引言與早期研究

我要非常簡要地概述我過去 50 年來關於這個主題的研究工作。在這個主題中,我特別想表達「vs.」(對比)的部分。我關注的是運算與人類思維之間的差異。我工作的這個方面在我最新的成果中找到了其最終的實現,這是一套關於神經系統的理論,該理論表明這個系統與電腦完全沒有相似之處。諷刺的是,我是在 Turing 的名義下發表這場演講,因為我在這裡提到的一項工作,正是對 Turing 一個著名貢獻——他的圖靈測試工作——思想的明確批判與拒絕。這種對既定觀念的批判與拒絕是我工作的一個重要組成部分。在呈現它時,也許我會冒犯在座的某些人。對此我感到遺憾,但這是無法避免的。這是我整個論點絕對且核心的部分。

大約 50 年前,我的早期工作將描述的一個重要議題視為科學和學術的核心問題。這再次是對「科學是關於原因的」這一舊觀念的抗議。它最初由 Bertrand Russell 於 1910 年提出,而在我接下來要講述的整個過程中,我發現「描述」是一個極其重要的概念。這立即反映在我對 Algol 60 的工作中,我的貢獻主要在於制定一種描述形式。這是與 John Backus 一起開發的,然後是 Algol 60 語言的實際描述。

在接下來的幾年裡,我非常投入於程式設計和程式描述的問題,並將這些確立為學術科目。我提出了「資料學」(datalogy)的科學理念。這是對「計算機科學」(computer science)理念的反動。我認為「計算機科學」是一個具有誤導性的稱謂。「資料學」是一門關於資料和資料處理過程的科學,其中包含人類面向。資料是關於人類理解的事情。我在這裡展示了一些我所做的工作。在後來關於程式設計活動的實際工作中,我參與了方法論的討論。當時有一種被稱為「形式化方法」(formal methods)的東西,我再次認為這是誤導且不夠恰當的。取而代之的是,我開發了程式描述的特定形式,特別是我所謂的「通用快照」(general snapshots)以及我所謂的「行動群集」(action clusters)的一種形式。我將這些描述概念應用於 Turing 的通用機器,並以此方式指出了 Turing 程式中的某些錯誤。

我多年來持續進行這方面的工作,特別是關於程式設計如何進行的實驗。最後,我將程式設計 формулировка 為「理論建構」(theory building),而理論建構是關於程式設計師的理解,這是程式設計的一個人類面向。這引導我進一步深入對心智生活和語言的其他描述。這持續了很長一段時間,期間我討論了人類活動、語言和數學的這些不同面向,這些工作你們可以在這裡看到被提及。

對現代心理學與認知科學的批判

在這種背景下,我有機會查閱了與此相關的最新文獻,並評論了你們在這裡看到被提及的一些主題書籍。我一直發現,這些談論人類思維的最新文獻對人類思維的概念非常貧乏。我特別發現,William James 在 1890 年出版的《心理學原理》(Principles of Psychology)中提出的關於人類思維的經典著作,實際上是鮮為人知的,而所有這些(現代)工作都是完全誤導且毫無價值的。

在這種背景下,我進行了對 Turing 測試的研究。這進一步引導我對「知」的「知」是什麼(knowing what is knowing about)進行了一般性檢驗。基本上,我寫了一本書,共分四個部分。在第一部分,我比較了心智生活的幾種描述,發現真正有價值、只有一種值得一提的是 James 的《心理學原理》。那是在第一部分。在第二部分,我討論了語言的問題,比較了關於語言是什麼的幾種討論。我再次發現,大多數現代描述都具有誤導性,因為它們進入了這種完全誤導的認知意識形態;我發現,關於語言,只有一個正確的洞察來源,那就是我在此提及的 Otto Jespersen 的經典著作。作為本書第三個關於「知」的問題,我直接檢視了運算與「知」的比較,發現大多數的討論都是誤導性的。在第四個問題中,我總體考慮了科學,科學與學術,我發現所有當前的關於科學、知識論等所有這些概念都是誤導和錯誤的。科學是關於「連貫的描述」(coherent description)的事情。我已在幾篇論文中以及如我所說的這本書的第四部分中呈現了這一點。還有對一本關於認知科學的書的評論,我再次發現這本書完全沒有價值。

我隨後還進行了總體嘗試,去探究哲學,因為人們總是說「啊,哲學,這很棒」。我在一本丹麥文的書中仔細檢視了這一點,然後寫了一本《反哲學詞典》(anti philosophical dictionary),其主要議題是思維、言語和學術;我發現哲學家們所說的,再次是完全不知道人類思維真實的樣子。他們談論人類思維,但沒有紮實的概念,沒有紮實的經驗性想法。我甚至進行了一項實證調查,關於科學家們總體上如何看待哲學,發現它對科學活動沒有任何價值。

然後我談到這個關於心理學作為一個領域的最終關鍵問題,我發現所有的問題都源於 20 世紀被兩種偉大意識形態主導:行為主義和認知主義。我決定仔細檢視這一點,所以我首先閱讀了心理學家們的說法(丹麥文版本),後來是英文版本,主要基於 2000 年出版的八卷本《心理學百科全書》(Encyclopedia of Psychology),這是一部巨著;我檢視了約 60 篇條目,發現他們關於人類思維的說法毫無價值。

我舉一個例子。在這本《心理學百科全書》中,你會發現關於「記憶」(memory)的有七篇長條目。記憶,然後他們談論什麼?他們問,哦,有多少種記憶?記憶作為某物的容器?有多少種?有五種嗎?有七種嗎?他們問內容的形式是什麼?是這樣嗎?是語言嗎?是文字嗎?問題接著問題,永遠沒有一個答案。這只是關於虛無的夢想。我可以從這些條目中引用一句話。我引用:「工作記憶中最複雜且最不為人知的組成部分是中央執行器。」再次,沒有知識,只有漂浮的問題。

我首先將這些收集在一個丹麥文版本中,然後寫成一本書,《心智生活的解剖》(An Anatomy of Human Mental Life),兩年前出版。在那本書中,我也意識到,在閱讀 Schatten 1906 年關於神經系統的書時,他關於神經系統如何通過他所謂的「突觸」(synapses)運作,已經找到了答案。這就是我現在將要向你們描述的我的心智生活突觸狀態理論(synapse state theory of mental life)。這才是我真正想告訴你們的,我非常希望聽到你們對這個問題的反應。嗯,我們拭目以待。

突觸狀態理論:心智生活模型

所以,現在是我最新的貢獻,心智生活的突觸狀態理論。它的經驗基礎是什麼呢?嗯,有兩部分,一部分是 William James 在《心理學原理》中所說的。另一部分是 Sherrington 先生所說的。我稍後會談到。

我們先從 William James 開始。William James 討論的第一件事是人體或有機體的運動。他仔細討論了反射運動(reflex movements)與自主運動(voluntary movements)的區別。他也深入探討了神經生理學,即神經系統。他展示了兩張圖,我在這裡提供給你們。第一張是神經系統的結構。上面是腦,大腦半球。下面是脊髓。

途中還有其他一些東西。關於這些運動,有一些實驗,再次是完全經驗性的,關於青蛙的實驗。當然,你可以對青蛙進行手術,切斷它們的一些神經連接。然後你會發現反射運動和自主運動之間存在一個簡單的區別。反射運動只通過他所謂的「下層中樞」,包括脊髓,而自主運動也通過腦,即大腦半球。他展示了這張圖,其中我們有感覺器官,我們有肌肉,然後有一個連接,一些從感覺器官直接到肌肉的連接。這些是像他所說的,在半球之下的中樞,反射運動就在那裡發生。但自主運動明顯是通過半球向上的。然後,當你的感覺器官受到刺激時,這個刺激會與個體之前的經驗混合,這些經驗以某種方式保存在半球中。

最大的問題是,上面發生了什麼?它是如何構成的?William James 努力嘗試解決這個問題。他寫下了這條路徑可能是什麼樣子,但他認為他無法真正回答這個問題。這必須在未來解決。那是在 1890 年。

當然,人類有機體還有其他重要的經驗面向,William James 當然對所有這些有精彩的討論。一個很早期、很普遍的事情是「習慣」(habits)的問題。這是一個根本性的東西。每個有機體都是一束習慣。習慣與神經系統有何關聯?嗯,James 馬上說,習慣一定是關於神經系統在某種程度上的「可塑性」(plasticity)的問題。可塑性,就是當它被興奮時,它會因這個興奮而改變。我們都知道這一點,你如何訓練一個運動。網球運動員訓練他擊球的方式,他每天訓練,這改變了他的有機體,這是他的神經系統某些部分可塑性的問題。這對 William James 來說很清楚,但是這種可塑性位於何處,他沒有任何真實的概念。我們這裡還有「本能」(instincts)。本能可以說是習慣的原型。本能常常會發展成習慣。

William James 討論的神經系統的另一個非常重要的普遍問題是「衝動總和」(summation of impulses)。他說,一個特定的反應,例如肌肉反應,可能由幾種不同的刺激引起,而且可能每個刺激本身不足以引起反應。但如果兩個這樣的刺激同時作用,反應就會發生。這是來自各種來源的衝動總和,這一定與神經系統的運作方式有關,這是一個非常普遍的特徵。

現在,當然,所有這些都是行為面向,運動和衝動總和。那麼我們的經驗是什麼?我們所有人都經驗到的是什麼?嗯,那當然是 James 討論中非常著名的一部分,「思緒流」(stream of thought)。思維在進行。我們經驗到思想和感覺。這裡重要的是它是一個正在發生的事情。這不是任何人「做」的事情。我不能「做」思考。談論「做」思考是胡說。我們無法阻止它。失眠時,你想停止思考,但你無法控制。思緒流包含更詳細的思想和感覺。

這種經驗非常複雜。它有一些 James 稱之為「思想對象」(thought objects)的東西。它是一個複雜的東西,有一些核心,但這些核心以一種微弱的形式被 James 稱之為「邊緣」(fringes)的東西所環繞,這些邊緣微弱地存在於你的思想對象的外圍。然後在一個極其核心的位置,在你的思緒流中有某些「錨點」(anchor points),James 稱之為「概念」(concepts),我認為這是一個誤導性的稱謂。我稱它們為「熟悉對象」(acquaintance objects),你可以認為是同一事物。我們都有成千上萬個,當我們思考同一事物時,我們知道。我可以想我的母親,我一生都能想我的母親,每次我想我的母親時,我知道這與我之前想的是同一位。思維不是相同的,因為我了解關於我母親的事情,與她一起經歷事情,但是相同的身份存在,這就是熟悉對象的問題。

現在,我們的經驗如何一直在變化。這當然非常重要,「注意力」(attention)。這是在思想對象內的集中,持續時間很短,大約一到兩秒。它一直在變化。你無法將注意力保持在任何事物上超過一兩秒。你無法阻止它一直在變化。

還有另一個與思維變化方式無關的方面,James 稱之為「眼前狀態」(species present)。在某個時刻,你有一些處於注意力的中心,但同時,你微弱地擁有大約在 20 或 30 秒前一直在思考的東西。它像一個隊列一樣逐漸被拋棄。所以你在任何時刻不僅有現在,還有過去的一部分,這就是 James 稱之為「眼前狀態」。現在有一定的持續時間,因為它包含你最近一直在思考的事情。

然後思維的變化有兩種方式。有時變化是快速的,沒有……也許你可以說根本沒有注意力。它只是四處漂浮,然後突然停留在某物上,你給予注意力,那是你思緒流的「實質部分」(substantive part)。

然後是不同思想如何相互關聯的重要事情,這就是熟悉對象的「聯想」(association)。熟悉對象相互聯繫,其中一個湧現,立即會喚起其他的。你有思考的「習慣」(habit)。這是思緒流中的一種習慣。

然後我們可能有「感覺」(sensation),這只是感覺。我們得到相同的。知覺(perception),你如何在你的感覺領域中挑選出某些特定的事物,它們將成為熟悉對象。回憶(recall)一個記憶,回憶長時間未曾思考過的事情。記憶然後與過去的時間有一定的聯想,而行動(actions),這是我已經談論過的。

這是人類思維經驗基礎的一部分。另一部分現在來了,這是關於「突觸」(synapses)。Sherrington,他用狗做實驗,研究它們的反應方式,他對它們的脊髓進行手術,他發現神經系統中有「神經元」(neurons)。它們當然是興奮非常容易通過的線路,過去,直接,但它們被他稱為「突觸」的東西所中斷。兩個神經元通過一個突觸連接在一起,這是一個奇怪的東西,具有「可塑性」(plasticity)。突觸有幾種類型,Sherrington 當時就已經知道了。

最重要的,嗯,至少那些負責你的長期習慣的突觸,根據我的概念,它們的行為方式如下。在年輕個體中,所有這些突觸都是「停止點」(stopping points)。你的興奮來到這裡,它不會通過或只會非常輕微地通過,這就是大多數突觸在非常年輕的個體中呈現的樣子。但是如果在某個階段,興奮同時從兩邊傳來,這個突觸會以某種方式「打開」。每次發生這種情況時,它會以可塑的方式進一步打開,並且會變得越來越「具導電性」(conductive)。這是一個持續數週數月的事情,而不是數年。就像我說的,每次它被興奮,它就變得更具導電性。如果你讓它靜止,如果它不活躍,它會非常緩慢地退化。導電性會在幾年內下降。所以這就是如果你不思考它們,如果你不激活它們,事物如何逐漸消失的方式。

所以這就是我現在將向你們展示的第二個重要的經驗性組成部分。基於這兩個經驗來源,我現在 формулировка 了這幅圖,神經系統的結構。

突觸狀態理論的結構與功能

我將展示最後一張圖,也就是興奮是如何發生的圖。但首先是結構。你們將在這裡看到,如果你還記得 James 的圖,上面是感覺細胞,下面是肌肉。所以這裡介於兩者之間的部分,就是 William James 圖中那個神秘的部分。在我看來,這有五個層級。一個「項目層」(item layer)、一個「注意力層」(attention layer)、一個「眼前狀態層」(species present layer)、一個「感覺層」(sense layer)和一個「運動層」(motor layer)。

結構由三種東西組成。有「神經元」(neurons),那是我圖中的線條。還有「節點」(nodes)。節點在這裡用框框起來。那是神經元大量匯集的地方。

我們現在從「項目層」開始,我把它畫在中心。它有非常大量的節點,大約介於 100,000 到一百萬之間。我只畫了兩個,節點 A 和節點 B。每個節點都通過神經元連接、突觸和神經元與其他所有節點相連。所以突觸的數量應該是數十億個,因為每對節點都連接。這些突觸是像我剛才討論的那種,多年來以可塑的方式緩慢建立神經元之間的連接性。

現在,這是項目層。注意力層。這在左邊。項目層的每個節點都連接到一個共同的興奮源,就是上面這個框,通過一個注意力突觸(attention synapse)。這些突觸與項目突觸完全不同。通常它們不傳導,但如果相關的節點(這裡)被興奮,而且它可能從各種來源興奮,從其他節點或從感覺層,如果興奮超過某個點,這將影響這個突觸,使得這個突觸會逐漸變得非常具導電性,並會將強烈的興奮傳導到節點中,疊加到節點中已經存在的興奮上。這就是注意力此刻所在的位置。這是一個一兩秒的事情,非常短暫。注意力就是這樣運作的。

還有下一層,「眼前狀態層」。它的運作方式與注意力層相似。同樣,每個節點都有一個這樣的連接,一個特定的突觸,一個眼前狀態突觸(species presence synapse),它的運作方式很像注意力突觸,但稍慢。當這個節點被興奮時,它會興奮,但導電性會持續,並在大約半分鐘內下降,這就是通過這些突觸的興奮來保持眼前狀態中事物興奮的方式。

然後是「感覺層」。我們全身當然都有感覺細胞,通過我們的感官進入的東西取決於光或聲音,並在神經系統中有所修改,但我說在任何情況下,它都會進入某些特殊類型的節點,即感覺層的節點。光線進入某些節點,聲音進入另一組節點,會有成千上萬個這樣的節點,但不如項目層的節點多。感覺層的每個節點都通過一個突觸,一個感覺突觸(sense synapse),連接到項目層的一個節點,每個節點都連接。它們的反應速度比較快。我確信它們在變得具導電性時(被兩側興奮)壽命不如項目層的突觸長,所以我認為它們會比項目層的突觸更快下降,因此需要更頻繁地刷新以保持活躍。我相信這裡的時間尺度可能是幾個月。

好了,現在一個非常重要的點,這些節點,那就是經驗所在的地方。我們看到、聽到、嚐到、聞到、感受到的東西,這樣的節點的興奮是直接經驗到的。那就是我們在任何時刻所見到的。

最後,「運動層」(motor layer),這裡有節點,每個這樣的節點都連接到一塊肌肉,每個這樣的節點都通過一種特殊類型的突觸,一個運動突觸(motor synapse),連接到項目層的每個節點。再次,這些突觸的可塑性時間尺度較短。我的意思是,如果你訓練一塊肌肉,嗯,如果你懶惰去度假,不做任何訓練,那麼幾週後你就會變弱。這就是這些突觸的問題。

神經系統的一個非常重要的連接由這支粗箭頭表示。當肌肉被興奮時,它們當然會改變我們有機體外部的一些東西。而在外面,有感覺細胞。當然,這就是我們感受事物的方式。感覺是關於感覺細胞的事情。這一點 William James 已經非常清楚地確立了。感覺總是關於某種肌肉興奮,然後產生一種感覺。這由這支粗箭頭表示。

我可以總結我在這裡說的。項目層的節點是熟悉對象的具現。當這樣的節點被興奮時,我們經驗到這就是熟悉對象。一個關於衝動總和的重要事項,它發生在這些節點中。它們以各種方式連接在一起,並且它們的影響被總和。這是機制的核心問題。

這是結構。現在,它是如何運作的?興奮,它們如何... 這將是我解釋的最後一部分。興奮是關於通過神經元傳遞並在突觸中修改的某些過程。它們源於感覺細胞和眼前狀態的興奮,以及注意力的興奮。在任何時刻,都存在一個正在進行的興奮模式。我將向你們展示一個非常簡短、簡單,當然是簡化的部分。當這個人被問到一個問題時會發生什麼?Mozart 的生日是什麼時候?系統中發生了什麼?

我假設,當然,這個人以前聽過 Mozart,聽過生日等等。這意味著存在我這裡稱之為 Mozart、生日和 756 等等的節點。但問題是,如果興奮發生了什麼?嗯,第一部分,當你聽到這個問題時,我將看看聲音 Mozart 傳來時發生了什麼。嗯,我希望你們能用紅色看到,某些感覺細胞因聲音而興奮。感覺層的某些節點被興奮。也許一千個,也許兩千個,我不知道有多少,相當多會被興奮。現在,由於我們這個人對 Mozart 熟悉,這裡的這些突觸是具導電性的,通過總和,這個節點會被興奮。這也會立即興奮注意力節點和我們稱之為其他節點的「邊緣」(如 Salieri、Salzburg、Jupiter 等)。特別是這一個,它在此刻持續興奮這個節點。

然後「生日」(birthday)這個詞傳來,然後興奮模式是這樣的。Mozart 仍然因其眼前狀態突觸而興奮,但現在「生日」呼喚這裡的其他節點,並且已經訓練了關於「生日」的突觸。所以這兩個都被興奮了,由於它們都通過具導電性的突觸連接到 1756,這會被強烈興奮。所以這就是當你聽到這個問題時,1756 變得興奮的方式。

我非常想現在向你們展示,當我這裡寫 Mozart 時,它並不是寫在另一個系統中。所有的節點都是一樣的。Mozart 之所以是 Mozart,僅僅是因為突觸的狀態,例如 Mozart 案例中的這兩個突觸的可塑狀態,以及其他突觸。例如,可能有一個突觸,項目 8,連接到「欽佩」(admiration),這會引起一種欽佩的感覺。每當我想到 Mozart 時,我也會有一種欽佩的感覺,這會激發某些肌肉,然後回溯到一種感覺,這就是感覺如何產生/循環的。

所以你們看到,整個事情取決於這個人擁有這些節點,並且某些突觸處於特定狀態。在這張圖中,沒有認知主義者所談論的東西。任何地方都沒有記憶容器,任何地方都沒有語言處理,但它運作良好。

結論與發表挑戰

所以,這接近我演講的尾聲。我已嘗試在一些文章中呈現這個理論,一篇關於意識流,一篇關於感覺與知覺,一篇關於記憶(James 所理解的記憶,而不是當前的理解),一篇關於本能性與自主性行動,這些文章都沒有被我送去的期刊接受。人們不喜歡它們。實際上,ASM 的通訊(communication of the ASM)是第一篇發表這個新的心智生活理論的期刊出版物。我希望你們喜歡它,我非常渴望聽到你們對這個問題的評論。謝謝。

問答

問: 您能否簡要說明一下您在圖中展示的模式興奮處理過程中詞序的重要性?

答: 詞序,您是指理解句子中的詞序嗎?詞序當然是您聽到的聲音的一個方面。當然,我的意思是,在描述這裡的反應時,我只取出了這兩個詞。我沒有取出,當然對「when」和「why」也有類似的反應。它們會建立其他節點的其他興奮,我沒有展示出來。我無法展示一切,因為這是一個複雜的事情。但以這種方式,詞序會得到處理。這完全是習慣的問題,您已經習慣了什麼。如果您遇到不熟悉的詞序,它會被識別為不熟悉,這是一種方式,不正確的詞序會伴隨一種不熟悉的感覺。所以這沒有什麼新鮮或特別的。

問: 只是一個澄清,興奮模式是某種同步發生的,還是在模式本身存在一個順序?

答: 在某種意義上,它是同步發生的。嗯,我想我可以說它發生在眼前狀態(species present)中,這當然是這個概念變得非常關鍵的地方,所有這些反應將會同時發生,因為眼前狀態突觸會在一定持續時間內保持所有這些事物興奮,這將傾向於讓我們的注意力轉移到由某些組合引起的不同複雜感受上。當然這很複雜,但這肯定是一個非常簡化的圖景。但我認為,如果您需要考慮詞序的反應,不會引入任何新的東西。我認為不會引入任何新的東西,您可以通過這些節點和適當的突觸連接涵蓋所有這些。我不知道,這是否回答了您的問題?

答: 是的,謝謝。

答: 謝謝。

問: 我的問題與實驗有關。我的問題與實驗有關,基本上,您如何,您認為可以通過實驗來驗證這個模型嗎?您認為可以嗎?我這裡可能沒有。好的,這樣好點了嗎?我的問題與實驗有關。

答: 實驗?

問: 是的,您認為可以使用您的模型來做預測嗎?或者您認為可以進行實驗來驗證您的模型嗎?是在神經生理學領域嗎?不一定,可以是類似行為主義的實驗。

答: 嗯,我的意思是,就實驗而言,我相信我們神經系統的經驗基礎已經被 William James 的描述充分涵蓋了。我沒有感到有任何需要補充,因為它太豐富了。我想說,William James 對神經系統的描述,他的心理學,我認為它是全人類最偉大的科學著作。沒有什麼比這更偉大,沒有什麼比這更深刻,它涵蓋了所有現象中最重要的事情,人類思維。它與牛頓的《原理》(Principia)關於力學並駕齊驅,但我認為它更重要,因為問題確實遠為重要。

然後令人難過的是,這幾乎不為現代心理學家所知。這是我近年來活動的其中一個重點,就是指出這一點,並使整個心理學領域回到富有成效的學習狀態。這有任何…?

問: 我只是想知道我們是否可以使用這個模型來做預測,基本上,關於某些特殊的事情,我們可以…基本上,我們能否用它來做一些可以驗證這個模型的事情,或者例如說,其中一些項目不是那樣運作的?我想這就是我的…作為一個實驗學家,我想知道如何使用這種模型。

答: 我不知道這是否回答了您的問題,但這當然開啟了廣闊的神經生理學領域。我的意思是,現在生理學家必須去尋找節點,尋找事物所在,尋找它們如何在化學上運作。所有這些都只是我的假說。然後它開啟了廣闊的病理學領域,了解擾亂。藥物如何影響這些突觸?酒精影響什麼?老年人會發生什麼?所有這些都從神經生理學的角度來看。我相信這是一個廣闊的領域,我當然完全無法觸及。我完全不是神經生理學領域的人。我會將這種結構與 Crick 和 Watson 於 1953 年發現的 DNA 結構相比較。他們確立了分子層級上的生命基礎是什麼。我想說,這確立了神經層級上的生命基礎是什麼。以前從未有過類似的東西。

到此結束。