面，按照系统科学模式重新理解的目的论自然观，则能提供从生物自然界、人工生命到自组织的宇宙的合理解释。毕达哥拉斯主义与目的论自然观的整合，将构成计算机科学哲学的核心理念。

计算机科学哲学；毕达哥拉斯主义；计算主义；目的论自然观；自组织宇宙

光阴似箭，一转眼进入21世纪快有十个年头了。在刚刚过去的20世纪，发展最快而且对人类生活影响最大的学科无疑是计算机科学与信息技术了。而在今天，计算机成了新世纪的一种象征。正如美国计算机科学哲学家、密歇根大学教授勃克斯(A·W·Burks，1915-2003)所说，柏拉图学院是西方第一所高等研究机构，门上写着进校的唯一要求：“不懂几何学者不得入内。”将来，许多大学也会要求学生进校时带计算机。所以，新型的柏拉图学院的入学要求应该是：“不懂且不带计算机者不得进入。”哲学是时代精神的集中体现，计算机科学与信息技术的迅猛发展，必然引起哲学范式的转换和变革，从而形成一个新的研究领域，提出新的具有创新意义的研究纲领，进而成为解决传统哲学问题的新方法。这种范式的转换就是所谓“计算机革命”[1]或“信息转向”[2]。这种转向的直接结果就是计算机科学哲学的应运而生。计算机科学哲学就属于这样一种新的范式和研究纲领。

计算机科学哲学不仅是在信息时代计算机和网络技术飞速发展的背景下提出的哲学新思维，它同时又是对科学思想史上的毕达哥拉斯主义的数学自然观和亚里士多德的有机体论或目的论自然观这两种传统的继承和发展。

一、我们的基本纲领：数学自然观与目的论自然观之整合

我们在科学思想史著作《科学思想的源流》[3]中曾经提出，古希腊自然哲学为近现代科学和科学哲学留下的思想遗产，主要可以归结为“原子论”、“毕达哥拉斯的数学自然观”和“有机体论或目的论的自然观”三大研究传统。原子论思想和毕达哥拉斯主义传统[4]对近现代科学的建立发挥了巨大的作用，然而“目的论自然观”却在相当长时期内基本被排除在科学之外，不过由于20世纪中叶系统科学的兴起它终于又重新复活了。

关于毕达哥拉斯主义传统及其在科学思想史的作用，如下所示：

●伽利略的话被看做毕达哥拉斯主义的宣言：宇宙这部宏伟的书是用数学语言写的，它的文字是三角形、圆以及其他几何图形。

●开普勒行星三大定律的发现应当看做毕达哥拉斯主义的胜利，而不是简单归纳法的胜利。正是追求宇宙的数学和谐性的思想引导他最终成功地使用数学语言、公式来表述物理世界的定律。

●韦斯科夫说：毕达哥拉斯的观念在氢原子光谱线中再生，“天体谐音”又重新出现在原子世界之中。

●海森伯说：现代物理学中的粒子，正是基本对称性的数学抽象。

●宇宙设计的最基本原则就是：寻求内在的对称性与和谐之美。

●超弦——宇宙的琴弦，大自然的琴弦，毕达哥拉斯式的琴弦。

需要补充说明的是，在数学结构背后是有物理实在支撑的。为此，我们又在物理学哲学著作《规范场论的哲学探究——它的概念基础、历史发展与哲学意蕴》[5]和《规范场论的研究纲领述评——一种毕达哥拉斯模式的解读》[6]中进一步提出，我们的物理学哲学研究纲领的核心理念在于毕达哥拉斯主义与科学实在论理念的整合。我们是科学实在论者，深信成熟的科学理论中的科学定律所表征的正是物理世界的近似真理。无论“粒子本体论”或者“场的本体论”都不违背科学实在论。同时我们又深信，物理世界基本结构及其相互作用的奥秘都深藏于数学和谐(尤其是基本对称性,既包括外部对称性，也包括内禀对称性)之中。后一种理念是毕达哥拉斯主义的基本信念，我们只是补充说，这种数学和谐并非人为的而是物理世界本身所固有的。于是，毕达哥拉斯主义的理念就与科学实在论的理念整合了起来。

笔者在提交“系统科学与建构实在论国际会议”的论文《系统科学：生物学理论背后的元理论》[7]中强调了经过系统科学重新解释过的目的论自然观对于理解生命现象的特殊重要性。又在合著的《生物科学的哲学》[8]中提出，整个生物学哲学的奥秘在于系统科学，系统科学可以看做生物学理论背后的元理论，该书再次强调了复杂性系统科学视野下的目的论自然观对于理解生命现象的特殊价值。

与上述思想一脉相承，在即将出版的《计算机科学哲学研究——认知、计算与目的性的哲学省思》①一书中提出了，毕达哥拉斯主义和有机体论或目的论的自然观的整合，将是理解计算机科学哲学的奥秘的一把金鈅匙。这是我们的新的研究纲领的核心理念。

二、逻辑机器哲学的双重性起源

当代计算机科学哲学家勃克斯的逻辑机器哲学思想，既有毕达哥拉斯主义的渊源，又可以在亚里士多德目的论和自动机思想中找到根据，而且借助于许多哲学家和科学家的智慧这些思想在历史长河中不断得到延续。

笔者对计算机人工智能哲学的兴趣大致是从1989年开始的。当时任晓明正在武汉大学江天骥教授指导下攻读博士，在这期间，经常与桂起权一起讨论勃克斯的归纳逻辑和逻辑机器哲学思想。我们这个现代外国哲学博士点，是1982年为教育部所批准的首批博士点之一，在科学哲学、分析哲学方面有“江天骥传统”，它强调把握西方“狭义的科学哲学”的脉络，要对最有代表性的学派、人物、著作及思想进行细致研究，要保持客观、中肯、不失真。在江天骥先生统领下，桂起权提倡“分科化的科学哲学”，主张将“狭义的科学哲学”与科学史研究相结合，并把一般科学哲学的通用原理(取其合理内核)，分别用于物理学哲学、生物学哲学、经济学方法论和计算机科学哲学等的研究。

如果追溯科学思想的历史，那么就可以发现，其实计算机科学哲学是源于古希腊的毕达哥拉斯主义和柏拉图主义的。毕达哥拉斯主义的基本理念是“数是万物之本原”。具体地说，数学和谐(特指数学对称性)是关于物理世界基本结构知识的本质核心，在自然界那种富有意义的秩序中，必须从自然规律的数学核心中去寻找它的根源。科学哲学家概括说，在探索科学定律的过程中，数学和谐是强有力的助发现的启发性原则。

对于上述观点，当代计算机科学哲学家勃克斯是这样解读的，即计算机科学哲学继承了毕达哥拉斯主义和柏拉图主义的合理因素，但是必须做两点修正：其一是数学说明和描述的应该是自然的形式而不是内容；其二是数学是抽象的，而自然界则是具体的，它由事物和事素组成并受规律和规则所支配。勃克斯把古希腊人关于数学性质的观点发展为一种现代计算机数学的观点。在勃克斯看来，一台计算机就是一台逻辑机器，它由开关以及由计算机语言写成的程序控制存储硬件构成。基于这一点，勃克斯把“万物皆数”的哲学命题应用于人类，得到这样的结论：我们每个人都有自己的“毕达哥拉斯数”，它是一个包括先天的遗传程序和后天的遗传因素与环境间的相互作用这样两部分的数串。换言之，每个人都有能够实现自己的一切自然功能的机器人替身。显然，这是毕达哥拉斯主义的现代版本[9]。“逻辑机器主义”(logistic mechanism)这一哲学术语是由美国密歇根大学计算机与通讯科学系教授勃克斯首先提出的。勃克斯以一个既是哲学家又是计算机科学家的“两栖学者”而著名的。作为哲学家，他既是一个皮尔士研究方面的学者(Burks,1958)，又是因果化归纳逻辑研究的开拓者之一(Burks,1977)；作为一个计算机科学家，他既是第一台通用电子计算机——ENIAC的主要设计者之一，又是元胞自动机理论的奠基人之一。他与怀特等人一道，开创了电子计算机的逻辑网络研究并给出其逻辑设计。这种设计后来被许多大学、研究机构、计算机公司作为制作计算机的样板。

逻辑机器哲学的主要观点是：人等价于有穷决定性自动机；对于人的独一无二的能力可以做一种还原论的说明；对于产生这种能力的进化过程可以做逻辑机器的说明。它主要探讨人、社会、科学与计算机的关系问题，研究计算机与心智、进化与意向性、生物学与自动机、自由意志与决定论的关系等问题，但它的中心论题是：一个有穷自动机能否实现人的一切自然功能？换言之，一个机器人能否实现人的一切自然功能？这就是所谓“人=机器人论题”。

另一方面，逻辑机器哲学也发源于古希腊的目的论自然观。由于众所周知的原因，目的论在科学史和哲学史上都已经被严重地曲解了。因此，我们有必要进行拨乱反正。在《计算机科学哲学研究》一书中将用较多的篇幅采取复杂性系统科学的观点来讨论这一问题。在古希腊自然哲学中，有三种思想至今仍决定着现代科学思想发展的道路：一是原子论，二是毕达哥拉斯主义，三是有机体论或目的论自然观。海森伯在《严密自然科学近年来的发展》一书中，曾经对于前两种思想的影响做过深刻的分析。不过，现在我们的重点在于关注第三种思想。20世纪中叶以来，由于复杂性系统科学的兴起，长期被埋没的目的论自然观又在新的条件下复活了。生物学家和系统科学家惊奇地发现，经过重新解释的目的论(例如维纳的控制论提出“一切目的论性质的行为=需要负反馈的行为”)，仍然是理解“自组织的宇宙”的奥秘的极有启发力的研究纲领。于是，目的论问题成了哲学家和科学家共同关注的问题。

亚里士多德是有机体论或目的论自然观的创始人，这种自然观认为，宇宙是一个有机统一体。自然是具有内在目的的，它的一切创造物都是合目的的。生物的一切合目的性的结构、机能、程序和行为都是自然内部机制作用的结果。换句话说，自然的合目的性是与神的意志不相干的。这一点是内在目的论与外在目的论的本质区别所在。并且认为，人类(例如木匠、建筑师)通过技术手段可以对自然的结构和作用机制进行模仿和再现。有趣的是，亚里士多德在提出目的论的过程中，竟然表现出“程序自动化”和自动机的思想。他认为，在预定程序指导下，由潜在变成现实的过程应当是一种自动执行过程。他多次指出，受精卵发育的程序自动化过程与当时的一种“自动机器”的程序自动化过程十分类似。受精卵按“形式因”的设计蓝图依次长出心、肺、肝、眼等器官，正像“自动机器”一样，牵线人牵动许多杠杆中的第一个，由A带动B，B带动C,C带动D,D带动E,如此等等，这样整个机械装置就活动起来，“自动机器”就会按节拍跳舞[10]。可见，亚里士多德以其隐喻式的语言，表明了受精卵就是一台生物自动机器，它内含先定的目的性程序，控制着未来的个体发育的进程并决定其最终目标。尽管亚里士多德所说的“自动机器”特指一种十分简单的自动机械装置，但它具有的程序性特征，表明它隐含了现代自动机理论的思想萌芽。又由于亚里士多德做了明确的生物与自动机的类比，我们就不得不承认，他的思想中已经包含了“人工生命”的思想萌芽。

在自组织理论蓬勃发展的今天，人们惊奇地发现，大哲学家康德竟然是“自组织”思想的一位先知。康德认为，“自组织”的自然事物具有这样一些特征：一是它的各部分一方面由于其他部分的作用而存在，另一方面又为了其他部分，为了整体而存在；二是其各部分一起交互作用、彼此产生，并由于它们之间的因果联结而产生整体。“只有在这些条件下而且按照这些规定，一个产物才能是一个有组织的并且是自组织的物，而作为这样的物，才称为一个自然的目的。”[11](他举例说，钟表是有组织的却不是自组织的，因为它的部分不能自产生、自再生、自修复，而要依赖于外在的钟表匠)假如我们把这一思想与冯·诺意曼(von Neumann)的“自再生自动机”思想相联系，就可以看出康德的想法有多大的启发性了。在康德看来，自组织只是目的论的一个推论。显然，这一思想对系统科学家很有价值，对人工生命的哲学思考也有启迪性。

更有趣的是，黑格尔在哲学上很著名的有关“狡狯的理性”的论述，在现代的“自组织理论”中获得了新的意义。黑格尔在《逻辑学》和《历史哲学》中都讲过，历史或理性好像一只狡猾的狐狸，它为了使自己作为目的实现于客观事物之中，却佯装不做任何干预，让每个人按自己的主观意愿各行其是，既互相冲突又互相抵消，其结果是它利用了他们彼此之间的斗争达到了自己的目的[12]。实际上，那个“狡狯的理性”很像协同学中对系统演化的宏观秩序起决定作用的“序参量”，黑格尔的以上描述实际上酷似序参量如何引导自组织系统实现目的性的描述。

事实上，目的论哲学关于生物与机器同样具有目的性的类比催生了计算机科学哲学。与目的论在哲学史上不被重视适成对照，在生物科学、复杂性系统科学中，目的论以及目的性问题的探讨成了中心论题。上个世纪中叶发展起来的系统科学(系统科学后来发展到复杂性阶段，合起来可以称作复杂性系统科学)，对自然科学以及哲学社会科学产生了深远的影响。人们开始用一种新的观念和视角来重新审视原有的哲学和科学的观念。对于计算机科学研究来说，那些新学科所产生的最大震撼是用系统科学的观点重新解释了被严重曲解了的“浅薄的”目的论和(被斥之为空洞的“同义反复”的)进化论。其结果是系统科学促使生命科学哲学、计算机科学哲学和人工生命哲学争取到了自己作为一门哲学学科的自主地位，并把生命科学的根基建立在系统科学、复杂性科学之上。

现代生物学家迈尔(E·Mayr)在德尔伯吕克(M·Delbrueck)研究的基础上发现，从亚里士多德的目的论中可以提炼出“程序目的性”思想，这是其中最有价值的部分。在迈尔看来，程序目的性可以界定为按照某种程序和信息密码而运行的动态过程。它包含两大要素：一是由某个程序指导(相当于亚里士多德的eidos,“形式因”或造型原理)，二是这类过程取决于由该程序预定的某个目标的存在(相当于亚里士多德的“目的因”)[13]。

可惜的是，迈尔对系统科学体会最深的方面仅限于信息编码以及控制程序的相关内容(他嫌《一般系统论》与《超循环理论》形而上意味太浓，而予以排斥)。另一位生物学哲学家赫尔(D·Hull)则对系统科学(首先是控制论)有更深的理解。按照控制论创始人维纳(N·Wiener)的观点，一切目的性行为都是需要通过负反馈来自动调节的行为。而赫尔在《生物科学哲学》(1974年英文版)中用维纳控制论的基本模式，即自稳态功能模式(空调模式)或目标行为模式(鱼雷模式)，对生物自然界合目的性现象进行系统科学的解释，取得了一定的成功。笔者发挥了赫尔的思想，联系到系统科学其他新分支如耗散结构论、协同学、超循环理论和混沌理论，对目的论做了更广泛深入的解释。

一般系统论的创始人贝塔朗菲(Ludwig Von Bertalanffy)也认为，目的性问题正是现代科学(特别是系统科学)需要认真对待的问题。他批评了近代科学把目的性简单地排除在科学之外的错误做法。他还指出，至少可以用三种理论模型来模拟目的性行为，即等结果性模型、控制论的反馈模型、用于适应行为的模型。

在系统科学和复杂性科学背景下发展起来的现代目的论哲学，一方面对冯·诺意曼的自再生自动机理论产生了鼓舞和影响，进而对计算机科学哲学的孕育产生了积极的作用；另一方面，在这种目的性哲学的影响下，图灵提出了以他的名字命名的图灵机，它实际上是一种逻辑机器。冯·诺意曼的合作者勃克斯提出了进化逻辑思想，从逻辑机制方面发展了逻辑机器哲学，奠定了人工生命中进化逻辑理论的基础。可以说，没有目的性哲学的复活，就没有计算机科学哲学。

生物目的性自动机理论和人工生命思想的形成受到了从机械机制发展到逻辑机制的启示。从古希腊、古罗马最早的“水钟”、“Jacks”等机械装置，到后来的动物“自动机器”都是一种以机械装置形式出现的人工生命模型。随着20世纪初数理逻辑的发展，人们开始探索把机器自动控制过程加以“形式”抽象的可能性。随着计算机技术、可编程控制技术以及机器的形式理论的发展，产生了通用计算机。通用计算机的发展，促使许多学者从生命机制的研究转向生命逻辑的研究。在这种背景下，生物目的性自动机理论就应运而生了。这种理论的哲学渊源是毕达哥拉斯主义和亚里士多德以来的目的论传统。

人类对生命模拟的向往产生于古希腊美丽的神话中，但是，采用机器对生命进行仿真或模拟则源于20世纪哲学中对毕达哥拉斯主义(宇宙的奥秘在于数学和谐)和目的论传统(自组织的宇宙具有合目的的自动化调节机制)的复兴。20世纪50年代，冯·诺意曼提出了具有自再生功能的细胞自动机(Burks,1970)，与图灵(A.M.Turing)一样，冯·诺意曼的思想受到了麦卡洛克—皮茨(Mcculloch-Pitts)计算神经科学的启发。他的自再生自动机实际上是人工生命体的雏型。像图灵一样，他对于遵从简单规则而自发生成的秩序极感兴趣。作为细胞自动机工作的一部分，他还研究了自再生的逻辑，他天才地预见到，自再生自动机的逻辑结构在活细胞中必定存在。不久以后，克里克和沃森(Crick and watsom)发现了DNA结构，证实了冯·诺意曼的猜测。与图灵的理论相比，他的自动机理论与实际的生物系统更为类似。遗憾的是冯·诺意曼英年早逝，未能构造完善的理论。但他的未竟事业由勃克斯以及他的研究团队继续下去，取得了一定的成果。20世纪70年代，人们认识到，冯·诺意曼理论有两大缺陷，其一是没有紧密结合生物学实际；二是限于静态的研究。为此，一些计算机科学家提出了分子自动机模型、生物发育的计算机逻辑系统、分类符系统与遗传算法等，而它们实际上已经具有人工生命理论的雏形。

自再生自动机思想支持和确立了逻辑机器哲学的一个核心观点，即人就是一部自动机或逻辑机器；而逻辑机器哲学关于人与机器人的类比无疑会启发人们把自然生命与人工生命相类比。因此，我们可以说冯·诺意曼和图灵的工作不仅有助于逻辑机器哲学思想的确立，而且客观上推动了人工生命理论的诞生。冯·诺意曼和图灵的生物自动机理论不仅是逻辑机器哲学的科学和逻辑基础，而且是人工生命理论的雏形。

20世纪80年代以来，国际上兴起了一股用非生物媒介创造新的生命形式的研究热潮。这种新的生命形式就是所谓“人工生命”(Artificial Life)。从字面上讲，“人工生命”(简记为AL)是人造的生命，而不是自然界中的生命。“人工生命”作为一个研究领域研究的是具有自然生命系统行为的人造系统。人工生命研究的实质则是计算机仿真与生命模拟。

我们以1987年为界，把人工生命理论分为人工生命理论雏形与严格意义上的人工生命理论。人工生命理论雏形被一些学者称之为“生物目的性自动机理论”。它以冯·诺意曼的自再生细胞自动机为代表，还包括林登迈尔(Aristid Lindenmayer)提出的L—系统(1974)，这是一个对生物发育做出形式描述的自动机逻辑系统，它属于虚拟生物的研究领域。较为晚近的理论是分类符系统与遗传算法。20世纪60年代以来，霍兰(J.Holland)开始研究自然或人工系统中的适应性行为。他首先考虑的问题是进化的新性质是如何突现出来的。为了回答这一问题，他提出了进化的算法或遗传算法。所谓遗传算法是这样一种方法：它借助交换(crossorer)、突变(mutation)、倒位(inversion)这样三种遗传算子，实施从基因型的一个种群到“更适应”的一个新种群的推导。通过推导可以使适应程度较高的基因型比适应程度较低的基因型获得更多的后代。概言之，霍兰用计算机模拟的方法描述了进化突现的机制，发展了冯·诺意曼的自再生细胞自动机理论。

人工生命理论中有代表性的理论是：兰顿(C.Langton)关于人工生命的定义以及其他基本问题的理论，托马斯·雷(Tomas Ray)的数字生命理论，考夫曼(S.A.Kauffman)的基因程序理论，康韦(J.Conway)的“生命”游戏程序理论，沃弗拉姆的元胞自动机理论，等等。

伴随着人工生命理论的诞生，人工生命哲学的研究也随之兴起。1996年，英国皇家科学院院士玛格丽特·博登(Margaret A.Boden)编辑出版了论文集《人工生命哲学》，标志着人工生命哲学的兴起。从该论文集的内容来看，国外人工生命哲学的研究范围十分广泛，主要包括以下几个方面：人工生命的定义，生命的本质的人工生命解读，数字生命的哲学思考，人工生命与人工智能，人工生命的起源和发展，虚拟生物学的哲学思考，人工生命中特有的解释策略，人工生命与功能主义的关系，“强”的人工生命的可行性，等等。

三、计算主义与毕达哥拉斯主义的联系

进一步说，毕达哥拉斯主义也是与计算机科学哲学领域中的“计算主义”观点相呼应的。计算机科学哲学中最为盛行的研究纲领是计算主义。最有特色的论题是勃克斯的“人=机器人”论题和派利夏恩(Z.W.Pylyshyn)的“认知=计算”的论题。“计算主义”哲学的主要倡导者派利夏恩是一位著名心理学家、计算机科学家。他的思想代表了认知科学对心智的理解的正统观点。在《计算与认知》一书中他对计算和心理现象作了系统的研究[14]。它的核心命题是，认知是一种计算。在他看来，对心理状态的语义内容加以编码通常类似于对计算表征的编码。我们可以把这一思想概括为“认知=计算”论题，即认知者及信息人的认知过程实际上与计算模型的计算过程具有强等价关系。“认知=计算”论题是派利夏恩的核心论题，这个论题的关键在于“等价”。在派利夏恩看来，等价是计算模型与认知过程之间的关系。如果这种等价指的是这个模型实现了与被模拟的生物相同的输入—输出功能，那么这种等价是最弱的等价。也可称之为输入—输出等价或者行为等价。也可以称之为图灵等价。强等价体现了计算模型与认知过程之间的相符性。简言之，强等价指的是算法等价。派利夏恩强调，强等价之所以比弱等价更恰当，原因在于它能用计算模型更好地表达心理过程。

那么，科学哲学中的毕达哥拉斯主义与派利夏恩所倡导的计算主义又有什么联系呢？尽管派利夏恩的计算主义的提出是针对认知领域的，说的是人类的认知过程与计算模型的计算过程可能具有强等价的关系；而毕达哥拉斯主义作为一种自然观，它的提出是针对宇宙的，说的是宇宙是按照数学规律运演的。然而，科学哲学中的毕达哥拉斯主义同时又是科学认识的启发式原则或方法论模型，它建议科学家通过猜测，尽量按照宇宙运演的固有的数学方式来理解宇宙的奥秘。柏拉图把上帝看作优秀的几何学家，当然上帝也是优秀的计算家。我们并不反对这一说法，不过我们所谓“上帝”，指的是“自组织的宇宙”本身。毕达哥拉斯主义与派利夏恩的计算主义相比，前者更加宽泛，后者更加具体。然而，从大的原则上说，毕达哥拉斯主义与计算主义两者仍然是相通的。

郦全民教授的新著《用计算的观点看世界》[15](中山大学出版社2009年版)像一面镜子，让我们更加清楚地看到了更一般的计算主义与毕达哥拉斯主义的内在一致性，其观点如下所示：

●作为科学的一般性基础的本体论承诺：实在本质上是计算的，而宇宙则是一台巨大的计算机。

●构成世界的基本单位是计算和信息流。自然界发生的过程实质上就是计算或信息处理的过程。

●计算主义的认识论价值：理解自然过程=在大脑的计算过程与自然的计算过程之间建立对应关系。

●计算主义的方法论意义：计算机模拟实验可以用来研究实际系统所呈现的现象和规律。

●自然生物的生命过程可以看做生物大分子以分子算法为组织原则进行信息的存储、复制和变换的过程。

●认知计算主义研究纲领的核心，认知科学的基本工作假说，即认知是信息处理过程，它能够用表征及其实施操作的规则来解释。如此，等等。

据此也可以看出，尽管单纯的计算主义或毕达哥拉斯主义或许能够顺畅地解释物理世界的因果性，然而离开了合目的性的自动调控机制，就无法更好地把握生命世界的奥秘，甚至无法理解非生命的“自组织现象”以及“人工生命”。

著名进化生物学家迈尔认定，亚里士多德“目的论”中最精彩的成分就在于“程序目的性”思想。迈尔把“程序目的性”界定为“按照某种程序和信息密码而运行的动态过程”，而亚里士多德则采用“形式因”/“目的因”的特殊方式表述了它。在我们看来，亚里士多德的“程序目的性”思想，既包含着“目的论”的要素，又包含着“程序或算法”的要素，它预示着“目的论”与计算主义或毕达哥拉斯主义整合的潜在可能性。

实际上，现代人工智能研究纲领的各种进路：无论是AI心理学派的启发式搜索程序，还是联接主义者的神经网络的与环境的交互作用，或者行为主义者所设计机器人的优良自学习功能，仍然是离不开这种“程序目的性”思想。

在我们看来，计算主义既有合理性又有局限性。一方面，我们要为计算主义纲领辩护。随着复杂性科学、混沌理论、计算化学、计算生物学等交叉学科的发展，认知计算主义方法有望继续引领21世纪的认知科学研究，在新兴的交叉科学如计算机科学与生物学结合中形成的新的计算方法，如人工生命、DNA计算、量子计算、分子自动机等，从而为智能计算的发展提供契机。另一方面，我们承认，认知计算主义是有缺陷的，就目前的研究来看，认知并不完全等于计算。我们要捍卫计算主义，但是面对这些挑战和困境，我们应该在对计算主义前景不持悲观主义立场的同时，进一步克服计算主义的局限，这才是可能的出路。

计算机科学哲学是一种计算机和信息的理论方法。在这个新的哲学范式中，计算机的计算为哲学提供了一系列简单而丰富的观念。这种新的不断进化的观念为哲学带来了新的主题、方法和模式。它正在改变哲学家理解哲学的根本问题和基本概念的方式。1998年出版的一部名为《数字凤凰》(The Digital Phoenix)的文集曾引起学界的广泛关注，它的副标题是“计算机如何改变哲学”。在书中，拜纳姆和摩尔(Bynum and Moor)明确指出，计算机科学和信息技术哲学是哲学中的一股新生力量。而在我们看来，人工生命是这股新生力量的代表。借用弗洛里迪(L.Floridi)的一段话，我们可以说，人工生命的作用就像特洛伊木马，它把一种更具包容性的计算机与信息的范式引入了哲学的城堡[2]。不过，我们并没有打算构建一个包罗万象的哲学体系。我们只是讨论几个有代表性的范例，如图灵机模式、人工神经网络、元胞自动机、遗传算法等。这些概念和话题越来越受到学术界的关注。信息和计算机的概念、方法以及理论已经成为一种解释学框架，通过它可以对世界做出解释。总而言之，正如拜纳姆和摩尔所说的那样，哲学不是永恒的；哲学是与时俱进的，只有通过对自身的不断更新才能保持繁荣。这种自我更新的拉动力就是计算机科学与信息技术。

注释：

① 任晓明、桂起权著，人民出版社2010年即将出版。本文是该著书的导言，略有改动。

[1] 桂起权.计算机革命的哲学新意[M]//乔天庆，陶笑眉.计算机与世界.武汉：武汉出版社，2002：序二.

[2] 弗洛里迪.什么是信息哲学？[J].世界哲学，2002(4).

[3] 桂起权.科学思想的源流[M].武汉：武汉大学出版社，1994.

[4] 桂起权.物理学的毕达哥拉斯主义研究传统[M]//吴彤，等.科学技术的哲学反思.北京：清华大学出版社，2004：183-198.

[5] 桂起权，高策，等.规范场论的哲学探究——它的概念基础、历史发展与哲学意蕴[M].北京：科学出版社，2008.

[6] 桂起权.规范场论的研究纲领述评——一种毕达哥拉斯模式的解读[J].自然辩证法通讯，2008(6).

[7] 桂起权，任晓明.系统科学——生物学理论背后的元理论[G].系统科学与建构实在论国际会议，北京，1999-10.

[8] 桂起权，傅静，任晓明.生物科学的哲学[M].成都：四川教育出版社，2003.

[9] [美]勃克斯.机器人与人类心智[M]//计算机的形而上学.桂起权，等，译.任晓明，校.成都：成都科技大学出版社，1992.

[10] 亚里士多德.动物四篇[M].北京：商务印书馆，1985：416-417.