阿蘭.圖靈被認為是計算機科學的奠基人，他發明了一種計算模型，稱為“圖靈機”，它是一種假想的可實現通用計算的模型，對計算機科學的發展產生了重要影響。

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當AlphaGo宣佈擊敗李世石之時，所有的人都認識到，一個全新的時代開始了。對於IT從業者和人工智慧研發者來說，這是最好的時代：人工智慧將全面更新人類的生產、生活、學習、消費和娛樂方式，甚至思考方式，美好的前景已經開始展現。但是，對於不理解甚至恐懼人工智慧者來說，這是最壞的時代：人們有理由擔心自己的工作被機器取代。物理學家霍金甚至呼籲，要警惕人工智慧支配甚至控制人類！

無獨有偶，在此前稍早時3D列印技術的進展一度引發轟動。緊接著，工業4.0設想甚囂塵上。根據德國工業4.0指引，科技和工業先進國家正在由工業3.0邁向工業4.0。中國在同時具備工業1.0、2.0、3.0的背景情況下，也出臺了《中國製造2025》檔案。人們都在憧憬未來的智慧製造，德華人則更加明確地指出，在工業4.0時代3D列印技術將居於智慧製造的核心。

最近幾個月，微軟、谷歌、Facebook、聯想等IT公司競相研發虛擬現實系統，並已經開始陸續推出上市產品。本文試從哲學角度對上述人工智慧、虛擬現實和3D列印做技術以及一些相關領域作簡要討論，以求對晚近IT的某種抽象理解，進而討論IT這個本時代代表性技術的社會影響。

一、 圖靈機

圖 1 圖靈機模型

從結構上看圖靈機由以下幾個部分組成：

(1) 一條無限長的紙帶TAPE。紙帶被劃分為一個接一個的小格子，每個格子上包含一個來自有限字母表的符號，字母表中有一個特殊的符號口表示空白。紙帶上的格子從左到右依此被編號為 0,1,0,B，A...，紙帶的右端可以無限伸展。

(2) 一個讀寫頭HEAD(即圖 1中的q1部分)。該讀寫頭可以在紙帶上左右移動，能讀出當前所指的格子上的符號，並能改變當前格子上的符號。

(3) 一套控制規則TABLE。控制規則根據當前機器所處的狀態以及當前讀寫頭所指的格子上的符號來確定讀寫頭下一步的動作，並改變狀態暫存器的值，令機器進入一個新的狀態。

(4) 一個狀態暫存器。狀態暫存器用來儲存圖靈機當前所處的狀態。圖靈機的所有可能狀態的數目是有限的，並且有一個特殊的狀態，稱為停機狀態[1]。

在過去80年時間裡，數字計算機是可以按照我們所描述的原理製造的，而且的確已經制成了，同時確實能非常接近地模仿人類計算和推理的行為。這個機器的每一部分都是有限的，但它有一個潛在的無限長的紙帶。因此這種機器只是一個理想的裝置。圖靈認為這樣的一臺機器就能模擬人類所能進行的任何計算過程。隨後，1950年，圖靈更進一步提出，圖靈機就是一種思維機器。圖靈的原意是，運用這樣的機器，他能夠證明機器可以任意模仿人類的智慧，以圖靈機為基礎的機器思維是可能的。

眾所周知，圖靈機器設想經過馮·諾依曼等人改進後成就了現代電子數字計算機，並獲得遠超預期的發展。根據圖靈的建議，一種鑑定機器是否擁有智慧的有意義的方法是令機器與人類對弈。這一建議影響了許多代計算機的發展。在計算機無數重要功能設定和應用中，與人類對弈一直為人看重，同時計算機也表現出眾。2005年，“深藍”在國際象棋對陣中擊敗世界冠軍卡斯帕羅夫；到2016年，AlphaGo則在圍棋對弈中擊敗世界冠軍李世石。這兩次重要事件被認為是計算機和人工智慧的里程碑式的進步。

然而，圖靈原初關於計算機可以模擬思維的設想並沒有得到所有哲學家和人工智慧學者的一致認同，反而激起經久不息的熱烈爭論。其中，反方意見特別值得關注：1979年，休伯特·德雷福斯在其著作《計算機不能做什麼？》中指出，建立在圖靈機器基礎上的計算機器不可能產生人類的智慧[2]；1980年，約翰·塞爾用令人歎為觀止的“中文屋”思想實驗證明，建立在現代計算機基礎上的機器系統只是在執行指令、行動、推理，與理解無關。機器系統和意識與理解無涉[3]。約翰·塞爾本人就是重量級人工智慧學家和哲學家。

10餘年後，德雷福斯把原先的著作換名為《計算機還不能做什麼？》，幾乎一字不改地重新出了這本書第三版。德雷福斯給這個版本加寫了一篇很長的序言，指出雖然時間過去10多年，計算機早就今非昔比並且經過與網路和各項社會應用結合已發展成社會基礎設施，但是我們離實現人工智慧不是近了而是更遠了：因為腦科學的進展使得我們對智慧有了比過去更確切的瞭解，然而我們的人工系統卻遠遠不能實現那樣的功能模擬[4]。另一方面，2002年約翰·塞爾也在《中文屋21年》一文中堅定地認為，我們距離真正的人工智慧還有很長的路要走[5]。自1980年代以來，人們雖然窮盡各種辦法，但是機器理解問題還是一籌莫展。

儘管現代計算機器擁有極為強大的計算功能，數以億計的固定與移動計算裝置已經被廣泛使用，諸如AlphaGo、虛擬現實、無人駕駛系統、各類擬人機器人以及3D列印、智慧製造系統等等給人以深刻印象，甚至改變了工業產業態勢，改變了社會執行機制，然而德雷福斯和塞爾他們提出的問題並沒有得到解決：計算機沒有產生出智慧。

或許，回到初心，包括圖靈在內的早期人工智慧研究者只是希望用人工系統模擬人類智慧，而非人工生產出智慧。然而隨著機器運算能力的急速增強，人們慢慢產生“錯覺”，以為高運算效能的機器系統可以生產出智慧，進而人工智慧成為追求目標。那麼，我們究竟應該如何看待圖靈機器呢？怎樣理解圖靈機濫觴形成的計算機大世界、大世紀呢？

二、 機器與知識的相互作用

對此，我們可以引入卡爾·波普爾的三個世界理論來幫助理解。首先，需要把人類的創造物(精神活動的產品)從客觀世界和人類自身之中分離出來，這樣我們就有了三種客觀實在：物質自然、人以及人的精神活動產品。波普爾已經對這種三個世界作了較深入的研究，分別稱之為世界1、世界2和世界3。波普爾指出[6]，最先有世界1，再經過長期自然進化和演化後產生出世界2，而人類知識特別是理論成就累積成為世界3。人類文明建立在三個世界共同發展的基礎之上，特別是世界3的積累與擴充套件。20世紀70年代，波普爾與澳洲腦科學家、諾貝爾獎獲得者艾克爾斯合作，嘗試用三個世界理論解釋發生在人類大腦中的認知過程。他們合著的《自我及其大腦》(The Self and Its Brain)一書是研究心理學、認知關係問題、身心關係和人工智慧問題的經典文獻[7]。

波普爾是個實在論者，他的三個世界都有強烈的本體論特徵，特別是世界3，其客觀實在性和自主性是他所一貫堅持的。然而，波普爾對三個世界之間的關係的意見不完全適合於今天的資訊時代。他雖然認為世界3是客觀的，甚至是自主的(即有其客觀規律的)，但是世界3並不能夠直接與世界1進行相互作用，人(世界2) 是世界3與世界1之間必須的和最為關鍵性的中介[8]。這樣的理論可以解釋計算機發明以前的情況，但顯然是不合適解釋我們遇到的計算機器問題，因為它武斷地割裂了物理世界與人類精神活動產品之間可能會發生的聯絡與互動，而隨著IT進步這一情況已經發生了根本變化。

仔細考察以圖靈機和以計算機為核心的資訊處理技術系統，我們就必須承認，這樣的系統由兩大部分組成，服從物理運動規律的機器硬體系統(參見圖 1、q1、世界1) 和人類的精神活動產品軟體(長紙帶記載的程式、計算機程式軟體和各種格式文件文字)。這兩大部分的技術構成、功能和特點都是前所未有的。計算機硬體系統的核心是處理器，它能夠按照時間序列和程式預設進行運算，使人的意圖“可執行”，鑑於它的物理特性和實體特徵，我們認為它是屬於世界1的；計算機程式以其是人類的精神活動產品而言，理所當然屬於世界3成員。但是它又是一種十分不同於波普爾意義上的精神產品，與過去的書籍、紙張上印記的知識有著根本的區別。它包含有可以控制機器(計算機)執行的時間指令，這些指令在特定的按時間序列執行的資訊處理器中能夠得到執行，因而程式是一種“時間相關”的世界3。此前的世界3只是“時間無關”的文字。這樣由軟、硬體組成的資訊處理系統，本質上具備使世界3與世界1進行直接相互作用的能力。在前述圖靈機模型中，正是在讀寫頭與長紙帶中所發生的情形：透過機器與程式之間的時間關聯，二者相互間發生作用，同時各自的物理狀態發生相應改變。

我們可以認為，現代IT技術本質上是由計算機執行相應的應用程式實現的，一切運用計算機器實現的功能，都是軟體和硬體二者相互作用的結果，即世界1與世界3的相互作用。①我們之所以強調二者的相互作用，是因為在實際運算中發生的不僅僅是硬體被動地執行軟體程式的指令——如果是那樣的話，人工智慧只不過是一種工業自動控制系統——而是在這樣的技術系統中，硬體部分還有大量的感知元器件擔任自動輸入功能，系統把探測到的訊號轉換或者新增到軟體程式中，進而完成硬體系統對軟體系統的“反作用”。這種作用與反作用的動力來自於計算機系統的核心——中央處理器。在整個機器系統的運算過程中，軟體和硬體的這種相互作用時時刻刻發生著。這樣，我們就可以把現在和未來社會還原到機器與知識的相互作用模型上。

如果用這樣改進了的三個世界理論眼光來觀察虛擬現實，當人參加到這樣的智慧系統中去的時候，所發生的情況就是三個世界的相互作用。計算機把訊號處理成人類感官能夠識別的光(影象或影像)、聲、機械(觸覺)等物理訊號，為人的感覺器官感知；而人的透過頭部、手部和軀體的運動把控制資訊經過硬體系統送入機器的感知部分，轉換為電訊號後加入到軟體和程式中，再經過機器的執行再次轉換成物理訊號反饋給人。所以，這裡發生的是三個世界的相互作用，其中世界3與世界1兩個部分的相互作用完全可能是直接的，世界1與世界3的物理狀態時刻變化著。

到這裡，我們就看到人工智慧最具有哲學意義的方面：它在人類文明歷史上首次實現了三個世界的相互作用。這是一項根本性的突破，只有現代資訊科技才能夠實現這樣的突破。它要求對波普爾的三個世界理論做出重大修正：世界3與世界1相互作用。但是，這項突破的全部意義遠遠超出哲學範疇，它還將深遠影響人類對於資料的認識，對於未來製造業的認識，影響人類的知識創造、對知識本身的意義與價值的評估、對未來的以知識為基礎的經濟活動的認知、對新的勞動概念、新的生產關係的理解與認識等等。簡而言之，可以預期，發現使知識與物質世界直接相互作用的手段與原理將會對人類文明走向起到重大影響。

三、 資料及其意義

由於世界3本質上就是資料，知識與機器互動原理使得資料有了新的更加根本性的重要意義。隨著大資料時代到來，資料代替經驗成為認知來源，已經越來越得到廣泛認同。歷史事實(特別是科學研究歷史)表明，所謂經驗，本質上是人們透過某些手段獲得資料，例如測量。人們透過測量獲得資料，然後在資料中進行篩選，進而運用歸納方法或演繹方法在資料之間建立聯絡，得到科學認知或一般意義上的認知。

某種意義上說，科學進步就是獲得越來越多的資料化經驗。例如對於不同顏色的光的識別，牛頓時代的人們可以用肉眼比對顏色差異，但到十九世紀末，由於發明了色譜儀和光柵，顏色就可以直接轉換成數值出。這對許多科學研究領域都極為有用，甚至是絕大多數科學資料的來源。我們對原子世界的認知、對於宇宙的認知，全部來源於光現象的資料化。以往所謂的資料只是主要與科學技術研究和工業生產有關。然而到了今天，隨著資訊科技飛速進步，資料已經幾乎完全覆蓋了我們的感官：我們所看到的、聽到的，甚至觸控到的以及嗅覺和味覺都能夠感知到。幾乎除了人體自身的主觀感受外(如疼痛感)，一切客觀經驗實際上都透過某種技術方式轉換成資料，從而在很大程度上替代了我們對外部世界的直接認識。資料的影響已經遠遠超出科學研究領域。在這個大資料時代，我們獲得與儲存的資料量以指數規律增長，人人都面對資料，都受到資料影響。即使不是唯一來源，資料也已經成為我們感受和認知外部世界的最主要來源。

此外，或許更重要的是，資料中還有很大一部分是人們編寫的知識或計算機程式。這可以理解為人們將獲得的經驗資料加以條理化和建立邏輯關聯，使之可用於解釋現象，可控制計算機器。前一種情況早在現代資料產業形成之前已經廣泛存在於書籍報章之中，實際上是通常所說的科學理論以及用以描述和解釋各類社會現象與歷史的學說；後一種情形則以現代計算機為存在基礎，它是使計算機服務於人類的重要知識。這些知識與程式、與前述的資料差別在於，前者是離散的、隨機的、數量巨大的，而後者是經過分類整理建立邏輯關聯的，甚至經過形式化處理的。

有了對知識與機器相互作用、人工智慧以及虛擬現實的哲學解釋，就容易評估資料的意義。雖然，關於人工智慧、虛擬現實能否以及能在多大程度上成為人的經驗和認識的來源，還不能過於樂觀，目前的技術發展水平只是展示了一種可能性。就使人獲得經驗、體驗或知識而言，人工智慧還處於很原始的階段，更談不上近期有望從根本上改觀人類的生活和生存方式。但資料越來越成為或取代人類的認識來源已經是不爭事實。這是資料的第一個意義。人工智慧和虛擬現實已經在智慧製造、宇宙研究、醫學教育(如解剖)、飛行訓練、核爆炸模擬等一些專門領域得到應用，其效果得到廣泛好評。我們有理由認為，在可見的將來大資料可能會對人與自然的基本認知關係提出帶有根本性的挑戰。

其次，根據已經報道的許多例項，智慧系統系統會產生出僅僅依靠人類大腦所不可能做到的發現、發明或效果，如混沌學中的洛侖茲吸引子，數學上關於四色圖定理的證明，甚至虛擬生命體Tierra以及AlphaGo運算出的圍棋下法等。從人的角度來看，這些意味著重要的發現，其創新之處是明顯的；但對於機器而言，所有這些都只是計算機軟、硬體互動合作的結果，並不是機器系統所能夠理解的，然而其中有許多結果卻不是人可以預先預測到的，更不是人們所期待的。關鍵之處在於：機器的運算結果對於機器的意義、對於人的意義，都是從人的角度看到的，也就是說，機器執行的結果還是需要人來理解，並作出最終價值判斷。

第三，機器與知識的相互作用可能是人類非常期待並將深刻影響未來社會的，可以產生出新的“世界1”，這就是3D列印所帶來的變化。從原理上說，有了3D列印，只要能夠編寫出相應的運算程式，任何物件都可以被製造生產出來。資料從來沒有像現在這樣對於社會如此重要。

至此，我們認識到，長期以來，人們很可能誤讀了圖靈機模型，它不太可能是智慧或思維模型，但卻十分可能是一種知識與機器的互動模型，這種互動不但成就了今天的網路、超算和億萬終端狂歡的世界，還能夠創造出新的世界3、新的世界 1，未來社會可以還原到最簡模型。

四、 IT影響社會的途徑

基於以上認知，我們必須關注IT對未來社會的影響。IT影響社會(實際上是影響人)有三條主要路徑，這三條路徑依次逐漸開通，同時存在並同時發揮影響。

路徑一是知。上面開頭的簡要討論已經涉及“知”的一部分問題，但還不是全部。“知”原本屬於個體意義上的，但是許多人共同的“知”就具有社會意義。這正是“知識就是力量”的根本含義。嚴格說，“知”並不是到了大資料時代才是一個重要議題，此前的書籍發明、之後的紙質和電子媒體興起都大大促進了“知”。“知”使人脫離矇昧，促進文化文明發展，促進社會進步和現代化。 “知”顯然是一種進步。

在資料時代之前，“知”存在於書籍報章之中，存在於飽學之士的大腦中。知識的傳播依靠閱讀和學習。幾千年中，求知和知識傳播是社會歷史發展的主要動因。資料時代以網路和高速計算機以及海量儲存為物質基礎。在這種新的基於知識的社會基礎設施架構上，“知”轉化為資料成為海量資源，獲取知識變得極為方便又即時傳遞，每一個人的“知”可以透過網路與他人共享，資料形態的“知”轉變成每一個人的“知道”。使他人“知道”成為網路時代或資料時代的標誌之一。

早在上世紀60、70年代網路問世之初，IT影響社會的第一種路徑就已經開始顯現。今天，透過淘汰紙質和傳統電子傳媒，它的影響力已經達到鼎盛。“知”或“知道”透過網路成為億萬人的共識和共同意向，甚至共同行動的指引，成為一種前所未有的力量，這就是網路和資料所發揮的傳媒作用。 “知”為什麼具有這樣一種力量？這是資料時代需要特別研究的問題。需要指出的是，“知”與“知道”在現階段展示了網路與資料的巨大社會效應，以至於許多人把網路和資料理解為具有傳播功能的傳媒。然而，這種對於資料和網路的認識認識並不全面，它只注意到了它們的媒介作用，而沒有注意到它們的生產力性質。從另一個更具本質意義的角度說，“知”必須透過人的認知主體才能實現。因此，資料影響社會的這一路徑是透過外部資料與人的精神活動相關聯的。這可以部分地回答上述問題，“知”因為改變了個體的主觀認知狀態從而影響社會。傳統的紙媒、書籍和電子媒體也發揮了這樣的作用，但是網路和資料改變的不是這一影響機制，而是改變了影響的方式和範圍以及時效。

路徑二是變。資料透過網路與社會既有部門和產業結合，盤活生產要素，推動生產力升級和社會轉型，進而形成新生產力。筆者理解，這就是方興未艾的“網際網路+”、工業4.0、高效能網際網路的實質意義。

本質上這一影響的實現機制無異於前一情形，無論是社會部門或產業受到影響，都是供職於其中的個體的人因獲得“知”而改變主觀狀態從而影響其觀念和行為，進而改變生產與消費行為方式，改變人們和社會機構的認知與管理方式，實現產業與社會的變化與轉型。目前中國力推的“網際網路+”和“中國製造2025”規劃，正是運用這一影響機制。第二種路徑正在崛起，將在大約50年內完成自己的歷史使命，把人類送進工業4.0的生產階段。“網際網路+”致力於將網際網路與傳統產業部門相聯絡，促進中國現實社會生產中的工業1.0、2.0和工業3.0等幾種模式向工業4.0方向發展轉化，從而按照“中國製造2025”規劃分三個階段實現這種轉化，到21世紀中葉中國將建成領先的現代化製造業強國。

需要指出的是，相比前述僅僅把網路看做傳媒，人們的認識水平已經大大提高，開始主動將資料和網路與現實的社會生產設施裝備相結合。IT不僅發揮“知”和知識傳遞功能，更被當做一種極具時代特色的活躍的新生產要素髮揮作用，使得農耕時代和傳統工業時代的社會生產力中加入了更多的知識成分。資料在網路中的快速流動，為傳統產業注入前所未有的活力，帶來生產與消費的資訊，定製化生產的資料與要求，智慧與自動化化生產的標準和規則。它最佳化舊的產業，傳統制造業逐步升級向著未來的智慧化生產過渡。

路徑三可以恰當地稱之為創。資料與特定物理設施直接互動形成新的產出能力，包括知識和物質產品。IT的創新創造本質得到淋漓盡致的發揮。這裡說的產出新知識，已經在科學研究中被大量事實證明，資料與機器(計算機器)的互動可以產生出新的知識，如四色圖定理的證明、貝爾不等式的證明、洛倫茲吸引子的發現等等。不久前的AlphaGo擊敗圍棋世界冠軍、近期推出的大量虛擬現實場景和遊戲都生動地證明了這一點。

近年，知識與特定的計算機器互動創造出新的物質產品、提供新的社會服務已經初見端倪，這就是3D列印以及當前令人目不暇接的各類無人車輛和飛行器，還有機器人和人工智慧實驗。未來還會有更多的資料透過與計算機器和工作母機的互動生產出物理實體，前景無限寬廣。這種資料影響社會的方式是一種嶄新的機制，與前兩種情形根本不同，展現了資料與網路結合的新生產力本質。它大大超出了我們以前對於計算機、IT和社會生產的經驗，超出了過去幾乎一切認知。實際上，它完全繞過了常規的主體認知環節，本質上無需人的直接參與但卻可以營造出人需要的產品與服務，包括知識的和物件的。人類第一次面對這樣一種新情況：在物質和知識生產中，人不再必須直接參與生產活動之中，而由人創造的知識替代人本身。生產勞動實質上轉變為智力勞動，是資料形態的知識與機器相互作用在從事具體的社會生產。第三種路徑雖然今天才剛剛出現苗頭，然而它預示著未來將越來越顯現出巨大的活力和優越，越來越勢不可擋。人類從來沒有像現在這樣，面對一個始於知識儲存和傳播卻要全面替代人的體力勞動和部分腦力勞動的技術體系。

這種資料影響社會的機制，將人從直接的生產活動中解脫出來。人的勞動將由體力和體力參與為主轉變為腦力活動為主。實際上，人將主要從事知識生產，而物質生產將由知識與機器的互動來實現和完成。其結果就是培育出一種全新的人類、全新的社會。在這樣一個社會里，人們生產知識，運用共享的資料從事生產滿足生存與生活所需。如果說，人類將會實現大同社會，那麼知識與資料的共享將是首要條件，而知識與機器互動創造社會財富將是一種可能而現實的途徑。

IT的三種影響社會路徑，並非相互取代關係，而將是長期共存。它們共同滿足了人類的求知、進步和創新的本性。

五、 小結

最後，回到對此前討論的哲學解釋，我們說世界3與世界1的直接互動並不意味著人變得多餘了。在人-機互動關係中，人的精神創造處於最關鍵性的原創地位：機器是由人設計製造出來的，程式是人編寫的，機器輸出的結果也需要人來做出價值判斷。因此，世界3與世界1的直接互動是有條件的，人的參與對於機器系統而言是無條件的，人居於最終支配地位。正因為如此，討論人工智慧是否會超越人類智慧，並沒有特別的實際意義。目前國內外計算機科學專家和資訊科學家比較一致的看法是，未來的人工智慧還將會有長足的發展，並不存在人工智慧能否超越人類智慧的問題。然而，人工智慧能夠在某些方面補充人類智慧的不足卻是確定無疑的。如汪成為院士所主張的，資訊科技在未來最有希望的發展方向是產生一種“人-機共生體”，其中機器部分將進行復雜繁瑣的資料運算和邏輯推理，並直接推動物理世界的機器裝置執行以實現人類的目標，人腦則負責創造性、美感、情感、價值判斷等方面[9]。於淥院士則進一步明確提出，未來社會將是一種平行世界，由強大的計算系統配合著人類大腦從事社會管理和社會生產，他將這樣的社會稱為“工業5.0”。② 基於上述認知，筆者完全贊同兩位院士的見解。