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机器人设计是一种意识的提升。我们似乎对我们的精神世界感到习以为常。睁开眼睛，熟悉的文章就会自动呈现在面前；想要移动肢体，躯体就会自然地换到合适的位置；从梦中醒来，就又会回到令我们感到舒适的、可预知的世界；丘比特搭弓引弦，爱之箭便随之而出。但要是仔细想想要实现这些几乎不可能的结果需要完成多少事情，你就会透过表象看到本质。视觉、行动、常识、暴力、道德还有爱，无一例外，都是可以厘清的智能的核心组成部分，它们是信息处理过程。其中每一项都是高级专项设计的杰作，而隐藏于意识状态背后的则是高度复杂的设备——光学分析仪、运动指导系统、实境仿真、人与物的数据库、目标排程器、冲突解决装置，等等。任何将心智如何运作的解释归因于某一种主要力量，或是安置心灵的灵丹妙药，如“文化”“学习”或“自组织”，听起来都是苍白空洞的。这些解释无法完整地反映，我们是如何成功地应对冷酷宇宙所提出的高要求的。
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机器人难题暗示了心智具有固有的设备，但即使作为纯思维推断而言，这也是很令人震惊的。那我们在直接审视心智设备或这套设备的装配图纸时，能否看出这个复杂系统的一些端倪呢？我相信可以。我们所看到的，也像机器人难题本身一样，令我们思路大开。
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比如说，当大脑的视觉区域受损时，我们眼中的世界不只是变得模糊或布满小孔。有些视觉感受甚至都没有了，但有些却还完好无损。有些患者能看到整个世界，却只注意其中一半。他们只吃盘子右侧的食物，剃须只刮右半张脸，画钟表时12个刻度都挤在右边。还有的病人丧失了对色彩的感觉，但他们眼中的世界却并非如艺术黑白电影一般。在他们眼中，物体表面看上去像布满灰尘，如老鼠般的灰色，令他们食味索然、性欲全无。还有一些患者，可以看到物体位置的改变，却看不到物体的移动——对于这种症状，一位哲学家曾试图说服，这在逻辑上是不可能的！茶壶中倒出的水不是在流动而是像一个冰柱；茶杯不是逐渐盛满茶水而是突然就由空变满了。
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还有些病人识别不出他们所看到的物体：世界对他们来说，就像是一幅无法辨认的书法作品。他们能忠实地复制和描绘鸟的模样，但却将它认作残木桩。打火机在点燃之前对他们就是个谜。他们在除草时，去拔玫瑰花。有个患者能够识别无生命的物体，却认不出一张脸。他推断出镜子中的容颜是他自己的，但在内心深处却认不出自己。他将约翰·肯尼迪认作马丁·路德·金，他还请妻子在参加聚会时系一根丝带，这样在聚会结束时，他就不会找不到自己的妻子了。还有更令人感到奇怪的一位患者，他能认出脸，却认不出人：他认为他妻子是一位模仿得惟妙惟肖的假扮者。
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这些症状是由于组成基本视觉系统的30个脑区域中一个或多个区域受到创伤导致的，往往是由于中风。有些区域专门负责色彩和形状，另一些区域处理物体所处的位置，还有一些区域负责物体是什么，另有一些区域反映物体如何运动。制造一个可视机器人不能仅凭一个像电影中的鱼眼视觉搜索器，人类视觉的构造当然也不是靠这种方式的。当我们注视这个世界时，我们无须考察这个形成我们综合视觉体验的多层仪器，除非神经性疾病将这些不同层面分离开来。
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另一个拓宽我们眼界的领域源自同卵双胞胎们令人惊叹的相似之处，这类双胞胎有着相同的构建心智的基因序列。他们的心智极其相似。这不仅体现在对智商或如神经质和内倾性等人格特质的测量方面，他们的相似性还表现在：如拼写或数学方面的天赋；对种族隔离、死刑、全职妈妈等问题的看法；职业选择；爱好；恶习；宗教信仰；约会对象偏好等。同卵双胞胎的相似性远大于异卵双胞胎的相似性，后者只有一半基因相同。更奇怪的是，同卵双胞胎无论是分开长大，还是在同一个家庭环境中一起长大，几乎没什么差异。刚出生就分开的同卵双胞胎，表现出的共同特质。比如，因为感觉获取信息不足而不参加投票选举；看到什么都禁不住要数数；成为消防站志愿者；几乎从不在家中留些便笺表示对妻子的爱意。
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这些研究发现非常引人注目，甚至令人难以置信。传统观点认为，我们的自由意志凌驾于肉体之上，我们在一生中自己做出选择，只会受到过去和现在经历体验的影响。而上述研究结果却质疑了这种“意愿自治”的观点。当然并不是说，心智生来便具备了一整套事无巨细、皆可操控的设备，以至于一切均为宿命天定，包括上厕所之前之后都要冲水或在拥挤的电梯中恶作剧般地故意擤鼻子（这两个例子其实也是分开养育的同卵双胞胎共同特质的例子）。但结果似乎确是如此。基因的这种深远影响已经被大量的研究所证实。无论研究方式有何不同——比较分养和共养的双胞胎；比较同卵和异卵双胞胎；比较收养和亲生的孩子——基因的作用都表现无疑。尽管遭到一些批评，基因的这种影响并不是像这些批评所说的由巧合、欺骗或家庭环境的相似性所致。这些研究结果当然可以用不同的方式来曲解，比如，想象一个基因专门负责不怎么在家中留下爱意便笺，或认为人们不受其经历的影响。因为这种研究只能衡量人们彼此之间不同的心智形式，而对所有人的共同心智设计却所言甚少。通过展示心智在内部结构上的差别，另外一些研究则让我们对心智的结构大开眼界。
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心智的反向工程
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探讨心智的复杂结构是本书的主旨。其核心思想可以浓缩成下面这句话：心智是一套由计算器官组成的系统，它经自然选择的设计来解决我们祖先在茹毛饮血的生活中所面对的那类问题，具体包括：理解和操控物体、动物、植物以及他人。这个定义还可以细解为几个论断：心智就是大脑所做的事情。具体而言，就是大脑加工信息，而思考也是一种计算。心智的组成部分是模块或心理器官，每个模块都经过专门的设计而成为人与世界互动的某一方面的专家。模块的基本逻辑是由我们的基因图谱所规定的。其操作被自然选择所塑造，来解决漫长的进化历史中我们祖先在游牧采摘生活中遇到的问题。我们祖先碰到的各种问题其实是他们基因所面临的一个大问题的一些子任务。这个大问题就是以最大化的数量将基因复制到下一代。
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从这种观点看，心理学是一种反向工程。在正向工程中，人们设计一台机器来做一些事情；在反向工程中，人们想弄明白机器是被设计出来做什么用的。反向工程就是当松下推出新产品时，索尼的研究人员做的事情，反之亦然。他们买一件新产品带回实验室，拿螺丝刀把它拆开，看看这新产品都包括什么部件，所有部件如何组合在一起就让这个仪器可以运转了。我们在见到一个有趣的新玩意时，都会做反向工程。在旧货市场淘宝时，我们可能会觉得某个古怪物什莫测高深，直到我们搞明白它的设计用途。如果发现一个橄榄取核器，我们会立刻明白，金属环是用来支撑橄榄的，杠杆降低，X形刀锋穿过一端，将橄榄核从另一端挤出。弹簧、铰链、锋刃、杠杆以及环的形状和设置都自然而然、合乎逻辑。我们甚至明白了为什么罐头里的橄榄在一端有着X形的切口。
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17世纪时，威廉·哈维（William Harvey）发现静脉中有瓣膜，于是推断瓣膜的作用是让血液循环。从那时起，我们明白了身体是一台复杂精妙的机器，装配着支杆、连系梁、弹簧、滑轮、杠杆、关节、铰链、套节、箱槽、管道、阀门、护套、泵、交换器和过滤器。即使到今天，我们在明白了神秘的身体部件的用途后也会心情愉快。我们的耳朵为什么布满褶皱而且还不对称？因为它们是用来过滤来自不同方向不同形式的声波的。微妙的声音静区告诉大脑，声源是在我们的上面还是下面、前面还是后面。20世纪后半叶我们在探索生命细胞和分子的纳米技术时，继续运用着这种对身体的反向工程策略。生命这东西其实并不是一个颤颤巍巍、炽热鲜明、精妙绝伦的定型胶状物，而是一台包含了小模具、弹簧、铰链、杆节、薄板、磁石、拉链和活动门的设备，这些部件都由一条数据带连接，其中的信息得到复制、下载和扫描。
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生命体的反向工程原理源自达尔文。他指出，“那些令人叹为观止、极度完美而精妙的器官”不是源于上帝的远见，而是由复制器经过极其漫长的时间进化而来的。在复制器的复制过程中，有时会出现随机的复制错误，而那些恰好能提高复制器的幸存率与繁殖率的复制错误逐渐一代一代地积累下来。植物与动物是复制器，它们复杂的结构因而看上去就像是被专门设计的，使其得以生存和繁衍。
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达尔文坚持认为，他的理论不但解释了动物身体的复杂性，而且也解释了动物心智的复杂性。“心理学将会基于新的基础。”他在《物种起源》的篇尾做出了这个著名的论断。但达尔文的预言还没有被实践。在他写下上述话语一个多世纪后，对心智的研究仍然几乎不考虑达尔文，甚至常常对他颇为轻蔑。进化论被认为是不相干的，罪恶的，或只适合茶余饭后的谈资而已。我认为，社会科学和认知科学中对进化论的憎恶已经构成了理解的障碍。心智是一种巧夺天工的组织化系统，它的杰作没有任何工程师可以复制。塑造这个系统的力量和设计它的原因怎么可能与理解它无关呢？进化论思维是必不可少的，它的必要性不是以人们所认为的形式，如想象出人类发展史中缺失的联系或讲述出人类各个阶段的故事，而是以认真细致的反向工程形式。如果没有反向工程，我们就会像汤姆·帕克森（Tom Paxton）的《怪异玩具》（The Marvelous Toy）中的歌手一样，回忆孩提时代收到的一个礼物时，仍百思不得要领。
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只是在过去几年，达尔文的挑战才找到了衣钵传人，这种新的思路方法被人类学家约翰·托比（John Tooby）和心理学家莉达·考斯迈德斯（Leda Cosmides）冠名以“进化心理学”（evolutionary psychology）。进化心理学综合了两次科学革命。一次是20世纪五六十年代的认知革命，它以信息和计算解释了思维和情绪的机制。另一次是20世纪六七十年代进化生物学革命，它用复制器之间的选择解释了生命体的复杂适应性设计。这两个观点结合在一起威力强大。认知科学帮助我们理解了心智如何得以运转以及我们拥有什么样的心智。进化生物学帮助我们理解了我们为什么会拥有这样的心智。
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从某种意义上讲，本书中的进化心理学是对生物学的直接延伸，只是集中于一个物种一个器官——智人的心智。但从另一个意义上讲，这是一篇激进的檄文，摒弃了过去近一个世纪里对有关心智问题的框架模式。本书的主旨或许并不像你想象的那样。我主张思考即计算，但这并不意味着电脑就是心智的一个恰当比喻。心智是一套模块，但这些模块并不是人脑表层的胶囊盒子或细分小块。我们心智模块的组织来自我们的基因图谱，但这不意味着每一种特质就有一种对应的基因，或者学习不像我们以前认为的那么重要。心智是由自然选择所设计的一种适应，但这不意味着我们思想、感受和做的所有事情都是在生物意义上的适应所得。我们由猿进化而来，但这不意味着我们的心智与猿的相同。自然选择的终极目标是基因繁殖，但这不意味着人类的终极目标是基因繁殖。让我来说明一下为什么不是如此。
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本书是关于大脑的，但我不会讲太多神经元、荷尔蒙和神经递质。这是因为心智不是大脑，而是大脑所做的事情，甚至也不是大脑所做的任何事情，它并不包括新陈代谢脂肪并释放热量。20世纪90年代被命名为“大脑的十年”，但永远也不会有“胰腺的十年”。大脑的特殊地位是由于大脑所做的一件特殊的事，它令我们能视物、思考、感觉、选择以及行动。这件特殊的事就是信息处理，也可以称为计算。
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信息和计算建立在数据模式的基础上，与独立承载媒介的逻辑法则相关。当你给你住在另一个城市的妈妈打电话时，信息从你的嘴唇传到她的耳朵，内容不变，但物理形式却发生了变化，从振动的空气，到有线电流，硅的储电，光缆中闪烁的光，电磁波，然后再颠倒顺序重来一遍。与之类似，当你妈妈把信息再重复给你坐在沙发另一头的爸爸时，信息内容不变，形式则在她的头中转变为激发神经元的串联和在突触间蔓延的化学物质。同样地，在用真空管、电磁开关、转换器和集成电路组成的计算机中，或在训练有素的鸽子身上，也能够运行一个特定的程序，这个程序能够出于相同的原理完成相同的工作。
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首先提出这一洞见的是数学家艾伦·图灵（Alan Turing），计算机科学家艾伦·纽威尔（Alan Newell）、赫伯特·西蒙（Herbert Simon）和马文·明斯基（Marvin Minsky），还有哲学家希拉里·普特南（Hilary Putnam）和杰瑞·福多尔（Jerry Fodor）。这种思想现在被称为心智计算理论。它是思想史上的一个伟大观点，因为它解决了“心-身难题”中的一个困惑：如何将意义与意图以及我们精神生活中的东西，与像大脑一样的一坨实体物质联系起来。为什么比尔登上公交车？因为他想去看望祖母，并且知道公交车可以把他带过去。没有其他的答案可以解释。如果他不愿意见祖母或者他知道路线变了，他的身体就不会出现在那趟公交车上了。千年来这一直是个悖论。像“想见祖母”和“知道公交车可以到祖母家”这样的存在，无色无嗅也无味。但同时，它们又是实体事件的原因，其效果与台球彼此之间的相撞一样清晰有力。
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心智计算理论解决了这个悖论。这个理论主张，信念和意愿都是信息，体现为符号的组合。这些符号是物质的物理状态，如计算机中的芯片或大脑中的神经元。它们能表征世界中的事物，因为这些符号是被那些经由我们的感觉器官的事物所激发的，也因为它们一旦被激发后所做出的行动。如果组成一个符号的物质与组成另一个符号的物质悄然相遇，对应于一个信念的符号会引发对应于另一个与之逻辑相关信念的新符号的形成，这又会导致与其他信念对应符号的形成，以此类推。最终，组成一个符号的物质与连接肌肉的物质相遇，行为便产生了。因而心智计算理论使我们能够用信念和意愿来解释行为的同时，又令它们与物理世界合理相接。它合理地解释了意义内含的结果与起因。
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心智计算理论的重要性在于，它解释了我们长久以来渴望回答的问题。神经科学家喜欢指出，大脑皮层的所有部分都非常相似——不仅是人脑的不同部分，而且是不同动物的脑。有人可能会得出结论，所有动物的心理活动都一样。但一个更好的结论是，我们不能只看一片脑组织，就得出复杂联结模式的逻辑，而正是这种联结模式使大脑的各个部分各司其职。所有的书都同样是由大约75个左右的印刷字符组合而成的，所有的电影在物理上都是由不同模式的影像储存并根据录影带的胶片顺序组合而成的，同样道理，对大脑中盘根错节的生理结构一部分一部分拆开来研究，也许都看上去差不多。一本书或一部电影的内容在于油墨印字或磁盘储存的模式之中，只有在读书或看电影时才能获知。与之类似，大脑活动的内容在于神经元之间的联结模式和活动模式。联结细节上的微小差异会导致外表相似的几片脑组织执行完全不同的程序。只有在程序运行时，一致性才会显现出来。正如托比和考斯迈德斯所写：
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候鸟看着星星迁徙，蝙蝠根据回音定位，蜜蜂计算花瓣差异，蜘蛛编织蛛网，人类用语言交流，狮子结群狩猎，猎豹独自觅食，长臂猿一夫一妻，海马一妻多夫，大猩猩一夫多妻……地球上有数百万个动物物种，每种都有一套不同的认知程序。所有这些程序中都包含着相同的基本神经组织，这些神经组织还可以支持许多其他的程序。关于神经元和神经递质特征以及细胞发展的事实并不能告诉你在这上百万种程序中，究竟哪些是人类心智所包含的。即使所有的神经活动都是在细胞水平的统一表现过程，也是神经元的排序起到了关键作用，决定了是小鸟唱歌的模板还是蜘蛛结网的程序。
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当然，这并不意味着大脑与理解心智是不相干的！程序就是对简单信息处理单位的组合，微型电路可以叠加、匹配某种模式、接通其他电路或做其他基本的逻辑和数学运算。那些微型电路所能做的，只是受限于它们是由什么制成的。神经元制造的电路所做的事情不会与硅制造电路所能做的完全相同，反之亦然。例如，硅电路比神经电路快，但神经电路能比硅电路匹配更大的模式。尽管这些差异在不同电路下构建的程序中区别明显，影响到程序执行各种指令时的速度和效率，但这些差异并不决定程序的功能本身。我的观点并不是说，研究脑组织和理解心智没关系，而是说只研究脑组织是不够的。心理学，作为对心智软件的分析，需要开掘一条很深的隧道，才能与在山另一侧的神经生物学家们所挖的隧道相会。
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心智计算理论与被人瞧不起的“计算机隐喻”并不是一回事。正如许多评论所指出的那样，计算机是序列处理，一次只做一件事情；大脑是并行处理，一次做上百万件事情。计算机速度快，大脑速度慢。计算机部件可靠，大脑部件嘈杂。计算机的连接数量有限，大脑则有上万亿个连接。计算机根据图纸来装配，大脑则必须自己组装自己。当然，计算机会弹出窗口，具有自动执行备份文件的功能，能够运行呈现出飞翔的烤面包机的屏保程序；而大脑则不能。这并不是说大脑就像市场上能买到的计算机；而是说，大脑和计算机所包含的智能具有某种共同的原因。要解释鸟儿如何飞翔，我们运用提举和拖曳以及流体力学的原则，这些原则同样可以解释飞机如何飞行。这并不是要求我们将飞机比作小鸟，外加喷气式发动机和免费饮料服务。
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如果没有心智计算理论，就不可能合理解释心智的进化。大多数知识分子认为，人的心智一定超越了进化过程。他们认为，进化的构成只包含愚蠢的本能和固定的行为模式：性驱力、攻击性欲望、领地性规则、母鸡孵蛋以及小鸭跟大鸭刻印行为。他们还认为，人类行为太难理解且灵活易变，不可能是进化的产品，而一定源自某些其他原因，比如说“文化”。但如果进化令我们具备的不是无法抗拒的欲望和严格的反射，而是一种中性的计算机，那一切都会改变了。程序是一种复杂的逻辑和统计操作，这种操作是由比较、测试、转移、循环和子程序嵌套子程序所引导的。人工计算机程序，从麦金塔的用户界面到天气模拟系统，再到识别英语语音与应答的程序，都不断提醒着我们计算能力的卓越和强大。人类思想和行为无论多么复杂多变，都可以是一种极其复杂程序的产物，而这一程序可能就是自然选择所赋予我们的。生物学的经典规则不是“汝当……”，而是“如果……那么将……”。
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我认为，心智不是单个器官，而是一套器官系统，我们可以将其看作是心理集合或心智模块。现在常被称为心智的基本因素，诸如一般智力、形成文化的能力以及多目标学习策略，都将因循一条道路，如细胞质之于生物学，以及土地、空气、火和水之于物理学一样。这些因素与它们试图解释的严格现象相比，比较松散，因而被视作具有近乎神奇的力量。而当将这些现象置于显微镜下仔细研究时，我们就会发现，支持日常世界复杂结构的不是单个一种物质，而是许多层次的复杂设备。很久以前，生物学家就摒弃了万能细胞质的概念，而代之以功能专业化机制的概念。身体的器官系统正常运转的原因是由于每个器官的结构都是根据其任务而量身定制的。心脏让血液循环是因为它的构造就像汽油转换器。肺不能泵出血液，而心脏也不能给血液充氧。这种专业化分工一直延续到更具体细微的层面。心脏组织不同于肺组织，心脏细胞不同于肺细胞，组成心脏细胞的许多分子，也不同于构成肺细胞的分子。如果情况不是如此，我们的器官就无法工作。
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