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33 两个黑盒子,究竟是什么让红灯闪烁

2021年9月26日  来源:直觉泵和其他思考工具 作者:[美] 丹尼尔·丹尼特 提供人:zhaotou97......

 

   有 两个大型黑盒子A和B,它们之间由一条绝缘的铜电缆相连。A盒子上有两个按钮,标着α和β;B盒子上有三个灯泡,颜色为红(R)、绿(G)、黄(Y)。研究黑盒子行为的科学家观察到:按下A盒子上的α按钮,B盒子上的红灯会短暂闪烁;按下β按钮,绿灯会短暂闪烁。黄灯似乎从不闪烁。他们在各式各样的条件下进行了几十亿次的实验,并没有发现例外。于是,他们得出结论,认为其间存在着某种因果规律,并简单地概括如下:

α按钮导致红灯亮

β按钮导致绿灯亮

他们确信,这种因果规律以某种方式通过这条铜电缆传导,一旦切断电缆,B盒子就不会有任何反应;把两个盒子各自屏蔽起来,保持电缆连接,却不会破坏这种规律。他们当然很好奇,这种因果规律是如何通过电缆传导的呢?他们认为,也许按下α按钮会导致一个低压脉冲传至电缆,同时触发红灯亮;而按下β按钮将产生一个高压脉冲,它将触发绿灯亮。或者,按下α按钮引发单脉冲,触发红灯亮;按下β按钮则引发双脉冲,触发绿灯亮。显然,当科学家按下α按钮时,电缆中总是发生了什么事,而当他们按下β按钮,总是发生了一件与之不同的事情。揭示出这两个事情是什么,就能解释他们所发现的这种因果规律。

很快,对电缆进行的信号检测表明情况要复杂得多。无论何时按下A盒子上的按钮,一串脉冲流——开或关,或比特串,确切地说,10 000比特就会快速地沿电缆发往B盒子。但是,比特串的模式每次都不一样!

在比特串触发红灯或绿灯的情形中,一定有某种特征或性质。它会是什么呢?科学家们决定打开B盒子看看,当比特串送达其中时发生了什么。科学家在B盒子的内部发现一个普普通通的串行计算机,配有一个大型存储器,内含一个庞大的程序和数据库,当然也是由很多比特串写成。当他们跟踪比特串到达该程序时,并未发现什么奇怪的事情:输入串总是会以正常的方式进入中央处理器,在那里它会在极短的时间内引发几十亿次操作,并以1或0这两个输出信号中的一个结束,而输出1会打开红灯,输出0会打开绿灯。他们发现每一次都能在微观层面上解释这种因果规律的每一个步骤,没有任何困难或矛盾之处。他们并不认为运行过程有任何神秘原因,例如,当他们反复输入同一个序列的比特串,B盒子中的程序总是产生同样的输出:红灯亮或绿灯亮。

但这还是有点儿让人困惑,因为,尽管B盒子始终给出同样的输出,但其中间步骤并不相同。事实上,在产生同样的输出前,它几乎总是经历不同的物理状态。于其自身而言,这并不神秘,因为该程序存有每个输入信号的副本。因此,当同一输入信号一而再再而三地送达时,计算机存储器的状态在每一次会稍有不同。但是,输出总是相同的:如果某个特定比特串的首次输入使红灯变亮,那么从此以后,同样的比特串总是会使红灯变亮,同样的规律对绿串(科学家开始这样称呼这些比特串)也适用。科学家很容易就假定,所有比特串要么是引起红灯闪烁的红串,要么是引起绿灯闪烁的绿串。当然,他们并没有测试所有可能的比特串,而是仅仅测试了由A盒子发出的比特串。

科学家们决定验证他们的假设,他们临时断开A与B之间的联系,并略微修改了由A发出的输出信号。令他们感到迷惑和沮丧的是,一旦他们修改了来自A的比特串,黄灯就会闪烁!仿佛B盒子侦测到了他们所做的改变。但是,毫无疑问,B盒子能够接收人造的红串或绿串。只有当红串或绿串中一个或不止一个比特发生改变时,黄灯才会变亮,几乎总是如此。在看到一个“修改后的”红串变成了黄串,有人脱口喊道:“你们杀了它!”这还引发了一番猜测:红串和绿串在某种意义上是活的,也许分别代表了雌性和雄性,而黄串是死的。这个猜想很有吸引力,但它得不到什么结果,尽管科学家对数十亿有着随机差异的10 000位比特串进行了实验,这些实验强烈地提示科学家,实际有三种比特串:红串、绿串和黄串,而且黄串的数量比红串和绿串的数量多了很多个数量级(更多内容见第35章)。几乎所有的比特串都是黄串。这让他们发现的红/绿规律更令人兴奋,也更让人费解。

是什么东西让红串打开了红灯,绿串打开了绿灯?毫无疑问,对于每个特定的情况来说,根本没有神秘性可言。科学家可以通过B中的超级计算机来跟踪每个特定比特串的因果效力,从而带着令人满意的决定论看到它在不同情况下点亮红灯、绿灯或黄灯。然而,单是检查一个新比特串,在没有“人工模拟”它对B盒子的影响的情况下,科学家无法预测它会产生这三种效果中的哪一个。他们从经验数据中得知,除非一个新比特串是由A盒子发出的已知比特串,否则一个新比特串成为黄串的概率非常高,几乎可以认为,任何新比特串都将是黄串,在这种情况下,一个新比特串只有十亿分之一的概率是红串或绿串,但是,不用B盒子里的程序来运行该比特串,就没人知道它究竟会是哪种。

也许,秘密在于A盒子。于是,科学家打开它,发现了另一台超级计算机,它有着不同的款式和型号,运行着不同的巨型程序,尽管如此,它也只是一台普普通通的数字计算机。科学家很快查明,这台计算机内部有一个“时钟”,滴答滴答地走着,每秒百万次,无论他们按下哪个按钮,计算机做的第一件事就是从时钟处获取“时间”,比如,101101010101010111,并将其分解成串,从而确定调用哪个队列里的哪些子程序,以及在其准备将比特串送至电缆期间首先访问哪一部分内存。

科学家弄清楚了,实际上,正是这个保持着良好随机性的时钟查询机制保证了同一个比特串从来不会被重复发送。尽管依赖于这种随机性或伪随机性,但它还是能够保证,每当科学家按下α按钮,计算机产生出红串;按下β按钮,送出的比特串最终是绿串。事实上,科学家们发现了几个异常情况:在大约十亿分之一的实验中,按下α按钮会发出一个绿串,或按下β按钮产生一个红串。这个小小的瑕疵吊足了科学家的胃口,他们想去解释这一现象。

后来有一天,两个负责制作这些盒子的人工智能黑客出现了,他们解释了这一切。(如果你想自己弄明白就不必往下看了。)制作A盒子的黑客Al,已经为某个“专家系统”工作了多年,该专家系统包含一个天底下所有“真命题”的数据库以及一部推理引擎,推理引擎可以从组成该数据库的公理中推断出进一步的结果。数据库中包含有美国职业棒球大联盟的统计数据、气象记录、生物分类学、世界各国的历史,以及大量的琐碎数据。与此同时,制作B盒子的瑞典黑客Bo,为了打造自己的专家系统,一直在研发能与对手抗衡的“世界知识”数据库。在时间所能允许的条件下,他们都在往各自的数据库中塞入尽可能多的“真理”。(54)

但随着时间的推移,他们都觉得专家系统无聊乏味,该技术承诺的实际功能被大大高估了。事实上,该系统并没有很好地解决有意思的问题,也没能“思考”或“发现创造性的解决方案”。借着推理引擎,它们都善于以其各自的语言生产非常非常多的真语句,善于检测输入语句相对于它们的近似知识为真还是为假。因此,Al和Bo想看看他俩费尽心力搞出来的东西如何能够派上用场。于是,他们决定做一个哲学玩具。他们选择了一种通用语来翻译他们的系统,实际上,两个系统发送的都是以标准ASCII码写成的英语(55),他们还把两部机器用电缆连起来。每当你按下α按钮,就会指示A随机或伪随机地择取它的某个“信念”,即某个存储在数据库中的公理或由公理集产生的推论,并将其翻译成英语(计算机中的英文字符已经是ASCII码的形式了),然后在末尾加入足够多的随机位使总位数达到10 000位,最后将该比特串发送至B,而B将输入的比特串翻译成自己的语言即瑞典版Lisp语言,并与自己的“信念”(它的数据库)做比对。由于两个数据库均由真理组成,而这些真理大致相同,依赖于它们的推理引擎,每当A发送一个它所“相信”的东西,B也同样“相信”,并以红灯闪烁来示意。而一旦A发给B一个它认为是虚假的东西,B会通过闪烁绿灯表示确实如此。

一旦有人篡改了传输过程,几乎总是会产生一个不合语法规则的英语语句的比特串,除非所有的修改只发生在末尾无意义的随机位。由于B对格式错误零容忍,所以它闪烁黄灯做出回应。假使有人随机选择了某个比特串,这个比特串就极有可能不是合乎语法的真理或谬误,所以黄灯总是占优。

所以,Al和Bo说,神秘的因果性质“红”实际上是英语真语句的性质,而“绿”是英语假语句的性质。突然间,让科学家多年来百思不得其解的探索成了小孩子的过家家。任何人都可以反反复复构造出红串。他只要写下“房子比花生大”“鲸不会飞”或“三乘四比二乘七少二”等语句的ASCII码就可以了。如果你想得到绿串,试试“九小于八”或“纽约是西班牙的首都”。哲学家很快就发现了一些小把戏:有些比特串在开始的头一百次是红串,尔后却变成了绿串。例如,ASCII码编制的这句话:“这句话送往你那里做评估的次数少于一百零一次。”

但是,一些哲学家说,比特串的性质是红或绿并不真就是英语语句的真或假。毕竟,有些通过ASCII码表达英语真语句需要数以百万计的比特位,此外,即便尽了最大的努力,Al和Bo在他们的程序中加入的也并非全是事实。例如,一些事以当时的常识看来为真,但在它们被收入数据库后,这些知识已被证明为假。为什么比特串的因果性质“红”并不等同于英语语句的真理性呢?理由很多。因此,也许这样定义“红”会更好:一段相对较短的表达式,用英语ASCII码写成,是近似信念几乎全为真的B盒子近似信以为真的东西。这个定义能让一些人满意,但出于种种原因,也有人吹毛求疵:它不够精确,或存在一些我们不能以任何非特例的形式排除的反例,等等。

但是,正如Al和Bo指出的,对于有待发现的性质,并不存在更好的描述,而且科学家念念不忘的不正是这种解释吗?难道红串和绿串的神秘性没有被完全消解掉?此外,既然神秘性被消解掉了,难道没有人发现,如果不使用某些语义学或心智学的术语,我们根本就看不到有任何解释我们故事开头讲的“α按钮导致红灯亮,β按钮导致绿灯亮”这种因果规律的希望?

一些哲学家辩称,虽然对电缆活动规律的新描述可以用来预测B盒子的行为,但说到底它不是因果规律。真理与谬误,以及刚刚考虑过的任何经过调整的替代者都是语义性质,其本身完全是抽象的,因此,它们不可能导致任何事情发生。其他人则反驳道,这是胡说八道,按下α按钮打开红灯正像是拧动点火钥匙发动汽车。如果发送到电缆上的东西无非是高电压、低电压,或单脉冲、双脉冲,人人都会同意这是一个典型的因果系统。该系统原本就是一部戈德堡式的机械(56),但这并不意味着α和红灯闪烁之间联系的可靠性没有因果关系。事实上,科学家每一次都能描绘出确切的微观因果路径,并用来解释实验结果。(57)

其他一些哲学家被这番推理说服,他们开始论证道,这表明红、绿、黄这些性质根本就不是真正的语义性质或心智性质,它们模仿语义性质,仅仅是“好像”语义性质。真正说起来,红和绿是非常非常复杂的句法性质。但是,这些哲学家拒绝进一步说明它们是什么样的句法性质,也拒绝解释为何连小孩子都能快速可靠地举出关于它们的例子,或是识别出它们。尽管如此,这些哲学家坚信,必须对该规律做出纯粹句法层面的描述。毕竟,成问题的因果系统“只是”计算机,而计算机“只是”部句法引擎,不可能有任何真正的“语义性”。

“让我们设想,”Al和Bo反驳道,“如果你们在黑盒子里发现了我们,做着同样的事情,那时你们的态度就会缓和,同意运作中的因果规律就是实情或信以为实情。你们能提出做出这种区分的充足理由吗?”该反驳迫使一些人表态:既然Al和Bo创建了各自的数据库,并将其作为自己信念的模型,那么,在一个重要的意义上,Al和Bo就已经在盒子里了。同样,这也使其他一些人否认说:这世界上不存在任何语义性质或心智性质。他们说,内容已经被消解掉了。尽管多年来一直众说纷纭,但我们一开始说的那种神秘性消失了。

堵住出口

黑盒子的故事到此为止。不过,经验告诉我们,天底下还没有哪个思想实验能清晰到让哲学家不误解它,因此,为了防止引发某些最具诱惑力的误解,我会不甚优雅地指出一些关键细节,并解释它们在这一直觉泵中的作用。

(1)A、B盒子中的装置不过是自动化的百科全书设备,它们甚至都不是“活的百科全书”,仅仅是“真理盒”。我们并没有在故事里预设或暗示这些设备是有意识、能思考的东西,或是行动者,除了在一个同样最低限度的意义上,我们可能会说温控器是行动者。它们是无聊透顶的意向系统,被严格地约束在一个单一的、简单的目标上。(当然,IBM的沃森同样如此。)它们包含大量的真命题以及某种推理机制,该机制可以产生出更多的真理,并能通过与数据库中已有内容对比来检测某个候选命题是不是“真理”。

(2)这两套系统是独立研制出来的,因此,很难认为它们恰恰包含着相同的真理,但出于戏剧效果以及我对它们在故事中所起作用的要求,必须假定它们之间有着非常大的重叠,这样一来,B就极有可能识别出由A产生的真理。我认为,以下两方面考虑可以让这一点变得合情合理:(i)Al和Bo可能生活在不同的国度,操不同的语言,但他们生活在同一个世界。(ii)尽管关于那个世界,即我们的世界的真命题的数量非常巨大,但Al和Bo都想打造出有用的数据库,这一事实将保证两套被独立研发出的系统高度重叠。虽然Al可能知道,在他20岁生日那天,他的左脚的位置更靠近北极点而不是南极点;而Bo也并没有忘记他的第一个法语老师叫杜邦,不过这些都不是他们会放入各自数据库的真理。单单因为他们都热衷于打造各国可用的百科全书系统,就能保证他们各自的数据库有密切的对应关系吗?如果你对此有怀疑,那就添上一个不痛不痒的事实:在多年奋斗期间,两人就要讨论的主题交换了意见。

(3)为什么不是Al和另一个美国人Bob呢?或者,单就此事而言,为什么不干脆在B盒子里拷贝一个Al的系统呢?因为我不能让这种规律仅仅是显而易见的句法匹配,这一点对我的故事至关重要。在A进行语句生成任务、B进行语句翻译及真理检测任务期间,我们要避免被窥探到潜伏于数据查询结构之间的底层语义共性。这就是Bo的系统为什么采用瑞典版Lisp语言的原因。电子计算机作为一个物理系统,充其量也不过是一部句法引擎,它直接回应物理上可转换的差异,而不是意义。但是,A和B都被设计为一个尽可能接近我们想象中的无所不知的系统,一部语义引擎,其中装满了可被充分理解的真理。所以,当A和B这两种不同的句法系统被设计为如实反映同一个语义引擎的时候,为了解释它们所揭示出的那种引人瞩目的规律,唯一的方法便是上升到语义引擎的层面,在那里,真理得到认可,断言得到证实。我们的想法是创造出两个系统,它们的外部行为表现出令人着迷的规律,但内部则尽可能地不同,因此,只有当它们各自的内部结构同为一个共同世界的系统性表征时,才能解释那种规律。回想一下,这正是我在第13章想要的阐释的主题。

我们可能会停下来问,这样的系统是否真能如此不可思议,让逆向工程也对它无可奈何?或者换句话说,科学家们是不是真的困惑良久?鉴于密码学已经成为一个高度专门化、相当晦涩难懂的领域,一个人在回答上述问题前应当三思。我不知道是否有人能提供一个彻底有效的论证,来证明存在或不存在某种牢不可破的加密方案。但撇开加密术不提,黑客们都知道,当一段源代码程序编译完成时,所有源代码中的注释以及其他标注必须删除,只留下一段几乎无法破译的由机器指令组成的代码。“反编译”,也就是对目标代码进行逆向工程以及恢复源代码,有时在实践中是可能的(也许在原则上始终是可能的?),虽然它无法恢复注释内容,只是在高级语言中重新译出显著的结构。我认为科学家对程序进行反编译、解密数据库的努力会终成泡影。如果有必要的话,我们可以通过设想一种加密方案来强化我的观点。

在上述故事中,我们必须承认有件事非常奇怪:科学家们从来没有想过检查电缆中的比特流是不是经ASCII码翻译的。他们怎么能这么傻呢?有道理啊。你可以把整个装置,A、B盒子以及连接线,发送到“火星”来解决这个思想实验中的缺陷,让火星科学家试着找出其中的规律。他们同样也会看到α按钮导致红灯亮,β按钮导致绿灯亮,而随机比特串导致黄灯亮,就像我们看到的一样。但他们对ASCII码一无所知。除非火星科学家无意之中猜到每个盒子都包含着对某个世界的描述,而且它们描述的是同一个世界。否则,对他们来说,这份来自外太空的礼物将呈现出一种完全神秘的规律性,完全超出了所有的分析调查(58)。针对同样的东西,两个盒子担负着五花八门的语义关系,通过不同的“术语学”和公理化系统表达。这一事实才是这种规律性的基石。

丹尼·希利斯(Danny Hillis)是连接机的发明者,连接机是20世纪80年代初他的公司“思考机器”(Thinking Machine)率先建成的大规模并行计算机。当我在他那里试用这个思想实验时,他立即为这一难题想到了一个密码学的“解答”,然后还理所当然地认为,我的解答正好可以看作是他的解答的一个特例:“Al和Bo把世界当作‘一次性密码本’了啊!”这个词算是对标准加密技术的恰当说明吧。你可以通过想象另一种情形了解到这一点。比如,你和最要好的朋友即将被敌人(就算是太空海盗吧)抓住,他们懂英语,但对你们的世界知之甚少。而你们两人都懂摩尔斯电码,所以你们突发灵感想出了下边的加密方案:划表示讲真话,点表示讲假话。绑架者可以听到你们在说话。你说:“鸟会下蛋,青蛙会飞;芝加哥是一个城市,我的脚不是锡做的,美国职业棒球联赛8月开赛。”这样,无论你的朋友刚才问的是什么,你都在回答“No”(-?,---)。(59)而当下一回你需要说“No”时,你得用一些不同的句子。所以,即便抓住你们的人也知道摩尔斯电码,除非他们也能确定这些句子的真假,否则他们无法察觉是什么性质代表着点和划。

这种情形也可以作为噱头添加到我们的故事里,比如:我们不是把盒子里的计算机系统运到火星,而是把Al和Bo塞进盒子并将他们运送到火星。如果Al和Bo重施摩尔斯电码的恶作剧,那么,火星人也会对他们的行为感到困惑不解,就像他们对计算机的行为感到困惑不解一样,除非火星人得出结论:盒子里的这些东西需要语义解释。这对我们而言显而易见,但我们不是火星人。

这则故事的要点再简单不过了。没有什么东西可以代替意向立场,你要么采用意向立场的方式,找出语义层面的事实来解释这一模式,要么永远被这种显而易见的因果规律所困扰。(60)

在这个节骨眼上,你可能像许多哲学家一样,又一次被这样的主张所迷惑:该直觉泵之所以产生这样的效果,仅仅是因为A和B两个盒子是人工制品,它们所具有的意向性纯粹是派生性的、人造的。它们内存中的数据结构获得的这些参照项(如果它们可以得到任何参照的话),间接依赖于感觉器官、生活史以及它们的创造者Al和Bo的目的。人工制品中的意义、真理或语义性的真正根源在于这些东西的设计者。Al和Bo具有原初意向性,而A和B都只有派生意向性。(当然,这就是为什么说在某种意义上Al和Bo都在各自的盒子里。)我其实可以把这个故事讲成另一个版本:盒子里面是两个机器人Al和Bo,在把它们塞进各自的盒子里前,它们“终其一生”在世界各地游荡以搜集事实。我选择了一个更简单的版本,是为了避免有人问及A盒子或B盒子是不是在“真正地思考”,但如果你想重新考虑这个思想实验以及与此相关的复杂情形,那么你要注意,巨型机器人的直觉泵已经对“真正的意向性不可能出现在任何人工制品上”这一想法提出了质疑。

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