三代人关于现代科学的对话

汤一介、汤双、汤小乖

“三碗汤”是我夫人给我们家祖孙三代三个姓汤之人起的别号。这“三碗汤” 尽管各自所学很不一样，但相互之间时常会讨论一些颇为有趣的“大”问题。我母亲是最经常的听众，她觉得其中有些讨论挺有意思，值得把它们记录下来，于是就有了这个“三碗汤的对话”。这些对话只是茶余饭后的闲聊，大多是些天马行空的随意所想，而非什么成熟的理论。我们是姑妄说之，大家且姑妄读之，切莫太过认真。

老汤是学哲学的，专于中国哲学史，对儒、释、道均有研究，是北京大学哲学系的资深教授。我学的是理论物理，先是在中国科技大学近代物理系读本科，后在纽约州立大学石溪分校获得博士学位。小汤则毕业于芝加哥大学生物系，目前正在布朗大学攻读生物统计专业的博士学位。“三碗汤”不光所学的专业不同，所受的教育模式也很不一样。老汤虽然多次到美、日和欧洲的很多国家进行过学术交流和讲学，但受的基本上还应算是中国式的教育；我是一半中式、一半美式；小汤所受则是典型的美式精英教育。因此三人间的对话不仅跨学科，多少也有点跨文化的意味。

在“三碗汤”分别所属的三个学科里，哲学的历史最为悠久，可以说是绝大多数科学的起源。在人类文明发展的过程中，不少哲学家本身就是科学家（当然反过来说也成），哲学与物理学和生物学经常纠缠在一起，比如进化论、相对论和量子力学都对哲学发生过巨大的影响。

物理学是上个世纪最为辉煌的科学分支，虽然现在已经过了它的黄金时代，但仍然是很多学科（像化学、分子生物学、材料科学等许多应用科学）的基石。同时物理学在研究宇宙起源、物质结构等方面的进展，以及多重宇宙、平行宇宙之类新概念的提出，也使整个认识论正在发生着深刻的变化。

随着基因研究的飞速发展，生物学正跨入它的鼎盛时期。就像上世纪的物理学一样，近几十年来生物学中的重大突破一个接着一个。可以毫不夸张地说，生物学是21世纪最重要的学科。基因工程等生物学分支具有无穷的应用前景，使人类的不少梦想（比如延年益寿、返老还童）可能成真，但它们又可能引发很多伦理道德方面的社会问题，从而给哲学提出新的难题。

对话之一：人工智能与大脑复制

我 今年是艾伦·图灵年。图灵这个人对计算机科学的影响非常大，被不少人尊为计算机科学和人工智能之父。他在1950年提出的图灵测试现在每年都会进行一次，而且成了计算机界的一项有趣比赛。

小汤 娄布诺奖（Loebner Prize）？

我 对。

老汤 图灵测试是干什么的？

我 图灵测试是图灵建议进行的一种实验，为的是试图回答人工智能研究中一个最根本的问题：机器是否能思维？测试由一组裁判利用计算机终端来提问，计算机分别与两个看不见的答问者相连，其中一个是人，另一个是利用人工智能设计的会话计算机程序，俗称为聊天机器人（chatterbot）。裁判们通过5分钟的问答来投票判定哪个是真实的人，哪个是聊天机器人。图灵曾经预言，到2000年，30%的裁判会被聊天机器人所蒙骗，从而作出错误的判断。他认为果真如此，我们就可以说机器是可以思考的。在每年举办一次的图灵测试中，能骗过最多裁判的聊天机器人会被授予“最人类的计算机”奖，也就是娄布诺奖。不过图灵的预言并没能实现，最接近的一次是在2008年，离30%只差一票。每年的图灵测试的结果，并不必然会随着人工智能的进步而逐年提高。这是因为作为聊天机器人对手的真人也会不断提高自身回答问题的技巧，使得裁判们更容易辨认出他们才是真实的人。

小汤 由此说来，图灵测试就是人与人工智能的博弈。一方面是用人工智能的方法使聊天机器人能更好地伪装成人；另一方面是人想方设法证明自己才是真实的人。

老汤 这项博弈实际上还是围绕着几千年来哲学上的一个古老命题：怎样定义人自身。古希腊的哲学家们感兴趣的是如何区分人与动、植物。比如，亚里士多德认为存在有三种灵魂：第一种是“营养性”的，源于生物滋养和生长，为动、植物与人所共有；第二种是“欲求性”的，源于运动，只为动物与人所有；第三种是“理性的”，为人所独有。其最关键的特性是灵魂是行为的结果而不是行为的起因。也可以说亚里士多德是用行为上的能力来区分人和草、木、禽、兽。这与图灵测试似乎有相通之处，图灵提出的正是以机器的行为来判定它是否能思考。与亚里士多德不同，笛卡尔不但认为灵魂只有一种并仅为人所独有，而且自我以至整个世界的存在不是取决于感觉、认知、体验等等，而是取决于思维。从而有了那句名言：“我思故我在。”

我 人工智能对哲学的一项重大挑战正是在这方面，如果有一天机器可以具有思维的能力，那到底如何定义人、如何定义自我？当然，思维的定义也许不像图灵提出的那么简单，比如，笛卡尔的“思”应该是更广义的，不单单只涵盖逻辑思维和分析。但只要有明确的定义和标准，随着科学技术的不断发展，总是有可能实现的。计算机及人工智能的出现，使哲学家们不但要区分人与动、植物，还需要区分人与越来越智能化的机器。计算机的出现使我们不得不开始重新认识人类的特质。一些以前被认为是人类所独有的能力，像逻辑推理、分类归纳恰恰成了计算机的强项。而有些本不为人特别重视的能力，像漫无边际的闲聊和写作这类需要一定想象力或创造性的行为却是计算机所望尘莫及的。这样看来，人类对自身的定义也许不再能仅用一两种能力来界定，而是需要一个综合且多元的组合。

老汤 中国先秦哲学家荀子说过：“水火有气而无生，草木有生而无知，禽兽有知而无义，人有气有生有知有义，故最为天下贵也。力不若牛，走不若马，而牛马为用，何也？曰：人能群（群在这里指组织群体行为），彼不能群也。人何以能群？曰：分。分何以能行？曰：义，故义以分则和，和则一，一则多力，多力则疆，疆则胜物。”我认为，西方哲学和中国哲学有很大的不同。亚里士多德讲的三种灵魂说近于科学。而荀子讲的是人与水火、草木、禽兽的根本性的不同，归根结底要讲的是人是社会功能的，正因为人有组成群体的能力，由此引申出人是可以战胜一切困难的群体。但是，荀子同时又讲到，人和水火、草木、禽兽一样都是“有气的”，即是说，其存在都在于有“气”，就这点说它与亚里士多德的三种灵魂说又有相似处，因为照亚里士多德看，“营养性”的“源于生物滋养和生长，为动、植物与人所共有的”，因此可以说第一种“灵魂”为人、动物、植物共有的。但是，中国的“气”是个非常复杂的概念。庄子认为，人的生死是“气之聚”和“气之散”，当然一切事物的存毁都是“气之聚散”。《管子》把“气”分为两种，一个物质的（如“人的身体”）这叫“形气”；另外一种是指人的精神（或相略当于“灵魂”）这叫“精气”。这两种“气”聚合在一起才能成为活生生的人。人生在世，得负起做人的职责。孟子甚至把人的“正（正义）气”称为“浩然之气”，而“浩然之气”如何养成？是“集义所生”，是在不断地积聚人修养“正义”的内存精神，还要求在日常生活中体现出这种内在精神，这就和人的道德修养有关了。此后，在汉朝，大体认为人的“身体”为“形气”构成；而人的“精神”（或“灵魂”）是由“精气”或“灵气”构成，两者结合在一起才成为有生命的人。有生命的人之所以成为“真正的人”，是因为他能把其修养的“浩然之气”实现在其人生历程之中，这当然又与道德修养有关。如果说亚里士多德是用行为上的能力来区别人和草、木、禽、兽（这与图灵测试似乎有相同之处），那么中国先秦至两汉以禀受“气”的不同来区别人和水、火、草、木、禽、兽，而人和其他的水、火、草、木、禽、兽的不同在于人有“道德”，而且其道德修养应见之于其社会实践，要齐家、治国、平天下。这可能无法与图灵测试有相似处吧！因此，中国人要真正深刻理解西方哲学不大容易，同样西方人要真正深刻理解中国哲学同样不大容易。

小汤 其实人作为个体的存在不光受到来自人工智能方面的挑战，同时也受到来自生物学和医学方面的挑战。多年前，判定人的生死是以心跳是否停止为准。但如今心脏都可以移植，心跳与否自然不能再用来当准则，所以医院目前是以脑死与否来判定生死。然而随着基因研究的不断深入，生物学和医学的发展日新月异，很多过去不可思议的事都一件接一件地发生了，各种器官移植早已不是什么新鲜事。特别是干细胞研究的突飞猛进，在不远的将来实现自体器官的再生也不是不可能。这就产生了一个问题，当一个人身上的零部件全部换过一遍之后，他还是不是“他”？换句话说，我们到底如何定义自我？粗看起来，身上的什么部件都可以换，但是脑子不能换。换了脑子，你就不是“你”，我也不是“我”了。这似乎意味着，除了大脑，我们身上的所有器官、肢体等等都仅属于“我的”的范畴，唯独大脑才真正属于“我”。

我 严格说来，大脑不过就是个信息存储器，只有那些存在里面的信息才真正定义了你、我、他。然而，存储于大脑神经元里的信息与存储于计算机里的信息并没有什么实质性的不同，所以从理论上讲也是可以复制的。假如有一天我们能将某人大脑里存储的全部信息复制下来，存入一个应用未来的基因工程技术制造出的空白大脑，这岂不意味着复制了一个人吗？

老汤 即使真能做到了所有这些，大概也并没有真正复制出同一个人。因为人的思维是不停顿的、瞬息万变的，而且还可以是跳跃式的。而复制信息却需要一定的时间，不可能在瞬间完成。在复制的过程中，脑子里的信息就又发生了变化，所以我们复制的仅是“过去”的全部信息，产生的是一个与某人在某一时刻具有相同思维背景的新人，而并非复制了那个人。

小汤 这应该就是自由意志论吧？

老汤 可以这么说。

我 信奉决定论的人未必会同意这种说法。从决定论的角度看，一个人在“下一刻” 的思维是由他脑子里存在的信息与周边的环境所决定的。理论上说，如果在复制的过程中将环境的因素也一并考虑进去，还是有可能复制出同一个人的。这就像一个物理系统，如果初始条件和边界条件都是完全确定的，它在任何时候的状态也就完全确定了。

小汤 恐怕没这么简单。我们对人脑思维模式的了解还并不透彻，很难说下一刻的思维是否完全取决于大脑的现状与周边的环境。

我 用生物学的方法复制大脑离实现还遥远得很。不过，用计算机模拟来建构一个数字大脑的尝试若干年前就开始了，这可能才是目前真正值得注意的、比较现实的研究方向。瑞士有个“蓝脑”工程（Blue Brain Project），“蓝脑”是在分子层级上对大脑进行模拟，2011年他们已经造出了约有100万个细胞的模拟老鼠大脑。预计到2014年就可以达到1亿个神经元，从而模拟整个老鼠大脑。他们的野心是在2023年完成对整个人脑的模拟。最近哈佛大学有人对线虫进行全面的模拟。线虫的大脑只有300个神经元，比较简单。他们的数字线虫不但有大脑，还有受大脑控制的躯体，并且“生活”在精心打造的虚拟环境中。它可以做真实线虫所能做的各种事情，比如，可以觅食、消化、逃避天敌和繁殖等等，是个非常有意思的实验。

老汤 用计算机模拟一个与“我”完全相同的“我”是根本不可能的，因为在用计算机模拟时，“我”对此是排斥的，会有意无意地制造麻烦使计算机得跟着不同变化。它永远追不上这个“我”的思维的变化，永远是计算机在追“我”的变化，“我”的变化是无休止的。在这中间不仅有时间差，可能空间也会有变化。因此，我认为只能制造一个极为相似的人，但这个人只是“幻化人”，正如僧肇在《不真空论》中引《放光婆罗密多经》所说：“譬如幻化人，非无幻化人，幻化人非真人也。”如果说“幻化人”从各方面说（身体的、思维的、精神的等等）与真人都一样，但它们在性质上却不一样。“幻化人”毕竟不是“真人”。

我 这个问题很大，它牵涉到我们存在的世界到底是真实的抑或是虚拟的。

小汤 如果说，我们这个世界就是一个模拟世界，那么，是否还有“幻化人”与“真人”的区别呢？

我 老汤身体不好，“模拟世界”的问题还是留待下回分解吧。

小汤 《不真空论》有英文的吗？

老汤 应该有英译本，我去帮你找一下。你们看看之后，我们下次再议。

对话之二：佛教与虚拟世界

我（对小汤） 奶奶前些时候给我发了好几封电邮，都是关于世界末日的，还附有几篇提供“科学依据”的“权威人士”的文章。我看了两篇，所谓的“科学依据”真是让人笑掉大牙，纯粹是在糊弄人。其中一个最常出现的论点是“九星连珠”，也就是太阳系的八大行星与太阳处于一条直线上；另一说法则是地球、太阳与某巨型星系连成一线。总之是当地球、太阳与其他星体间的相对位置形成某种特定排列时，会导致引力大异，地球运行轨道变迁，使生物无法继续生存。我对几个相关星体间的引力做了个简单的估算：太阳对地球的影响当然是最大的。其次是月亮，约为太阳的1/200。太阳系中的其他行星，比如火星，对地球的影响不过是月亮的1/5000，七颗行星加在一起的总影响也就约为月亮的1‰的样子。其他星系或银河系的核心尽管质量巨大，但由于距离过于遥远，影响就更微不足道了。所以无论什么星体与地球怎样连成一线，其效应都远远不及太阳和月亮的影响。

小汤 世界末日的说法其实早就有，基督教、犹太教和伊斯兰教等宗教里都有世界末日。比如，在基督教里，据说人死之后并不直接上天堂或下地狱，而是处于不上不下的状态。直到“世界末日”来临，耶稣和他的“对头”一起重返人间，所有已死之人都会从坟墓中出来，进行正邪之间的最后一战。大战结束后，好人升天堂，坏人入地狱。

老汤 佛教和道教里都没有世界末日一说。

小汤 佛教与其他几大宗教好像很不一样。基督教、伊斯兰教这些宗教是让人盲目信奉，而佛教是让人自己领悟，等于是在提倡通过独立思考以寻找成佛的途径。

老汤 我的父亲对佛教史有很深入的研究，他就指出过：“佛教既非纯粹的哲学，也非普通的宗教。”

我 佛教想让人悟出的“道”，似乎就是我们生存的世界是一个真实存在的虚幻世界。

小汤 真实存在的虚幻世界不就相当于在计算机里运行的模拟世界吗？

老汤 这个说法有点意思。僧肇在《不真空论》中说过“譬如幻化人，非无幻化人，幻化人非真人也”。这个幻化人就有点像是模拟世界里的人。它不是真人，因为它所处的世界只是个模拟世界。但它又是存在的，因为模拟世界尽管是虚拟的，却终究是存在的，比如存在于计算机里。

我 没准我们实际上就是在某个极高等的“生物”所设计的模拟世界里呢？当然它用的不一定是我们概念中的计算机。

小汤 要是我想证实或者证伪咱们的世界是个模拟世界，与其自己冥思苦想，倒不如在计算机上搞个模拟世界，让里面的“人”帮我一起想。如果我们换位思考，试想某个极高等的“生物”如果想证实或者证伪“它们”自己的世界是个模拟世界，于是就创造了一个模拟世界——也就是我们生活的世界，让里面的人去想法子证实或者证伪他们所处的世界是个模拟世界，然后把他们得到的结论为“它”所用。

我 这种模拟世界的“计算机程序”的结构其实大体上是可以想象得出的。首先我们定义这个模拟世界里有N个个体，N可以是个很大的数，每个个体都处于两个基本的循环中：第一层循环相当于佛教所说的轮回（且称之为“轮回循环”）。“轮回循环”的每一次循环相当于该个体的一次“生命”，一个新循环开始时需要给定一些初始值，比如，设定该个体这次是人（或狗、或猫、或其他什么东西）等等。“轮回循环”里嵌套着第二层循环——“生命循环”，整个生命循环相当于该个体的一生，死亡则标志着该次生命循环的终结，同时亦是轮回循环中下一个新循环的开始。轮回循环只有在一种条件下可以打破：该个体发现了一种办法能够证实它所处的世界是个模拟世界——这正是建立这个模拟世界“程序”所寻求的一个“解”，因而这个个体的轮回循环就可以结束并输出找到的这个“解”。找到“解”就能打破轮回循环，也就是佛教说的“涅”——成佛，从而跳出轮回。这个“程序”的难点在于每个个体都需要具有能自我发展“智能”以及如何建立个体与模拟世界之间的相互关联，包括模拟世界对个体的影响、个体对模拟世界发展的影响等等。

小汤 沿着这条思路，佛经里反复讲一切皆“空”，或者说都是虚幻，这不就是想引导人们去寻求证实世界是一个模拟世界的途径吗？由此我们也可以将“成佛”解释为找到了一条证实世界是一个模拟世界的途径。证实世界是虚幻的，是否从一开始就是佛教的终极目标之一？

老汤 “证实世界是虚幻的”这一命题，严格说是一个宇宙观的问题。而释迦牟尼最初想解决的其实是人生观的问题。他是想通过论证现实世界的不真实性，使人们能从生、老、病、死等“八苦”中解脱出来。认识到“五蕴皆空”是为了达到“度一切苦厄”的目的，所以不能把“证实世界是虚幻的”说成是佛教的终极目标之一。释迦牟尼的弟子们后来把他的思想发展成为佛教，作为一个宗教，则必须回答宇宙观的问题。在佛教里，“空”并不等于什么都没有的“零”。若等于“零”就成为断灭空，不起任何作用，不能出现任何现象。“空”有点接近于金岳霖解老子的“道”时说的“不存在而有”（non-existence but bing） 。

小汤 “不存在而有”和世界是个模拟世界的说法也有相通之处。模拟世界不是真实的世界，所以它并不真的不存在。但即使作为一个模拟程序，它又确实存在于某个“计算机”里，所以还是“有”的。

老汤 佛教分很多派别，其中有两大派：一为空宗，一为有宗。讨论“空”的问题主要是“般若学”，但其后起的“涅学”提出，如果“一切皆空”，那么“成佛”有什么根据？于是“涅学”提出“佛性”问题，认为“人人皆有佛性”，这可能产生“佛性”是不是“空”，如“佛性”为“空”，那么成佛有无可能，有无意义。至于佛教是不是一种科学，这个问题就更大，我们可以搁置以后再论吧！我想，我们还是回到主题，讨论“虚拟世界”的问题吧！我记得苏东坡有两句诗“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。我们是否可以有两个假设：一是“上帝创造世界”；另一是某个我们这个世界之外的“电脑高手”，在他的电脑中制造我们这个世界。在“上帝创造世界”问题上也可以有两种可能的假设：一是上帝创造的是一个实体世界；另一是上帝创造的是一“虚拟世界”。如果上帝创造的实体世界，那么在这个世界中的个体只能认为这个世界是一“真实的世界”，因为他们的认识不能超越上帝所设定的范围，因为他们“身在此山中”。但如果上帝创造的是“虚拟世界”或者我们这个世界之外的电脑高手在他的电脑中创造了我们这个世界，这当然也是“虚拟世界”，那么情况就不同了，上帝或某电脑高手不在这个世界之中，他们知道他们创造的是“虚拟世界”，因为他们身不在此山中，而在他们建造的“虚拟世界”的任何个体都只能认为他们是在一实存世界之中（除非他是在想入非非），这是因为他们“身在此山中”。这里或者涉及“实存的世界”和“认识的世界问题”。对这个问题，王阳明和他朋友的对话也许很有意思。《传习录下》中有这样一段记载：“先生游南镇，一友指岩中花树问：‘天下无心外之物，如此花树在山中自开自落，与我心中亦何相关？’先生说：‘你未见此花树时，此花与汝同归于寂；你来看此花时，则此花颜色明白起来，便知花不在你的心外。’”现在常常有人批评王阳明的“心外无物”，说他否认花树的“客观存在”。其实王阳明这里并不是要讨论“花树”的客观存在与否，而是要讨论“花树”与“人心”之间的意义问题。在“人心”没有关照到这“花树”（一些实体之物）之时，这“花树”对“人”说是无意义的；只有在“人心”关照了“花树”，“花树”的意义才能以显现。这个讨论无疑也涉及“实体的世界”与“认识的世界”的关系问题。而且这个“实体的世界”也可能就本质上说不过也是“虚幻”的。现在，西方的现象学也讨论了“客体”和“主体”的关系问题，他们也认为在“客体”与“主体”没有发生关系时，“客体”对“主体”是没有意义的。这是个“意义”的生成问题。因此，我认为讨论哲学或宗教问题不能简单化。

我 如果我们的世界真的只是一个模拟世界，不少物理学上说不清的东西倒是似乎可以得到某种解释。比如，宇宙大爆炸开始的起点，可以说成是模拟世界的“程序”开始运行的那一刻。从超弦理论引出的多重宇宙、平行宇宙等概念也可以解释为多个正在同时运行的模拟“程序”。又比如，量子力学里的测不准原理也有自然的解释——任何机器（包括电脑）不论功能多强大，精确度毕竟是有限的。创造我们这个模拟世界的“程序设计师”于是就规定了同时测量距离与速度所能达到的精确度不能超过一个特定的数值——普朗克常数。

老汤 你的这些说法又是些既不能证实也不能证伪的东西。

我 前不久，在互联网上看到一个杨振宁关于科学与佛教的谈话。其中提到佛教的科学性，还专门举了几个例子。其一例为，佛陀说：一钵清水中有微虫8万4千；另一例为，佛陀提到过有关宇宙结构的三千大千世界。杨振宁认为前者是对微生物的科学认识，后者则与现代天文学相吻合。我觉得这些都应该只是巧合，就像我们刚才说佛教的目标是想要证实世界是个模拟世界一样，是后人强加给前人的。

小汤 我也觉得佛教里包含有现代科学的因素有些牵强。不过如果用现代科学的术语来表述佛教里的不少观念，也许能更容易让我们这个时代的人理解其真意，也更为准确。僧肇在《物不迁论》里用了不少篇幅来论证时间的特性，比如，他说“人则谓少壮同体，百龄一质，徒知年往，不觉形随。是以梵志出家，白首而归。邻人见之曰：昔人尚存乎？梵志曰：吾犹昔人，非昔人也”；又说“是以言往不必往，古今常存，以其不动；称去不必去，谓不从今至古，以其不来。不来，故不驰骋于古今，不动，故各性住于一世”等等。用现代术语来说，其实讲的就是时间的绝对性、相对性和不可逆性。

老汤 用现代科学术语来重新诠释佛教里的一些观念，也许值得一试。不过这是件说起来容易做起来难的事。首先既熟知佛学又通晓科学的人才就不好培养，起码得读两个博士学位。

我 等我退休了，如果精力还行，就去研习佛学，也许可以试试做这件事。

1. 当时是2012年。为纪念图灵诞生100周年，图灵100周年纪念咨询委员会将该年命名为艾伦·图灵年。