智能·意识·意向性
前言
计算机科学是对围绕计算机的现象所作的研究。这一领域的创立者深知这一点，所以他们自称为计算机器协会。机器——不仅是指硬件，而且是指带程序的活生生的机器——就是我们所研究的有机体。
这是第十次图灵讲座。在我们之前，已经有九位任务在这一讲座上就计算机科学提出了九种不同的观点。因为我们的有机体，即机器，可以在多种层次上并从多种角度进行研究。我们今天在这里提出另一种观点，深感荣幸，这一观点已经渗透在我们因之而受表彰的科学研究中。我们想把计算机科学称为经验探索。
我们的观点只是诸多观点中的一种，以前的讲座可以说明这一点。然而，即使将这些讲座汇总起来，并不能涵盖这门科学的整个范围。这门科学的许多基本方面尚未在这十次荣誉讲座中提及。当罗盘转动了一圈，计算机科学的每个方面都已讨论过的时候，如果这一天到来——当然这不会太快，那么新一轮循环又会开始。讲演者必须像兔子那样，年复一年地追逐那些一小步一小步增长的积累——在持续不断地比赛中乌龟所取得的科学和技术的进步。每一年都有新的差距出现，都在召唤新的冲刺，因为在科学中是没有终点的。
计算机科学是一门经验学科。我们也可以把它叫作实验科学，但是像天文学、经济学和地质学一样，它的某些独特的观察方式和实验方式已跳出实验方法狭隘的旧框框。然而，它们是实验。每制造一台新的机器都是一次实验。事实上，建造机器是对自然界的提问，同时我们也通过对运作中的机器进行观察和用一切有效的分析和测量手段对它进行分析，来听取答案。每编制一个新程序都是一次实验，它是向自然界提出一个问题，而它的行为为获得答案提供了线索。无论机器还是程序都不是黑盒子，而是已经设计出来的人工制品，既有硬件也有软件，我们可以打开它们，朝里看一看。我们可以把它们的结构同它们的行为联系起来，并从单个的实验中得到许多有用的东西。我们不必制造100个比如说定理证明程序的复制品，用统计学方式证明它尚未克服因按期望的方式进行搜索而出现的组合激增。借助于一些运行过程来查看程序，揭示出它的缺陷，我们就可进行下一个尝试。
我们制造计算机和程序的原因是多种多样的。我们把它们制造出来以服务于社会，并作为完成社会经济任务的工具。但是，作为从事基础研究的科学家，我们制造及其和编制程序是一种发现新现象和分析我们已知现象的方法。公众常常会对这一点有误解，认为建造计算机和程序只是因为它们能产生出经济用途（或是朝着这种用途发展系列中的中间环节）。我们应当看到，围绕计算机的现象有其深层意义，同时又尚未分明，需要大量的实验来揭示其本质。我们应当看到，像在任何一门科学中那样，从这样一些实验和理解中积累起来的收获会在长久的新技术获取中收到成效，而正是这些技术，将创造出有助于社会实现其目标的工具。
然而，我们这里的目标并不是寻求从外部世界作出理解。我们是要考察这门科学的一个方面——通过经验探索而形成的新的基本理解。对此，最好是通过实例来说明。如果在这一场合我们从自己的研究领域中选取一些例子，我们会得到原谅的。正如我们将会看到的那样，这些例子涉及整个的人工智能发展，特别是它早期的发展。它们所依据的远远超出我们个人的贡献。即使在我们直接作出贡献的那些地方，也是同其他人合作的结果。在我们的合作者中，特别要提到的是克里夫·萧，整个50年代后期那段令人兴奋的时期里，我们与他组成了一个三人小组。此外，在卡内基-梅陇大学，我们还与许许多多同事和学生一起工作过。
由于时间的限制，只能举出两个例子。第一个是符号系统观念的形成。第二个是启发式搜索观念的形成。对于理解信息是如何加工的，以及智能是如何获得的，这两个概念有其深刻的意义。然而它们尚未达到对整个人工智能范围作出全面说明的程序，尽管在我们看来，它们在展示该部分计算机科学的基础知识性质方面是有用的。
符号和物理符号系统
已有的基础方面的计算机科学知识的成果之一，就是在较为基本的层次上对符号是什么作出了解释。这种解释是关于性质的科学命题，是由经验得出的，它的形成是长期的、渐进的。
符号是智能行动的根基，这无疑是人工智能最重要的论题。因此，它对于整个计算机科学来说，也是最重要的问题。因为所有信息都是为一些目的服务而由计算机加工的。而我们衡量一个系统的智能水平，是看它在面临任务环境所设置的种种变动、困难和复杂性时，达到规定目的的能力。当所完成的任务范围有限时，计算机科学在实现只能过程中的这一总的投入并不引人注目，因为这时可以准确地预见这一环境中的全部变动。当我们将计算机扩展到更为综合、复杂和知识密集型的任务中去时，亦即我们试图让它们作我们的代理者，能够独自处理自然界中的全部偶发事件时，它就变得较为醒目了。
我们对于系统具有智能行为的必备条件的理解，是慢慢清楚起来的。它是复合型的，因为任何单个的基本事物都不能说明智能的全部表现。正如不存在能通过自己的特殊性质表示生命实质的“生命原理”一样，也不存在任何“智能原理”。然而，没有简单明了的解决方法，并不意味着智能在构造上没有任何必备条件。一个这样的必备条件就是存储和处理符号的能力。为了提出这一科学问题，我们或可对W·麦卡洛克（McCulloch 1961）著名文章的标题作出释义：符号是什么，使得智能可以使用它？智能是什么，使得它可以使用符号？
定性结构定律
所有科学都刻划出它们所研究的系统的基本性质的特征。这些特征在性质上表现出稳定的定性特点，因为它们设定了说明方式，在这个说明方式中更可以形成更为详细的知识。它们的实质常常可以通过非常简明、非常一般的陈述来捕捉。如果不是出现了那些证明它们是最重大的成果的历史证据，人们也许会因为这些普通定律的局限的特性，而断定它们对整个科学只作出了较小的贡献。
生物学中的细胞学说生物学中的细胞学说是一个很好的定性结构定律的例子，它指出，一切活的有机体的基本组成单位是细胞。细胞以大量的不同形式出现，虽然它们都有一个核，周围是细胞质，而整个细胞由一层膜包围着。但是从历史上看，这种内部结构并不属于对细胞学说的说明，它是通过细致研究得出的后续特性。细胞学说可以由我们上面给出的陈述接近完整地表达，至于细胞的大小如何，则是一个模糊的概念。然而这一定律给生物学带来的影响是巨大的，在这一学说被逐渐接受之前，该领域丧失的活力是相当可观的。
地质学中的板块构造说地质学为定性结构定律提供了一个令人感兴趣的例子。它之所以令人感兴趣，是因为它是近十年间（本论文发表于1976年）才得到承认的，所以它变得举足轻重的情况，我们还记忆犹新。板块构造理论认为，地球表面是由一些大板块拼集而成的，这些板块共有数十块之多，它们（以地质学的速率）运动着，相互背离、重叠，或是向下进入地心，到了地心，就失去它们的原貌。板块运动对于大陆和海洋的形状以及相对位置作出了解释，并解释了火山和地震活动的区域，以及深海海脊等等。增加一些速率和大小方面的细节，这一重要理论就得到详细说明了。当然，在成功解释了许多细节之后，它才得到承认，这些细节全都一致符合（例如对西非与南美东北部之间植物群、动物群和地层一致性的解释）。板块理论表现出高度的定性特点。目前它得到了承认，整个地球似乎到处都在为它提供证据，因为我们是按照它去认识世界的。
细菌致病理论自巴斯德阐明细菌致病理论以来，已过了一个多世纪，这个理论是在医学界引起一场革命的定性结构定律。这个理论指出，大多数疾病是由身体中微小的、活的单细胞有机体的存在和繁殖引起的，疾病的传染就是这些有机体从一个宿主传播到另一个宿主。该理论的大部分精心研究在于确定出与特定疾病相联系的有机体，对它们加以描述，并追踪它们的生存过程。这个定律有许多例外情况——有许多疾病不是由细菌引起的，但这一事实并没有降低它的重要性。这个定律告诉我们要寻找特殊致病原因；且并不认为我们总会找到这种原因。
原子论学说原子论学说与上面刚提到的三个定性结构定律形成了有趣的对照。因为它自道尔顿的研究工作和他对化学品以固定比例相结合的证明，所以这个定律提供了定性结构的一个典型例子：元素是由细小的、均匀的颗粒组成的，一种元素的颗粒不同于另一种元素。但是由于原子的基本种类是如此简单，其变化范围是如此有限，所以很快形成了定量理论，它们吸收了原来定性假设中的所有一般性结构。从细胞、构造板块和细菌可见，结构的种类是如此之多，这说明基本的定性原理具有特殊作用，它对整个理论的贡献是清晰可见的。
结论定性结构定律在科学中随处可见。我们可以从中看到某些人类最伟大的科学发现。正如这些例子所表明的，它们往往建立了整个科学赖以运作的说明方式。
以上文章被中国计算网收录于2018年12月4日，转自c3同学共创空间，欢迎CAE与计算机行业人士投稿于中国计算网
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