走向計算主義

走向計算主義

作者:李建會, 出版社:中國書籍出版社, 出版日期:2004-01-01

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商品條碼:9797506811759
分類標籤:生物科學

 

內容簡介

走向計算主義

【編輯推薦】
人工生命研究的最終目標是在其他媒介,理想地足在虛擬的媒介中創造出“生命”。
                 ——蘭頓,人工生命的開創者
  在計算機產生之前,我們被限制在一個世界中,即我們真實的地球世界。而今天,計算機的發展已經使我們有可能創建許多可供選擇的世界。計算機人工生命世界就是這樣的世界之一。
                 ——本書作者
  當未來具有意識的生命回顧這個時代時,我們最矚目的成就很可能不在於我們本身,而在於我們創造的生命。人工生命是我們人類潛在的最美好的創造。
                 ——法默,著名復雜性科學研究專家
  自然界這本大書是用算法語言寫的!宇宙是一個巨大的計算繫統!
                 ——本書作者

【內容簡介】
   20世紀的計算革命導致了自伽利略以來又一場新的方法論革命:計算機仿真實驗革命。這場方法論革命的產物之一是計算機和生物學交叉的前沿學科——人工生命的誕生。人工生命一方面以計算機為工具,力圖在計算機或現實世界中創造出具有生命特征的人工實體;另一方面,它又從計算的視角理解生命,把生命的本質看作是一種特殊的形式規定或算法。本書在考察人工生命思想的興起過程、理論根據、構建方法以及最新進展的基礎上,繫統地探討這種新生命觀的主要內容,並從這些內容出發,進一步概括出一種新的計算主義世界觀。
    第一章導論部分討論了人工生命提出的哲學問題、研究這些問題的價值以及國內外關於人工生命的哲學,特別是人工生命的新生命觀研究的歷史、現狀,指出了以往研究的成就和不足。
    第二章論述了人工生命思想的產生和發展過程。人工生命的思想可以追蹤到馮.諾伊曼(John von Neumann)。馮.諾伊曼證明,如果自我繁殖是生命的本質,那麼機器完全可以做到這一點。馮。諾伊曼之後,康韋(John ConwaY)證明細胞自動機與圖靈機等價;沃弗拉姆(Stephen Wolfram)發現有四種類型的細胞自動機;蘭頓認識到,細胞自動機的規則空間與相變和計算密切相關:那些處於“混沌邊緣”的細胞自動機可以支持復雜的計算。在此基礎上,蘭頓(C.Langton)萌發出人工生命的思想:生命的本質在於物質的組織形式而不在物質自身;如果我們在某種媒質中創造出產生混沌邊緣的條件,那麼我們就可能在這種媒質中創造出生命。
    第三章探討了構造人工生命的主要方法。與傳統科學采用的自上而下的分析方法和強調主導因素作用的中心控制方法不同,人工生命主要采取的是自下而上的綜合策略:即從個體出發,重點模擬簡單的單位,而不是復雜的單位;主要運用局部控制,而不是全局控制;讓行為從底層突現出來,而不是自上而下地做出規定。人工生命的這種方法是以計算機仿真實驗為基礎的;計算機仿真實驗是可以與伽利略的受控實驗革命相媲美的一場新的方法論革命。人工生命的這種以計算機仿真實驗為基礎,以局部的簡單行為突現出復雜的整體行為的綜合研究策略已經成為現代科學中的一種新的重要的思維範式,即基於個體的思維。
    第四章和第五章分別討論了人工生命的兩種主要形式:虛擬人工生命和現實人工生命。虛擬人工生命主要采取軟件的形式在計算機中創造人工生命實體,主要的模型包括Tierra,Avida,“阿米巴世界”等;現實人工生命主要采取硬件的方式在現實世界中創造展示生命特征的人工實體,主要模型包括艾倫(Allen)、赫伯特(Herbert)、根格斯(Genghis)和考格(Cog)等。虛擬生命的構建以全新的算法生命觀為指導;現實的人工生命則是在經典的基於知識的人工智能範式遇到困難時產生的基於行為的和基於神經網絡的人工智能新範式。第四和第五兩章主要揭示兩種人工生命形式構建的新的指導思想。
    在人工生命的哲學討論中,有兩種理論傾向:一種是強人工生命,一種是弱人工生命。強人工生命認為,人工生命實體已經是或最終將是真正的生命;弱人工生命則認為,人工生命實體隻不過是對自然生命的模擬。兩種觀點依生命的本質是什麼為轉移。第六章首先探索了生命的定義。區分了兩種定義生命的方法:實體定義方法和功能定義方法,前者強調生命的物質構成,後者強調生命的功能特征。由於“多重實現”是自然界的普遍特征,因此,實體定義顯得過於狹窄。功能定義有“新陳代謝說”、“自創生論”、“靈活適應說”等,本章分析了這些定義的優缺點,然後,根據現代科學的成就提出了生命的信息定義並對這個定義作了理論的論證。如果信息定義成立,那麼,強人工生命就是可能的。有人從“多重實現是一個經驗命題”,“鞋子一蒼蠅謬誤”等方面反對人工生命的觀點,本章對這些反駁存在的誤解進行了分析,指出這些反駁存在的問題。
    如果人工生命可以成為真正的生命,那麼它們的本體論地位如何?第七章討論了這個問題。論文通過理論論證指出,計算機的創造能力已經可以使我們得出這樣的結論:我們可以在計算機中創造出一個獨立的世界——虛擬的數字生命世界;數字生命世界與我們的現實世界具有相同的本體論地位。有人從哥德爾不完備定理出發反對數字生命世界的實在性,本章對這種觀點進行了反駁。
    人工生命把生命的本質看作是計算。實際上,如果我們擴大我們的視野,對當代其它科學的一繫列新進展,比如人工智能,DNA計算機,計算生物學等理論成果,進行綜合分析,我們就可以發現,不僅生命和智能的本質是計算,而且整個世界都可以看作是按算法規則建立並按算法所規定的規則演化的。現實世界事物的多樣性隻不過是算法的復雜程度的不同的外部表現。不僅生命和思維的本質是計算,自然事件的本質也是計算。本書的結論部分對這種計算主義的世界觀進行了概括和總結。

【作者簡介】
李建會,1964年生於河南南陽。北京大學哲學博士,曾在美國威斯康星大學哲學繫和哈佛大學哲學繫、科學史繫訪問學習,現為北京師範大學哲學與社會學學院副教授、科學與人文研究中心副主任,北京師範大學研究生院培養處副處長。當前的主要研究興趣為生命科學哲學、科學史和科學技術與社會。

【目錄】
序言
摘要
Abstract
第一章 導論
 一、人工生命研究的興起和基本思想
 二、人工生命提出的生命觀和哲學問題
 三、人工生命的生命觀和哲學研究的價值
 四、人工生命的生命觀研究的現狀及問題
第二章 生命的邏輯與人工生命的思想基礎
 一、機械過程的本質
 二、自我繁殖的邏輯
 三、生命遊戲與“生命”計算機
 四、信息動力學與混沌邊緣的生命
第三章 構造人工生命的方法
 一、綜合的方法
 二、從局部到整體
 三、遺傳算法
 四、計算機仿真實驗:人工生命和復雜性科學的方法論革命
 五、生成和突現
 六、一種嶄新的思維方式:基於個體的思維
第四章 虛擬人工生命:從磁芯大戰到“阿米巴世界”
 一、磁芯大戰
 二、計算機病毒和蠕蟲
 三、Tierra:人扮演“上帝”
 四、“阿米巴世界”
第五章 現實人工生命:從自主Agent到進化機器人
 一、經典人工智能研究及其遇到的問題
 二、基於行為的自主機器人研究
 三、基於神經網絡的聯結主義研究
 四、進化機器人:虛擬和現實的結合
第六章 生命的定義與強人工生命的可能性
 一、定義生命的困難
 二、“如吾所識的生命”
 三、定義生命的兩種方法
 四、四種“根本性質”定義
 五、強人工生命的可能性
第七章 強人工生命的本體論地位
 一、虛擬的真實性
 二、人工生命實在性的理論論證
 三、哥德爾定理與強人工生命
第八章 走向計算主義
 一、信息、算法和計算:理解生命本質的重要概念
 二、計算的本質
 三、認知與計算
 四、生命與計算
 五、宇宙與計算
 六、對一些反對意見的反駁
 七、結語
參考文獻
中英文人名譯名對照表
致謝

【書摘】
第二章 生命的邏輯與
  人工生命的思想基礎
  根據蘭頓,人工生命的一個中心假定是,有機體的“邏輯形式”可以從構成它們的物質基礎中分離出來(Langton 1989:11)。這裡,我們不僅要問,什麼是生命的邏輯?我們怎樣發現生命的邏輯?我們真的可以把它們從真實的生命中抽像出來,並在其他物質中再把它們創造出來嗎?
  一、機械過程的本質
  人工生命的思想產生於人們對機器本質及對生命本質的理解上,所以,在我們討論生命的邏輯之前,先討論一下
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