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 一个毕业于北京大学数学力学系,在中国科学院计算所、计算中心和网络中心工作过,在澳大利亚科工组织DMS、香港浸会学院数学系和中国21世纪议程管理中心等处工作过,多次获国家和中科院科技奖并享受政府特殊津贴的退休老头。现在在【中国科普博览】网“科学新语林”栏目里开设一个《数学与计算机》的个人专栏,愿和爱好数学与计算机的各界网友和青少年朋友,谈谈对数学与计算机的看法、想法。

人脑和电脑思维之异同

张建中
2011年12月13日
说到人脑与电脑之异同,还是同少异多,在《人脑和电脑》一文中已经说了很多;现在,再从思维的角度看看它们之间的重大差异。表面看来,人脑与电脑都有记忆和对记忆的处理功能----但这二者的“思维”是完全不同性质的,而且在能量和质量,广度和深度,以及可变性,灵活性,情绪化等等方面,都是不可同日而语的。在研究人脑与电脑的思维问题时,我们会发现,人脑与电脑在思维方面存在着巨大的差异。
人脑由左右两个相对独立地进行思维活动的半球——左脑和右脑构成,它们通过胼胝体联系在一起,进行相互补充的思维活动。
右脑的思维功能,是人的感觉器官感觉到事物的信息后,在右脑中形成了事物的表象,然后对这种表象进行形象思维活动。形象思维的特点,是思维具有形象性、整体性、跳跃性和直觉性,可以在瞬间处理数量众多的信息,能够用跳跃式和散发式的方法思考问题。
左脑的思维功能,是人的感觉器官感觉到事物后,在左脑中形成了以语言或数字表达的概念,然后对这种概念进行抽象思维活动。抽象思维的特点,是思维具有抽象性、概括性和深刻性,可以按照事先设定的步骤与程序一步一步地处理信息和思考问题。
人脑的右脑与左脑互补应用的思维功能,是人脑经历了数百万年进化的结果,也是人脑对于自然界事物辩证规律的反映,所以人脑可以认识自然界事物的辩证规律,使人类在千变万化的自然界中生生不息、代代相传。
电脑的思维功能,是执行“算法”来处理信息,也就是按照电脑科学家设定的行为处理过程的规范说明,根据由有限条指令系列的组合,快速地操作数字0和1,逐步管理行为的。
电脑的思维特点,是按照数理逻辑理论,应用符号化的形式逻辑型抽象思维来进行抽象思维活动。显然,电脑的思维相当于人脑左脑的抽象思维,但是并不具有象人脑的右脑那样会进行形象思维活动的思维功能,所以电脑只能认识事物处于单纯量变阶段的规律,或者是认识事物处于单纯质变阶段的规律,却无法认识遵循着对立统一规律和质量互变规律的自然界事物的辩证规律,当然也不可能在充满自然辩证规律的世界上,离开人类的帮助而独立地生存下去。
因此,从思维方面来说,只要电脑仍然按照数理逻辑进行抽象思维,那末,无论是运算速度多么快的电脑,都只是生长着巨型左脑、却没有右脑的机器人,它们都无法取代人脑。
人脑与电脑最明显的区别当然是物质属性,由此才具有他们之间本质上的不同。人脑的活动是以神经元(细胞)为基础的,电脑的活动是以电子为基础,因此他们的能源驱动也是根本不同的。
当然,他们的相同之处有“算法”----都是以二进制为基础。但是他们的编码却大相径庭,简直是小巫见大巫!人脑的编码技术,是电脑永远不可及,也做不到的----除非改变电脑的物质属性,诸如什么中央处理器的芯片,集成电路之类。必须等到有一天,可以用生物技术为载体(人造细胞),以人脑的编程技术为手段,来设计制造一种全新的“电脑”。当然,那时候就不一定会再叫“电脑”了,那将是人类最伟大的发明!如果有那一天,人类才会彻底从“自我”中解放出来----因为用人脑的编码技术,可以制约“人的自私性”,以及人类所有的劣根性,都可以预先在编程中制约或删除。
不过,人脑细胞神经元大约有140亿之多,要想设计制造出与人脑一样的“电脑”,谈何容易!目前的电脑,肯定不能代替或置换人脑,必须以改变其物质属性为前提,就是说未来的“电脑”,是由“生物细胞”组成的“硬件”,以及相应的操作“软件”,而绝不是目前的物质硬件和软件。否则,目前的电脑如果不完全采用人脑技术,完全的“脱胎换骨”,那么,所谓用“蜕生术”置换意识,就只能是一种幻想。
由此可见,从作为人脑与电脑聪明程度的基础——智能和思维方面来说,2045年以后制成的电脑,如果仍然沿用与IBM“深兰”、“沃森”等相同或相似的智能来源和智能应用方式,如果仍然沿用与“深兰”、“沃森”等相同或相似的思维形式和思维方法,那末,它们都不可能比人脑聪明,它们也都不会取代人脑。
如果可以实现这种“人脑式电脑”,那么摆在我们面前的将是一台“人脑细胞反应堆”,其屏幕尚不知为何物;其操作系统及“软件”的“激活”,是否需要空气和水,或者微量元素什么的?
我们相信地球人如果不出现意外的话,这一天总会能到来的。