信息科学与计算机智能若干问题探讨

王国平　张建国

摘要：该文讨论了信息科学与计算机智能的一些本质问题，对客观世界的认识、主观信息世界的认识、人脑的认识、计算机的认识以及计算机智能的发展都作了详细的探讨。

关键词：信息；计算机；程序；智能

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）32-7724-03

Abstract：This article discusses some of the essence of information science and computer intelligence， cognition of the objective world and cognition of the subjective information world and cognition of the human brain and cognition of the computer and the computer intelligence development are discussed in detail.

Key words：Information；Computer；Procedures；Smart

1 主观与客观的关系

客观是指不以人意志为转移而存在的世界，那主观是什么，主观是指存在人脑中的东西。客观决定主观，主观反映客观，主观与客观两者之间的关系是对立统一的。在人不作为的情况下，主观和客观是脱离的，人可以胡思乱想自以为是，可以认为天上有上帝，地下有阎王。但是人要有正确的思想，必须尊重客观，分析客观，得到认识，并返回到客观实践中去加以验证，这样才能保持主观与客观的一致性、主观世界的正确性。

2 客观世界有什么

客观世界有对象，有关系，有作用，有状态，这只是笼统地说。更本质地说，客观世界有电子、质子、中子，和微粒的运动状态以及存在它们之间的相互作用力。这几种微粒的不同组合构成不同的原子，原子的不同组合构成各种分子，原子或分子的不同组合构成现实世界各种物体对象。进入有机物界，分子构成细胞，细胞构成器官，器官的有机组合构成各种动植物体，无机世界加植物界加动物界构成地球生态系统。地球太阳及其他行星构成太阳系，太阳系是构成银河系的成员，银河系是构成整个宇宙的成员。整个客观世界就是在三种基本粒子基础上组合形成结构体，产生某种特性，参与更大的结构体，产生更复杂的特性以至无穷。维系客观世界结构的是存在微粒之间无所不在无时不在的各种自然力。统治宇宙星系的万有引力，统治物质的电磁力，统治原子核的强相互作用力，越往小处，统治力越强，结构越稳固，这也就是核燃烧比化学燃烧更难发生的原因。客观物质世界处各种自然力的作用之下，处力平衡状态，则维持状态相对不变，处力不平衡状态，则进入状态变化的过程，静止是相对的有条件的，运动变化是绝对的无条件的。

3 主观中的初级状态是什么

是模拟信号，图片声音等感官的东西。我们睁开眼睛，看到的是客观的世界，闭上眼睛，脑中怎么还有刚才看到图片呢？原来人脑像个照相机，客观世界的状态已照到脑中存储起来了，所以我们随时能回忆起刚才看到的场景。我们的耳朵是个录音机，我们的鼻子能闻气味，舌头能尝到各种味道，皮肤能体味到各种感觉，这些设备大部分时间处工作状态，为我们带来各种信息，我们脑中存满各种图片、声音、感觉，这些就构成了我们对客观世界的主观初级认识状态，也即感性认识状态。

4 主观中的次级状态是什么

是语言文字符号，编码。每个符号编码都与某种初级感观印象中的事物及关系对应，我用语言声音描绘世界，别人看了或听了能想象现实场景。各种语言之间能够相互翻译，为什么？因为语言是感观印象中某种客观事物及关系的编码，不同的语言用不同的符号体系编码，但都是表示相同的感性世界。

5 主观中的高级状态

高级状态是更抽象的级别，是一种数学化的世界，感性世界中的各种对象表示为变元，对象的状态表示为变元的取值大小，对象之间的关系表示为各种变元之间的函数关系。

6 信息是主观与客观保持一致的媒介

信息是什么，是客观状态在主观中的反映，是主观与客观保持一致的纽带，离开了信息的掌握，主观世界就会和客观世界渐行渐远。信息具有客观性、普遍性、依附性、价值性、时效性、可传播性、可存储性、可扩散性、可共享性、可加工性、可增值性、动态性、相对性、能被干扰性。[1]

7 人脑是什么

人脑是一架天然优质的信息存储和处理机器，其功能具有坚实的物质基础，和大脑的特殊结构是分不开的，结构决定功能，一块砖头绝对干不了大脑的活，动物也有大脑，但其也达不了人脑的功能高度，都是因为其他动物的大脑结构和复杂度都不及人脑。正因为这颗性能优越无比的大脑，人成了万物之灵。[2]

8 计算机是什么

是通过电子元件组合而成，运行软件能够模仿人脑进行信息存储和处理的机器，是硬件与软件结合的产物，硬件是元件的空间组合，软件是硬件的时间组合。

9 程序是什么

程序是数据结构加算法，加与用户交互的界面，数据结构可以描绘客观世界，算法可以描绘客观对象的关系，有与用户交互的界面，人则可以干预程序的运行，能被操控。[3]

10 人脑的部分智能为何能用计算机来实现

客观世界在人脑中的最高反映为变元及函数关系，感官世界的变元化、函数化为通过计算机替代人脑处理信息奠定了基础，计算机最擅长存储和计算，不同的存储单元代表不同变元，存储单元中存储的数值代表变元的状态，变元之间的函数关系可以转化为程序，由已知变元就能推算出未知变元。

11 程序语言和自然语言的区别

自然语言代表的现实客观世界物质、状态、关系、作用，各种语言能够互译，都是基于这种客观。计算机机器语言，分析每一条指令，里面包含的只有变元、状态、操作，分别对应计算机内的存储单元、所存的数据、某种硬件组合结构的运作，更形象地说相当于仓库、货物、加工车间，程序的运转就相当于从相应仓库取货送到相应加工车间加工并将加工结果存储到相应的仓库中去。这里的存储单元可以是内部存储中的某个单元，也可以是某个外部接口，接口和内存单元的统一对待，使计算机与外界的交流成为可能，从而奠定了智能的基础。所谓的智能不就是基于外界的情况能出合理的反应吗！当计算机从外部接口取数，经过合适的处理并将处理结果从输出接口输出，这一圈的运作就构成了一个智能单元，各种智能单元的集合构成了完整的智能体系。endprint

12 计算机各种语言之间的关系

计算机语言包括机器语言、汇编语言、各种高级语言。它们之间的关系，机器语言直接指代硬件，汇编语言指代机器语言的某种组合，高级语言指代某种汇编语言的组合模块。正因为这种层层指代的关系，我们可以将高级语言编好的程序翻译成汇编语言程序进而翻译成机器语言代码供计算机执行。计算机只能执行机器代码，高级代码它都不认识，所以高级代码必须首先翻译成机器代码。

13 现实世界的运作与计算机程序运作的本质区别

现实世界的运作是基于自然科学规律，其中最基础的就是物理规律，在宏观世界里，就是牛顿定律，物质、状态、关系、作用以及状态的改变，本质就是力的作用改变物质的状态。在现实世界，事物的发展变化是按部就班的，不可能跳跃式发展，而总是基于现有状态和关系在外力的作用下做相应的改变，改变后的状态又成进一步运动变化的基础和条件，环环相扣以至无穷。现实的发展是要经历时间经历过程的，不可能突变。

计算机运转本质是计算，是根据条件、函数关系直接算结果，如果运算速度够快，计算得结果的时间可以无限缩短，这在现实的发展过程是做不到的。当然，计算机的计算也是基于现实的电学运动规律，但我们只是利用了设计成某种结构电子设备的这种功能，关注的并不是得到的电信号本身，而是电信号所代表客观事实。

14 计算机为什么能够模拟现实世界的运转

世界可用微分方程和静态关系方程联合表示，这表明现实的发展既和现实的当前关系有关，又和历史状态有关。而计算机是由数字逻辑电路组成，数字逻辑电路包含组合逻辑电路和时序逻辑电路，组合逻辑电路可以表示变元状态的静态结构关系，时序逻辑电路可以表示变元状态的历史继承关系，两者的结合既能由已知变元状态算出未知变元状态，也能由历史变元状态算出变元现态。计算机在时钟脉冲的驱动下，依据程序指令一步一步地不断运算下去导致变元状态不断地被调整改变，由此模拟出现实客观世界随时间发展变化的过程。[4]

15 计算机为什么能耐

计算机有基本指令集，每种指令相当于一个能完成某种特定加工任务的车间，它是由电子元件的某种空间组合形成的组合逻辑电路、时序逻辑电路或两种电路的结合体。一种计算机有多少条基本指令，就表示有多少这种结构及功能各异的车间。我们见到的人造物，一般都是单一功能，扫把只能扫地，碗只能盛东西，电风扇只能吹风。而计算机却像个工具箱，里面有各种基本工具，根据任务的不同选用不同的工具。任务单一，一种工具就能完成任务，任务复杂，可以将任务分解成各种简单任务的依时间的顺序组合，每个特定简单任务选用不同的工具完成，这就是程序。电子逻辑元件的空间组合构成机器指令，指令的时间顺序组合构成程序，加上可以无限扩容存储单元可以代表现实中的无限事物，所以最终人脑所具有的各种信息处理功能基本可由计算机来完成。尤其是当今网络通信发达，多计算机联网构成的信息协同处理集群，可以以分工协作的方式完成更大任务，解决更大的问题。

16 电脑永远依赖人脑

为什么这么说，计算机的运行离不开程序软件，没有软件，功能再强大的硬件也只能象一堆散乱的零件，没有装配成机器是发挥不出任何功能。但是软件却出自人脑，计算机五花八门的功能都是依据人编好的程序照章运行的结果，人告诉计算机怎么运行它就怎么运行，一旦程序受到干扰出差错它就会死机失去功能。而程序是怎么编出来的，是人通过分析现实问题，发掘需求，对现实进行信息建模，设计、编码、测试最后得到可运行的程序，投入运行后还要跟踪需求的变化不断对程序加以改进。[5] 随着问题的复杂化，大型的软件项目并不是一个人能完成的，必须采用工程化的方法由一个团队的多人分工协作完成。这么复杂的工作，连人类完成起来都觉困难，何况依赖人脑编好的程序运行的机器。如果计算机不能自己编写程序自我运行，那它永远是人手中的傀儡，听人使唤的工具，能辅助人脑作部分信息处理工作，但永远不可能替代人脑，超越人脑。

17 计算机没有自我发展的动因

人类的存在是一种时刻面临问题的存在，人类所有的行为都是为了解决自身生存问题，为自己生存的更好，人必须主动去发现问题，解决问题。人不主动去解决问题行吗？不行，不吃饭你会饿死，不喝水你会渴死，冷了不穿衣，你会冻死，没有房住，风吹、日晒、雨淋你受不了。麻烦太多，直接死了不行吗？不行，死的过程会很难受的，还不如生舒服，所以人都贪生怕死。既然死不如生，那人只有直面生存问题，努力去解决它。好了，当我们勇敢地面对了问题，问题并没有想象的那么难。更神奇的是，当我们努力劳作，解决了生存问题之后，发现生活是无比美好享受，我们吃着美食，喝着美酒，住着宽大的房子，开着宝马，周游世界，欣赏着世间美景，生活太美好了！怀着对美好生活的向往，人类有了无比的探索问题解决问题的动力，有了无比的工作热情。在古代自然经济的社会里，我们各自解决自己的生存问题，个人能力有限，所以只能处在一种低水平生活层次；进入现代商业社会，我们通过分工协作的方式，能解决更大、更复杂的问题，自然生活就进入更高的层次，生活更是一种享受。

计算机无所谓生死，死对它无所谓，哪个零件坏了，它就不工作，没电了，它就停机，很自然，无痛苦。生对它也不是什么享受，运行五花八门的程序，实现天花乱坠的功能，干得再好，它自身没有感觉。既然生也无所谓，死也无所谓，它就不可能主动去探索问题，解决问题，不断谋求自身发展进步。相反，计算机是人造出来的，是人提升自己生活水平的工具，计算机的生死，人太在乎了。银行里的钱都掌握在你计算机手中，你要是死了瘫了，我的钱就没了，你可千万不能死。我正坐在飞机上，周游着世界呢，飞机全在你计算机的操控下运行，你可千万不能死，你死了，我也完了。所以说，是人在关注并主宰计算机的发展，指望计算机超过人类的智能，不可能。

参考文献：

[1] 方陆明，徐爱俊，李英杰.信息管理概论[M].杭州：浙江科学技术出版社，2005：3.

[2] 冯天瑾.智能学简史[M].北京：科学出版社，2007：41.

[3] 倪健.简单之美-软件开发实践者的思考[M].北京：机械工业出版社，2010：16.

[4] 阎石.数字电子技术基础[M].3版.北京：高等教育出版社，1994：236.

[5] 张海藩.软件工程[M].2版.北京：人民邮电出版社，2006：13.endprint