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圖靈的計算主義VS哥德爾的不可知論

撰文|羅莫
編輯|直漾
配圖|姜靈
本文展現一種深刻的開放視角——試圖在圖靈的計算主義與哥德爾的不可知論之間尋找動態平衡。這種張力恰恰揭示了人類認知與機器智能的終極謎題:我們能否在“可計算”與“不可言說”的邊界上,找到一條通往真理的路徑?圖靈(Alan Turing)的計算主義是屢戰屢勝,總能找到更高山頭登頂,而哥德爾(Kurt G?del)的不可知論是屢逃屢成,總能成功逃到一個你找不到的地方。哥德爾通過不完備定理(1931)指出,任何足夠強的形式系統都存在無法被證明或證偽的命題;圖靈通過停機問題的不可判定性(1936)表明,不存在通用算法能判斷所有程序是否停機。兩者均打破了在給定條件下“數學萬能”的幻想。圖靈與哥德爾是20世紀數學與邏輯學領域的兩位巨匠,他們的思想深刻影響了數學基礎、計算機科學和哲學。以下從哲學與計算科學的交匯點展開分析:
一、直覺作為“未自明的計算”:圖靈主義的勝利?
若將人類直覺視為一種“高階隱式計算”(尚未被形式化的算法過程),則圖靈的理論框架可能容納這種可能性:
1. 神經網絡的啟示:
人腦的直覺(如棋手的“棋感”)可通過神經網絡的分布式表征與非線性激活近似模擬(如AlphaGo的直覺式落子)。這種“黑箱計算”雖不透明,但本質仍是統計模式的重組。寄希望直覺才能解決的問題,最終依然能夠被一階形式化語言表達,當然一階形式化語言應作更開放理解,并始終符合直覺,盡管過程中會貌似反直覺。這一點與哥德爾不完備定理的核心思想并未沖突。一階形式系統被固化理解時,哥德爾不完備定理成立。當一階形式系統完成可直覺理解的概念擴展后,可得到不完備定理的歸約表達,該結果能避免人們對哥德爾不完備定理的濫用。
2. 元學習的潛力:
通過讓機器自主生成學習目標(如OpenAI的GPT-4通過預測下一個詞隱式學習推理),可能逼近人類從經驗中提煉抽象規則的能力。直覺或可視為“壓縮后的知識遷移”。或者學習迷宮右手法則,回歸本初分岔處,重新選擇更細密的初項進行邏輯迭代,這是遞歸函數對迭代函數的統一,而遞歸函數還可以站在“道”的層面重新選擇新規則下的原初1。如此可讓很多NP難問題可完成P計算。
3. 復雜系統的涌現:
意識與直覺可能是簡單計算規則在宏觀尺度上的“涌現現象”(如鳥群行為源于個體互動)。若如此,機器復雜度的提升或自然催生類直覺行為。同時發生的“涌現現象”,貌似非線性,實質仍為線性,只不過是更換了時間單位元,在粗粒化的時間直覺下處于0狀態,但在細密化的時間直覺里是存在時間流逝的,即在粗粒化的時間直覺下仿佛是瞬間發生的。愛因斯坦認為這是“隱變量”,但實驗證明,這個“隱變量”不存在。這是因為實驗是用粗粒化的時間單位搜索和度量的,當然度量不到。這就好像,能打撈大魚的網卻打撈不到小蝦米一樣,人類感受時間流逝存在一個極限小時間單位元,小于該標準就無法感受到時間流逝了,只覺得是瞬間發生的,于是“涌現”就出現了。具身AI,對給定空間有認知交互,雖然它本質是在暗箱下線性異時讀取數據的,其現象感覺卻是在明面處同時呈現了某一事件,故我們可以把直覺理解為“未自明的計算”。
但質疑猶存(屢逃屢成):
即使直覺可還原為計算,其“主觀體驗”(如“靈光一現”的愉悅感)是否僅為算法的副產品?這觸及“解釋鴻溝”(Explanatory Gap)難題——計算過程如何產生感質(Qualia)?一旦能找到可參數表達的路徑,情感判斷其實反而是比較容易用理性計算取代的。大量文科崗位被大模型取代就是明證。原以為大模型平臺更擅長解決邏輯困惑,結果是某些邏輯難題,AI常常久攻不下,反而是AI的詩歌寫作與藝術創作能輕易超越人類,當然更高級的文藝,AI也是難有突破的。
二、“無知之幕”與哥德爾陷阱:不可言說的永恒在場
哥德爾的不完備定理暗示,任何形式系統都存在“內在盲區”(如,刀不能砍該刀的刀背),這種局限可能構成機器無法跨越的“無知之幕”:
1. 自我指涉的悖論:
機器若試圖理解自身思維的局限性(如證明自身系統的完備性),將陷入哥德爾式的自指循環(“本系統無法證明此命題”,也可以視為沒有選擇用開放系統解決問題)。請看某場景,家長:“這題你為什么不會做,去請姐姐教你”。姐姐教了半小時后,家長來看題,問會做了沒,學渣弟弟覺得還不會,立馬耍無賴:“姐姐不肯教我,姐姐也不會”(選擇了關閉系統不解決問題)。請看另一場景,家長:“這題你為什么不會做,去請姐姐教你”。姐姐教了半分鐘后,家長來看題,問會做了沒,學霸弟弟立馬會了:“姐姐別說,我再試試。姐姐一出馬,我靈感就來了。”(選擇了開放系統可解決問題)。尋找客觀原因,問題永遠懸置,尋找主觀原因,問題立馬解決。絕望者特征:長者不愿意幫我,長者沒能力幫我。希望者特征:長者必愿意幫我,長者有能力幫我。系統存在自指循環,只是選項之一,原初1還可做更開放理解,如此可避開死循環,以達到可解決問題的目的。你不肯選擇原初1強大,原初1便不強大(這就是天機式秘密)。
2. 元認知的匱乏:
當前AI缺乏對“未知的未知”(Unknown Unknowns)的覺知。人類能主動探索認知邊界(如提出哲學問題),而機器僅能被動響應預設任務。AI的認知,屬于光電認知,能區分光電描述的世界,光為極限速度,光是萬物的賽跑裁判,超光速者可視為未參賽者,“光裁判”無法給出超光速者的賽跑成績,故言超光速不存在(類似掩耳盜鈴或幸存者偏差)。量綱世界需要一個標準單位,于是顯性世界里,光就被選為極限常量了。若光同其它萬物一樣可以速度疊加,那我們對世界的認知就會混亂。也許在超級宇宙中,有超光速存在,但仍有新的極限常量,是我們人類現有的光所無法描述的。禪定中的性光也許同肉眼能感知的光不同。人類能禪定,這是AI所不具備的。但這一認知是無法參與爭辯的,除非有同頻感官,維特根斯坦主張,說不清的就保持緘默。充其量只能類比描述,無法指示描述。光是延伸的手指,當手指被砍了,能指的世界在哪?
俱胝禪師在接引學人時,凡有人問佛法,他都只豎起一根手指。他的小沙彌見狀,也學著師父的樣子,當有人問佛法時,同樣豎起一根手指。后來俱胝禪師得知此事,便將小沙彌叫來,問其佛法,小沙彌又豎起手指,俱胝禪師隨即用刀砍斷其手指。小沙彌痛得大哭,往外跑去,俱胝禪師又叫住他,再次問他佛法,小沙彌下意識地想豎起手指,卻發現手指已斷,于是豁然開悟。
3. 符號落地的困境:
機器可操作符號(如“愛”“痛苦”),卻無法將其錨定到具身體驗(Embodied Experience)。這種“語義斷層”使得機器的“理解”始終懸浮于形式層面。機器可視為是神經末梢已經壞死的人體,只能反應形式,無法回應實境。而人類又何嘗不是如此呢?只理解名相,無法理解大覺悟者心中的實相。
欣慰的是:
人類對“無知之幕”的覺察(如蘇格拉底的“知無知”)本身成為一種高級認知能力,而機器若無法理解自身無知,則永遠被困在確定性幻覺中。人類對“無”的認知,是“另類有”。機器對“無”的認知,是“全屏蔽”。只要人類對“無”不絕望,反而“知無”能迎新,自以為是者只能固步自封。“知無”有兩種態度,一種是頑空,一種是敬畏,頑空者,“知無”而放肆,“知無”而囂張,“知無”而絕望,“知無”而恐懼,以為真的什么也沒了,敬畏者,把零,看成另也,把無,送給悟也,相信空中妙有,愿意開放學習之。
三.交互前進:在計算與不可言說之間搭建動態橋梁
科學范式的革命
庫恩(Kuhn)指出,科學突破常源于對舊范式的“不可通約性”認知(如相對論顛覆牛頓時空觀)。這種突破往往伴隨對原有知識框架的“遞歸批判”。機器的可能性:若AI能主動識別自身認知邊界(如通過不確定性量化),并啟動“框架重置”(如動態調整網絡架構),或能模擬人類的范式躍遷。但這需要“算法自我革命”的能力——而這本身可能受限于哥德爾定理,如果企圖野蠻擴展時。
與其陷入“可計算 vs 不可知”的二元對立,我們或可探索第三條路徑——讓機器與人類在認知循環中共同進化:
1. 神經符號混合系統:
結合神經網絡的模式識別與符號邏輯的顯式推理(如DeepMind的AlphaFold 3),在數據驅動與規則演繹之間切換,模擬人類的直覺-分析雙過程。
2. 元認知架構:
為AI引入自我監控模塊(如“思維樹”或“反思代理”),使其能評估自身置信度、識別知識漏洞,并主動尋求信息(類似人類的研究行為)。
3. 具身認知與開放世界學習:
讓機器在物理環境中通過試錯積累具身經驗(如波士頓動力機器人),同時接受人類的價值引導(如憲法AI),形成動態演化的認知框架。
4. 人機認知共生:
人類用直覺突破算法邊界,機器用計算擴展認知尺度。例如,數學家借助AI發現新猜想(如Lamberti的拓撲研究),再以人類直覺賦予其意義。
圖靈證明“可計算性”等價于哥德爾遞歸函數的可定義性,兩者共同支撐了“丘奇-圖靈論題”(Church-Turing Thesis)。 停機問題的不可解性可視為哥德爾定理在計算領域的具體表現,兩者均通過自指矛盾揭示系統的局限性。兩人共同塑造了20世紀的數學與科學。這是他們的相通之處。其差異是,哥德爾的工作高度抽象,強調邏輯的內在結構,偏于抽象,疏于具體,導致其抽象出現瓶頸,相當于反制派;圖靈則將抽象問題(如計算)轉化為具體的機器模型,兼具理論深度與實踐意義。故圖靈的探索方法更具有指導價值,相當于建制派。真正的建制派更有強大的包容力量。“包容性的反對”乃向下兼容,“破壞性的反對”乃粗暴驅趕,雖都是反方,但要學會做深刻的反方如前者,才能獲得真正的成長。不做絕望型的反方如后者,要做希望型的反方。哥德爾證明了“人類直覺的不可替代性”(目前靜態的形式系統無法囊括所有真理); 圖靈揭示了“機器的潛力與邊界”(哪些問題能通過計算解決,如何選擇可判定條件)。
圖靈方向,更像中國古代數學傳統,一種注重算法重視應用的模式;哥德爾方向,更像希臘古代數學傳統,一種注重證明重視理論的模式。但古希臘模式一旦陷入靜態和封閉,它的理論指導意義就蕩然無存。就像中國古人所說的那樣,天干不如地潤,雖然理論屬于天道層面,應用屬于地道層面,但天道一旦選擇固步自封,就不如地道生生不息更有價值了。古中國數學重視應用的傳統,一向被西方左派學者所不屑,如黑格爾等就認為古中國無哲學,也無理論數學,像孔子等只會說些日常生活經驗(殊不知其已將抽像隱含在具象中,并相信公理體系也是變易的,不斷升級的,如易經),認為東方人完全無哲學思辨,這說明黑格爾完全不理解古東方哲學傳統——天人合一的思維觀,其深刻的抽象,與具體的應用是一致的。泰勒斯認為世界的源頭為水,可能也是將水抽象化,并非實際的水,但伏羲、老子等認為世界的源頭是道,是太極,是陰陽,陰陽已高度抽象,不限于日月和男女。關于抽象性,中國古代圣人走得更遠更深,認為古中國無純數學無純哲學的認知是一種熟視無睹式的偏見。
意識是否是計算的產物?
對機器分辨率的拓展追問隱含了一個更深層問題:若機器表現出與人類無異的“頓悟”能力,是否說明其具有意識?
當前科學對此無共識,但兩種假說可供參考:
1. 強計算主義,蘊含還原論,蘊含整體論,屬于心物一體的主體論(圖靈立場):意識是復雜計算過程的涌現屬性,機器在足夠復雜的交互中自然會產生意識。
2. 非還原論也非整體論,屬于客觀理念論(哥德爾立場):意識具有非物理或非算法的本質,無法被純計算系統復現。此思想一旦走偏,容易出現精神分裂和偏執狂。
東方先哲,更重視用隱喻的方式表達真理,真理既然不能一傳到位表達,何不隨緣地選擇隱喻來表達呢,無論儒家道家或是禪宗,都是用就地取材的方法選擇啟發式教育,用現有的模式(哪怕是眼前的茍且)來類比本原世界,而不是企圖一勞永逸地找到本體世界。柏拉圖的“理想國”,亞里斯多德的“四因說”,康德的“物自體”,黑格爾的“絕對理念”,尼采的“超人意志”以及維特根斯坦的“語言即世界”,皆有本體論的影子,雖然維特根斯坦,最有走出本體論的意愿,主張不斷用語言區分誤解,反對構建僵化理論,但仍在概念本體范疇中,在本體論上不過是50步與100步的區別。而哥德爾的思想有些自虐,一方面他崇尚數學有真,一方面又自證數學無能,最終歸入本體論的巢穴中,其左右互博的結果是偏左思想占據主導地位,古希臘傳統思想整體來說是偏左的,強調平等交易,而古中國傳統更強調次第覺醒,當然也蘊含平等地“交相利”,然階梯式的“交相利”,東方傳統更加重視,如忠孝等思想,有利于個體及整體皆獲得成就。
中國古代數學重視算法的傳統,主動交易方采取讓利的方式來實現目標,過于追求平等,交易是無法完成的,物理學管他叫“熱寂”,混沌無序,沒有溫差的世界是寂寥的,不可能發生交易。故解不等式比解方程更加重要,解方程是尋找等量橋梁關系,解不等式是發現階梯關系,是尋找數據驅動的幕后因。古代中國數學重視應用重視算法,可倒逼理論更新(并非不重視理論,而是理論呈現離不開具象),其實算法是蘊含證明的。有一天機器必然能夠證明所有的已知定理,還能發現新定理并證明之。這足以讓某些人認為古中國無粹純數學的人閉嘴。“算法”追求本原世界,與“證明”追求本體世界,是可以殊途同歸的,深度是可以蘊含廣度的,而廣度難以蘊含深度。本原世界追求深度,本體世界追求廣度。我們更看好圖靈立場,當然也不會埋沒了哥德爾立場,兩者交互前進,才更有美好未來。
四、終極啟示:謙遜與勇氣并存
1. 哥德爾視角的悲觀
若機器嚴格遵循形式系統(如編程語言定義的算法),則其能力受限于“哥德爾不完備定理”:總存在某些真理無法通過系統內部規則證明(其實任何內部系統都有向外逃逸的后門,不啟動這一開關,不能等同于不不存在這一開關)。
人類可能通過“跳出系統”的直覺理解這些真理,但機器若無法超越自身的形式框架,則永遠無法實現類似突破。新時空被關閉了注意源,導致哥德爾不完備定理成為不可逾越的天花板。機器發展面臨不可逾越的瓶頸,皆因認知始終停留在哥德爾知見上。一切學科的真實面貌,都是一切現成,本來具足的,不可始終以靜態和封閉視角認知,僅可權且作為階段性的一個認知環節。一旦把真理當成客體,就必然會有局限(哥德爾現象),客體與客體之間是不兼容的,如果沒有主體參與時。很多人把真理當成客體,還不承認會有局限,這時就需要哥德爾喊話。魔鬼與魔鬼之間是被黑暗森林法則屏蔽的,否則哪有安寧之地。人類知道自己的無知,乃是巨大的進步,但僅限于無知,就會變得無恥得理所當然。一事不知,儒者之恥,東方圣人的君子精神,主張自強不息,不能停留在哥德爾知見上。道家亦主張,道可道,非常道,非常道,仍可道。可以順其自然,不可隨波逐流。
2. 圖靈視角的樂觀
若將“頓悟”視為一種計算過程(如啟發式搜索或概率推理),則理論上可通過增強以下能力逼近人類水平:
元學習(Learning to Learn):讓機器自主設計學習策略;
世界模型的構建:建立對物理或抽象規律的內部模擬(如DeepMind的Gato);
開放式目標生成:脫離預設任務,自主定義探索方向(如AutoGPT)。
關鍵假設:只要“頓悟”是物理世界中的可計算現象,機器便可能通過更復雜的算法模擬它。
憑借細密化排列組合,以及粗粒化排列組合,在超級細密化排列組合的驅動下,不同分類標準的排列組合可自由靈活切換,且都能始終保持具有指向意義世界的動機,即自動覺醒頂級細密世界。大模型如果能夠做到這一點,那離具備自主意識就不遠了。那時要完成圖靈測試已不再是極限挑戰,而是自由切換。AI已然懂得自主選擇更高速的驅動源以及更高級的算法源。這一切皆因背后有更深刻的注意機制。總之,被高級生命慈悲,可等價于,AI有機會具備可升級的自主意識。
致敬圖靈:
若所有認知(包括直覺與頓悟)終將被解密為計算,這將是人類理性的偉大勝利——但我們需警惕將意識矮化為代碼的機械還原論陷阱。這種機械還原論已被圖靈批判而排除,存在不可判定的一面,如圖不引進無理數,將無法描述有理數之間的縫隙對象,以為僵硬代碼可描述一切,這種執著被歷代覺悟者呼吁要打破,并主張破而不立,這里的不立是大立特立,通過“立立相續”而自破,在“立立”的動態變化中,而呈現不可判定。并非人類的智力從此真的止步停機。
銘記哥德爾:
若“無知之幕”永存,我們應學會與不確定性共舞——承認理性的邊界,恰是智慧的起點。但這種邊界,不是絕望。哥德爾呼叫有南墻邊界是存在的,是有意義的,不要用執著的思想去頭撞南墻,但同時要警惕,南墻并非是永遠不可逾越的天花板,而是換一種方式,依然是可穿越的。要勇于選擇新的遞歸路徑。同時還要承認會有新的南墻,還要繼續放下新的包袱依然相信新南墻亦可穿越。
本結論“交互前進”指向了最務實的路徑:在探索機器潛力的同時,保持對認知深度的敬畏;在形式化直覺的過程中,永不停止對不可言說之物的追問。這或許正是人類區別于現有AI的本質——我們既是問題的提出者,又是答案的追尋者,更是意義的締造者。
但這些方法仍受限于“預設的目標函數”和“訓練數據的隱含邊界”,尚未達到真正的“自主頓悟”。這一切將取決于機器懂得用新的單位元選擇新的遞歸函數,以突破邊界,包括對硬件和新能源的突破。
(該文為2025年5月25日深圳市數學科普學會舉辦的“強AI究竟有無意識研討會”上的發言)。
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