刘伟|智能中的计算与算计

科技   2025-02-02 13:00   山西  

作者 | 刘伟  北京邮电大学人机交互与认知工程实验室主任、剑桥大学访问学者
转自 | 人机与认知实验室

智能中的“计算”与“算计”可能在某些方面有所重叠,但它们的内涵和使用背景有所不同。计算一般指的是基于已知数据和规则,通过算法进行推理、运算和处理的过程。计算往往是理性、精确和系统化的,机器学习中的训练过程就是一种计算,它依赖于大量的数据和复杂的算法模型,通过不断的计算来优化结果。算计则通常带有一些“谋略”或“心机”的意味,强调的是一种更具目的性和策略性的操作。它可能涉及一些推测、对未来的预测或计划,并且有时可能带有某种操控性和主观色彩,在人机关系或博弈竞争中,某些决策和行动会被视为“算计”,通常是为了获得某种特定的利益。

在智能领域,这两者有时可能会交集。比如,人工智能在处理复杂决策时,可能不仅仅是简单的计算,而是通过深度学习和推理模拟“算计”行为,尤其是在博弈论、决策树、资源分配等领域。AI可能会基于环境和数据计算出最优策略,并有时候采取类似“算计”的方式,以达到特定目标。

一、西方智能的计算与中国智能中的算计

计算与算计的对比涉及到了东西方在智能领域中的理念和应用上的不同。简单来说,西方智能的“计算”往往是基于理性、数据和算法的推演,强调的是科学方法和精确性;而中国智能中的“算计”,可能会更多地反映出系统、整体和战略思维的差异,强调目的性和灵活应变的策略。

1、西方智能中的“计算”

在西方,尤其是美国和欧洲,智能系统的发展往往基于理性、数据驱动和算法。西方的人工智能研究和应用通常着重于以下几个方面:

1)理性与透明性:西方的计算通常强调科学方法,追求逻辑和透明性。无论是机器学习、深度学习还是传统的计算模型,通常都需要清晰的推理过程和解释。计算结果通常是可以被验证、调整并复现的。

2)技术为中心:技术驱动是西方智能发展的一大特点。西方人工智能的重心在于如何利用大量数据和先进算法来提升系统的决策能力,通常看重的是效率、准确性和自动化。

3)理性决策:许多西方智能系统被设计用来模拟人类的理性决策过程。例如,在金融、医疗、自动驾驶等领域,AI被用来分析海量数据并做出精准决策,目的是为了提高效率,减少人为失误。

2、中国智能中的“算计”

而在中国,智能应用则往往更注重策略性和灵活性,可能带有更多的“算计”成分。这种“算计”更多反映了中国文化中的整体主义、灵活变通和长期规划的特点,以下是一些可能的特点:

1)战略性与长远目标:中国在智能技术的应用中往往着眼于长远的国家战略目标,如“科技强国”、产业升级等。许多领域的AI应用可能不仅仅是为了解决当下的问题,还承担着更大的国家或社会层面的战略任务。例如,在人工智能领域,中国的大力投入并非仅限于眼前的技术突破,而是着眼于通过技术革命在未来获得全球竞争力。

2)灵活应变与迂回策略:中国文化中有着较强的灵活性,很多时候“算计”往往体现在如何应对复杂和多变的环境,采取不同的策略以达到最终的目标。智能技术的应用常常是多元的,不拘泥于传统方法,而是强调通过不同的方式寻求最合适的解决路径。

3)数据和隐私的利用:在数据使用方面,中国的智能系统可能会比西方更加侧重大规模数据的整合与应用,尤其是在政府和企业层面。通过人工智能分析社会行为、消费者需求等,可能会更倾向于在数据的广泛利用上发挥优势,来实现政策引导、商业决策或社会管理的目标。

4)社会管理与监管:在中国,AI不仅仅用于商业领域,还在社会管理和国家安全等方面有着广泛应用。例如,面部识别技术在公共安全领域的使用,虽然提升了社会管理效率,却也带来对隐私和自由的潜在威胁。这种算计不仅涉及技术的运用,还涉及如何通过智能系统来实现更高效的社会管理。

大体而言,西方智能的计算重视理性、透明、数据驱动和算法优化;而中国智能中的算计则可能更强调战略性、灵活应变、全面整合与系统管理,这些差异与东西方的文化、社会结构和国家发展战略密切相关。

二、西方数学讲究逻辑、精确的计算,中国古代数学擅长模糊、不确定的算计

西方数学和中国古代数学存在一些显著的差异,尤其是在方法论和哲学思维方面。西方数学讲究逻辑、精确的计算,而中国古代数学擅长模糊、不确定的算计反映了两者在发展过程中有所不同的思维方式和文化背景。

1、西方数学

西方数学自古希腊时期以来,尤其是在欧几里得、牛顿、欧拉等数学家的影响下,逐渐形成了严密的逻辑推理体系,强调演绎推理和精确计算。西方数学的特点包括:

1)逻辑严谨:例如公理化方法在数学中占据重要地位,尤其在几何学、代数学、数论等领域,数学理论通常是建立在明确的定义和公理基础之上的。

2)精确度:西方数学尤其注重计算的精确性,从代数的符号表示到微积分的精确计算,都要求严谨和清晰的推理步骤。

3)形式化:公理化系统的使用使得西方数学能够提供更为统一的框架,并用公式、定理等形式表达各种数学对象。

2、中国古代数学

与西方数学的精确和系统不同,中国古代数学更侧重于实用性、经验性和直观的处理,尤其是古代的算术和天文学。在中国古代数学中,模糊性和不确定性的特点体现在以下几个方面:

1)注重实际应用:中国古代数学的应用多见于实际生活中的算计,如农业、建筑、商贸、天文等领域。例如,《九章算术》便是以实际问题为基础,涵盖了包括分数、比例、方程等数学概念,但并没有过多强调理论上的精确度。

2)经验和推测:古代中国的数学往往依赖经验法则或试错法来解决问题,且较少运用严格的证明过程。例如,《周髀算经》中的天文计算方法,虽然在一些情况下并不精确,但却能够满足当时的实际需求。

3)模糊与综合性:中国古代数学在处理问题时,有时采用的是近似或估算的方式,如在测量、天文观测等领域,计算结果的精度通常基于实际情况的需要,而非精确到小数点后几位。古代的'算法'通常侧重于技巧和步骤,而不太强调严密的逻辑推理。

西方哲学传统中有强烈的理性主义影响,尤其在希腊哲学中,逻辑和抽象推理得到了极大的重视。随着时间的推移,数学开始走向系统化、抽象化。中国古代的学术传统更多注重“合”,即结合实践与经验,强调务实与和谐,如儒家的思想讲究“中庸”,道家的思想强调“无为而治”,这些哲学观念都影响了中国古代学术和科学的发展。这两种传统并非是绝对对立的,而是基于不同文化、历史背景和需求所形成的不同数学思维方式。西方数学强调从抽象推理到精确计算的系统性,而中国古代数学则注重实践中的灵活应用和经验总结。在一些领域,现代数学的发展正是在这两种思维方式的融合与互补中取得了显著的成就。

三、“万物皆计算(数)”或“计算主义”是西方哲学、科学文化与智能的重要思想渊源之一

1、哲学渊源

计算主义的思想可以追溯到古希腊时期。毕达哥拉斯学派提出“万物皆数”的观点,认为宇宙的秩序和规律可以通过数学关系来描述。柏拉图进一步发展了这一思想,认为宇宙的灵魂和人的灵魂都可以用数学形式来刻画。这种对数学和逻辑的重视,为后来的理性主义和计算主义奠定了基础。近代哲学中,理性主义传统强调通过理性和逻辑来认识世界。例如,莱布尼茨对二进制的研究为现代计算机科学提供了理论基础。这种对逻辑和计算的重视,使得计算主义在现代哲学中逐渐形成并发展。

2、科学文化中的体现

西方科学文化强调通过数学和逻辑的方法来研究自然现象。从牛顿的经典力学,到现代物理学中的量子力学和相对论,数学都扮演了核心角色。这种对数学和计算的依赖,体现了“万物皆数”的思想在科学实践中的应用。随着计算机技术的兴起,计算主义成为一种重要的世界观和方法论。计算机科学的发展使得人们能够通过算法和模型来模拟和理解复杂的自然和社会现象。例如,在人工智能领域,计算主义为研究人类认知和智能行为提供了理论支持。

3、对西方哲学和科学文化的影响

计算主义推动了对心灵、意识和认知的重新理解。心灵的计算理论(Computational Theory of Mind)认为,人类的认知过程本质上是一种计算过程。这种观点改变了人们对人类心智的传统认识,引发了关于意识、自由意志等哲学问题的深入讨论。计算主义对现代科学研究产生了深远影响。它不仅为物理学、化学等基础学科提供了新的研究工具和方法,还在生物学、心理学、社会学等领域开辟了新的研究方向。例如,通过计算模型来研究生物进化、社会行为等复杂现象。

计算主义强调通过逻辑和计算来理解和解释世界,这种方法论在科学研究中取得了巨大成功。它推动了科学的进步,促进了技术的发展,为解决复杂的现实问题提供了新的思路。然而,计算主义也存在一些局限性。它可能过于强调逻辑和计算的作用,而忽视了人类情感、直觉等非计算因素在认知和行为中的重要性。此外,将一切现象都归结为计算过程,可能会导致对复杂系统的简化理解,忽略其多样性和不确定性。综上所述,“万物皆计算(数)”或“计算主义”是西方哲学和科学文化的重要组成部分,它在理论和实践上都具有重要意义,但也需要在应用中注意其局限性。

四、中国传统数学注重“术”的应用

中国传统数学更注重具体的算法和方法,强调通过具体的步骤和技巧来解决实际问题。如《九章算术》通过具体的案例和算法,展示了如何解决各种实际问题,如土地测量、粮食分配等。中国数学更关注事物之间的关系和变化规律,而不是单纯的数值计算,中国传统数学中的“天元术”和“四元术”等代数方法,注重通过符号和方程来表达和解决实际问题。中国传统数学更善于在模糊性和不确定性中寻找规律,中国古代的数学家在处理复杂问题时,常常采用近似方法和经验公式,而不是追求绝对的精确性。中国数学的思维方式更注重实用性和灵活性,强调根据具体问题选择合适的方法。这种方法在处理实际问题时往往更加高效和灵活。

五、二者相辅相成,是未来人机环境系统智能发展之源

相比之下,西方强调逻辑性和精确性,注重通过公理化体系和定理证明来构建数学理论。更关注数学理论的系统性和完整性,追求普遍性和一般性。通过数学建模和数值分析等方法,解决复杂的现实问题,追求高度的精确性和确定性。西方数学的逻辑性和精确性使其在理论研究上取得了巨大成就,为现代科学的发展提供了坚实的基础。

中国则更注重实用性和灵活性,通过具体的算法和方法解决实际问题,更善于处理模糊性和不确定性。更关注数学在实际生活中的应用,强调通过具体案例和算法来解决问题,通过近似方法和经验公式,解决实际问题,更注重方法的实用性和灵活性,适合在复杂多变的现实环境中寻找规律。

中西方数学文化与智能各有特点和优势,它们在不同的历史背景和文化环境中发展起来,形成了各自独特的思维方式和研究方法。西方数学的还原逻辑性和精确性使其在人工智能理论研究和复杂问题的解决上具有优势,而中国数学的实用性和系统灵活性使其在解决实际人机环境系统问题时更加高效。在现代智能、数学研究和应用中,我们可以借鉴中西方数学的优点,结合逻辑推导与实际应用,更好地解决各种问题。

上面是一个典型的计算计案例





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