直覺泵和其他思考工具-讀書筆記
作者丹尼爾·丹尼特(Daniel C. Dennett),世界著名哲學家、認知科學家,美國藝術與科學院院士,塔夫茨大學講席教授。2001年,榮獲被譽為「心靈哲學諾貝爾獎」的讓·尼科獎。2016年獲評全球50位最具影響力的哲學家。「人工智能之父」馬文·明斯基稱讚他為「下一個伯特蘭·羅素」。2010年當選聖塔菲研究所首屆最為尊崇的訪問學者席位——米勒學者,跨學科開展認知科學和進化生物學研究。與理查德·道金斯、薩姆·哈里斯、克里斯多夫·希欽斯並稱「新無神論四大騎士」。
享譽世界的哲學泰斗丹尼爾·丹尼特,融通計算機科學、心理學、神經科學、語言學、人工智能,傾囊相授他一生至今所搜集的各種好用的思考工具。這本書誕生於大學新生的課堂,力圖做到「人人能懂」。使用大量方便的、輔助性的思考工具,去拓展想象力、保持專注力,讓我們妥當、優雅地思考真正的難題。利用各種思考工具,讓你撥開各種思想的層層迷霧,你會發現,那麼多明擺着的觀點其實根本就不是那麼「明擺着」的。
思想實驗對我們的幫助
在我們的印象中,哲學家最擅長的事情似乎就是空想。在越來越講求科學,講求實證的年代,哲學就顯得越來越雞肋了。甚至有人直接就說,哲學放到今天已經是沒什麼用了,不少科學家也秉持這樣的態度。
比如,著名的物理學家費曼就曾經諷刺過哲學,說兩個哲學家辯論,哲學家A說,你根本不知道我說的意思。哲學家B說,那你要先定義,什麼是「你」,什麼是「我」,什麼是「知道」。言下之意,今天的哲學家們就只剩下死摳字眼了。而霍金在《大設計》這本書中,甚至直接寫到「哲學已死」。
也難怪物理學家們會嘲笑哲學,大多數時候,哲學家和物理學家認識世界的方式就是南轅北轍的。最早的時候,人們不知道宇宙是怎麼回事,那時的哲學家空口無憑就敢說,宇宙沒有邊界,時間無始無終。但是隨着科學發展,物理學家們觀察世界,發現真實的情況其實不像哲學家們想的那樣,甚至可以說,近代物理學的發展,就是在一步步推翻古代哲學家的空想。那麼,空想對於科學的發展真的是一點幫助都沒有嗎? 丹尼特自己在書中就說,毫無疑問,思想實驗是哲學家們最鍾愛的思考工具之一,但是思想實驗並不是哲學家們獨享的,科學家們也在使用這個方法。
比如,物理學家伽利略在比薩斜塔上做過一個著名的實驗,那時候,研究科學的人都信奉亞里士多德,把亞里士多德的話當作不容更改的真理。亞里士多德曾經說過,重的物體比輕的物體下落的速度更快,伽利略為了推翻亞里士多德的理論,在比薩斜塔上同時扔下去兩個鐵球,結果發現,輕重兩個鐵球竟然是同時落地。實際上,根據歷史學家考證,伽利略壓根就沒有在比薩斜塔上做過這個實驗。不過他確實推翻了亞里士多德的理論,靠的是一個思想實驗。
伽利略提出了這樣一個場景,假設亞里士多德說得對,重的物體比輕的物體下落的速度快,如果有兩塊石頭,一塊重一塊輕,我把這倆石頭綁在一起,從高處扔下來,它們的速度是什麼樣呢?按照亞里士多德的理論,重的物體下落的速度快,輕的物體下落的速度慢,那小石塊就會比較慢,拖累大石塊的速度,所以這倆石塊綁在一起下落的速度,會比單扔那個大石塊的速度慢。
但同樣是按照亞里士多德的理論,重的物體下落的速度快,那兩個石塊綁在一起,它們的重量就比大石塊還要重,那下落的速度應該比單扔大石塊的速度快。同樣按照亞里士多德的理論,我們可以得出兩種截然相反的結論。那最有可能的解釋,就是一開始的假設錯了。物體下落的速度和重量沒有關係,不論大石塊還是小石塊,下落的速度都是一樣的。
伽利略單靠腦中的一個思想實驗,就推翻了亞里士多德的金科玉律。古代哲學家們提出的基本元素的模型,物質是由原子組成的,這個觀點就來自於兩千多年前的古希臘哲學家德謨克利特。德謨克利特的觀點影響了此後無數的科學家,科學家們逐漸有了共識,原子組成分子,分子組成物質。但是此後將近兩千年的時間,人類都沒有辦法證明分子和原子的存在,因為他們都太小了,看不見摸不着,直到1905年,一位25歲的天才科學家發表論文,找到了分子和原子存在的決定性證據。這位科學家就是愛因斯坦。直到1960年代,人類才擁有分辨率足夠高的電子顯微鏡,才能看到分子和原子的存在。那愛因斯坦是怎麼在1905年就證明了原子的存在呢?他用的也是一個思想實驗。
愛因斯坦注意到一個現象,就是如果我們仔細觀察比如飄浮在空中的灰塵,你會看到,灰塵在一直振動跳躍。它們會隨機運動,離開原來的位置,慢慢地漂移。這是因為灰塵與空氣中的分子發生碰撞,無數的分子從東南西北撞過來,左撞右撞就把灰塵給撞偏了愛因斯坦往更深處想了一層,如果咱們假設空氣中的分子無窮小並且無窮多,那其實撞擊的作用就會被平衡掉。因為分子無窮多嘛,有多少從左邊撞過來的,就有多少從右邊撞過來,有多少從上邊撞過來的,就有多少從下邊撞過來。那在每個瞬間,那顆灰塵受到的撞擊都會被相互抵消,這樣的話,那顆灰塵根本就不會移動。這就和咱們觀察到的現實產生了矛盾。
通過這個思想實驗,可以得出結論,一開始的那個假設就是錯的。分子是有大小的,數量也是有限的。這樣的話,撞擊只是大部分抵消了,沒法完全被抵消。而且愛因斯坦發現,分子越小,兩次撞擊之間的間隔就越短,來自不同方向的撞擊就越容易平衡並且相互抵消,微粒移動的距離就越少。這樣,愛因斯坦不僅證明了原子的存在,而且還找到了一種測量原子的方法,我們可以通過觀察液體中漂移的微粒,測量它們到底漂移了多少,也就是從某一位置移動多少,就能計算出原子的大小。也就是說,愛因斯坦只靠一個思想實驗,再加上一點數學計算,就證明了分子和原子的存在,還找到了測量它們大小的方法。
這個時候我們就知道,為什麼直覺如此重要。雖然費曼曾經諷刺過哲學,但是其實費曼是一個特別擅長藉助「直覺泵」思考的人,每當費曼聽到別人談論他所不熟悉的科學領域時,他總愛問這麼一個問題:關於你所講的這些,能給我舉一個簡單的例子嗎?如果對方沒法舉出個更簡單的例子,費曼就開始懷疑了,對方是不是真的理解自己要說的內容。所以鍛煉直覺思維,其實鍛煉的就是,你能不能把一個問題進行簡化,又準確地保留了這個問題的關鍵信息?如果能做到這一點,就能登上思考問題的「快車道」。
如何提高思維水平
這本書收錄了七十多個思想實驗,這裡邊有丹尼特自己原創的,也有他從別的地方學習來的。 可以說,這本書就是丹尼特自己創建的一個思維健身房,裡邊有七十多種健身器材。這裡邊有一些思想實驗,是從古至今的哲學家們一直思考的問題,比如到底什麼是意識?什麼是意義?人究竟有沒有真正的自由意志?丹尼特把這些問題稱為「元問題」,就是最核心和關鍵的問題。
但是在這本書中,最讓人驚訝的,是丹尼特提出了很多關於進化論和計算機的問題,他特別提醒我們,應該特別注意這兩個學科,用這兩個學科中的問題當作「直覺泵」,特別能夠幫助我們思考,而且也能讓我們更加理解我們人類本身。我們先來看丹尼特設計的一個關於進化論的思想實驗。
假設今天有人通知你,說我們必須把你冷凍起來,到2421年再把你喚醒,讓你去400年之後去生活。你可以自己提要求,按照自己的想法設計冷凍艙。這個時候,你就發現自己面臨着一個難題,就是你得保證這個冷凍艙在400年的時間裡都有人維護,保證它一直都能好好工作。你會發現,你沒法把這件事兒委託給別人,因為誰也活不了這麼長時間,就算你委託給兒子女兒,他們能好好維護冷凍艙,到了孫子孫女那一代,可能就不太盡心了,到了重孫子重孫女那一代,你就更沒法保證,他們到底會不會繼續維護下去了。所以,委託給別人,終究還是不靠譜。你必須設計出一套超級系統,來保護你的冷凍艙400年內都能運行正常。這個時候,你面前有兩個方案。
第一種方案就是找一個極其安全的地方把冷凍艙保護起來,設計一個避難所,在那裡邊設計一套固定裝置,能夠提供水,提供電。但是這個方案有一個問題,就是你沒法保證400年的時間不會出現什麼意外,比如有人要在周圍蓋一座高樓或者修一條高速公路,避難所動不了,他們要破壞這個避難所,你也沒什麼辦法。
第二種方案,你不把這些裝置設計成固定的,而是讓它們能移動起來。換句話說,你可以設計巨型智能機器人,讓機器人背着你的冷凍艙四處走,它自己去找水,自己用太陽能發電。如果不只是你一個人要被冷凍,而是很多人都要被冷凍,要是每個人都用一個超級機器人保護自己,那機器人們很有可能會爭搶資源,這個時候,你還要設計一套機器人的控制系統,能夠保證機器人之間可以結成聯盟,相互合作,互惠互利,以免大家自相殘殺。由此再向下推演,你會發現,這些機器人和這些避難所,就會演化成一個非常複雜的博弈系統。
丹尼特的好朋友,著名的生物學家理查德·道金斯有一本名著叫《自私的基因》,這本書的核心觀點是,自然選擇真正的對象既不是個體,也不是種群,而是基因。換句話說,生物只是基因傳播的載體。基因可以決定生物變成什麼樣,那麼我們和其他所有生物都會被改造成延續基因的超級系統。除此之外,丹尼特特別喜歡把計算機問題作為思想實驗的素材,因為很多計算機問題可以幫助我們理解自己是如何思考的。
想象這樣一個場景,一天早上你睡醒了,發現自己身處在一個沒有窗戶、非常詭異的房間。屋裡邊有一面牆上是無數個按鈕,另一面牆上是各種顏色的指示燈,每個按鈕和每個燈下邊都標着序號,但是你也搞不明白哪盞燈和哪個按鈕對應。你發現有人給你留了一張字條:你現在被囚禁在一個巨型機器人的控制室里,每盞信號燈其實都表示的是機器人的狀態,每個按鈕都能控制機器人的行動。現在機器人所處的環境非常險惡,而且機器人的生死存亡也決定了你的未來,因為一旦機器人被毀滅,房間裡的你也就沒法獲得任何食物。現在需要你來進行操控,讓機器人化險為夷。
這個時候你到底應該用什麼樣的方法,才能自己和機器人脫離險境呢?不管你用什麼樣的策略,最終都沒有辦法成功。因為你無法獲得房間以外的信息,你能做的,只是按下第36號按鈕,然後發現第75號燈亮了,但是這到底代表的是什麼意思呢?是讓機器人往前走了?還是讓機器人睜開眼?或者是讓機器人靜止不動?你都沒有辦法確定。不管你多麼聰明,多麼有想象力,甚至房間裡的線路都是明明白白給你顯示出來的,你知道哪個按鈕控制哪盞燈,也沒有用,因為你不知道外邊的情況,就做不出有價值的判斷。這個思想實驗能讓我們更好地理解我們大腦的工作原理。
因為我們的大腦也是被困在一個沒有窗戶的房間裡,就是我們的頭蓋骨中,雖然有成千上萬的輸入線路為大腦傳入外部世界和自身狀態的信息,有成千上萬的輸出線路控制着身體的各種機能。但是大腦面對的情況,就像是無數的按鈕和指示燈,它要如何認識世界和解決問題呢?通過這個思想實驗,你會發現,大腦一定有一些提前內置的功能,順着初始功能,我們的大腦才能繼續學習。