感悟认知科学——认知科学读书笔记目录感悟认知科学-1：彭罗斯认知模型的启示（2015-12-20）感悟认知科学-2：再议彭罗斯认知模型(2016-01-09初稿，2016-10-03修改稿)

感悟认知科学-3：认知的局限性（2016-12-20）感悟认知科学-4：认知的主观性偏差（2017-01-01）感悟认知科学-5：特朗普离《阴谋论》有多远？（2017-02-01）感悟认知科学-6：对信息化社会发展历程的认知——（提纲）（2018-01-04）感悟认知科学-7：警惕信息空间中的大陷阱：（2018-06至 22）感悟认知科学-8：为什么量子技术成气候竟这样难？（2018-07至 28）感悟认知科学-9：信息表示编码理论新进展（2018-09-06）感悟认知科学-10：对教育的德、智、体、美四字真言的认知（2019-01-02至31）感悟认知科学-11：读《科学家首度发现人类的灵魂》的几点注记（2019-03-15）感悟认知科学-12：对“关于潘建伟院士团队卫星QKD 实验的若干问题”一文的讨论（2019-03-22-26）感悟认知科学-13：对量子、量子技术的认知。（2019-04-17至 22）感悟认知科学-14：读宋铮：经济学的价值一文的几点感見。（2019-06-18至20）感悟认知科学-15：：对“李约瑟命题”和“钱学森之问”的认知。（2019-07-01）

感悟认知科学-1：彭罗斯认知模型的启示 (2015-12-20)

一、彭罗斯的三个世界认知模型英国著名物理学家罗杰 ۰彭罗斯在他的名著《通向实在之路——宇宙法则

的完全指南》一书[1]中提出了人类认知自己主、客观世界的基本模型，它由心智世界、柏拉图数学世界和物理世界三个部分构成，参见图 1。

图 1：彭罗斯的认知模型及三个世界间的相互关系[1，p.13]

1．物理世界是客观存在的外在实在世界，它不依赖于动物或人是否能感知和认知它，

当地球上还没有生物时，物理世界就早已存在了。物理世界中的事物丰富多彩，变幻无穷，吸引人类观察它、认识它。另一

方面，人类为了生存，需要在物理世界中获取所有维持生命所需的生活资料。人类需要认识这个赖以生存的物理世界。

2．心智世界就是由人的心灵和智慧所构建的世界，具体说是人类依赖于自身的感官所

感知的和大脑思维所认知的主、客观世界中事物的总和在大脑中所形成的抽象世界。心智是人类认知世界的核心，心灵是人的精神、思想、情感、情操、气质、

意识、求真、行（修）善、赏（鉴）美等；智力、智慧是人的思维能力，包括认知、学习、理解、记忆、计算、归纳、推理、判断、决策、想象、发现、发明、创造等能力。人类感官的感知能力（视、听、味、嗅、触觉）是很有限的，很多方面远

不及动物，在体能等方面也是如此。但人脑的思维和认知世界的能力却远远超过地球上的任何动物。依赖人的想象力可以发明创造出各种工具扩展人的感知能力，远胜过动物的本能。任何动物的智力都远远低于人类，人类依赖智慧而成为了地球的主宰。此外，人类还具有强大的交流信息能力，人类创造了各种语言、文字、图

像、符号等信息表示工具，发明各种方便有效的通信工具，如电报、电话、传真、电视、智能信息终端，并构建了各种网络，使得不仅人与人，人与物，物与物之间可方便地进行信息交流，还扩展到人与动物、人与外星人、人与宇宙之间的交流。从而大大扩展和丰富了人类的心智世界。当然，人类认识物理世界和自己的主观世界的能力都是有限的，受制于人

类感官的感知能力、大脑的思索能力和计算能力以及寿命。但人类具有发明、

制作工具的能力，这不仅能强化了感官的感知能力，而且能强化人类的推理、计算（广义的）能力，从而大大增强了人类认知世界和改造世界的能力。这是人区别于动物的又一重要之处。

“至今还没有说得过去的科学证据来表明存在着没有物理基础的‘心智’活动。异议来自宗教，他们坚信存在非物质的心智活动。”[1]这表明人本身虽然很复杂，但它也是一个系统，其物质和能量构成了人的躯体，其心智则是系统的信息组分，是由其躯体所承载着的。需要对人类产生心智活动的物质结构和机理进行深入研究，才能真正理解

人类心智的本质。3．柏拉图（Plato）数学世界古希腊的哲学家和数学家们创建了抽象的数学模型表示物理世界和心智世

界中的事物，并用逻辑推理的方法来证明所思所想命题的正确性。这是使人类脱离迷信、避免狭隘经验主义，从此走向科学的重大突破，是人类认知世界能力的一次飞跃。数学证明：“遵循纯粹逻辑推理从而无懈可击的论证过程，确保能从正确

的数学命题、或正确性自明的公理出发，来推断所给命题的正确性，这已被证明的数学命题曰定理。”[1，p.7]

“柏拉图世界里的数学形式存在方式与物理世界中的各种对象（如桌椅）的存在方式不同。它们没有空间位置，也不在时间中。客观存在的数学观念必须被当作与时间无关的对象。”[1，p.11-12]

“柏拉图的数学形式世界：任何作为无懈可击的真理而出现的数学命题都不会指向任何实际的物理对象，而是针对某种理想化客体。”[1，p.8]

“柏拉图本人的观点可谓真知灼见。这种观点要求我们认真区分精确的数学存在物与周围物理世界中存在的种种近似物，甚至可以说，这种观点提供了近代科学事业得以发展的蓝图。”[1，p.8]

柏拉图式的世界是一种理想化的抽象的数学模型，用与时间无关的符号表示的虚拟世界，是人类认识、分析和推断物理世界的一种有力的工具。它不依赖于某个个人的观点，也不依赖于某个特定的文化。但数学是人类文化的结晶，是由人类的头脑里所形成的共识，科学地反映出物理世界的真实存在，又高于物理世界中的任何具体特例。因此，对于任何个人而言，它就成为了一种不依任何个人的一种客观存在了。人类借助于这个模型，加上人类自己所创造的推理逻辑，就可以得出许多

有用的结果。其中有许多可以在实际物理世界中得到检验，成为科学理论。有些结果可能一时还未能在物理世界中得到检验和证明，但作为数学严格推理所证明的理论仍然有其存在的价值。人的心智世界所思、所想、所创造的、经过柏拉图数学世界检验通过的事

物，可能同物理世界中已有的事物相仿，也可能是物理世界中不存在或尚不存在的事物。因此，我们说柏拉图世界是真、善、美的，是我们认识世界、改造世界不

可或缺的理想模型和强有力的思维方法。麦克斯韦方程正是用柏拉图数学世界

研究物理学最成功的一个范例。柏拉图的数学世界只存在于人类的脑海中，还没有迹象表明其他动物的脑

袋里会有这类的抽象数学模型，这正是人类区别于其他动物、高于其他动物之处。这种抽象世界反映了实在的物理世界，又高于实在的物理世界。这也正是人类的想象可以创造出原本物理世界中所没有的许多事物的根本原因。

二、彭罗斯的认知模型中三个世界之间的关系首先应当指出，人类的心智是认识论的核心。人依赖心智才能认知客观世

界和自己的主观世界，才能改善人类的生存环境，战胜威胁人类发展的一切不利因素。

1. 心智世界与物理世界的关系人类依赖感官可感知物理世界中的一些事物，并以智力对其进行认知。但

由于人类认识能力的有限性，还只能认知物理世界中的部分现实，如图 1所示。随着时间的推移、科技的进步和人们认识水平的提高，已被人们认知的物理世界中的事物会不断增多。物理世界中的事物并非直接映射为心智世界中的事物，而是经由感官感知

和智力对其进行认知后所得到的结果，它与物理世界原来的事物未必完全一样，这正是主观认知和客观实际不能简单划上等号的原因。人类感官所感知物理世界中的某一事物，具有其主观性，可能因人而异，

会有大小不一的误差，人类所认知的物理世界中某一事物，更可能因人而异，

与每个人的主观思维判断关系极大。例如物理世界中的 3维物体，在人的视网膜上所呈现的是 2维图像，而存

储到海马体记忆细胞中的变换为一维的编码数据，成了虚拟的符号序列。物理世界是实在的，是看得见、摸得到的；心智世界属信息范畴，是无形的、虚拟的，只能靠想象才能感悟它的存在。

2.心智世界与柏拉图数学世界的关系柏拉图数学世界是人类心智的产物，是人类为了思考和解决问题所创造出

来用于描述问题的模型和为证明推断的正确与否的一套逻辑推理方法。柏拉图数学世界是人类心智世界中的一个子集，由于它在人类认知上所起

的作用巨大，特别是在人类认知和改造人类赖以生存的物理世界中起的作用巨大，彭罗斯才将其从心智世界中单独提出来，详细论述了它在发展物理学中的作用[1]。

“柏拉图数学世界完全在人类心智活动所及的范围之内。这意味着，至少在原则上不存在任何不能通过逻辑推理获知的数学真理。”[1]

柏拉图的数学世界中会有些人脑力所不及的复杂数学命题问题，但这些问题具有潜在的可认知性，随着时间的推移和人类发明认知工具（人脑的延伸）的出现，有些复杂问题就会得到解决，例如“四色问题”就是由计算机帮助下证明的。对于一些无法通过逻辑推理证明的数学命题，我们尚不知如何去解决。柏拉图的数学世界只反映了心智世界中的一部分事物，当然随着时间的推

移和数学科学的发展，数学世界所能反映、描述和处理的心智世界中的事物会

逐步增多。3.柏拉图数学世界与物理世界的关系

“数学世界中的很小一部分与物理世界相关联。纯数学家的大多数研究本来就与物理世界中的许多学科没有太多联系，尽管其研究成果经常会有意想不到的应用。它源自心智和数学世界本身的发展。”

“物理世界中的任何事物，即使在细节上，也都受到数学原理的支配，甚至我们人类的一举一动最终都完全受数学控制。此处‘控制’并不排除某些服从几率原理的随机行为。”[1]

这就是说，数学虽然是人类所创造出来的，但它反映了物理世界的内在的规律性、规定性，并不受任何个人随意支配。人作为一个由物质、能量和信息构成的系统，这种客观存在物也就必然要向物理世界中的事物一样受数学控制了。这正如宪法、法律和规定都是由人来制定的，一旦成为了共识，就必须人人遵守。

4. 三个世界之间奥妙的相依关系这三个世界关系中，充满了奥秘，需要我们去探索。“理论自身的精妙复

杂之处及其表现出的数学美也是极为深奥的迷。此外，经过适当组织的物质——此处特指人（动物）的大脑——如何能魔法般地获得知识，这无疑也是一个重大的谜团。之后，我们如何感知数学真理这件事本身也显得神秘莫测。”[1，p.14]

这三个世界中的“每个‘世界’都有其与众不同的存在方式。但我们不认

为我们终将能够在撇开其他两种的情形下考虑其中的任何一种。”[1，p.733]

但物理世界还是不同于另外两个世界，即使没有人类，这个世界依然存在，但其他两个世界则是依赖于人类大脑的存在才有可能产生，也才会有所谓认知问题。这三个世界不是孤立的，是相互依存、相互影响、相互作用的，它们反映

了人的主观世界和客观物理世界的矛盾的对立统一，而柏拉图的数学世界正是我们人类认识世界、改造世界的一个抽象的、理想化了的主客观世界的模型，是我们认识主、客观世界的有力工具，也是人类所创造出来的认识世界的伟大思想方法，这也正说明了：为什么“数学在整个科学（无论是古代科学还是现代科学）中的核心地位”[1，p.16]。将这三个世界都看作是实实在在的世界，对于我们认识主、客观世界来说

是很有意义的。

三、彭罗斯认知模型的启示和认知科学的一些新进展1．心智世界中的子集划分彭罗斯的三个世界认知模型为我们提供了一个清晰的理解我们的主、客观

世界的途径，它是理解科学特别是物理学的金钥匙，它昭示我们，认清数学在科学中所起的核心作用。在人类早期探索“主宰宇宙的规律是什么？我们如何获知这些规律？这种

认识如何帮助我们理解周围的世界并将其导向为我所用？”[1，p.5]的时候，为

什么能由漫长的迷信占星术，转向了物理学，其中一个具有决定性的因素就是人类创造了数学这一有效的工具。读了这本书后，我才真正明白了：古希腊是科学的摇篮，数学是科学的

“一郎”。认识到人类的心智有三个层次：感知、认知、悟道（感悟，明白了事物的真谛。）其实，柏拉图的抽象世界不仅存在于数学王国中，也存在于文学、绘画、

音乐、雕塑、舞蹈、建筑等艺术王国之中，人类所创造的许多伟大的文学、绘画、音乐、雕塑、舞蹈、建筑等作品都源于生活、又高于生活，充满了人的想象力，达到了真、善、美，各个都是人类的瑰宝。因此我们可以从人的心智世界中划分出来一些其它的子集进行深入认知，

如柏拉图精神、哲学（世界观、价值观、方法论）、社会科学（政治、经济、法律、历史、地理、文学、艺术、美学、宗教、心理、伦理、道德等）等世界。柏拉图的抽象社会科学世界也是人类思维的创作。人类一直憧憬能生活在

一个理想的社会中，并为此进行着不懈地努力。宗教的经文、政党的纲领，以及社会学中的众多“大同学说”都是人类所创造出来的理想化的社会模型。这些无不出自于某个天才或先知所想出来和写出来的，人们信仰它们是因看到了其中的真、善、美。当这些思想得到众多人的认同后，它对于任何个人而言，就成为了一种不以任何个人的客观存在了。心智世界在人文科学上的意义作为智慧动物的人类，具有思维、推理、计算能力，除了能够认知物理世

界和自己主观世界，并在自己的头脑里建立起心智世界外，人类还具有自己的强烈的好奇心、丰富的想象力、可贵的怀疑精神，因而可以创造出许多物理世界原本没有的新事物，如各种建筑、各种机械、各种电子制品等等。其中就包括理想化的抽象数学世界，它成为人类描述和认识物理世界和人的主观世界的科学方法和有力工具。除了数学之外，人类还有其他财富，社会科学、文学、艺术等等。

2．唯物主义与唯心主义唯物主义与唯心主义是哲学中誓不两立的两大流派。唯物主义认为物质是

第一性的，是不以人的意识而客观存在的；意识是物质存在的反映，是第二性的。唯心主义认为物质世界是意识和精神的产物，意识和精神是第一性的，物

质是第二性的。没有客观物质世界就不可能有人的存在，也就不可能有人的主观意识和精

神。但是从认识论来看，当物质世界上不存在有意识和精神的人的时候，由谁来感知物质世界的存在？

17世纪法国著名哲学家、物理学和数学家笛卡尔提出的“我思故我在”，和 20世纪华东师范大学数学家程其襄教授补充提出的“我在故我思”，这 10

个字道出了唯物主义和唯心主义间的辩证统一关系。这两者并非是势不两立的，都是人类认知主、客观世界的有效工具。人的心智世界是非欧几何空间，唯物主义与唯心主义是其中的两条平行线，在无穷远点处，即人的心智世界中相交

了。这也正说明了为什么有那么多的伟大学者既是虔诚的宗教信徒，又能在学术或文学、艺术上作出杰出贡献。

“我思故我在，我在故我思”是华东师范大学校园中展示的一条语录。3．实践在认识论中的作用

“人的正确思想是从哪里来的？”论证了“人的正确思想只能从实践中来”，这是一种狭隘的“实践论”观点。实践是人的正确认识的一个重要来源，但决不是“唯一”的源，伟大的智者，通过大脑中“心智世界”的想象和“数学世界”严密的逻辑推理证明也常常会创造出许多正确的思想。科学史中常有一些被数学证明的结果，过若干年后才通过实践证实为真，至今还有不少已为数学证明但尚未经实践证实的“成果”。还可举一物理学中的著名例子：左手媒质。1968年，前苏联科学家V. G.

Veselago利用麦克斯韦方程提出一种在地球上不存在，或尚未被发现的“左手媒质”。他发表的论文指出：当介质的介电常数和磁导率同时为负时，媒质的折射率变为负值，并且将表现出不寻常的电磁特性，这种媒质被称为“左手媒质”。到 2001年，美国加州大学 San Diego分校的D. R. Smith等人才首次构造出这种“左手媒质”。现在，有关左手媒质的研究成为一个新的热点。左手媒质主要有“反多普勒效应”、“反契伦可夫效应”和“负折射率”等特性。

“实践是检验真理的唯一标准”的提法有道理，但不够准确，且有其片面性，应改为“实践是检验命题是否为真的一种手段或途径”。[3、4]

人们获得科学发现和检验其是否为真的途经除了实践检验之外，还有一个有效途径，就是利用人的智慧、抽象思维能力、人类发明的数学工具，通过逻辑推理，最终可以证明结论的正确性。现代的计算机仿真也是检验和证实所提理论是否正确的重要手段。实践手段本身有其局限性，对于确定性事物，具有可重复性，可以通过实

践或实验检验，对于随机性事物，则需用统计推理和有限次采样进行检验。实践检验需要付出时间、人力、财力的代价，在现实条件下，会超出实现的可能，如对宇宙大爆炸理论、更小尺寸的微观探测理论的检验都难以用实验的方法实

现。社会科学理论的实践检验常常会更困难些，常常需要几十年，甚至更长的时间，而且历史事件往往不具重复性。

4. 关于科学、信仰、迷信、奴役制信仰是通过理性的思考，悟出了其中的道理后所作出的信赖选向。迷信是感性驱使的盲目崇拜。奴役制是外力作用于人，使之屈服就范。虽然科学和宗教都源于人类所创造的柏拉图世界，但它们之间有着根本上

的区别。科学提倡怀疑、探索、辩论、验证，在科学界没有禁止讨论的问题，没有

神圣、不可冒犯的真理，没有不可批评的权贵，没有高低贵贱之分，任何成果都必须经过严格的检验和证实，不同意见和争论都具有重要意义，所有观点都应当受到鼓励。民主集中制和多数判决原则都不是解决科学问题的合适方法。[2]

科学的基础正在于永远要提出新的疑问。“优秀的科学家从不‘确定’。正因为这一点，他们的研究结论才会比那些十分有把握的科学家的结论更加可靠。”（法国马赛第一大学物理学家 Carlo Rovelli）[2]

“按照大众的说法，不确定性不是什么好玩意儿，它意味着缺乏严密性和预见性。然而，科学中没有任何数据、度量和现象是确凿无疑的，不确定性正是让科学获得成功的关键因素。”（美亚利桑那州立大学物理学家 Lawrence

Krauss）[2]

“人们以为科学家在追求真理，发现真理。错！——他们制造模型，测试模

型。科学家们所做的，不是打胜仗，也不是抵达终点，而是永无止境的发现与修正。”（MIT比特与原子研究中心主任Neil Gershenfeld）[2]

“一切创新之路都是由失败开拓的。”（Kevin Kelly）[2]

这是科学和宗教、伪科学、奴役制的根本区别之处。5. 心智世界主观性和普适性心智世界既然是人脑中的世界，就必然具有主观性，每个人的经历、思想、

意识、情绪、情感、情操、气质、欲求、心灵都不相同，感知力、想象力、创造力、推理、判断和计算能力也有巨大差异，从而形成各自不同的心智世界。但就整个人类而言，从认知世界的角度来看，可以想象一个“代表”人类的心智世界，将人类最高的认知世界能力赋予这个心智世界，来认识我们人类的认知问题和我们的认知世界。因此，彭罗斯所说的心智世界不是特指某个人的心智世界，而是人类心智世界的一个理想模型。这是我对彭罗斯的心智世界的理解和看法。

个体的心智能力大致分类:

弱智者：由于生理缺陷造成的智障、智残者，这类人的智商都在 70以下，有的甚至生活上不能自理。常人：智商在 100左右，能正常生活、学习和工作者。聪明人：智力发达、智慧超出常人者。天才：天赋的智慧远超出常人者，这类人的智商很高，甚至超过 200。神人：创造和统治宇宙的人，有的人就很神，如文艺复兴时代的达·芬奇。精神病患者：妄想病、偏执狂、猜疑症、唯意志论者……，所有这些都属

心灵世界中的问题，是脑神经系统错乱所致，但其具体的机理和医治方法都远未搞清处，有待研究。在人的心智世界中，由于每个人的心地、学养、个性、立场、经历……不

同，对同一事物会有不同，甚至完全相左的看法，这不足为奇。还有一些智商不低的“聪明人”会办出蠢事，聪明反被聪明误，对“盲人骑瞎马，夜半临深池”的险境浑然不知。这种人的官位越高，危害也就越大！

6．认知世界中的真、善、美美在科学研究中有种神秘作用。“物理学重大进展背后的许多概念都可以看到美的要素。欧几里得几何无疑

是美的，这种几何构成了精确物理理论的基础，即古希腊人的空间理论。1500年后出现了一场优美的牛顿动力学理论，其深刻、完美的辛几何基本结构后来由拉格朗日和哈密尔顿形式体系充分展示出来。麦克斯韦电磁理论的数学形式同样让人赏心悦目，至于爱因斯坦广义相对论的极品数学美则更是无与伦比。量子力学结构及各个具体方面同样如此，我只需举出量子力学自旋、狄拉克相对论性波动方程以及由费恩曼发展出的量子场论的路径积分形式体系就足以说明问题。”[1，p.739]

“纯数学中有相当一部分内容我们还看不出它们与物理世界之间存在明显的联系，但它们的美不亚于甚至超过我们现有物理理论所表现出的水平。”[1，p.739]。例如康托尔的无穷理论、哥德尔的不完备定理、范畴理论、费马定理、单群分类、黎曼关于 ζ函数及其与素数分布关系的理论等。[1，p.740]

“在基础理论层面支撑起物理理论的更一般也更神秘的方面。理论研究方向上一直受到两种强有力的内驱动力影响，首先是审美驱动力，其次是所谓‘奇迹’带来的不可抗拒的诱惑，我可以用我个人经验担保，他确实对个人的研究方向有着重大影响。”[1，p.739]

“审美判断在理论物理研究中所起的富有成效的突出作用是毋庸置疑的。大多数这种作用具有微妙的特征，使人信以为对取舍做出的判断完全是一种个人行为。但在物理世界的数学理论研究中偶尔也会出现这样的事情，它们对研究方向进行甄别的影响要远远超过纯粹数学审美判断，这种事情就是我所说的‘奇

迹’。”柏拉图相信数学世界与真、善、美这类绝对概念息息相关。美在数学和物理学中的作用：“美不仅在探索物理世界背后的数学原理方

面有着毋庸置疑（虽然经常很含糊）的作用，审美标准对数学概念本身的发展也是至关重要的：它不仅导致新发现，而且还是通向真理的向导。”

“数学家们共同持有的信念之一——在我们身外存在着一个真实的柏拉图世界——正是源于他们不断揭示出的数学概念中所潜藏的奇妙且出乎意料的美。”[1，p.15]

数学家兼物理学家彭加莱说过：“科学家不是因为有用才研究自然的。他研究自然是因为他从中得到快乐；他从中得到快乐是因为它美。若是自然不美，知识就不值得去追求，生活也就不值得去过了。”[1，p.15]

道德、善的作用：“道德与心智世界有着深刻的联系，因为它与由意识赋予的判断乃至意识本身紧密相关。那一想象如果没有知觉的存在，道德会有什么意义。随着科技的进步，理解道德得以显现的物质环境愈加显得迫切。我相信科学问题的道德含义绝不应被剥离掉。”[1，p.15]

丘成桐认为：“感情的培养是做大学问最重要的一部分。”“我一生从未放弃追寻至真至美的努力”。“也许这是受到王国维评词的影响，我认为数学家的工作不应该远离大自然的真和美。”[5]

7. 新进展 1：心智世界的超自然体验[6]

美国超心理协会将“超自然体验”定义为“存在于任何已知的解释之外的表面异常”。

对精神世界的蒙昧无知，使得人类广泛相信超自然体验，诸如：灵魂出壳、记起前世、预言未来、幽灵现身、看到死后、心灵感应、读心术、鬼魂附体、被外星人绑架、听到异声、见到幽灵……为真。随着科学的进步，人们对精神世界不断深入了解，开始对某些人的超自然体验现象，从人的脑神经活动的轨迹，利用神经科学、心理学、医学、统计学的新技术，和最新的仪器设备，逐渐揭露了其中的一些真相。研究表明许多超自然体验都源于大脑的神经系统，当脑神经系统处于正常

与反常、已知与未知、病态与非病态的边界时，就有可能出现超自然体验。《新发现》“超自然体验大破解”一文就大脑如何制造“超自然体验”进行了揭示，破解了 9类超自然体验假象。顶叶和颞叶虚构的感觉可制造幽灵存在的错觉、心灵感应和读心术。濒死体验、灵魂出壳源于人的心脏停止跳动后 30秒人脑仍然很活跃，意识可能依然存在，濒死体验可能在此时发生，若心跳恢复，就成了非同一般的体验。灵魂附体是类似于沉思状态的大脑奇特活动。回忆前世、转世重生，是催眠加剧记忆功能障碍所致，催眠师的暗示使被催眠者无意识产生的虚假记忆的集合体，关键发现：海马体活动不足，会产生虚假记忆。被外星人绑架，它对受害者的影响是实实在在的，心理学家认为其罪魁祸首是睡眠瘫痪症，梦魔的脚本是大脑神经系统的产物。预知未来，似乎大脑具有意想不到的预测能力，实际上常常是源于自评估各种事件之间存在联系的概率的无意识机制，当然大脑有强大的计算和逻辑推理能力，只要掌握足够的信息，就可对事物推测，但这和能感知未来的“神人”不是一回事。看见、听到、触到、嗅到……不存在的事物，这些都是幻觉——无对象的感知，大脑影像技术

证明这种幻觉不是来自感官，而是来自海马体被激活的过去的区域，缪误又一次源于大脑。灵魂出壳，看到自己处于一个并非自我感受到的位置，或许与大脑颞顶结合部的一个错误有关，那里是大脑整合发送信息的地方，它在灵魂出壳中起关键作用。探索人脑的神经系统活动机制是认识人的心智世界奥秘的关键。8. 新进展 2：心智世界的情感奥秘[7]

人的情感：恐惧、愤怒、喜悦、厌恶、悲伤、嫉妒、渴望、骄傲、羞愧、沮丧……，人们能感受复杂、多样而微妙情感。情感是由人脑产生和控制的，长期以来人们认为人的左脑负责理性，右脑负责感性。但最近的研究表明，情感和理性都是由整个大脑一起处理的。过去认为，人的某种特定情感与大脑中某处的神经细胞有关，将各种情感

在大脑中相应的部分组合在一起似乎可以构成一个“情感大脑”，运行于“理性大脑”之外，并行存在。最近的研究否定了这种认识。认为人类的情感是由大脑深层到表层，多个部位共同活动的结果。利用脑成像技术对 2159名参与实验得到的 377张成像，经过统计分析得到

了有关愤怒、厌恶、恐惧、愉悦、悲伤等情感在大脑中激活多处的事实。证明了并没有特定的区域专门控制愤怒、厌恶、恐惧、愉悦、悲伤等情感，多种多样的情绪来自一系列大脑网络的轮番激活与相互作用。每个人对情绪的敏感度是不相同的，这与遗传有关。对人的情感的认识还很初步，为什么大脑的特定活动状态能让我们产生名

为恐惧、或喜悦之类的情绪？大脑的情绪活动与其它状态有何不同？人类脑科学的探索还刚刚起步，特别是脑科学对人的精神层面的研究还处

于初级阶段。四、结论彭罗斯的三个世界认知模型为我们提供了一个清晰的理解人们的主、客观

世界的途径，它是理解科学特别是物理学的金钥匙，它昭示我们，认清数学在科学中所起的核心作用。三个世界的认知模型不仅是我们认识自然科学的有效途径，也是我们认识

社会科学、人文艺术、心灵意识等涉及我们主观世界的有效途径，在人的心智世界里可以类似构建所需的子空间深入进行探索,这些都需要我们去努力探知。脑神经科学的研究为探索揭示人的心智世界的奥秘打开了大门。人才将是决胜的关键，我们应当努力创建一个宽松的学术环境，为人们自

由地探索、追求和创造真、善、美的物质和精神财富提供条件。当我们拥有了这样的环境时，一流水平的成果才可能出现，一流人才就会涌现。

参考资料1. 罗杰 ۰彭罗斯著, 王文浩译。通向实在之路——宇宙法则的完全指南，湖南科学技术出版社，2008.6。

2. 卡尔 ۰萨根著, 李大光译，魔鬼出没的世界——科学，照亮黑暗的蜡烛．海南出版社，2010.5。

3. 闵良臣，未经证明的任何思想、主义都不能称作是科学的——中国人的思想不能再混乱下去了。网文，2014-09-01 20:35。

4. 偶感录-47：读闵良臣的一篇网文有感，(2014-10-23)。5. 丘成桐，研学之乐——“数学与人文”系列演讲之一。2011-01-10，来源：光明网，《光明日报》。

6. R, Rauscher, Emilie，超自然体验大破解。新发现，No.11，pp.28-48,2015。7. Mathieu, Gousson, 情感大脑不再神秘。新发现，No.11，pp.49-51，2015。

感悟认知科学-2：再议彭罗斯的认知模型(2016-01-09初稿，2016-10-03修改稿)

英国著名物理学家罗杰 ۰彭罗斯在他的名著《通向实在之路——宇宙法则的完全指南》一书中提出了人类认知自己主、客观世界的基本模型，它由心智世界、柏拉图数学世界和物理世界三个部分构成[1]。这一认知模型的最大特点是从人的心智世界中分离出一个柏拉图数学世界，以抽象的数学模型表示物理世界和心智世界中的事物，并用逻辑推理的方法来证明所思、所想命题的正确性。彭罗斯详细总结了柏拉图数学世界对认知物理世界所起的重要作用。我们曾在《彭罗斯认知模型的启示》一文中详细介绍和讨论了对这一模型

的看法[2]。本文想进一步讨论这一认知模型，以期对理解人类的认知问题有所帮助。人的认知主要有两部分内容，一是对周围物理生存环境或曰客观的感知和

认知，一是对自身或曰自我主观的感知和认知；后者又要分成两个问题，即对自身躯体（生理学）和对自身精神、灵魂（心理学）世界的感知和认知，从系统论观点看就是对自身的物质、能量（躯体）和信息（思维）的感知和认知。人靠什么来感知和认知主、客观世界？主要有三个工具，一是感知器官，

眼耳鼻舌身；二是遍布全身的神经网络，能将感官感知的信息经由神经系统传给人脑；三是思维工具——头脑，用来处理、存储信息，形成概念、进行思考，做出判断，发号施令，做出反映。人的感官能力和体力可能比不过某些动物，但人脑的思维和认知世界的能

力远远超过地球上的任何动物。依赖人的想象力可以发明创造出各种工具，扩展人的感知能力，远胜过任何动物的本能。人类依赖智慧而成为了地球的主宰。人是社会的动物，人的个体认知的自然发展是走向群体社会化认知。我们将从五个方面揭示人类感知和认知的有关问题。一、生理与心理；二、感觉、感知和认知，生理感官感知和心智思维认知；三、逻辑思维与形象思维；四、个体认知与群体社会化认知；五、感知和认知中的信息理论。

一、生理与心理[6]人体生理学是研究人的躯体的正常生命活动规律的科学，是生物学中的分

支学科。心理学是研究人的心智世界的科学。17世纪法国数学家笛卡尔说过“我思故我在”，华东师大数学教授程其襄

补充说过“我在故我思”，这十个字合起来道出了人之所以能够认知主、客观世界的基本条件是：躯体的存在是人能感知思索的物质基础，而人的不断感知、思索才能体会到自己活在世上。这正是躯体和精神的辨证关系。这也是我们首先要讨论生理与心理这两个概念的初衷。

1. 生理（Physiology）生理学的任务是阐明机体及其各组成部分所表现的各种正常的生命现象、

活动规律及其产生机制，以及机体内、外环境变化对这些功能性活动的影响和机体所进行的相应调节，并揭示各种生理功能在整体生命活动中的意义。近代生理学的研究，不仅描述生命活动的表面现象，而且在整体观点下运

用实验的方法探讨机体各部分的功能及其内在的联系。生理学的实验研究可分为几个层次，也就是从不同的水平进行生理学的实

验研究：器官系统水平，细胞组织水平和亚细胞及分子水平。迄今为止，大量的生理学研究是集中于机体的器官系统水平，因为这在医学应用和生产实践上是最亟需的基础知识。器官系统水平生理研究：血液循环生理包括血液运行和心脏、血管的功能；

呼吸生理包括呼吸道和肺的功能以及气体在血液中的运输；消化生理包括消化管运动和消化液的分泌，以及食物的消化和养料的吸收过程；排泄生理主要讨论肾脏的泌尿过程和输尿管、膀胱的排尿过程；内分泌生理讨论各种内分泌腺的功能；神经系统是机体各部分功能的调节机构，一方面接受由各种感受器或感觉器官传来的信号而加以整合，另一方面对各种器官系统的活动进行调节和控制，从而使机体对体内外环境的变化作出有规律的反应。细胞组织水平生理研究：探索各种组织细胞的生理特性和活动特征，如神

经组织、肌肉组织、上皮组织和结缔组织的生理及其相互关系。这一水平的研究在生理学发展上也很早就受到重视，从而为理解各器官系统的活动机制提供必需的基础知识。亚细胞和分子水平的生理研究：如关于细胞膜的物质转运的机制，神经和

肌内细胞膜的电位变化及其与离子通透性改变的关系，各种肌肉的超微结构的功能及其与兴奋——收缩耦联的关系，各种激素的生物合成过程及其分泌和作用机制，中枢神经细胞的递质和神经激素的研究等。以上 3个层次的研究都属于分析性生理学的范围，这种分析性实验的结果对于近代生理学的发展起了重大作用。

在分析性研究发展的同时，生理学家还重视综合性生理学的研究，那就是探讨人类的整体如何适应于环境的变化。生理学家对人在各种自然环境中或人工模拟的环境中、整体或其某一部分的生理活动如何通过自身内部的调节，从而使机体与环境变化相适应进行研究。病理生理学是研究人体的异常生命活动的规律。这对人类疾病的发生、发

展和防治提供了理论依据。人体生理学一向是同医疗实践密切联系着的，早期人体生理研究者就是直

接参与医疗实践的医务工作者。由于医疗实践中提出的生理学问题越来越多，而且要求对这些问题的解决越来越迫切和深入，才分出专门的病理生理学。

19世纪法国著名的生理学家 Claude Bernard曾经十分中肯地指出：“医学是关于疾病的科学，而生理学是关于生命的科学。所以后者比前者更有普遍性。这就是为什么说生理学必然是医学的科学基础。一个医生要研究生病的人，要用生理学来阐明和发展关于疾病的科学。”人体生理学的研究离不开自然科学的基础学科：数学、物理、化学、生物

学等。“生理学是有生命体的自然科学。”由于人和动物在躯体的生理上有很多相似之处，在研究中常用动物的活体

进行实验研究。生理学既然是研究生命活动规律的科学，必然要以活着的机体、器官或组

织细胞作为实验观察的对象，即使作模拟、作数学模型、作系统分析，也必须以对活机体、器官、组织细胞的观察为依据。在生理学实验中，既要能够全面、透彻地揭示出所研究的功能活动的规律，同时又要求所观察的机体、器官、组织细胞能保持其正常状态，而这两方面常常难于兼顾。解决这个问题的关键是，不但要有深思熟虑的实验设计，而且必须有适当的技术手段。

2. 心理（Mentality）心理是指个人对客观物质世界的主观反应，心理现象包括心理过程和人格，

人的心理活动都有一个发生、发展、消失的过程。人们在活动的时候，通过各种感官感觉、感知、认知外部世界事物，通过头脑的记忆、思考事物的因果关系，并伴随着喜、怒、哀、惧等情感体验。这折射着一系列心理现象的整个过程就是心理过程。按其性质可分为三个方面，即认识过程、情感过程和意志过程，简称知、情、意。行为是指个体对刺激的各种反应、行动和活动。心理学（Psychology）是研究人类心理与行为规范的科学。心理现象人皆有之，它是宇宙中最复杂的现象之一，从古至今为人们所关

注。心理是大脑对客观现实的主观 反应 ，意识是心理发展的最高层次，只有人才有意识。

人格也称个性，是指一个人区别于他人的，在不同环境中一贯表现出来的，相对稳定的影响人的外象和行为模式的心理特征的总和，包括：需要、动机、能力、气质、性格等。在一定意义上，人格不是独立存在的，而是通过心理过程表现出来的。

二、感觉、知觉、感知和认知，生理感官感知和心智思维认知[6]

1．感觉（Feeling, Sensation）感觉：是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。人的感觉器官，眼、耳、鼻、舌、身对外界的光、声、味道、滋味、冷暖、

压强、光滑度等分别进行感觉，不同的器官对外界物体的某种属性会作出反映，就构成一种感觉。自我感觉可分为两种：一是动物体的一种“需要”，动物们需要性刺激，需要食物，

需要排泄，需要睡眠等等。二是动物的“欲望”，也可分两部分：一是心理欲，二是行为欲。心理欲使人产生一种驱动，行为欲使人专一地去做事。更细地划分有浅表感觉、提示感觉和深部感觉。浅表感觉有 25种，其中包含 14种生存感觉，是生命个体为了适应外界环

境而必须有的，它分为呼唤欲和排泄欲。呼唤欲是生命个体想得到而且必须得到的，有 7种：食欲、渴欲、嗅欲、望欲、听欲、触欲和物欲；排泄欲也有 7种：便欲、喷欲、咳欲、呵欲、伸欲、嗝欲和性欲。提示感觉有十一种，是生命个体在生存过程中为了保护身体提示病变而产

生的，包括：痛、痒、麻、软、酸、木、胀、晕、昏、辣、闷。深部感觉：就是人们所说的情绪，它分为分享情绪和保护情绪。分享情绪

是人类可以共享的一种情绪，有乐和忧、善和凶，它们是可以“传染”的。2、保护情绪就是用来保护身体的一种情绪。它包括：怕和气、爱和嫌、快和缓。

2．知觉（Consciousness）知觉，是知道、觉察到、领会到、意识到等含义。知觉：客观事物的各种特征和属性通过刺激人的不同的感觉器官引起兴奋，

经神经传导反映到大脑皮层的神经中枢，这种由感觉的综合所形成的人对这一事物的认识及评价，从而产生的反应谓之知觉。

概念区分：感觉：脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。

知觉：脑对直接作用于感觉器官的客观事物整体属性的反映。感觉是知觉产生的基础，是知觉的有机组成部分，没有对客观事物个别属

性反映的感觉，就不可能有反映客观事物整体的知觉。知觉是感觉的深入与发展。一般来说，若能对某个客观事物或现象感觉到的个别属性越丰富、越完善，那么对该事物的知觉就越完整、越准确。知觉是高于感觉的心理活动，但并非是感觉的简单相加之总和，它是在个体知识经验的参与下，以及个体心理特征，如：需要、动机、兴趣、情绪状态等影响下产生的。通过感觉，我们只知道事物的个别属性，通过知觉，我们才对事物有一个

完整的映象，从而知道它的意义。比感觉复杂，知觉具有整体性、恒常性、意义性、选择性等。与感觉相比较，知觉又具有不同于感觉的特征：第一、知觉反映的是事物的意义，知觉的目的是解释作用于我们感官的事

物是什么，尝试用词去标示它，因此知觉是一种对事物进行解释的过程。第二、知觉是对感觉属性的概括，是对不同感觉通道的信息进行综合加工

的结果，所以知觉是一种概括的过程。第三、知觉包含有思维的因素。知觉要根据感觉信息和个体主观状态所提

供的补充经验来共同决定反映的结果，因而知觉是人主动地对感觉信息进行加工、推论和理解的过程。可以说感觉是知觉的基础，知觉是感觉的深入。知觉虽然已经达到了对事物整体的认识，比只能认识事物个别属性的感觉

更高级了，但知觉来源于感觉，而且二者反映的都是事物的外部现象，都属于对事物的感性认识，所以感觉和知觉又有不可分割的联系。在现实生活中当人们形成对某一事物的知觉的时候，各种感觉就已经结合到了一起，甚至只要有一种感觉信息出现，都能引起对物体整体形象反映。例如，看到一个物体的视觉包含了对这一物体的距离、方位，乃至对这一物体其他外部特征的认识，所以，现实生活中很难有单独存在的感觉，单一或狭隘感觉的研究往往只能产生于实验室中。知觉并非感觉信息的机械相加，而是源于感觉又高于感觉的一种认识活动。知觉可以进行分类：空间知觉：对物体的形状、大小、远近、深度、方位

等空间特性获得的知觉；直线透视（Linear Perspective）：指平面上刺激物本身在面积的大小、线条的长短以及线条之间距离远近等特征上，所显示出的能引起深度知觉的线索。时间知觉（Time Perception）：也称时间感（Time Sense），指在不使用任何计时工具的情况下，个人对时间的长短、快慢等变化的感受与判断。运动知觉（Motion Perception）：是人对空间物体运动特性的知觉。它依赖于对象运行的速度、距离以及观察者本身所处的状态。似动现象（apparent motion）是指引起运动知觉经验的刺激物其本身并未移动，但观察者在主观意识上则清楚地觉知它是在移动中。相对移动（Relative Motion），是指

我们所看到的物体，其本身并未移动，只因我们自己身体在移动，反而觉得物体在移动。

错觉（Illusion）：是一种完全不符合刺激本身特征的失真的或扭曲事实的知觉经验。

幻觉（Hallucination）：幻觉与错觉不同，它是在没有相应的外界客观事物直接作用下发生的不真实感知。正常人在某些特殊的状态下，如强烈的情绪体验并伴有生动的想象、回忆，或期待的心情、紧张的情绪，或处于催眠状态，都可能会出现幻觉。在入睡或醒觉状态的过程中，也会发生幻觉。幻觉也是心理异常的重要征象，如感觉剥夺、精神疾病、药物中毒、饮酒过量、吸食毒品等，常会产生幻觉。

3．感知（Perception）为什么我们能够感知主客观世界？因为，我们身体上的每一个器官（包括

感觉、生殖与内脏的器官）都是外在世界信号的"接收器"，只要是它范围内的信号，经过某种的刺激，器官就能将其接收，并转换成为感觉信号，再经由自身的神经网路传输到我们心念思维的中心——"头脑"中进行情感格式化的处理，之后，就构建了我们的感知。我们所感知的东西，都是在自己心念作用下完成的。人之心念对刺激信号

的解读与破译，并在内心产生各种的感觉。这一感觉的变化，也就是人之心念对外在事物的一种主观反映。当然，其它生物也会有类似的感知过程，只是还不曾被人类了解与破译。从哲学上说，感知是以生命的物为主体与存在的所有客体的关系表达。有

了表达的感知，就有了生命的主体，生命的主体与客体的基本关系是感知的关系。所有生命的物都具备感知的能力，都有感与知的关系，感和知是生命的物

具备的基本本能，感知的能力在不同物种不同个体间各不相同，感和知都是在本能作用和存在环境里自然形成的。感和知的能力存在是判断生物存在状态的标准，没有了感的生物便没有了生，没有了知的生物便没有了命，没有了感知的生命的物就没有了生命。

感知能力：感知的意义范围很广，主要意思是客观事物通过感觉器官在人脑中的直接反映。而感知能力则是说通过感觉器官感觉某样不可视或者肉眼无法直接观察的物体，并能通过感觉描绘出其具体形状或者运动状态的一种超能力。这个能力不是每个人都具有的，但是通过后天大量的艰苦练习以后可以获得一定程度的能力。比如可以感觉出背后某物体的形状、颜色、运动状态。其实质是物体向外辐射的红外线被人体向外辐射的脑电波所擒获，在脑部形成对该物体一定的判断。

4．认知（Cognition）

认知也可以称为认识，是指人认识外界事物的过程，或者说是对作用于人的感觉器官的外界事物进行信息加工的过程。它包括感觉、知觉、记忆、注意、表象、思维、想象、言语等，是指人们认识活动的过程，即个体对感觉信号接收、检测、转换、简约、合成、编码、储存、提取、重建、概念形成、判断和问题解决的信息加工处理过程。在心理学中是指通过形成概念、知觉、判断或想象等心理活动来获取知识的过程，即个体思维进行信息处理的心理功能。对认知进行研究的科学被称为认知科学。

个体认知风格：个体习惯化的信息加工的方式，又称认知方式。认知风格是个体在长期的认知活动中形成的、稳定的心理倾向，表现为对一定的信息加工方式的偏爱。个体常常意识不到自己存在这种偏爱。

个体认知策略：是指导认知活动的计划、方案、技巧或窍门。人脑的信息加工能力是有限的，不可能在瞬间进行多种操作，为了顺利地加工大量的信息，人只能按照一定的策略在每一时刻选择特定的信息进行操作，并将整个认知过程的大量操作组织起来。因此，认知策略对认知活动的有效进行是十分重要的。元认知：是个体对自己的认知活动的认知。元认知由三种心理成份组成：

一是元认知知识，主要包括个体对自己或他人的认知活动的过程、结果等方面的知识；二是元认知体验和情感体验，指伴随认知活动而产生的认知体验；三是元认知监控，指认知主体在认知过程中，以自己的认知活动为对象，进行自觉的监督、控制和调节。元认知监控主要包括确定认知目标、选择认知策略、控制认知操作、评价认知活动并据此调整认知目标、认知策略和认知操作等环节。元认知监控是元认知最重要的心理成份。

5．认知科学（Cognitive Science）[3，4，5]

认知科学是 20世纪世界科学标志性的新兴研究门类，它作为探究人脑或心智工作机制的前沿性尖端学科，已经引起了全世界科学家们的广泛关注。

“认知科学”一词是 1973年由朗盖特·系金斯提出并开始使用的，今已成为跨学科研究——揭示人脑的工作机制这一最大的宇宙之谜得主要贡献者。但是，认知科学尚未成熟，作为一个独立的学科，也尚未得到足够的统一和整合。对于什么是认知科学，也还存在着很大的分歧。认知科学是研究人类感知和思维信息处理过程的科学，从感觉的输入到复

杂问题求解，从人类个体到人类社会的智能活动，以及人类智能和机器智能的性质。认知科学涉及众多学科，如现代心理学、信息科学、生理学、神经科学、数学、语言学、人类学等学科。认知科学的兴起和发展标志着对以人类为中心的认知和智能活动的研究已

进入到新的阶段。认知科学的研究将使人类自我了解和自我控制，把人的知识和智能提高到空前未有的高度。生命现象错综复杂，许多问题还没有得到很好的说明，而能从中学习的内容也是大量的、多方面的。

6．讨论我们对人的感觉、感知中涉及生理学方面的问题了解得稍微清楚些，但对

于人的认知中较深入的问题，涉及到人的心理、思维、精神方面的问题还知之甚少，似乎还没能入门。许多问题都难以回答，如人的感悟、顿悟和直觉是如何产生的，每个人的悟性彼此差别悬殊，能悟道者不是很多。不少科学发现都伴随着顿悟。直觉是一种讲不清楚的认知，但却常常有一定的正确性。认清人类的认知问题是一个极具挑战的研究任务。三、逻辑思维与形象思维

1. 人的认知主观能动性从人类的认知出发，所涉及的就是主观和客观两个世界。人的主观之所以

能认知自身之外有一个物理世界存在，首先是由于人类生来所具有的感官能以它们的感知能力（视、听、味、嗅、触觉）感知身外的物理环境。另一重要条件是人还长了一个智慧脑袋，能够思考和认知世间事物，构成一个能认知主、客观事物的心智世界。人的感官能力和体力可能比不过某些动物，但人脑的思维和认知世界的能力远远超过地球上的任何动物。依赖人的想象力可以发明创造出各种工具，扩展人的感知能力，远胜过动物的本能。人类依赖智慧而成为了地球的主宰。此外，人类区别于地球上所有其他动物之处是人类具有强大的交流信息能

力，从而能将个体的认知凝聚为强有力的社会性的认知。当然，人类认识物理世界和自己的主观世界的能力都是有限的，受制于人

类感官的感知能力、大脑的思索能力和计算能力以及寿命。但人类具有发明、制作工具的能力，这不仅能强化了感官的感知能力，而且能强化人类的推理、计算（广义的）能力，从而大大增强了人类认知世界和改造世界的能力。

2. 心智世界用系统论的观点分析，人是由躯体和精神两部分构成，躯体是系统的物质

和能量组分，心智是系统的信息组分，是由其躯体所承载着的。有了大脑才能思维，有了思维人才能认知自身的存在。这正是法国数学家笛卡尔的“我思故我在”和华东师大数学教授程其襄的“我在故我思”的辨证关系。心智世界就是由人的心灵和智慧所构建的世界，具体说，就是人类依赖于

自身的感官所感知的和大脑思维所认知的主、客观世界中事物的总和在大脑中所形成的抽象的信息世界。心智是人类认知世界的核心，心灵是人的精神、思想、情感、情操、气质、

意识、求真、行（修）善、赏（鉴）美等；智力、智慧是人的思维能力，包括

认知、学习、理解、记忆、计算、归纳、推理、判断、决策、想象、发现、发明、创造等能力。需要对人类产生心智活动的物质结构和机理进行深入研究，才能真正理解

人类心智的本质，这是脑科学的生理学基础。至于脑科学的心理学基础的研究则是更具挑战、更为玄秘的问题。

3. 人脑的思维方式人脑的思维和认知世界的方式可以粗略划分为：逻辑思维和形象思维两大

类。由此可以将心智世界划分为逻辑思维世界和形象思维世界。4. 逻辑思维世界逻辑思维（抽象思维）是借助于经过人脑提炼出的抽象概念、分析、判断、

逻辑推理、证明来认知事物的方法。逻辑思维世界主要由柏拉图数学世界中的数学问题以及一些可由逻辑思维

推理论证的非数学问题构成。逻辑思维特点：具有规范、严密、确定和可重复性。逻辑思维的一般作用：有助于正确认识客观事物；通过揭露逻辑错误来发

现和纠正谬误；有助于学习掌握知识和准确地表达思想；逻辑思维有助于发现问题、筛选设想、评价成果、推广应用、总结提高。

逻辑思维的方法：分析与综合、分类与比较、归纳与演绎、抽象与概括等。5. 形象思维（Imaginal Thinking）世界形象这一概念，总是和感受、体验关联在一起，也就是哲学中所说的形象

思维。形象思维是用直观形象和表象解决问题的思维。形象性是形象思维最基本的特点。形象思维所反映的对象是事物的形象，

思维形式是意象、直感、想象等形象性的观念，其表达的工具和手段是能为感官所感知的图形、图象、图式和形象性的符号。形象思维的形象性使它具有生动性、直观性和整体性的优点。所谓的形象思维，主要是指人们在认识世界的过程中，对事物表象进行取

舍时形成的，是只要用直观形象的表象，解决问题的思维方法。形象思维是对形象信息传递的客观形象体系进行感受、储存的基础上，结合主观的认识和情感进行识别（包括审美判断和科学判断等），并用一定的形式、手段和工具（包括文学语言、绘画线条色彩、音响节奏旋律及操作工具等）创造和描述形象（包括艺术形象和科学形象）的一种基本的思维形式。文学艺术创作领域多采用形象思维，所谓形象思维，也就是艺术家在创作

过程中始终伴随着形象、情感以及联想和想象，通过事物的个别特征去把握一般规律从而塑造出美的艺术形象，表达作者的思想感情，也被称之为艺术思维。

形象能力的大小往往决定一个人的审美水平。形象思维始终伴随着形象，是通过"象"来构成思维流程的。形象思维始终伴随着感情，形象思维离不开想象和联想。

想象是思维主体运用已有的形象形成新形象的过程。形象思维并不满足于对已有形象的再现，它更致力于追求对已有形象的加工，而获得新形象产品的输出。所以，想象性使形象思维具有创造性的优点。这也说明了一个道理：富有创造力的人通常都具有极强的想象力。形象思维是反映和认识世界的重要思维形式，是培养人、教育人的有力工

具，在科学研究中，科学家除了使用抽象思维以外，也经常使用形象思维。在企业经营中，高度发达的形象思维，是企业家在激烈而又复杂的市场竞争中取胜不可缺少的重要条件。高层管理者离开了形象信息，离开了形象思维，他所得到信息就可能只是间接的、过时的甚至不确切的，因此也就难以做出正确的决策。形象思维与逻辑思维（理论思维）是两种基本的思维形态，理论思维指以

科学的原理、概念为基础来解决问题的思维活动。例如：用"水是生命之源"的理论来解释干旱对世界万物的影响。过去人们曾把它们分别划归为不同的类别，认为科学家用概念来思考，而艺术家则用形象来思考。"这是一种误解。其实，形象思维并不仅仅属于艺术家，它也是科学家进行科学发现和创造的一种重要的思维形式。例如，物理学中所有的形象模型，像电力线、磁力线、原子结构的汤姆生枣糕模型或卢瑟福小太阳系模型，都是物理学家抽象思维和形象思维结合的产物。爱因斯坦是一个具有极其深刻的逻辑思维能力的大师，但他却反对把逻辑方法视为唯一的科学方法，他十分善于发挥形象思维的自由创造力，他所构思的种种理想化实验就是运用形象思维的典型范例。这些理想化实验并不是对具体的事例运用抽象化的方法，舍弃现象，抽取本质，而是运用形象思维的方法，将表现一般、本质的现象加以保留，并使之得到集中和强化。例如，爱因斯坦著名的广义相对论的创立实际上就是起源于一个自由的想象。一天，爱因斯坦正坐在伯尔尼专利局的椅子上，突然想到，如果一个人自由下落，他是会感觉不到他的体重的。爱因斯坦说，这个简单的理想实验"对我影响至深，竟把我引向引力理论"。形象思维不像抽象（逻辑）思维那样，对信息的加工一步一步、首尾相接

地、线性地进行，而是可以调用许多形象性材料，一下子合在一起形成新的形象，或由一个形象跳跃到另一个形象。它对信息的加工过程不是系列加工，而是平行加工，是平面性的或立体性的。它可以使思维主体迅速从整体上把握住问题。形象思维是或然性或似真性的思维，思维的结果有待于逻辑的证明或实践的检验。形象思维对问题的反映是粗线条的反映，对问题的把握是大体上的把握，

对问题的分析是定性的。所以，形象思维通常用于问题的定性分析。抽象思维

可以给出精确的数量关系，所以，在实际的思维活动中，往往需要将抽象思维与形象思维巧妙结合，协同使用。形象思维方法有：模仿法、以某种模仿原型为参照，在此基础之上加以变化产生新事物的方

法。很多发明创造都建立在对前人或自然界的模仿的基础上，如模仿鸟发明了飞机，模仿鱼发明了潜水艇，模仿蝙蝠发明了雷达。想像法在脑中抛开某事物的实际情况，而构成深刻反映该事物本质的简单化、理

想化的形象。直接想像是现代科学研究中广泛运用的进行思想实验的主要手段。组合法从两种或两种以上事物或产品中抽取合适的要素重新组合，构成新的事物

或新的产品的创造技法。常见的组合技法一般有同物组合、异物组合、主体附加组合、重组组合四种。

移植法将一个领域中的原理、方法、结构、材料、用途等移植到另一个领域中去，

从而产生新事物的方法。主要有原理移植、方法移植、功能移植、结构移植等类型。四、个体认知与群体社会认知[7]

人类在由动物进化为高等动物——人的过程中逐步建立起人类社会，这个社会不同于动物的群体（也有的被称之为动物社会），人类社会远高于动物的群体或社会。人类为什么能够在自然界中形成和发展出这种高级的社会形态？人类生存在严酷的大自然环境中，以个体的力量难以存活，需要抱团群居，

才能生存和发展。这是人类成为群居动物，并逐步走向社会化的根本原因。动物和人类生存在同一个地球上，自然环境基本一样，都具有群居性和社

会性，但却形成不了如人类这样的高级社会，原因何在？这只能从人和动物的根本区别和人优于任何动物之处来寻求了。人是会思考、有认知能力的高等动物，对于生存环境和个人的能力都有深

刻的认识和一定的决策能力，人会选择较有利的生存方式，能有意识、有目的适应自然、改善自身的生活条件，寻求新的谋生方式。人类以劳动为基础的生产和生活方式是使人类和动物区别开来的第一个历史行动，也是人类社会不同于"动物社会"的根本标志。人类所特有的生存方式，决定人类社会所具有的人们之间相互关系的内容、形式、性质、特点都与"动物社会"有着根本的不同。除了智力外，人类优于地球上所有动物之处是人类具有很强的交流信息能

力，人类创造了各种语言、文字、图像、符号等信息表示工具，发明各种方便

有效的通信工具，如电报、电话、传真、电视、智能信息终端，并构建了各种网络，使得人类不仅实现了人与人，人与物，物与物之间方便地进行信息交流，还扩展到人与动物、人与外星人、人与宇宙之间的交流。从而大大扩展和丰富了人类的心智世界。人类依赖交流信息能力逐步构建了人类现代文明社会，这也是任何动物都不能企及的。人类世代延续不是单靠生物的遗传性决定的，而是通过积累起的遗传，即

社会性继承实现的。人类的每一代人都不是简单地重复前一代人的活动，而是在继承前一代人的劳动成果，继承现实的生产力以及与之相适应的社会关系，继承以语言文字等形式存在的文化知识成果的基础上，进行新的创造活动，从而使人类改造自然的能力不断提高，使社会生活、社会关系不断丰富和发展。人类社会的运行和发展不仅受自然规律支配，而且还要受它自身特有的不

同于自然规律的社会规律，如生产方式发展规律、经济基础与上层建筑矛盾运动规律，等等的支配。自然规律表现于无意识的自然物之间的相互作用，社会规律则是通过有意识有目的的人的活动来实现。认识和分析人类社会的关键因素：生产力的状况、被生产力所制约的经济

关系、社会政治制度、社会中的人的心理、社会文化、教育、各种思想体系。

五、感知和认知中的信息理论1. 在系统论、控制论和信息论框架下讨论人脑的认知问题宇宙是最大的复杂系统；人体，特别是人脑是最复杂的生命系统；揭密这

两个系统是对人类认知能力的极限挑战任务。脑神经系统的机构、机制、机理是脑科学探索的核心。采用分析和综合相

结合的方法是对付这一极复杂问题的必由之路。从分析上着手需要逐步搞清楚下述问题： 脑神经系统是如何控制人的机体运动的？ 脑神经系统是如何对人的感知（视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉）信息进行处理、存储、反应的？

脑神经系统如何影响机体内脏系统运行的？机体内脏系统如何自律工作？

脑神经系统如何实现数据的记忆、检索？ 脑神经系统如何控制人的情感？情感信息是如何产生和递送的？激素起何种作用？信息传递除了神经的电系统外，还有没有其它传信系统，如化学通道？量子通道？经络是否是一种化学通道？如何揭示它存在

的机构、机制、机理？ 脑神经系统的数学建模、逻辑推理和计算的机构、机制、机理？ 脑神经系统的语言功能如何实现？ 人的技能学习、训练是如何完成的？从综合上着手需要逐步搞清楚下述问题：2．神经元的数学模型及其分类神经元的数学模型可以分成三个层次研究：A、个体神经元的数学模型 信息递送神经元-1——电信号 信息递送神经元-2——化学信号 信息递送神经元-3——量子信号 信息存储神经元 信息计算、处理神经元B、感知神经元集群的数学模型 听觉感知神经元集群的数学模型 视觉感知神经元集群的数学模型 触觉感知神经元集群的数学模型 嗅觉感知神经元集群的数学模型 味觉感知神经元集群的数学模型C、神经元集群组网实现认知的数学模型这是一个尚待探索的神秘领域，能讲出的认识很有限。3．西医与中医西医早期研究人的生命系统中有关躯体的科学，致力于躯体的物质、能量

方面的构造、机理和运行规律，以及信息控制机体方面的问题研究。只是到了近代才开始涉及大脑神经活动中有关信息的问题，开始涉及意识和精神方面的问题。

中医一开始就关心人的意识和精神方面的问题，提出五行说、精气神概念、经络说等，当然也有物质、能量方面的东西，如中草药、气血论、针刺疗法等，但更多的是侧重信息、精神方面的问题。

中、西医最终将走向结合之路，统一在人体的系统科学上。以系统论、控制论和信息论为指导，以更加宽广的视野，更深入地探索医学，更及时地解脱病痛对人的折磨，恢复肢体的功能，维持人的机体和精神的健康，延长的寿命。

4．困难之处对人类心智世界中思维认知的信息分析的困难之处在于，我们对形象思维

中种类繁多的各色信息不像对逻辑思维中的不确定信息那样能给出量度定义，因而无从下手作这类事情。形象思维更多涉及人文科学，涉及人的心理、意识、精神和灵魂等，需要用更复杂、更具挑战性的新思维、新理论、新方法来认识和处理形象思维中的信息问题。形象思维涉及的很多信息问题都难于用不确定信息的一套理论来描述，像

美学信息、情感信息、嗅觉信息、味觉信息、语义信息、语用信息等，与每个人的主观看法关联性很强，难以给出客观的量度，难于建立起相应的信息理论。国人常有感叹，我们在科学技术方面为何没能像古希腊那样发展起来？我

们的近代科学技术为什么长期落后于欧美？除了政治上受秦以来《商君书》所推行的愚民政策，对草民实施种种思想管制，导致国人想象力的缺乏和人文精神枯竭的作用外，恐怕还有一个很重要的原因，就是我们运用形象思维的能力远大于我们运用逻辑思维的能力。我们的语言的形成和象形文字创造受形象思维的作用较之西方的语言文字

要大，尽管汉语的在诗、文、对联、说、唱等方面有很强表达能力，可达到惟妙惟肖，美不胜收[8]。但在严谨性、逻辑性上不如法文、德文等，在表达法律条款时，常常要费大力气选择词语，以避免转义、多义和误解等问题。在数学、音乐等方面我们输在起跑线上了，在信息表示编码方法上我们没

能发明阿拉伯数字和简单的数学表示符号，也未能发明五线谱一类的音乐符号。这对我们数学的发展和音乐的创作、教育和普及影响巨大。缺乏逻辑思维能力就很难在科学技术上有所作为，缺乏形象思维能力就难

言想象力和创新精神。

六、结论彭罗斯的三个世界认知模型为我们提供了一个清晰理解我们的主、客观世

界的途径，它是理解科学特别是物理学的金钥匙，它昭示我们，认清数学在科学中所起的核心作用。三个世界的认知模型不仅是我们认识自然科学的有效途径，也是我们认识

社会科学、人文艺术、心灵意识等涉及我们主观世界的有效途径，在人的心智世界里可以类似构建所需的子空间进行深入探索，如：逻辑思维世界和形象思

维世界。这些都需要我们去努力探知。在认知科学中，要充分认识人的主观能动性、想象力的巨大作用；正确认

识唯物与唯心、科学与宗教、信仰与迷信、实践与推理、现实与虚拟等之间的关系。脑神经科学的研究为探索、揭示人的心智世界的奥秘打开了大门。对于用

逻辑思维来认知的问题，彭罗斯的柏拉图的数学世界模型已经取得了很大的成功，但对于用形象思维的认知问题我们还知之甚少，需要加倍努力探索。人才将是决胜的关键，我们应当努力创建一个宽松的学术环境，为人们平

等自由地探索、追求和创造真、善、美的物质和精神财富提供条件。当我们拥有了这样的环境时，一流水平的成果才可能出现，一流人才就会涌现。

参考资料1. 彭罗杰 ۰彭罗斯著, 王文浩译，通向实在之路——宇宙法则的完全指南。湖南科学技术出版社，2008.6。

2. 王育民，彭罗斯认知模型的启示。2015.12.20。3. 蒲慕明，神经科学的回顾与前瞻。智能技术中的神经科学系列讲座, 中科院脑科学与智能技术卓越创新中心，2016.01.04。

4. 蒲慕明，脑科学能给人工智能带来什么？在西安电子科技大学演讲稿，中科院神经科学研究所，中科院脑科学与智能技术卓越创新中心，2016.05.12。

5. Mathieu, Gousson，情感大脑不再神秘，新发现，No.11，pp.49-51，2015。6. 有道词典、360 百科、百度文库、科学网等网页的有关词条。7. 郭战平, 郭战江，人类社会整体发展论。山东人民出版社出版，2007.07.01，

页数，237。8. 汉语的十大优势，全球华人之声，2015-09-06，微信号 qqhrzs140。

感悟认知科学-3：认知的局限性——读《科学永远不知道》笔记摘录

(2012.12.20)

《新发现》，第 9期发表了“科学永远不知道”[1]，这是一篇有关认知科学的重要文章，它深刻揭示了人类在认知主客观世界时的局限性。本篇是读此文的摘抄和心得笔记。人类对客观世界和自己的主观世界的认知经历了漫长的过程，大致可分为

三个阶段，即愚昧无知、无所不知和意识到自己的无知。愚昧无知阶段：人类古代由于对神秘莫测的大自然愚昧无知和无能为力，

而产生的信天、信地、信鬼神的迷信，即“神创论”阶段。无所不知阶段：人类通过观天地，思索、计算，逐步认识到自然界的和谐、

神性完美的形而上学观阶段，到了 17、18世纪开始了具体的探索，进行测试和实验，而步入了现代科学技术阶段，到了 19世纪逐步建立起系统的科学理论和技术，开展了工业革命，实现了机械化、电气化、以及信息化。人们不仅实现了上九天揽月，下五洋捉鳖，而且还能进行星际探测，人们相信科学万能、技术可以改变一切、认知一切、创造一切。有人情不自禁地呼喊出“人定胜天”的豪言壮语。

参透“可知”与“不可知”阶段：随着人类科学探索的深入，逐渐认识到事物的复杂性和人类认知能力的局限性，科学地、明智地认识到有些事物是永远不可能认识清楚地。这是人类认知科学上的又一次飞跃。

“科学永远不知道”一文通过 10个例证，深刻揭示了人类认知上的缺陷，透彻阐明由于事物的内在规律性和时空限制，致使我们对一些问题永远不可能搞清楚。我们的任务是要逐步分清哪类问题是暂时性的困难问题，通过新概念的提出和新的观测技术就可以突破；哪类问题经科学或逻辑论证是不可能解决的。也就是分辨看似难以知道的东西和确信无法知道的东西。下面我们简要摘述文[1]中的 10个例证供参考。1. 认知的局限性 1-感知、认知的主观性：永远不知道他人的感受2. 认知的局限性 2-逻辑的局限性：永远不知道 1加 1是否等于 2

3. 认知的局限性 3-测量的局限性：永远不知道 6000 万年后行星在哪里4. 认知的局限性 4-概念的局限性：永远找不到共同的祖先5. 认知的局限性 5-智力的局限性：永远无法理解超出我们理解范围的事物

6. 认知的局限性 6-观测的局限性：永远不知道我们生活在怎样的宇宙中7. 认知的局限性 7-工具的局限性：永远不知道电子是什么样8. 认知的局限性 8-熵的局限性：永远不知道霸王龙的基因组9. 认知的局限性 9-认识的局限性：永远不知道为什么10.认知的局限性 10-阐释的局限性：永远不知道我们生活在地球的外面还是里面

一、认知的局限性 1-感知、认知的主观性：永远不知道他人的感受感知、认知是通过个体的感官和头脑实现的，极具主观性。任何他人都不

可能进入别人的感知系统和头脑中了解其真实的感受。虽然有核磁共振仪等日益精密的物理和化学测量系统，但仍不能读取出一个人的主观感受，亦不能辨别两个人对同一事物的感受是否真的一样。人的主观感觉、意识，自认为具有思考能力，如笛卡尔所说“我思故我

在”，能意识到自己的存在；而我躯体的存在才使我能思考问题，即“我在故我思”（华东师大数学教授程其襄教授）。但是要证明“具有思考能力”并非易事。人工智能中一些程序确实可以做出许多逻辑推理、数学证明和查找决策之

类的智能性工作，在下国际象棋和围棋上表现非凡，但能证明机器能思考、具有意识吗？“机器人是否真有感觉，这个问题毫无意义。真正的问题应该是：在其行为中，它是否足够可信，让我能赋予它感觉？”（Mathieu Lafoureade）对于动物感觉的问题也类似。“即使科学能完美地描述一只蝙蝠的大脑活

动，也无法让人分享作为一只蝙蝠通过超声波感知世界这种主观经历。”（Thomas Nagel，1974）无论科学有何进步，他人永远是他人，即相似又陌生，永远是个谜团。

二、认知的局限性 2-逻辑的局限性：永远不知道 1加 1是否等于 2

逻辑推理是一种强有力的认知工具，可以帮助我们分辨命题的正确与错误，它是数学世界中主要论证手段，但它仍有其局限性。1931年奥地利逻辑学家哥德尔证明了一个颠覆性的定理，被命名为哥德尔定理，通俗地讲就是：“数学无法证明其严密性”，也就是说；“没有一个数学家能肯定‘1+1=2’永远不会

导致矛盾。”这类似于著名的“克里特人悖论：如果我声称自己是个说谎的人，那我现

在说的是真话吗？”如果是真话，那么我在说谎；如果我说谎，那么这也不可能是事实……这种数学推理的嵌套导出这一悖论。哥德尔将逻辑推理通过编码表示成为算术演算，若演算结果为 1，就判算

术命题为真；若演算结果为 0，就判算术命题为伪。哥德尔运用这种数学论证技术，确实地证明了至少存在一个数学命题是不可判定的，既无法证明，也无法反驳。

三、认知的局限性 3-测量的局限性：永远不知道 6000万年后行星在哪里原因是行星之舞中的混沌，一百多年前天文学家就已知晓，三个互相吸引

的物体足以引发出决定性的动力学混沌，造成测量上不可避免的误差，随着时间的增加，使任何预测成为泡影。在气象学中的混沌现象使我们永远无法预知一个月以后的天气，只需短短

几天，混沌就能令所有的预测铩羽。天文物理学家深入探讨了天体运动中混沌对测量的影响，巴黎天文台天文

学家雅克·拉斯卡（Jacques Laskar）指出：天体位置测量的错误数量每 1000 万年翻 10 倍。这就是说，如果知道两个小行星当前的位置，精度达到 10–10，每50000年，误差增大 10 倍，100 万年后的误差将达 1000 万千米，也就不可能知道它在哪儿。微小的初始偏差，随着时间的推移转变为巨大的整体混沌，将使整个系统

无法预测。

四、认知的局限性 4-概念的局限性：永远找不到共同的祖先达尔文在 1895年提出假定：所有生物有一个共同的祖先（LUCA-The Last

Universal Common Ancestor），即 35 亿多年前存在着某种原始细胞，由其分化出所有的生物。但近来的研究表明，这一虚拟的原始细胞越来越不可能存在。1970年代，

美国微生物学家卡尔·乌斯（Carl Woese）提出：生物的祖先并不是单独的个体，而是一个多样化的群体，在其中可以找到我们的谱系出现所需的特征。

基因的传递除了亲缘关系的垂直转移外（上一代传给下一代），近代研究表明还普遍存在相邻个体基因的“水平”转移。德国马普研究院马克·蒂姆（Mare Timme）的团队揭示了基因水平转移在早期物种涌现中的重要性。因此，种系发生树或许有一个错综复杂的根系，而非一个唯一的起点。

五、认知的局限性 5-智力的局限性：永远无法理解超出我们理解范围的事物人工智能会超出我们的理解范围吗?

今年 3 月，Google DeepMind开发的人工智能AlphaGo战胜韩国最佳围棋手李世石，令世人惊叹！人工智能真的能胜过人的智慧吗？目前还远非如此！当前的人工智能在计算速度上占有优势，AlphaGo能在

10172种走法中选出一种最佳的决策。但人工智能的联想、类比、推理、判断、学习等能力目前还达不到人类的智慧水平，更谈不上心理揣测能力。但是，“人类智力受限于大脑结构和缓慢的进化速度，而未来的人工智能

则没有任何物理或生物障碍，它们的智能将超越我们的理解范围”（原厦门大学人工大脑实验室主任雨果·德博斯特罗姆·加里斯，Hugo de Garis）这种“超级智能”机器人能否真正构想出人类无法理解的概念？牛津大学

人工智能战略研究中心主任尼克·德博斯特罗姆（Nick Bostrom）设想了三种可能问世的超级人工智能：第一种的计算速度如此之快，它能逃离我们的时空，进入一个我们无法企及的世界。第二种像一个企业、一个国家或一颗行星一样地运行，但我们却无法理解它的整体，正像一只蚂蚁无法理解整个蚁巢一样。第三种是具有高于我们的抽象能力，其智能远高于我们，相比之下，我们的智能水平也就相当于一只“黑猩猩”。

“理解我们永远无法理解的事物，这在今天变得非常重要了。”至于德博斯特罗姆大胆设想的三种可能问世的超级人工智能能否成为现实，

是很令人疑惑的。首先，人工智能不管它超级与否，既然是人工智能就离不开人的作用，需有人参与来实现，如果人都理解不了，又如何参与其实现？其次，人是生活在地球上，要借助于地球上的资源来实现这类“超级人工智能”，地球上的资源是否足以支持其实现还是很大的问题。

六、认知的局限性 6-观测的局限性：永远不知道我们生活在怎样的宇宙中我们人类所能观测到的宇宙只是它的一小部分，原因之一是宇宙中的任何

物体，任何信息的移动速度都无法超过 299792 千米/秒，只有在真空中的光的传播才能达到这一速度。以光速从月球到地球需时 1秒，从太阳到地球需时 8分 20秒，从半人马座 α到地球需时 4年 3个月，从仙女座到地球需时 250 万年……可以追溯到 134 亿年前，即最早期星球诞生以前，但我们无法上溯到 138亿年前，因为那时宇宙还未诞生。另一原因是自有宇宙以来它就一直在膨胀中，它的边际距离地球远远超出 138 亿光年，已达 450 亿光年！我们可观测的宇宙边际不超过 138 亿光年，这还不到整个宇宙的 300 三 分

之一，如果假定宇宙总的星体分布均匀，整个宇宙中的星体总数至少有 1025个，而可观测的星体总数约为 1023个，相当于地球上沙粒总合（澳大利亚国立大学天体物理学家查尔斯·林尼韦弗，Charles Lineweaver估测）。在不断膨胀的巨大宇宙中，地球上生活着的人类所无法企及的部分还有许

多其它星体在闪烁，但我们无法计数，也永远无法获取有关它们的信息。

七、认知的局限性 7-工具的局限性：永远不知道电子是什么样

2014年哈佛大学和耶鲁大学的物理学家合作精确实验测定后得出电子的形状离完美的球形之差为壹千亿亿亿亿分之一。这很符合我们对基本粒子的天真想法。但这并非是电子的真实面目，也不是它的轮廓，准确地说所测定的只是其电荷在空间中的分布。而电子不仅仅由它的电荷决定，同时也由其质量、磁矩和寿命决定。电子是否就是这些可通过物理实验测量的性质的总合呢？人们所看到的实验照片只不过是某个微粒在探测器中的轨迹图象，而非电

子本身。对于电子这样微小、高速、短命的粒子，我们很难实时全方位观测它，但

可以进行理论描述，理论为测量到的实验事实和数学模型建立了联系。由此可以得到某种图标、曲线和一些数字数据。而这些只反映了物理实体的某些片断，不一定就能参透物理实体的全部秘密。

八、认知的局限性 8-熵的局限性：永远不知道霸王龙的基因组

1970年代人类完成了DNA测序，这一技术在《古生物遗传学》中得到广泛应用。1992年发布了一只 3000 万年前白蚁的DNA，1993发布了一只 1.3 亿年前象虫的DNA，1994年宣布了一只 8000 万年前恐龙的DNA！似乎我们可以追溯更古老的生物的DNA，然而科学家们发现实验室的样本可能受到许多现代DNA的污染，而且无情的热力学的熵增理论粉碎了我们追溯太古生物DNA的

美梦。DNA和一切有序的结构一样，都会受到时间的侵袭，活的细胞会因生存环

境影响随时间发生断裂、变异，死亡后更是乱象丛生，几小时内，有的几天之后DNA片段会裂成愈来愈小的碎片，还会伴随着各种破坏。遗传学家莫腾·艾伦托夫特（Morten Allentoft）2012年曾计算了DNA的降解速度：25℃的环境中，仅需 2.2 万年，基因文本就只以散乱的字母形式存在了；10℃时，需要 15万年；－5℃时，则为 600 万年。而且DNA碎片需要有 30多个连续碱基才能被“阅读”，这就再次限制了可以追溯的时间。“100 万年是个可信的界限。而且我们正在接近这一临界点。”（巴黎国家自然历史博物馆古生物遗传学家席琳·彭）

霸王龙在 6000 万年前灭亡，它的基因早就烟消云散了。

九、认知的局限性 9-认识的局限性：永远不知道为什么科学的进步常常使我们过于乐观，认为人类可以参透一切事物，物理学上

的弦论和终极定理的提出就是很好的例证，它“把大统一推向极致，假设我们观测到的一切都是一种终极物质——弦的结果。”（科斯塔·巴夏 Costas Bachas）。这种理论宣称将为物理上的一切“为什么”找到确定的“因为”。约翰·伊

廖普罗斯认为：“即使成功证明弦的存在，它们的起源又将成为一个问题……”科斯塔·巴夏：“假设我们能写出终极基本定理的方程式，那么之后能将‘为什么这些法则应该如此’的问题转化为数学语言吗？”事物的现象不是孤立的，而是由其它一些现象造成的，从一个问题出发，

我们永远无法穷尽另一个问题，“因为”之后总会出现“对，但为什么？”物理是永远不会结束的。不断破解“为什么”是我们认知事物、获取知识的永恒主题。

十、认知的局限性 10-阐释的局限性：永远不知道我们生活在地球的外面还是里面计算机仿真技术普及后，虚拟现实已不是新鲜事物了。但虚拟现实和物理

现实之间的关系却可能是多种多样的，用数学语言描述，可能是线性的或非线性的，可能是同构的或同态的，……。虚拟现实和物理现实之间若为同构关系则是最简单的一一映射关系，实质

上就是将一种物理世界映射为另一个物理世界。埃及数学家莫斯塔法·阿普代尔

卡德（Mostafa Abderkader）在 1983年的论文“地球宇宙”提出一个异样的地球，它是一个向内凹的空心球，其外表面上的每个点都对应一个内表面的点。地球表面的一切——海洋、跑道、山川、城市等都不改变位置，而是改变方向，不是朝向球体的外面，而是转向里面，天空位于地球的中央了，整个宇宙都跑到一个密闭的、半径只有 6371 千米的星体内了，月亮的直径为千米左右，太阳的直径为 2.6 米，遥远的星体则非常微小，原来相距越远的星体，就越接近中心，相距越近，但我们仍无法到达。地球宇宙中的物理和我们的真实世界的大相径庭，很多物理法则要重新改

造。在地心光的运动速度为零，随远离地心而加大，传播路径也不同了。像映射前的宇宙一样，地球宇宙的合理性是不成问题的。至于是否能被人们广泛相信，则应由奥卡姆剃刀法则来选取。奥卡姆剃刀法则：在两种同等的解释中，简单的才是最好的。历史上，托

勒密地心说天文学和 1300年后哥白尼日心说天文学之争中，剃刀法则起了作用。注：斯蒂芬·霍金 2010年出版的《大设计》书中也曾提出一个“金鱼缸的

物理学”，和这里的“地球宇宙”物理学有类似之处，是另一种虚拟现实[2]。科学的真正动力——探索未知人对不知道的事物充满好奇心，总想破解未知，从中得到启示，改善自身

的生存条件，这是人类认知世界的根本动力。萨根在其名著《魔鬼出没的世界——科学，照亮黑暗的蜡烛》中透彻阐明了科学探索的含义，“科学提倡怀疑、探索、辩论、验证，在科学界没有禁止讨论的问题，没有神圣、不可冒犯的真理，没有不可批评的权贵，没有高低贵贱之分，任何成果都必须经过严格的检验和证实，不同意见和争论都具有重要意义，所有观点都应当受到鼓励。民主集中制和多数判决原则都不是解决科学问题的合适方法。”[3]

美国哥伦比亚大学生物系教授斯图尔特·菲尔斯坦（Stuart Firestein）在2012年出版的书《无知：它如何推动科学》中描述了无知，而不是知识构成了科学的真正动力：“当我和同事们在研讨会上喝酒时，我们并不提任何事实，我们不谈论已知的事情：我们讨论希望了解的事情和需要做的事情。”他还强调指出：“问题比回答更重要、更广博。一个好的问题能产生一系列答案，激发迷宫般的研究，开拓新的研究领域、新的思考方法。相反，回答则终结这个过程。”

“当代科学的一些最大的进步是与发现所谓的无知相关的，因为它们引向新的知识。”（让-马克·利维-勒布隆）

“我个人认为，我们最重要的目标是探测未知，探索自然界的存在，探索我们无法想象也无法发现的事实。因此，专家评审并不是绝对有用的，因为专家评审要依靠现有的知识。”（丁肇中[4]）

正如本文开头时所言，我们的任务就是要准确分清哪类问题是暂时性的困难问题，通过新概念的提出和新的观测技术就可以突破；哪类问题经科学或逻辑论证是不可能解决的。也就是分辨看似难以知道的东西和确信无法知道的东西。但是要做到准确分辩这两类“无知”并非易事。首先，科研人员承受着要从快、从多发表论文的巨大压力，几乎无暇考虑

这类问题，顾不上自问所干专业有哪些局限性。第二，对简单对象提出简单问题的时代已过，我们面临的对象日益复杂多

变，随机、概率、不确定性、混沌、量子、相对论、哥德尔定理……令人难于参透。我们已掌握的知识小岛正面朝着无知的汪洋大海。对自己的所知无比自信的权威时代已一去不复返。第三，为建立新知识所需的条件已彻底改变。如为了研究基因组，需要生

物学家、物理学家、数学家、计算机专家……。当今所面对问题的复杂性是空前的，从基本粒子到生物体，从个人到社会运行，不同世界的关系（机器世界、人类世界），不同时间的关系……这种多重层级间的错综复杂的关系会诞生出许多新的无知，提出许多我们难以想象的问题。人类大脑的能力虽然难以限量，但面对新的形势，我们还能否像以前一样

应对自如？

参考文献[1] Monnier Emmanue, Cavaillé-Fol Thomas, Grousson Mathieu, Ikonicoff Román, Rauscher milie, Rey BenoÎt. 科学永远不知道．新发现, No.9, pp.29-50, 2016．[2] Hawking Stephen W. and Mlodinow, Leonnard. The Grand Design. Bantam Books International Edition,2010. 中译本，吴忠超译，胡南科学技术出版社，2011.01．[3] 卡尔 ۰萨根著，李大光译。魔鬼出没的世界——科学，照亮黑暗的蜡烛。海南出版社，2010.05。[4]丁肇中演讲：从物理实验中获得的体会，（网文）。

感悟认知科学-4：认知的主观性偏差摘编自[1]（2017.01.01）

《新发现》10 月号发表专辑“阴谋论，你也信？”[1]这是《新发现》继第9期后又一个有关认知科学的专辑，深入揭示了造成认知的主观性偏差的各种原因。每个人对同样一件事件的看法和反应各不相同，差异性极大，极具主观性，此与个人的年纪阅历、所受教育、生存地域环境、文化氛围、经济状况、认知习惯、健康水平、精神状态等密切相关。本篇是读此文的摘抄和心得笔记。人们普遍相信阴谋论现象，导致社会的信任危机，严重影响着社会的稳定、

经济的发展和人类的进步。深入研究和妥善解决这一问题具有重要价值，在信息化社会中生存的今天就显得更加迫切。

一、阴谋与阴谋论不能混淆阴谋：为了某种不可告人的目的，精心秘密策划的行动计划。客观上存在

各种各样的阴谋，如谋杀凯撒、水门事件、斯诺登揭露的大规模监听、中情局策划的拉美政变……对于这类真实存在着的阴谋，不能不信，绝不能掉以轻心，必须认真防范，否则会酿成大祸。

阴谋论：指出于担心、疑心猜测的或出于某种目的恶意胡乱编造的、诱人相信的假“阴谋”。

对真的阴谋不信其有，对假“阴谋”倒信以为真，这是很可悲的。但是，在大千世界中，假亦真来真亦假，要真能分清楚并非易事！特别是在网络空间中就更具挑战性。

二、相信阴谋论的心理学因素在游无锡善卷洞时，听导游启发式讲解：远看不像，近看有点像，越看越

像。在他的诱导下，加上自己的想象力，在五颜六色的灯光晃动下，真的美景就呈现在眼前了。这同人们信谣言的过程有类似之处。人们起初对阴谋论者炮制的故事可能

不大相信，但禁不住他们的不断蛊惑，加上媒体的煽动，开始有点信了，进而真相信，并最终成为主动传播者。这类人既不是傻瓜，也不是心理障碍者，更不是病理上有什么问题，但为

什么会坠入这等可悲的境地？

心理学家和认知科学家们的研究结果称：“怀疑存在阴谋的倾向来自极为普通的推理和思维定式！也正因此，它们非常有效。”[1，p.28]

“我们的各种认知机制都使得我们倾向于相信这些理论。”（荷兰阿姆斯特丹大学心理学家 Jan-Willem van Prooijen）

“这种脆弱性源自我们的大脑最发达的能力：发现形状、原因、意义、意图。”（美国布朗大学 Bertram Malle）

“在大脑层面上，我们能把看似毫不相干的因素联系起来，以解释生活中的各种事情。这是适应能力强，而不是机能失调，也不是疯狂！”（英国肯特大学心理学家 Robbie Sutton）

“阴谋是我们处理所得信息的方法得出的自然结果。”（英国肯特大学心理学教授Karen Douglas）这就是说，人的大脑很自然地在怀疑世界充满阴谋。“阴谋论构成一个完美的模型，可使我们更好地理解现实感知和因果判断的

不同方面。”（弗里堡大学神经心理学家 Sebastian Dieguez）上述专家们的意见说明，人类的常态思维及其中所蕴含的各种神奇的能力、

偏差、简化、局限性或滥用。注 1：认识科学中人的主观因素的作用人的主观因素：人的想象力、好奇心，加上为自身安全的防范意识——怀

疑心等都极具主观性，由此所衍生的认知结果——一切都是可能的，有一点风吹草动，就会捕风捉影、草木皆兵，甚至无中生有。所造成的认知偏差实难估计！当然，在科学研究中人的想象力、好奇心和怀疑精神起着重要作用，不可

或缺。人的直觉、顿悟、创造性也都源于人的想象力。（20170106）

三、相信阴谋论的生理学因素为什么我们的大脑认为到处都有阴谋？文[1]从生理学，也就是从大脑的结

构上所提供的感知、信息处理和决策过程进行了探索，提供了如下 7点造成思维偏差的因素[1.p.31]：

1. 右前额颞叶皮质过度解释每个细节大脑的这一区域的一大功能是创造性，负责观念和形状的联想……有时甚

至罗织虚构的动机。

2. 颞顶联合区认为到处存在各种意图此区域与感觉错觉相关，也用于猜测他人的意图和思想，哪怕有些过分。3. 左额颞叶系统不考虑概率此区域与自传体事件记忆相关，会在逻辑推理中杂入个人信念。4. 内侧前额颞叶皮质不相信他人此区域专门记录、学习社会信息并且建立存有每个亲友特征的数据库——

尤其是在不信任的情况下。5. 内侧颞叶皮质应对因果关系这一大脑结构与视觉有关帮助建立因果联系有时会走极端。6. 杏仁核对引发焦虑的场景做出反应这堆神经元是情感的神经中心，处理恐惧引发相应的行为和机制……但并

不总是恰当。7. 腹内侧前颞叶皮质使我们的观点发生偏差此区域既用于调节情绪，也用于做出决策：它促使我们证实先入之见，而

不是质疑它们。上述 7点揭示了大脑在接收、传送、存储、处理感知、认知信息的过程中

并非总是正确无误的，时不时会产生一些偏差。

四、七种典型的阴谋论1. 有人认为人类从未在地球上行走（探索性偏差）[1，p.32-33]

“对于我们的大脑来说，最小的细节也有意义。”我们的大脑惯于探测各种结构，即使面对的是随机形状，由于噪声的干扰

作用，特别是加上人的主观想象力，在脑成像实验所显示的与真实世界有很大差异，如以为在薯片中看到了“猫王”，或在云中看到了“兔子”、“奔马”或“人脸”，这称作“幻想性视错觉”。在看阿姆斯特朗的登月照片时，报有怀疑的人会提出许多可疑的问题，很

难向他们解释和说服他们。同样在观看 911事件的电视画面时，一层层楼面坍塌，建筑材料连珠被喷

出，废墟中被斜切的钢板……有的人竟然猜测认为世贸中心双子塔倒塌是定向

爆破所致，炸药是由美国或以色列特工所为，真有想象力！“我们必须明白，冲击我们视网膜的物理刺激在性质和结构上都和我们最终

‘看到的’很不一样。”（英国赫尔大学Giuliana Mazzoni）幻想性视错觉？“它促使我们的大脑从一个模糊的形状中辨认出认识的图

案；这正是心理学上著名的罗夏墨迹测试法所利用的机制。大脑在做最终判决时所采用的是最大后验概率准则，使风险最小化。”[1，p. 33]

“这种从普通事务中创造意义的能力也是科学家在大量数据中发现现象的基础。”（英国伦敦大学心理学家 Robert Brotherton）

“这种深植在我们大脑中的认知定式在进化层面上至关重要，哪怕需要以一定的代价。”（瑞士苏黎世大学神经学家 Peter Bruger）当然，错判也是难免会产生的，有时会陷入阴谋论，至使一些人把宇航员

在月球上的“一小步”看作是人类历史上最大的骗局。2.一个秘密团体掌握着全球经济（意向性偏差）[1，p.34-35]

“我们总觉得到处都有企图。”一个秘密组织“光明派”似乎被统治世界的狂妄力量所驱使，它在暗中操

纵着一切……。这当然不是真的，但何以有人会产生并笃信这一看法？“因为大脑有一种强烈的倾向，促使我们无意识地把最微不足道的事实解读为潜在的意愿缠身的结果。”对于 2014年以来在非洲导致 11000多人死亡的埃博拉疫情有人怀疑是阴谋

事件，目的为的是测试美国军方几十年前研制的一种生物武器，毒性超强的埃博拉病毒根本就不是自然产生的。十多年来神经科学家一直在研究“社会大脑”，这一假设认为我们的大脑

活动的目的是为了更好地理解、预测人类群体发生的复杂互动。这种认知过程对生存与合作至关重要。

“我们的社会性大脑本能地寻觅现象背后的意图，哪怕对象是无生命的物体。”[1，p.35]

随着网络规模加大，这种社会性认知所处理的数据规模也在迅速增长，面对大数据复杂多变，常常会将我们引入认知歧途，造成认识偏差。

“人类是社会性如此之强的生物，始终不停地推断他人的意图，所以当他们根据一些真实或表面的因素犯下这种意向性偏差也就不足为奇了。”（英国伦敦大学社会神经学家 Chris Frith）

“人们越倾向于在周围环境中发现意图和影响因素，就越可能相信别人告诉他的阴谋论……”（英国肯特大学心理学教授Karen Douglas）

3. 有人认为馬MH370航班并未坠毁（关联性偏差）[1，p.36]

“我们的头脑会注意一切巧合，常会对其提出质疑。”“把两件时间相近的事件联系起来是一个基本的学习过程。”（神经科学家

Renaud Jardri）但这种对生存至关重要的能力，也会使我们在一些完全独立的事件之间建立起联系，如将 2014年 3 月 8日马航MH370失踪事件同 2014年 7月 17日马航的另一架波音 777在乌克兰被击落事件系联系，怀疑是否是同一架飞机？这种认知偏差称之为关联性偏差。产生关联性偏差的“错误在于认为两个事件组合的概率大于每个事件单独

发生的概率，这违背了数学法则。”（法国巴黎高等研究实践学院人类和人工认知实验室研究员Nicolas Gauvrit）

“要知道，更相信阴谋论的参与者会犯更多的关联错误，无论面对怎样的情况背景都是如此。”（罗伯特·布罗泽顿）猜测两种不相干事件之间存在因果联系的想法也很有诱惑力，所以相信阴

谋论者会相信MH370并未坠毁。注 2

将发生在不同时间、地点的事件联系起来进行研究是人类认知世界的一种重要方法。重要的是要分清楚所面对的事件之间的相关的程度，这当然不是件容易的事。如果把两件彼此相互独立的事件硬拉在一起相关联，就要犯错误，产生关

联性偏差，因为两个相互独立事件联合出现的概率是它们两者单独出现概率之积，其值一般很小。如果两件彼此相关联性大，一个事件出现后，另一事件出现的条件概率就

很大了，预测其出现的成功率就会大增。（20170106）4. 有人认为飞机秘密喷撒化学品（社会性偏差）[1，p.37]

我们的大脑具有一种探测来自他人的潜在威胁的有效系统，但常会对未知情况警惕过度，而造成认知错误，此称为社会性偏差。一些人看到喷气飞机“化学凝结尾”就怀疑会不会是军方为控制人口秘密

喷撒的化学品，是使人绝育或使人虚弱所留下的痕迹？这种妄想型认知当然是无稽之谈！但心理学家们的一些研究表明，“或许每个人都天生倾向于怀疑强大的人

类团体。”（荷兰阿姆斯特丹大学心理学家扬-威廉姆·馮普鲁金）“当我们和自己团体以外的人打交道时，我们的大脑有警觉、怀疑的倾

向。”（美国斯坦福大学研究怀疑专家 Roderick Kramer）“一些研究表明人人都能对他人产生强烈、不理性、持久的不信任，某种

‘正常的偏执’”（瑞士弗里堡大学社会心理学者帕斯卡·瓦克纳-艾格尔）怀疑要有度，“每个人需要找到适合自己的度，错置的信任能产生可怕的

代价，而过度的怀疑导致孤立与最无稽的妄想。”5. 有人认为戴安娜王妃是被谋杀的（相称性偏差）[1，p.38-39]

对于偶发的重大事件，人们总觉得难以置信，怀疑背后会有重要原因或阴谋，这是一种相称性偏差。如认为戴安娜王妃是被谋杀的。心理学研究测试表明“对原因的推论普遍与后果的严重程度相关。”“应

该说人们在生活过程中学到，强有力的行为会产生重大的后果：猛推门会让它砰砰响！”（华盛顿大学 Robyn LeBoeuf）

“最能激发人们情感的事件需要更强有力的解释，以减少意外和复杂性。”“所以这些情况下的阴谋论层出不穷也就不足为奇了。”（法国巴黎高等互动、认知、复杂实验室研究员 Jean-Louis·Dessalles）

6. 有人认为《查理周刊》事件的真相被掩盖了（焦虑性偏差）[1，p.40-41]

人的心情对人们的认知会产生影响，处于焦虑状态的人对于自身的控制力会变弱，更倾向于阴谋论，使认知会产生焦虑性偏差。生理和心理学研究表明：“失控使大脑杏仁核产生恐惧、焦虑等情绪然后

激发这些补偿机制。”“阴谋论能使人感到重新掌握了控制力，使世界更加易读。”（美国哥伦比亚大学研究不确定性的心理学家Adam Galinsky。）任何一次袭击、股灾或革命都可能引发这种认知机制。一些人对《查理周刊》事件的真相质疑，认为是自编自演、栽赃陷害，塞

卡病毒流行是由于孟山都杀虫剂、疫苗或投放转基因蚊子造成的。对意义的寻求反映了一种原始的人性的需求，那就是控制局面的需求，或

者至少感觉自己控制了局面的需求。对人的认知，焦虑也会产生正面作用。实验证实，在不稳定的背景条件下“我们的认知系统会尽力重建对环境的控制，例如更快地辨认视野中的有意义的图形。”（英国赫尔大学朱莉安娜·马佐尼）

7. 有人认为气候变暖纯属捏造（证实性偏差）[1，p.42-43]

一些人怀疑连周末天气都不能准确预报的气候学家是在曲线上弄虚作假，以骗取研究经费。对心理学的研究表明，人们在推理过程中，难免受到原有信念的左右，呈

现“先入为主”甚至“固持己见”。对于能增强自己意见的论据更为敏感，对不合自己意见的观点不易接受。是我们的认知系统封闭在自己的信念中，从而造成认知上的证实性偏差。

“我们近期的研究希望证明人类推理的目的不是做出最好的决定，而是选择能被论证、说服团体其他成员的决定。在这一意义上证实性偏差可能是进化的选择……”（瑞士纳沙泰尔大学认知科学中心研究人员雨果·梅西耶）

“在阴谋论的世界观中，证实性偏差促使阴谋论当仁不让地成为每个重大事件的解释。”“已经相信一种假阴谋的人，更容易相信另一种，哪怕它们之间有明显的矛盾。”（英国肯特大学心理学研究人员Michael Wood）

“当人们专注于寻找与官方版本相悖的要素时，就会接受各种不可能或缺乏条理的故事”“人们相信这些理论就像相信宗教一样。”（瑞士弗里堡大学学者帕斯卡·瓦格纳-埃格尔）

五、如何减少和避免认知偏差阴谋论已经成为信息化社会中的一种惊人的思想传染病！对人性、人的社会性、人的认知机制的生理学和心理学研究表明，阴谋是

客观存在，为了生存安全，需要明察秋毫，避免被愚弄、上当受骗，甚至付出高昂代价，酿成大祸。但与此同时，我们也不能草木皆兵，可悲地坠入阴谋论的陷阱。阴谋论陷阱，轻则使人受愚弄，重则影响健康防护（抗拒疫苗注射、防护措施等）、不利于人类公共卫生、社会生活、生存环境改善的努力（如对气候变暖持异议、拒绝减碳排放措施等，甚至影响社会安全和稳定（降低参加选举意愿、无视官方发出的预警信息、思想极端化、采用暴力倾向、历史上德国纳粹利用伪造的反犹文献《锡安长老会纪要》所犯的罪恶等）。

“我们开始掌握一系列可靠的证据，证明接触阴谋论越多——听到就够了，甚至不想 相 信也行！——就越不相信官方的说法。”（布里斯托大学认知心理学 Stephan Lewandowsky）法国政府甚至担心“社会解体的风险……”要想说服《阴谋论》者改变看法是很困难的，因为这些信念扎根于我们的

心理机制之中，似乎无法移除。这些最强大的心理偏差——证实性、意向性、相称性、感知性偏差，等等——都是狡猾的障碍，还有人的逆反心理作用。“当我们试着反驳阴谋论的证据时，甚至可能对那些最投入的人产生反作用，增强他们的信念。”“这是个大问题，因为阴谋论的逻辑意味着任何试图揭穿阴谋的做法都将成为证明它存在的证据。”（英国伦敦大学心理学家罗伯特·布罗泽顿）

“阴谋论信徒的怀疑是严重不对称的，”“他们能怀疑官方版本的任何微小

细节，却从不批评阴谋论本身”（瑞士弗里堡大学学者帕斯卡·瓦格纳-埃格尔）

“与阴谋论作斗争有点像劝说一个人改变宗教信仰：有认知成本和社会成本。”（瑞士纳沙泰尔大学认知科学中心研究人员雨果·梅西耶）

传媒在忽悠阴谋论上的作用巨大。文学作品《达·芬奇密码》自 2003年出版以来发行量达 8600 万册，电视剧、电影广泛接触大众，影响巨大。互联网在阴谋论的传播中起了决定性作用，社交网络，如脸书、推特等聚集着一些观点泾渭分明的团体，对每一重大事件都会产生形形色色的阴谋论，它们传播迅速，影响巨大，几个大V就能让一个假阴谋成为主流。一些研究表明，社交网络为观点相近的人群提供了方便交流的条件，“他

们主要在持有相同立场的团体相互联系，并且忽视其它的一切：这就形成了真正的‘共鸣箱’，而有助于增强阴谋论。”（美国西北大学Walter Quattrociocchi）近年来为与阴谋论作斗争而采取的措施，作用似乎微不足道。这些措施有，

法国政府在网站推出“有人操纵你”视频、美国有人计划重现“911”事件、Facebook和Google正在开发能辨认信息真假的算法、一些报刊杂志办了有关专栏（如《新发现》、《华盛顿邮报》）、著名怀疑派杂志《怀疑探索者》……所有这些都以失败告终。“今天，任何企图让人听从理智的权威人物似乎都已失去信誉，并且最终增强对假阴谋的信念：如果权威都出面反对，那它一定是真的……”[1，p.50]

“科学家们正开始探索认知斗争的战略，有十多项已经启动，精神开发放度、社交性、玩世不恭程度、自我评价、怀疑程度，乃至容易感到烦恼等个性特点，勾勒出更容易受影响的个体特征，从而对其或其亲属陷入阴谋论的倾向做出预警。”[1，p.50]

与阴谋论信徒进行对话，开展交流，平等进行探索方为上策。辩论中“求同存异”固然比“自以为是，强加于人”文明了许多，“敬其所异”则就更有修养了，学会尊重他人与自己看法相左的不同意见，常常会避免犯错误、甚至避免大错误。（20170114注）对人类认知科学的深入研究，将会为我们提供一些如何减轻阴谋论对人们

正确认知所带来的困扰。“只证明这些理论是错误的是行不通的，应当回到辩术发明者的做法，两千

年前，他们发挥了观点的灵活性，即有能力模仿另一人的观点而不与自己的观点混淆。发展神经心理学深入研究了这种‘利他主义’感知。以此为指导，三年来，我们在布鲁塞尔的青少年进行了一项实验，初步成果鼓舞人心。”（比利时布鲁塞尔自由大学 Emmannue Danblon）

“减少阴谋论的最好方法是让我们的机构更加透明。”（瑞士纳沙泰尔大学认知科学中心研究人员雨果·梅西耶）

“为了使人转变为阴谋论的批判性消费者，就要使他们意识到自己的认知偏差、大脑的怪象、直觉的陷阱。”（英国伦敦大学心理学家罗伯特·布罗泽顿）努力做到“兼听则明”。

参考文献[1] Vincent Nouyrigat，阴谋论，你也信？新发现，10 月号，pp.28-

50，2016。

感悟认知科学读-5：特朗普离《阴谋论》有多远？(2017. 01.26)

《新发现》2017年 1 月号卷首语有几句话涉及特朗普的一些观点：“他认为疫苗是导致自闭症跻身流行病行列的主因，还承诺在上任后会展开调查找出其真相。对于所有疫苗和自闭症之间没有任何联系的科学报告，特朗普的态度是‘我不听我不听。’特朗普还发表过很多关于全球气候变暖的言论，他一直不承认气候变化对人类的威胁，竟认为气候变化是‘中国为了让美国制造业变得毫无竞争力而制造的一个骗局’，还声称要退出奥巴马签署的《巴黎协定》来复兴美国化石燃料工业。”［１］有这段话可以看出特朗普的思想方法和言论与《阴谋论》者何其相似乃尔！

［１］身居如此高位的这位领导者将会给美国和全世界带来什么？

参考文献［１］严锋，卷首语。新发现，１月号，pp.４，2017。［２］Vincent Nouyrigat，阴谋论，你也信？新发现，10 月号，pp.28-50，2016。

感悟认知科学-6：对信息化社会发展历程的认知（提纲）（2018.01.04）

2011年 1 月我们总结了人类认知客观世界和自己的主观世界的方法，即世界观的问题[1]。经过近几年的思索，在认识上，特别是对人类社会进入了新阶段——信息化社会阶段的认知上又有了进一步的感受和体会，现写出与大家分享、交流。

一、信息概念上升为一切系统的三大要素之一，与物质、能量并列。[2]

从此，信息的重要性促使人类社会开始进入了一个新的历史阶段——信息化社会。

二、数字化革命[2]

理论基础：不确定性信息及其定量，熵与熵差，Shannon编码理论，可靠性、保密性、认证性。

物质基础：晶体管、VLSI、计算机。重要争论： 信息的模拟与数字表示之争； 模拟计算与数字计算之争； 通信与计算数字化趋势势不可挡，不可逆转，HDTV和手机发展之路的启示；

“量子通信”“量子密码”“数字量子计算机”——一股更为隐蔽、更能惑众的反数字化的暗流。

“量子妄想曲”[3]一文已经揭示了，“量子通信”“量子密码”“数字量子计算机”都还是人们形象思维的产物，尚未被证实或被逻辑思维所证明，而且尚未看到如何才能突破它的途径。迄今所提出的各类量子计算机都是模拟型量子计算机。

当前真正需要解决的是如何将不确定数字化信息加载到单个量子上，这是能将“量子通信”“量子密码”“数字量子计算机”的梦想变为现实的关键。至于人类是否能突破，不取决于我们主观愿望，而由物质的客观性质决定。

三、网络化革命[2]

C & C：通信与计算机的结合。20世纪七、八十年代完成了这一结合，给古老的电通信注入了新的DNA，使 IT界出现了很多新的事物，分组交换转向包交换，线路交换转向虚拟的程控交换……。

互联网传输控制协议/互联网协议（TCP/IP，Internet’s Transmission Control Protocol and Internet Protocol），基于分组（包）交换。带来了互联网（Internet（。

3C（Communication, Computer, Consumer electronics）——通信、计算机、消费电子三结合。信息高速公路或全球信息基础设施（GII）的提出和建设，构成了人类生存的信息环境，即信息空间（Cyberspace）。这个虚拟空间的形成和发展将人类社会推进到一个新的发展阶段——信息化社会阶段。

Web1.0到Web2.0，每个 IP用户既是多媒体的享用者，亦是多媒体的创造者和发布者。

Google谷歌 社交网络The Social Networking Social（SNS） Facebook（脸书）重要争论[2]： “OSI是一场美梦，而 TCP/IP则充满生机。” 异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode） 网络计算机 Everything over IP

IPv4与 IPv6之争由于 IPv4所能提供的 40多亿个地址将于 2011年被耗尽，而提出新的协议

IPv6，它可提供 3.4×1038个。但这个新的协议并未能解决安全问题，数据传输质量、移动性等方面仍存在问题。而且成本昂贵，需要专门培训技术人才来实施。IPv6和 IPv4的兼容也不是那么容易。因此，在已经占有足够多地址的国

家，很少服务商会采用或准备采用 IPv6。可见，要想用 IPv6完全取代 IPv4绝不是一件容易的事。

物联网与物连网、传感网 云计算 区块链与互联网其实，“区块链+”不过是借助于秘密共享技术构建的一种由 TCP/IP实现

的网络，一种从属于互联网中的一个子集而已，本质上就是一种内域网（Intranet）（也可看成是一种社交网，Social network或 Facebook）。其特点是借助于密码技术实现了成员间的透明、互信、去中心化、无需第三方参与、入网门槛高、数据安全、资源共享的分布式分权管理系统。其效率高则是由于其分散、多中心、规模小使然。

“区块链+”绝不是“一种全新的底层协议构建模式”和“将把目前运行的互联网升级为 2.0版本”的一种创新。价值只是信息的一种属性，根本不能与信息相提并论！没有任何一个主权国家会将发行和控制货币的大权交给所谓无中心的乌托

邦式的电子货币发行机构，这是《电子货币时代》将会到来的梦想永远不会实现的主要原因之一。

四、智能化革命1. Shannon是最早倡导智能化的学者[2，第（九）部分]

2. 智能、生物智能和人工智能[2，第（九）部分]

3. 大数据——自动化到智能化[2，第（九）部分]

4. 人机大战到深度学习[2，第（九）部分，4]

5. 人工好奇心——机器智能化的新进展[5]

《新发现》2018年第 2期上的“人工好奇心”介绍如何使机器更智能化，就是通过开发强大的算法，给机器添加点儿童们的“好奇心”，在无程序员介入就能自主地探索身边的环境，获取各种技能，认知世界。这一想法将人工智能大大向前推进了一大步，更加接近于人的智能。目前已有不少大学和研究机构开发出成功的好奇心算法：如法国波尔多大

学的 Torso好奇机器人，能学习使用新工具；Google开发的机器人和伯克利大学开发的机器人都能学习高难度电子游戏；INRIADE的研究人员所开发的好奇

心机器人具有自主学习掌握语言的能力。如何设计和评价好奇心算法以及防范这类机器人的一些负面行为，如撒谎、

威胁他人等越轨行为等，都是有待探索的问题。6. 意识宇宙 The Conscious Universe,1997）[7]

本书为著名Dean Redin所作，曾再版多次，获 1998年度亚马逊畅销书奖。是一本介绍近代超心理学成果的重要著作。诺贝尔奖获得者剑桥大学物理系教授斯蒂芬逊曾说“此书的出版是 1997年的最重要科学事件。”超心理学是五十年代才出现的非主流科学，它以严格心理学实验的方式研

究各种超乎常规的心灵现象：“灵学”、“神秘现象”、“精神致动”、“思维传感”、形形色色的“特异功能”，如“遥感”、“遥视”、“耳朵透视”、“隔墙透视”、“非眼视觉”、“天眼窥物”、乃至“鬼魂通讯”。大量的实验证明，这类现象确实是客观存在的现象，但难于给出科学的解

释，尚未被大多数科学界人士认同。甚至被怀疑试验造假、常被斥为“伪科学”。文献[8]对这一研究问题提出了很有见地的看法，我们引述几段供大家参考：“但备受尊崇的科学显然还远远没有完成自身的建设，对许多事情我们都只

是知其然而不知其所以然，人类仍然在苦苦地求索天地之谜，包括身边的生命之谜以及意识、思维之谜。对于精神究竟是何物、人类为什么会思考、人类的认识为何能与外部世界相一致、包括人类对物质世界的感知以及对物质世界的作用是否一定得通过常规的物质渠道进行，仍然存在许多疑问。世界来自宇宙大爆炸吗？那爆炸又源自于什么？从无生命的世界何以演化出生命而生命又进化人类这种可以思考宇宙创生和宇宙归宿的灵性生命？世界是上帝造的吗？那上帝又是谁造的？为什么只有所谓“神灵”的“感应”而不见跨种族、跨文化的可以考证的“显灵”。我们把许多事情说成不可靠的传闻（事实上也确实如此）或者催眠、暗示、心身反应，虽然我们都知道自己能够思考、知道自己可以做选择，可是思维和意识的本质是什么，人们真的只有很浅薄的了解。生命事实上远比我们所想像的更奇妙。”

“世界真是纯物质的吗？那何以诞生出“活”的“思考”着的生命？人类能够认知和改变周边的物质环境，这是每个人都十分相信的事实。但这种“心-物”之间的相互作用究竟是精神物质的“二元”的或者是物质的“一元”的呢？在相信“神”接受“灵魂”的学说和坚信宇宙中的一切都是客观物质实在的观念之间，其实还有传统的东方文化“天人合一”的解释，它奇妙地认为精神就是物质，物质就是精神，可以发生超越时空的关联。”

“超心理学家最初希望用自己的实验说服怀疑者，在历经许多的失望之后，尽管他们迟疑地承认不相信的人所得结果往往不一样，现在这种波动的、矛盾的结果才恰恰最能反映“实验者效应”，因为似乎不同的实验期望导致不同的

结果。可以被观点相似者重复，却难以被怀疑者重复的奇怪“规律”，在超心理学家眼里仍被认为是证明了事件的客观性；但是按照主流科学界的经验，这种结果是不可靠、非常可疑的，必定是在实验操作的数据处理中有错。”

“但实事求是地说，“超心理学”确实没有真正进入科学的主流，超心理学究竟算是科学或者伪科学，一直都在争论的漩涡之中。”

7. 《缠绕的意念：量子世界中的心理学真相》(Dean Redin,2006)[9]

这是一本试图用量子力学的纠缠（缠绕）来阐述人的意识、思维、智慧、心灵等难题的著作，想回答诸如：为什么存在宇宙？生命是否有真实的目的？而又是谁在问这个问题？如果没有人看着月亮的话，它是否继续存在？我们能否感知发生在爱人身上的事情，即使她远在千里之外？直觉是否包含关于未来事件的信息？我们可以不借助常规感官获得这些信息吗？等难题。世上对此书的评价甚高，如：“科学想象的巅峰之作”、“意识研究领域

的爱因斯坦”之作、“世上最有创意的超心理学家”、“一本极有勇气的书”……。此书是值得一读的，可以了解心理学家们在想什么和做什么，从中得到一

些启迪和教益。如事物之间不是孤立的，总有相互联通性。但对于人的意识、思维、智慧、心灵等难题还远未能回答，全书虽然列举了不少客观存在的现象和实验结果，诸如“超验”、“心灵感应”、“异常体验”、“特异功能”……但还远未能讲清楚为什么。简单的用万物之间存在的“缠绕关联”是远远不够的！

8. 心念磁场？[10]

人都有感知能力，无时无刻都在通过声、光、电、力等与外界进行信息、能量交换。电磁波是其中的一种，虽然看不见，但可以通过仪器测量和显示。对于人体的磁场已有很多认知，有不少已被科学证实，也有不少还属于推

测或为形象思维的产物，有人信以为真，有人则持怀疑心态，等待进一步研究结果。例如，认为人体的磁场是心念所散发的力量，每个人的磁场都有一种释放和吸收的功能，可以相互干扰和影响他人的意识思维和心态，通过修炼可以提高抗污染、吸收纯净、睿智、魅力、善良、净化身心的能力。

9.混合智能生物化身（HIBA——Hybrid Intelligence Biometric Avatar,2017）[11]

今年 4 月初，在迪拜举办的世界政府峰会期间，伊恩·皮尔森（Ian Pearson）博士提出HIBA。当人的血肉之躯行将结束之前，可将自己的意识上传到虚拟现实世界中，使其能够利用任一机器人躯体（人工躯体）继续生活在实体世界中，从而实现了“永生”。

其实这一想法人类早就有人提出过，至于混合智能生物化身能否如伊恩·皮尔森所预期的顺利实现，还是有很多值得考虑的问题和需要克服的困难。

总之，对于“意识宇宙”、“缠绕的意念”、“心念磁场”、“混合智能生物化身”等探索意识心灵之类的问题仍需回到[6，第 1.部分，信息科学正在和其它许多科学领域渗透融合]中所言。

10. 智慧化[2，第（十一）部分]

宇宙是所有系统中最大的一个不断演化着的复杂系统，它无所不包；人脑是最复杂的一个小的生命系统，是人类智慧之源。探索宇宙和认知人脑是当前人类最具挑战性的两大难题。智能科学的终极目标是认清人脑的机制和它的工作原理，最终研制出人工

脑。虽然从系统论的观点来看，构建生物人和生物脑是可以实现的，但有很多认识上和技术上的困难问题要解决。第一，要搞清大脑的生物结构、生理功能、电生理和生化过程，还要搞清

其心理过程。这些需要数学家、物理学家、化学家、生物学家、计算机科学家、哲学家、心理学家等长期努力工作才有可能实现由仿真脑产生意识的目标。第二，对于描述大脑的机理，我们已有一个图灵式计算模型，它在描述人

脑的逻辑和数学计算上是很成功的，但在其他很多方面，如图像认知、动作协调和控制、心理的感知等很多方面效率很低，甚至是无能为力。正如 Rodney Brooks所认为的，对于人脑来说，计算并不是一个正确的比喻，人脑所包含的可能远远超出形式计算，例如人的自然精神功能（Natural mind function）。寻求对付这些问题适用的数学模型远还未解决。第三，如果用硅、纳米材料等硬件、软件和固件都不能很好地解决构建人

造脑的问题，如何构建能支持生化过程、生理过程的湿件。目前我们对此所知还甚少。面对两大难题人类能否成功还是一个未知数，但人类的探索精神是永恒的，

肯定不会放弃，奋战到底！参考文献

[1] 王育民，报告集-14：我们的认知世界（2011.1.5）。《王育民教授自选文集稿》报告集篇。[2] 王育民，报告集-16：信息论对社会信息化的作用（2017.1.5）。《王育民教授自选文集稿》报告集篇。[3] 王育民，偶感录-54：量子妄想曲(2017.05.09)。《王育民教授自选文集稿》偶感录篇。

[4] 王育民，偶感录-52：IBM“华生”的“智慧”(2017-04-06)。《王育民教授自选文集稿》偶感录篇。[5] Vincent Nouyrigat，人工好奇心。新发现，No. 2，pp.56-60，2018。[6] 王育民，报告集-13：当前信息科学和技术的发展的特点（2011-1-31）。《王育民教授自选文集稿》报告集篇。[7] Dean Redin（迪恩·雷丁），Conscious Univeres: The Scientific Truth of Psychic Phenomena（意识宇宙——心灵现象中的科学真相），Harper出版社，1997。中译本：何宏译，科学技术文献出版社，2013.12。[8] 读书笔记之《意识宇宙——心灵现象中的科学真相》，icyulb的博客，2015-10-23，http://blog.sina.com.cn/icyulb。[9] Dean Redin著，缠绕的意念——当心理学遇见量子力学， 2006．中译本：任颂华译, 人民邮电出版, 2015.09.01。[10] 为什么有的人，你第一眼看上去就喜欢？2018-04-12。

http://mp.weixin.qq.com/s/B40D9FxNI0VM-4nlksboqQ，来源：水木然（smr8700）。[11] L H编辑 037，2050，人类将实现永生？E-mail文化传播网，www.52e-mail.com.，2018，4。HIBA（Hybrid Intelligence Biometric Avatar，混合智能生物化身）。

感悟认知科学-7：警惕信息空间中的大陷阱(2018.06.13至 22)

一年前曾写过一篇偶感：警惕！切莫成为虚拟“竞技场”的牺牲品[1]。近读“新发现”的一个专辑——屏幕魔法，很受启发，写出一些粗浅的认知，与大家交流。特别是与有兴趣经常在信息网络中进行探索的朋友们分享。

一、对信息空间的认知我们在[3]对此问题已经进行了全面的论述，在此不再重复。我们只想指出，信息空间为人类带来新的发展机遇的同时，也为人类带来

了许多新的困扰、威胁和隐患。除了信息安全、网络安全、国家安全和社会稳定之外，数字网络中的大而危险的陷阱就是它能释放有毒信息，使人们上瘾，成为“网奴”，对青、少年危害最大，诱使他们荒废学业，浪费青春，葬送前程，构成严重的社会问题。这正是本文要讨论的主题。

二、谁控制了信息空间中的信息？它们采用了何种手段掌控的？

Facebook、NetFlix、Google、亚马逊、苹果、Snapchat、Instagram……这些数字信息产业巨头，利用它们的先进技术平台，加工生产出巨量数字信息，占据了信息空间的巨大份额，主导和控制着信息空间中的潮流。这些数字信息产业巨头利用 TCP/IP协议所构建 Internet和Web-2.0，创建和

推出了 iPhone（2007.6）和 iPad（2010.5），迅速征服了几亿、十几亿甚或更多的人群的全部注意力，成为他们朝夕与之相伴的信息工具。这类新东西超实用、便携、易得、有效；为人们提供了惊人的可能性，广阔的视野、新鲜有趣诱人的内容。这些数字信息产业巨头用高薪雇用了大批高智商的软件人才，他们不仅懂

得计算机和软件设计，还深谙人的认知科学、认知生理学和认知心理学。力求将所推出的视听软件最具吸引力、诱惑力，难以抗拒，能迷惑住智人的大脑，将人们牢牢地、常时地拴在屏幕前。更甚之，是诱使人们，特别是青少年们上瘾，毒害他们。这种出于获利的营销策略已完全背离了发展科技造福人类的初衷，早已超出了做人的底线。业内有良知的设计开发人员，也有的站出来披露内幕，警示众生的良心人。

文[2]中对这些数字信息产业巨头们的各种绝对不可抗拒的认知秘方进行了揭示，值得一读。文[2]中还从人的认知生理学、神经生理学、人的大脑的影像揭示了为什么

人会对上网感兴趣、上瘾以至中毒而不能自拔。有下述 5个主要方面涉及人们的大脑神经系统：

1. 大脑顶叶的视觉、听觉皮层每天都被手机数十次呼唤，令人们应接不暇、疲惫不堪绿色背景下的红色标志，特别是移动信号最具刺激性；人在寂静环境下的

微小声响也异常敏感。人们对突然出现的信号最具警惕性。在智能手机面前，人们常常在等通知状态下白白地消耗精力，但又无法抗拒。

2. 大脑被赞美的信息愉悦，分泌多巴胺，使人们获满足感，难以拒绝腹侧被盖区是人类大脑最原始的区域之一，是奖赏神经汇集处，多巴胺的

释放源，令人产生愉悦感。这是鼓励人们上进，索取食物维持生命，索取信息，追求新知的积极作用

力。但不幸的是这一点也被数字信息产业巨头们滥用在盈利的软件设计上，他

们频繁利用“奖赏”信息，触发人们大脑的奖赏回路，利用奖赏分布的随机性、间歇性、迟延性等引诱人们上钩、上瘾，耗尽人的精力。

3. 无穷尽的信息令人们的视觉皮层终日兴奋，难以忘怀在大脑的感知中有一种叫沉浸感，就是利用远远超出满足正常需求程度的

无穷尽的视、听等信息来消除人们与屏幕以外世界重建联系的时间，占据人们的注意力，像魔术师那样创建注意力陷阱，诱使人们误入其中。Facebook2014所收购的制造商Oculus所推出的VR头盔就是一种利用沉浸感的范例。许多游戏机软件更是充分挖掘了沉浸感知的潜力，吸引玩家全身心地投入，获取全面的成就感，陷入所谓“心流状态”，此时人大脑的内侧前额叶和杏仁核（这是人的一种智能机制）活动变弱，懒于思考和反刍、没有情绪负担、自我感觉轻松愉悦，引导你锁定于此，一次又一次地玩下去。

4.社交网络不断发出的信息，刺激人们大脑的中央楔前叶，诱导人们不停顿地进行网上社交活动人是社会动物，与人交往是不可或缺的生存本领。在物理空间中生存，人

们需要与人合作，获取生活资料，需要爱情、亲情、友情构建自己的丰富多彩的精神世界。

信息化社会中，人们离不开数字网络，它使人们更紧密地联系在一起，大大强化了人的社交性。数字信息产业巨头们早已领悟到这一点，用发送“一个蓝色大拇指”、

“点上一颗心”等图标，“请将我加入你的网络”、“您尚未回复……的邀请”等等来鼓励人们通过他们的网络及时表达意见，满足了人们最深层的社会需求，并不断对一些意见、照片等给予点赞。我们大脑的前颞叶、额下回、额顶叶交界区、尤其是中央楔前叶都是用于

想象其他人的想法、感受和动机；有关自身的信息则在大脑的内侧前额处理。社交活动刺激大脑的这些部分的神经活跃，能强烈激发奖赏回路（腹侧被盖区、伏隔核），引发多巴胺大量分泌，极大地吸引人们持续参与社交活动的积极性，这似乎较物质奖励更具价值。青少年的大脑似乎对此社交认知和满足感更为敏感。

5. 期盼和焦虑错过重要信息使人们的大脑被绑架，令杏仁核疯狂数字信息产业巨头们用“……会想念您”、“只剩几小时，甚至只剩几秒

钟到期”、“只剩一件库存”等信息进行忽悠，触发人们大脑的杏仁核，令人产生焦虑感，生怕错过获得重要信息或购物良机。这是一种认知心理学中称作“错失恐惧症”的病症（FOMO-fear of missing out）。这将促使人们不管是在开车或课堂上，不断地察看智能手机，这种对互联几乎无法控制的需求，导致过度恋网而上瘾。

三、社会如何战胜这类困扰、威胁和隐患？产生这一社会问题的根本原因是人们受诱惑而沉溺于虚拟的数字网络中不

能自拔。唯一的办法就是采取各种可行的措施，使人们不要过分地赖在信息空间中，用更多的时间回归到物理生存空间中来，与大自然拥抱，恢复和保持自我的身心健康。社会的权力机构应当采取有力措施，检测网络商们的软件和网络平台，制

止他们释放信息“毒品”毒害人类。制定政策和法律，如德国已立法全面禁止在中、小学校园使用智能手机。修建公园和各种体育设施，举办丰富多彩的体育活动吸引人们健身；开展文化和娱乐活动等，是权力机构应做的大事之一。在生理和心理治疗方面有人提出“断网疗法”，禁止子女接近任何屏幕，

以免中毒。这种将网络巨头们视作烟草行业以及兜售食品者、甚至贩毒集团的同伙也是很片面的。数字网络给人类带来了很多正面的东西，我们绝不能因噎废食。单纯采用禁欲主义是不能解决问题的。

数字信息产业巨头们内部也有不少人意识到他们的软件、网络平台的负面作用，站出来揭示这类问题，并已展开实际的工作，贯彻尊重客户，以“不损害”作为界面设计的第一原则。一些有识之士在研究如何从已有的网络界面、网络平台中将所有旨在利用人们认知漏洞的技术从屏幕中清除出去，打破极度针对用户注意力的“说服式设计”逻辑。以期构建网络界面必须遵循的认证体系。捍卫人们的注意力。他们希望这一设计准则能列入政府的议事日程。这些对于人类战胜这类困扰很有帮助。一些软件和网络平台已采取减弱屏幕吸引力的策略，如发送通知信息自然、

温柔，不再是特意绑架客户；不再滥用奖赏逻辑，增加打开程序的时延，打破奖赏周期，删除社交网络的统计信息，如上网次数、“赞”等，主页的色彩不再艳丽，吸引眼球；减弱沉浸感，取消视频播放自动模式等。

较为深入的认知生理学和认知心理学的研究表明，真正能够上上瘾的人不超过 1﹪，而且物质成瘾（烟草、酒精、药物……）的标准并不真正适用于此。至今尚未发现对社交网成瘾者在大脑区域会现出像吸毒者那样的损伤情况。如何正确认知信息空间中出现的新事物，是我们要直面和认真研究的新课

题。

四、个人如何应对这类挑战？打铁要先自身硬，做人最要紧的是树立正确的人生观和世界观，这当然绝

非是一日之功。对于青少年，他们敏感、好奇，接受新事物快，可塑性强，但易于受外界

诱惑，缺少定力，需要为他们创造良好的生存环境，抚育他们主要在物理空间的明媚阳光下健康地成长。家庭、学校和社会都要同心协力，担起培养下代的重任。对于一些不慎而深受“网毒”之害的瘾君子们，他们心向网络，乐在其中、

忘却尘世。有不少“研究人员、儿科医生、教师宣布，对频幕上瘾正在毁坏新一代青少年的大脑，他们注定患上抑郁症，或产生冲动行为……”[2]，虽然目前尚无可靠的科学证据支持这类警示，但我们要尽最大的努力，帮他们早点醒悟，浪子回头，继续追梦；绝不能眼看着他们，病入膏盲，葬送青春。

参考资料1. 王育民，警惕！切莫成为虚拟“竞技场”的牺牲品。王育民教授自选文集”偶感录-5，2017.05.15。

2. Vencent Nouyigat，屏幕魔法（专题）。新发现，第 7期，pp.20-37, 2018.7．3. 王育民，信息论对社会信息化的作用，王育民教授自选文集”报告集16，2016年 2-3 月。

感悟认知科学-8：为什么量子技术成气候竟这样难？(2018-07-13至 25)

在人类社会的发展史上，20世纪 40年代科学技术的发展和对人类社会所起的巨大推动作用很值得我们深入地剖析和总结。在这 10年科学领域诞生了“老三论”：系统论、控制论和信息论[1]。

系统论（Systems Theory）告诉我们，宇宙中的一切事物都是某种系统，大到宇宙，复杂的如人脑，简单的如照明的电灯。任何系统都是由物质、能量和信息三大要素所组成，其中，物质和能量是客观存在的、有形的，信息是抽象的、无形的。物质和能量是系统的“躯体”，信息是系统的“灵魂”。物质属实体范畴，信息要借助于物质和能量才能产生、传输、存储、处理和感知；物质和能量要借助于信息来表述和控制。爱因斯坦的相对论证明了物质和能量可以相互转换，但迄今为止所有探索信息转换为物质或能量的研究都以失败告终。

Wiener在他的名著“控制论”一书中曾明确指出“信息就是信息，不是物质也不是能量。”[1]。这是第一次将“信息”的重要性提到了空前未有的高度，与物质和能量并

列的重要地位，这对于我们认识世界具有划时代意义。信息论（Information Theory）是由美国 Claude E. Shannon（1916-2001）于

1948年所创建的。通信的目的就是要获取所关注事件的信息。事件的发生是随机的，具有不

确定性，观测和通信的目的就是要获取信息，以解除其中不确定性。这是信息的最基本的属性。Shannon和Wiener利用概率论给出了这唯一一类可以定量描述和用逻辑思维研究，并形成一门科学理论——不确定性信息论。不确定性信息的量度被 Shannon和Wiener定义为熵差。通信观测所得到的

信息量是减小（或解除）的不确定性的量[1]。信息量不是熵本身，而是熵差。熵是不确定性的量度，而熵差才是信息的

量度。这点Wiener在《控制论》一书中已强调指出，Shannon的著作中则给出了全面的、严格的数学论证，成为一个完整的信息理论体系。信息论萌发了整个通信领域的（数字化）革命，它是这一革命的理论基础，

为通信工程师们的探索指明了方向，1946年的计算机、1947年晶体管的诞生和相应信息技术的发展，则是这场革命的物质基础。几十年来，人类社会在数字化、网络化和智能化三大技术的强有力的推动

下，逐步由工业化社会发展到信息化社会的新阶段。在信息化社会中，人类不仅在物理空间中生存竞争，还要学会在新的虚拟数字空间（又称赛伯空间——Cyberspace）中生存竞争。

控制论（Cybernetics）控制论的创始人是美国数学家维纳（Wiener, 1894.11.26-1964.3.18）。控制

论是研究动物（包括人类）和机器内部的控制与通信的一般规律的学科，着重于研究过程中的数学关系。综合研究各类系统的控制、信息交换、反馈调节的科学，是跨及人类工程学、控制工程学、通讯工程学、计算机工程学、一般生理学、神经生理学、心理学、数学、逻辑学、社会学等众多学科的交叉学科。

本文将论述如下 5个问题：1. 为什么信息技术能成气候并构建了人类一个新的生存空间——信息空间；2.为什么量子技术步履艰难，成不了气候？3. 后量子密码时代是个伪命题；4. 对信息空间中的信息战要有足够的警觉，切勿上对手的当；5. 保证网络空间中信息安全的核心技术仍然是 Shannon的编码理论。

一、为什么信息技术能成气候并构建了人类一个新的生存空间——信息空间我们在前言中已明确指出，信息和有形的物质和能量不同，它是抽象的、

无形的，是系统的“灵魂”。信息要借助于物质和能量才能产生、传输、存储、处理和感知；物质和能量要借助于信息来表述和控制。表示信息所需的物质资源很有限，例如要表示 1-bit的不确定信息只需要能

显示具有两个不同状态的实体资源就足够了，一个硬币的正反面、点头或摇头、语音“是”和“不是”等等，但这些还都是在物理空间中的示意方法。如果在信息空间中就可用 0和 1数字符号抽象地表示了。但要研究信息的产生、传输、存储、处理和感知就需要借助于实体（声、光、电等）信号，这就诞生了一门新的科学技术——信息科学技术。不同于农业、机械、能源等领域，在信息产业中广泛存在着类似于摩尔定

律的发展定律。芯片发展中的摩尔定律（Moore´s Law）：摩尔定律是由英特尔（Intel）创

始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）于 1965年提出来的。当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔 18-24个月翻番，相应的成本减半，性能、功能相应提升。这一发展速度竟然持续了近半个世纪。

计算机领域的贝尔定律（Bell´sLaw）：如果保持计算能力不变，微处理器的价格和体积每 18个月减少一半，大约每十年都会出现一类新的计算机，基于新的编程平台、新的网络和新的界面，产生新的应用，建立一个新的产业。从六十年代的大型机，到七十年代的微型机，然后到八十年代的个人电脑，再到九十年代的网络浏览器，然后是云计算、移动设备、物联网等等，都是贝尔定

律的表现[2]。通信领域的吉尔德定律（Gilder´s Law）：吉尔德认为主干网的带宽将每 6

个月增加 1 倍，比处理器的增长速度快得多。当前，增加带宽在技术上已无障碍，可充分满足用户的需求，移动互联网的飞速发展已经让部分人率先体验到了“永远在线”的工作与生活方式。

通信领域的麦特卡尔夫定律（Metcalfe´sLaw）：以太网的发明人鲍勃·麦特卡尔夫认为，网络价值同网络用户数量的平方成正比，即 N个连接能够创造“N×N”的效益。N平方的效应在 Facebook和 Twitter等社会化网络上得到了完美的体现；在中国，验证这一定律的是新浪微博、腾讯微博和人人网——在这些网络里，每经过一次转发，N平方效应的爆炸性力量就得到进一步增强[3]。有着摩尔定律支持的信息技术表示 1-bit信息所需的实体要多大？原则上，

可用一个粒子，比如一个电子就够了，但实际上我们还没有找到如何能将 1-bit的不确定信息载荷到单个量子上的技术，当前我们采用的技术都是由大量电子的群体，即电子技术完成的。但已经做到晶体管的尺寸以 nm计算的水平了，远小于头发的直径。所有信息技术的巨大成就，最根本的原因是由于信息不是实体，摩尔定律

才可能存身于信息产业之中，才能成为发展最快的行业。摩尔定律还能挺多久，业内对此有很多争论，认为 28 nm的性价最高，有

的主张 7 nm是其界限，致力于芯片技术研究者在埋头工作，据说已制作出 1 nm芯片。致力于图像处理的NVIDIA CEO黄仁勋，鼓吹以性能提升较快的GPU替代性能提升慢的 CPU来维持摩尔定律的地位[4]。

二、为什么量子技术步履艰难，尚成不了气候?

有关实体的技术，如能源、机器制造、运载工具等的性能提高、成本降低、体积重量减小等都不是件容易的事。这类行业不存在摩尔定律，不可能像信息技术产业那样的速度来推动人类社会前进。在实体技术类中，发展量子技术可能是更为困难、代价更大的行业了。下面我们将全面进行论述。有关量子、量子技术我们曾写过几篇评述，本文将引用一些有关结论，不

再重复论述[5-8]。 量子不是信息，它属于物质能量的实体范畴。 量子技术需要超低温环境提供，单量子生存的低温条件代价太大，发展远景要走向实用很渺茫。

单量子上载荷 Shannon和Wiener的不确定信息的基本技术尚未突破，单量子通信、单量子密码通信和单量子数字计算机能否实现，何时才能实现尚属未知。

量子密钥协商不是量子密码，在密码研究领域密钥协商属密钥管理，是密钥生成和分发的技术。

量子密钥协商中的秘密是如何被隐匿的？现有的量子密钥协商技术主要有两类，即：(1) BB-84协议，由美国 IBM的 Bennett和 Brassard提出，基于量子不可克

隆性。最初接触这个协议似觉它简单、不难理解，并被它的保密性诱惑，以为找

到了一种解决通信安全保密的新途径。但实际实现起来就发现，它有几个难于构建的问题。首先，要在极低温条件下产生单个量子，才能保证量子信道的不可窜扰性。其次，需要借助于常规检错编码技术实现保密增强，才能保证量子信道的信息泄露趋近于 0。第三，量子信道的传送距离有限，需要制作量子中继器，在技术上尚待解决。能提供的密钥量很低，远不能满足实际需求。更要命的是实现的成本太大。这正是美国早已放弃这一方案的原因。

(2) EPR协议，利用量子纠缠特性。量子纠缠（quantum entanglement）的本质是两个以上单量子具有状态相同，

因而所表示的信息一样（数字化后就是比特，模拟量就是量子位、昆比特）。所以说，量子纠缠本质就是信息纠缠。利用量子纠缠实现密钥协商协议，是由阿瑟·厄克特（Artur Ekert）于 1991

年提出，被称为 EPR-91协议。要用量子纠缠特性实施密钥协商，首先要制备两个以上量子相互纠缠的族，

只要其中的一个量子的状态发生变化，族中的其它量子必有相应的变化，不管它们之间的相距有多大。制备纠缠族需要一套复杂的激光系统和极低温环境。量子纠缠态制备器件的保真度还存在很大问题，2010年加拿大的一个攻击就是利用保真度低于 80%这一现状。其次，将纠缠族中的量子分送到不同的地点，如A、B两端。这要经由量

子信道实施，这将因实际传输损耗造成距离受限，即使在自由空间传送，距离较光纤要大些，但将受到光干扰而使有效工作时间很短。第三，A、B两端各自对纠缠量子进行随机测量，然后选取测量方式相同的

时候得到的结果作为密钥，成功率是个大问题。“晶体一次可以制造 6 百万对光子，但是地面上的两个站点每秒只能探测到大约一对光子。”[9]

由上面的论述可知，现有的量子密钥协商技术都离不开经典通信技术的支持，离开经典通信技术就不可能实现量子密钥协商。除此之外，它们的安全性还有待于深入研究，最重要的还是效率和成本太高，如“墨子号”量子实验卫星的造价为一亿美元[9]，这很难满足实际需要。量子技术的出路在何方?（本段为 2012.12.20 补写）这和电子技术成功之路在方法论上并无根本性的区别。第一是要在理论上

完善量子理论。最近马约拉纳（Majorana fermion）费米子的发现，似乎为量子计算机的实现带来一线曙光，但主要发现者之一王康隆教授认为，那是“太遥

远的事情了”。他说：“我们只是朝着一个方向在走。科学就是这样，一代一代人朝着一个方向曲曲折折地走，有的可能取得突破性进展，有的可能什么都没有。不过，无论个人有还是没有，要靠许多人，一代一代的积累，才使得科学朝着既定的方向不断前进。”[15]

第二，从材料入手，如电子技术中的晶体三极管、构建VLSI的硅材料。2004年石墨烯材料出世、2008 年末拓扑绝缘体的诞生，似乎为低温、乃至常温量子技术也带来一线曙光，但何时和能否能变为现实，尚不清楚。需要解决的问题还有很多。

三、后量子密码时代是个伪命题从我们已清楚量子信息技术不仅成本过高、效率很低，更重要的是实现它

的最关键的技术难关，即如何将 Shannon和Wiener的不确定信息载荷到单量子上尚未突破，而且对于能否和何时能突破目前还看不到曙光。至于人类是否能突破，不取决于我们主观愿望，而由物质的客观性质决定。因此，量子数字通信、单量子数字密码技术、量子数字计算机技术都还遥遥无期。当前所谓的量子计算机实际上都是将单个量子作为模拟器件运作的，如加拿大的D-wave量子计算装置所用的是量子隧穿效应。这类量子计算装置与真正的通用量子数字计算机还有很大差距，还都只适用于一些特定的算法，如D-wave对退火优化算法很有效。中国科学技术大于十个超导量子位的处理器，所借助的是量子态的叠加性。我们认为，在数字量子计算机和数字DNA计算机还都尚未问世条件下，谈

“后量子密码时代”就是个伪命题[10]。但从密码理论探索出发，作一些研究还是有意义的。对于年轻人我还是建议，远离量子密码，将精力放在密码学的主流问题上，打好基础，深入进去，做出贡献。四、对信息空间中的信息战要有足够的警觉，切勿上对手的当我们在第二节曾指出，美国最早构建了两种量子密钥协商协议，又很快就

放弃了。但对中国大搞量子通信技术却大加赞赏，鼓励你发表论文、搞量子试验专线，发墨子号量子实验卫星……这是为什么？信息空间是人类的第二生存空间，无声的信息战无时无刻都在进行着。它

虽然无声无烟，但激烈程度并不亚于物理空间中的战斗。无论你的对手夸你、骂你，你都需要保持高度警惕，切勿上当受骗！我们在信息战中不只一次地吃过大亏的，应当引以为戒。时刻保持冷静的头脑，不冲动，不意气用事，坚持走改革开放的道路，面向世界，增强实力，增长智慧，为建设人类的第二生存空间，做出我们中国人应有的贡献！

五、保证网络空间中信息安全的核心技术仍然是 Shannon的编码理论

“为了庆贺量子论发现 100周年，我建议用一个标题：‘量子论——我们的荣耀和惭愧’。为什么说荣耀？因为物理学所有分支的发展都有量子论的影子。为什么说惭愧？因为 100年过去了，我们仍然不知道量子化的来源。”这是惠勒（J A Wheeler,1911-2008）在 2000年 12 月给《Quantum Theory: A Graphic Guide》一书作者的信中讲的话，很值得我们认真思索。

100多年了，人们耗尽心智所创建的量子论给人类社会带来了哪些变化？我们在第二节已曾指出过，在繁荣物理空间上量子技术没有帮上太大的忙，在解决信息空间的安全上也不能指望量子信息技术。最可悲的就连量子化的来源，人类仍是一无所知，真是令人惭愧呀！为什么？究竟是何种原因走到这种境地？是不是我们的世界观出了问题？我们人类认知世界的思维方式有两种，即逻辑思维和形象思维，我们需要

分清形象思维和逻辑思维认知结果的不同之处，特别是不能将个别人的主观想象当作大家都认可的结果。科学，特别是物理学研究，灵感、直觉是很重要的，但任何结论都必须经受逻辑思维的检验和实验的确证。量子理论需要回归到物理学，而不是迷恋在信息、思维的迷途中。一些大

谈“量子思维”的人[11]，不如认真地去“思索量子”，用逻辑思维思索量子，会引向量子力学，用形象思维思索量子就可能会引向量子玄学。努力提高量子检测技术和完善量子的数学表述，进一步完善量子理论才是正道。密码学和网络安全是科学问题，需要用逻辑思维来认知和解决。就是要回

到 Shannon的理论上来。不论是从事通信还是从事密码或信息安全技术方面的工作，都应当认真研读 Shannon的两篇经典文献，深入发掘他的一些思想，这将使我们不仅能学到一些有关信息论和密码的知识，还可能会悟出一些深层的道理，这对于我们打好基础，并能有所创新会有很大帮助[12]。

致谢：深深感谢王潮、张卫国二位教授，他们仔细阅读了本文的初稿，提出了很有价值的改进意见。

参考文献1. 王育民，报告集-16：信息论对社会信息化的作用。《王育民教授自选文集稿》报告集篇，2017.1.5。2. 袁岚峰，中国科技现状。2018年 6 月 20日上海音乐厅演讲稿，凤凰网，

https://mp.weixin.qq.com/s/yePWsf-ez3sX7q9unjiDjw。3. 摩尔定律，贝尔定律，吉尔德定律，麦特卡尔夫定律。网文，2017.04.24， 16:44:30。

4. GPU真的会取代 CPU的位置，网文。来源：超能网，作者：Axe斧娃，2017.9.28。5. 王育民，困惑与质疑，第九次中国科学论坛，2010.09.12。6. 王育民，读书笔记 7，量子力学，量子玄学？《王育民教授自选文集稿》。7. 王育民，偶感录-54：量子妄想曲。《王育民教授自选文集稿》偶感录篇，2017.05.09。刊在《中国密码学会通讯》（内部刊物），2017，No. 4，Vol. 51，pp.42-46。8. 王育民，偶感录-61：受宠、受捧者戒——读在两会上的发言有感。《王育民教授自选文集稿》偶感录篇，2017.05.09。9. 中国墨子号卫星首次实现 1200公里量子纠缠，网文。10. 杨波、禹勇，后量子密码学介绍朱清时关于物理学与佛教的演讲。11. 朱清时关于物理学与佛教的演讲，网文。12. Shannon与现代密码学，2009.06.06。13. 访谈王康隆、张首晟：发现“天使粒子”里程碑成就背后的故事，作者：章宁，来源：usqiaobao.com。

感悟认知科学-9：信息表示编码理论新进展(2018.09.06至 10)

一、信息表示方法研究简史自人类出现，为了彼此相互交流信息就不断创造了各种便于表示信息的工

具，先是用手势、眼神、声响等，继而创造了各种不同的语言，语言成为人类进行信息交流最方便、有力的工具，在语言的基础上人类又创造了相应的文字，将自己推进到了文明时代。下面介绍几个范例说明信息表示编码的重要作用[1]。1. 阿拉伯数字：1、2、3、4、5、6、7、8、9、0，这十个数字是全世界

通用的数字符号，但它却不是阿拉伯人发明的。早在公元前三世纪，古印度人就发明并使用这些数字符号，后来传到了阿拉伯，再从阿拉伯传到了欧洲。欧洲人误认为是阿拉伯人发明的，就把它叫做了“阿拉伯数字”。印度人所创造的表示数字信息的符号是一项伟大的发明，成为全世界方便而通用的数字符号，大大推进了算术的发展。

2. 音乐记谱法——五线谱。记谱法，是用符号、文字、数字或图表将音乐记录下来的方法。由它所产生的书面记录即称为乐谱。五线谱起源于欧洲，经过长期多人的努力改进，直到十一世纪才基本定型，圭多·达莱佐被称为“五线谱之父”。直到十六世纪，欧洲各国才统一了五线谱。与其它记谱法相比，五线谱具备着难以替代的优点，是学习、演奏、记录音乐最科学、最方便的工具，为当今世界各国通用的、流行最广的记谱法。五线谱为音乐事业的繁荣与发展起着越来越重要的作用。

3. 华夏的语言和文字。我们虽未能在数字信息和音乐信息表示编码上做出一流的贡献，但在语言

和文字的创造上写下了人类史上辉煌的一页。汉语和汉字在世界史上成为使用者众多、延续数千年，至今还被采用，并且还将会被越来越多人采用的信息交流工具。作为人类信息交流工具的汉语历史悠久，优点突出。简练，载荷的信息量

大，节省存储、传递所需的资源；表达力强，能提供多种多样的表述方式，丰富多彩；形象生动活泼，闻声入画；涵盖了海量成语，在世界各族语言文字中是不多见的。

汉字是信息的一种文字表示编码，也是我们创造出的一流成果，成为一种高效、简洁、含义深广、独具特色和魅力方块字。文字是人类最重要的一种发

明，是人类步入文明时代的起点，从此人类的历史有了方便的记载工具，大大推进了人类文明的传承。

汉字源于象形文字甲骨文，继而逐渐发展成表意文字。表意文字，又称意音文字，约 5000年前，古埃及人最先发明了象形文字（Hieroglyphic），但遗憾的是早已陈迹，未能延续至今。甲骨文是中国人在公元前 1300年夏商时期是独立地创造的。象形字是一种最原始的造字方法，它的局限性很大，因为有些实体事物和

抽象事物是画不出来的。因此，以象形字为基础后，汉字发展成表意文字（Ideograph），增加了其他的造字方法，如会意、指事、形声。然而，这些新的造字方法，仍须建基在原有的象形字上，以象形字作基础，拼合、减省或增删象征性符号而成。

汉字的发展经历了甲骨文--金文--大篆--小篆--隶书--楷书—草书--行书--简化字，经历了三千多年的漫长历程。

4. 专业用语指特定领域对一些特定事物的统一的业内称谓，在国际惯例中是通用的，

为同行人士交流提供便利。本质上都是对各类专业信息表示的编码。为世界经济、科学技术的发展和文化交流起了巨大的推动作用。专业用语种类繁多，数不胜数。文化水平越高，知识面越广，掌握的专业

用语就越多，与他人的交流的效率也就越高。我们在专业用语，特别是在科学技术方面的专业用语上的贡献不多。5. 一点感受虽然我们在语言和文字的创造上写下了人类史上辉煌的一页，做出了突出

的贡献，但从信息表示编码总体发展来看我们在这方面的表现不算出色。这是什么原因造成的？我觉得原因之一是我们在认知主、客观世界的思考方法上，形象思维用的多了些，而逻辑思维用的少了些。是否认如此，还请大家评说。就以我们颇感自豪的汉语和汉字来说，其中不乏想象力，但在表达的逻辑

性上不够严谨，写成法律条文要煞费苦心，以免被曲解、钻空子。文革中相互对立的两派，常常高呼着同样的语录和口号，却表达着完全不同的意思对阵。我们在众多专业本身和专业用语方面的贡献也是不多的。我们应当努力学习和提高运用逻辑思维的能力，才能培养出一流的人才，

才能在科学技术上做出应有的贡献。

二、唯一可定量研究的信息理论我们在《信息论对社会信息化的作用》一文中详细论述了信息的概念和它

在一切系统（包括宇宙和人类社会）中的地位和作用。信息概念很泛，有形形

色色不同类别、性质不同的信息，很多信息可以感知，但并不是所有的信息都可以定量计数的。信息概念的广义性、主观性和定量研究的困难性（如情感信息、美学信息），致使我们要正确理解信息概念需要认真思考，下点功夫才行[2]。维纳（Wiener）和香农（Shannon）对此做出了突出的贡献。对唯一能定量

进行研究的信息——不确定性信息给出了数学模型和量纲的定义。维纳用系统论观明确指出:“信息就是信息，不是物质也不是能量。”人感知和认知一切事物，首先要知道发生了什么事，而事物的发生是随机

的，具有不确定性，观测和通信的目的就是要获取信息，以解除其中不确定性。这是信息的最基本的属性，Shannon和Wiener的高人之处就是认识到这点，并引入概率论来处理这个问题。

Shannon和Wiener所定量研究信息是不确定信息，其量度被定义为熵差。通信观测所得到的信息量是减小（或解除）的不确定性的量[2]。信息的单位是比特（bit），即观测掷一枚硬币后所得到信息量。信息量不是熵本身（一枚硬币的不确定性是等可能的，其正面或反面出现

的概率都是 1/2），而是熵差。熵是不确定性的量度，而熵差才是信息的量度。这点Wiener在《控制论》一书中已强调指出，Shannon的著作中则给出了全面的、严格的数学论证，成为一个完整的信息理论体系。香农创建了信息论，提出了通信和计算都要走数字化编码之路，引发了信

息技术的数字化革命。继而通信和计算机相结合，创造出 TCP/IP协议，衍生出了世界范围的联通网络——因特网（Internet），带来了网络化革命，加上Web 2.0的出现，为人类创造出一个全新的生存空间——赛伯空间（Cyberspace），将人类社会推进到全新的信息化社会阶段[2]。虽然我们只能将不确定信息纳入计量来研究，比较它们的多少，对于大量

其它类信息无法计数它们的量是多少，但信息编码理论可以将其用专门的“语言”编码进行表示，并最终可以通过计算机软件将其变换成可以存储在计算机中进行处理的数据。对于这类数据虽然我们说不上来它们的信息量有多少，但我们知道为了编码表示它们所占用的贮存单元位数，即数组长度，就成了描述所有类信息编码表示所付出的代价。在二进制下每位所能存储的信息量最多为1-bit。从上面的论述可以明确，信息和数据是两个不同的概念。数据是一种未经加工的反映和表述客观对象的原始资料，如数字、文字、

符号、图像等，可为离散的，也可为连续的，可经由计算机软件将其编程存入计算机存储和处理。数据是信息的载体，长度为 n的数组所能载荷的信息量最多为 n-bit，一般都比 n小很多。

信息社会中我们常会听到“数据爆炸”！确实如此，“若将互联网上的内容抄录到书页大小的纸上，堆垒起来的高度将为地球到冥王星距离的 10 倍！全球最大的美国国会图书馆供查阅的书达 1.4 亿册，但这仅为互联网上数据总量的千万分之一！”[3]

人类社会每年新增数据量约为 12 EB，其中包括了所有信息存储媒质：书报、杂志、文件、PCs、相片、X光照片、TV、声频、CDs、DVDs等。人均约为 250 MB[4]。每年打印出来的约为 240 TB，其中约有 75 亿份办公文件，100 万种新书、

40000种报纸、80000种杂志，而总计的数据量不到总数据量的 1%[4]。 如果在网上搜索“Informaion”一词，用Google只需 0.33秒就给出

3,710,000,000条，用Yahoo只需 0.23秒就给出 15,300,000,000条，用AOL可给出 1,220,000,000条[4]。也有不少人说是“信息爆炸”！其实，对任何个体而言，每天所收到的数

据虽然是海量的，但我们关心的、能解除不确定性的、并为我们所能理解和接受的新信息是非常有限的。“信息爆炸”的提法是不确切的。更有人提出“知识爆炸！”甚至“智慧爆炸！”知识是“人们在社会实践中所获得的认识和经验的总和。指学术、文化或

学问。具有已被证实为真、并被相信之特征。”[5，p.1746]而智慧是“辨析判断、发明创造的能力”[5，p.1759]，即认知和改造世界的能力。知识是信息经过加工提炼的产物。是人类经过艰苦探索、不断积累的产物，

哪可能会爆炸式地增长？而且知识不等同于智慧，知识多的人不一定都很有智慧，书读得少点的人未必智慧就少，当代人也未必就比 2500多年前的孔子更有智慧些。几十年来，人类社会一直在数字化、网络化和智能化三大技术的强力的推

动下发展着。

三、信息表示方法研究的新进展人类已经进入了信息化社会发展的第三个阶段，即智能化革命。智能化为

我们的信息表示编码提供了新的思想和处理工具，得到了不少新的进展。1. 计算机视觉识别中的信息表示编码[6]

在此领域做出杰出贡献的是华裔李飞飞，斯坦福人工智能实验室和斯坦福视觉实验室的负责人，2012 年成为了斯坦福大学终身教授。

图像识别领域在前 20年进展缓慢，可识别的各类物体还不到 20种，与 3岁小孩的认图能力相差甚远，谈不上实用性。难点在什么地方？一是图像的种类繁多，需要借助于智能化软件处理这类大数据问题，二是还没有一种通用、简洁有效、能为计算机理解的语言编码对图像进行表述。这正是李飞飞所作的明智选择。她的“疯狂”想法是编一本字典，能涵盖

图像识别所需的一切词条。尽管不少同行认为太冒险，劝她放弃。但她坚定不移，利用大数据和人工智能进行探索，终于成功了！李飞飞团队在涵盖了 20000多种物品的 1500 万张照片的基础上，进行标注、

分类、打上标签，构建了 ImageNet图片数据库，并向世人免费开放，还创办了每年一次的 ImageNet视觉识别挑战赛（ILSVRC）。ImageNet 挑战赛的机器识别错误率，七年来从 28%降到了 3.6%，比人眼识别的错误率 5.1%还要低，在很多复杂的图像识别领域优势更为突出。李飞飞对计算视觉识别技术的贡献得到世人称道。这些成果已在实际中应用：超市购物直接“刷脸”付款；摄像头监测搜索、追捕罪犯；无人驾驶汽车自动规避障碍物；帮助医生进行诊断分析各类记录图片等。在李飞飞看来，目前的图像识别和人工智能，还只相当于一个牙牙学语的

3岁孩童。而 3岁到 10岁的过程，才是人工智能成长的难点和关键。图像识别要走的路还很长。

2. 多媒体数据的语言编码[7，第 8 章]

文字、声音、图像、视频等可以通过相互混合和融合构造出形形色色的多媒体数据。数据总可能变换成二元计算机代码。便于由计算机进行变换和处理。静态图像照片的数据量已达大数据规模，现今每分钟都有数千名摄影师会将最新照片传到网站，目前至少已有 1.5 万亿张，光金门大桥的图片就超过 50 万张。影视世界比静态图片多了一个时间维度，3D图像又多了一个空间维度，这种多媒体所涉及的数据量更大，需要更多的资源和更强大的人工智能。以前拍一部收视率高的影片所花费的时间、精力和费用巨大。如今有了新

的工具大大降低了生产动态视频所需的成本、时间和精力。利用人们新编创的影像语言构建图像基础成分的巨型数据库，为动态影像

的创作提供了一种全新的语言编码体系。利用这种数据库可方便地贮存、标注、检索和调用实体的数据，就像编写和阅读文本作品那样。要编创一部电影，就可以从影视数据库中检索提取一百万个适用的图像基础成分进行组合而成。对编导而言，他们可以逐帧进行调整、重制和改写。电影制作已从摄影术的束缚下解脱出来。这就大大加快了影视产品的产出和消费。每年北美洲会展放映近 600部电

影，或 1200小时；而今每年生产和网上存放了达亿万小时动态影像。

这种新的编码技术使视频文本像书本那样也具有了翻阅、回放的功能。这已经得到了广泛应用。这种新的编码技术也大大推进的电子游戏业的发展，而电子游戏本身又是

促进这新领域发展的一个重要推动力。3. 破译上帝的密码-DNA[8]250 万年前地球上就已演化出类人动物，大约在 7 万年前，一类已经直立的

智人，大脑长得大了些，能思索并认知生存环境和制作各种有效的助体工具，演变成为人，开始了人类的第一次革命，即“认知革命”（ Cognitive Revolution）。1.2 万年前，开始了“农业革命”（ Agricultural Revolution），约在 500年前开始了“科学革命”（ Scientific Revolution）。

“认知革命”使人类逐渐发展成为了地球的主宰，随着认知的深入，知识水平的提高，相互交流合作规模扩大，掌握的知识更深而广，经济发展加速，人类社会组织结构和行为模式的更替越来越快，由数万年缩短为数百年，甚至数十年。过去 500年间，人类有了巨大发展，人口从 5 亿增到 70 亿（增加了 14 倍）；

生产的商品和提供的服务总值由 2500 亿美元增到 60 万亿美元（增加了 240倍）；全人类每天消耗的热量由 13 万亿卡路里增到 1500 万亿卡路里（增加了115 倍）；全球人类的平均寿命已由 24～40岁增加到约 67岁，发达国家已达80岁。70 亿人的总重量约 3 亿吨，加上为人类所需的家禽家畜后的总重量已超过 7 亿吨，然而世上幸存野生动物的总重量已不到 1 亿吨了，它们的栖息地横遭人类破坏和占领。人类已称霸地球，人类也正在毁灭地球，搞不好也会使人类自身走投无路。当人类意识到投资科学研究带来能力提高、科学理论创新、技术进步、资

源丰富后，人类社会又步入了科学革命时代。人类做出了大量创举：文艺复兴（Renaissance，发生在 14世纪到 17世纪，始于意大利的一场欧洲思想文化运动）、明代郑和七下西洋（1405-1433年）、哥伦布发现美洲新大陆（1492年10 月 12日）、牛顿发表《自然哲学的数学原理》（1687年）、1781年瓦特（James Watt）制造了活塞的双动蒸汽机、内燃机和石油、电力和电器、1831年达尔文参加英国小猎犬号验证科考，后写出了《演化论》、机械化-电气化-自动化接踵而来，世界逐步建立了统一的以格林尼治天文台的时间标准、量子力学、电子通信技术、原子能和原子弹（1945年 7 月 16日上午 5点 29分 45秒美国科学家在新墨西哥的阿拉莫戈多引爆了第一颗原子弹）、登月（1967年 7月 20日阿姆斯特朗）、细胞生物学、总体经济学……。从此，人类不仅有了改变历史进程的能力，更有了结束历史进程的能力。科学似乎能够解决人类社会的所有难题：贫困、疾病、战争、饥荒、衰老和死亡。科学革命使人类认识到自己是无知的，需要进行探索，这大大地提升了人

类认知世界的能力，促进了人类科技创新和发展。科学不承认所谓的绝对真理，不相信各种教条，一心一意地进行研究和探索，力求新的发现和新的知识。

信息化社会之前人类所创造的知识和发明的工具绝大多数都是用于助体和改造生存环境。数字电子计算机的发明和推广使用逐渐成为人类的助脑工具。随着信息化社会发展到智能化革命的阶段，这类助脑工具已成为人们不可或缺的生存助手。自然选择法则开始被打破，智能设计（Intelligent design）法则走上了舞台。

40多亿年来的发展，生物都是遵循自然的演化法则发展的。但我们并不知道，主导它们演化的内因是什么。直到 1953年发现了生物的遗传密码DNA（deoxyribonucleic acid， 脱氧核糖核酸，简称基因）编码的双螺旋构造后，又花费 30 亿美元和 15年时间完成了人类基因组定序，人类终于破译了上帝的密码，对于自身有了深入的认知，开始了由改造客观世界转为操控DNA 改造自身结构的革命。人类认知了DNA后开始了探索如何掌控DNA编码，努力以智能设计取代

自然选择，下述三种方式：生物工程（Biological Engineering）、仿生工程、无机生命工程（Inorganic Life Engineering）取得了很大进展。

生物工程：人类可以在生物层次上进行干预，如植入基因，以改变生物体外形、能力、需求和欲望以及实现某种预设的、文化上的概念，如艺术形象。几千年来，人类一直使用生物工程重新塑造一些家畜和家禽，如阉割牛、

猪、鸡等，也包括人类，如太监、男妓。最近已达到改造细胞、细胞核的水平，新的可能性令人难以想象。变性人、背上长出人耳的老鼠、能生产胰岛素的大肠杆菌，能产生质燃料的大肠杆菌、改造奶牛使其生产更多优质奶、将某种北极鱼类的基因植入马铃薯的基因成为耐寒品种、让牛能产出含葡萄球菌酶用来攻击造成乳腺炎的细菌、在猪体内植入蠕虫使猪的脂肪酸由 omega-6变为优质的 omega-3、改造田鼠使他它们成为忠贞于一夫一妻制的模范、……让早已绝种的动物重新现身。西伯利亚冰层挖出的长毛象遗体，已由俄、

日、韩科学家完成了基因定序，正计划将现代大象受精卵的DNA，换成长毛象的DNA，重新植回大象的子宫孕育，希望能成功再现活的长毛象。对于重现尼安德特人也在大力进行中，可用于研究人类的演化奥秘。如果继续发展下去，人类可以直接设计更完美的智人？智人的各种能力、

需求、欲望等都源于他们的基因。操控基因将会带来深远的改变，不仅能改变人类的生理、免疫系统和寿命长短，甚至能改变人的智力和情感能力、创造天才人物、建立一种全新的意识，使人类改头换面彻底变成另一种高智生物。创造超人类生物似乎也不存在无法克服的技术障碍。令人类放慢脚步的原因是伦理和政治方面的分歧太大。但未来的发展难以阻挡，特别是在无限延长人类寿命、攻克各种疑难疾病、强化人类认知和情感能力等领域。

仿生工程：结合有机和无机组织，创造出“生化人”（Cyborg），如装上义肢的人。现代人中有很多人都与生化人沾边，如眼镜、心脏起搏器、血管支架、助听器、人工视网膜、加上各种辅助工具（计算机、手机等）。

更新的是在生物体内，如昆虫（苍蝇、蟑螂等）装入电子芯片通过遥控执行间谍任务、用仿生鲨鱼探测海中的电磁波、在人脑中植入电极实现通过意识控制肢体运作。在人脑中植入电极，也可用来收集脑中的各种信号，将其转化成动作、语言等，帮助闭锁症患者（Locked –in Syndrome）与外界沟通，甚至可以用此技术阅读他人心中的想法。最具革命性的研究就是大脑和计算机间的双向接口，让计算机能读取大脑

的电子信号，并且使人脑能了解回馈的电子信号。这样人脑也就能和网络联起来了，形成“脑际网络”，大大地强化了人脑的能力，影响深远！这样的生化人就不再属于人类了，甚至也不再属于有机生物了，而是完全

不同的全新物种。未来的生化人可能是长生不老永远年轻的、既不繁衍后代又能和其他生物共享信息、记忆力，专注力、情感自控力都远超现代智人，智商高得难以想象。如何认识这一事物？尚待努力探索！无机生命工程：创造出纯无机的生命，如能自行独立演化的计算机程序、

计算机病毒等。基因程序（Genetic Programming）设计是当前信息科技领域最红火的一个

研究方向，模仿生物基因遗传演化。人们希望能创造出一个独立于创造者、能完全自行学习演化的程序，程序设计者只是一种原动力，启动之后就不再受控而自行演化，就像孩子已长大成人，离家独立闯荡世界。因特网中的病毒就是一个原型范例，它也可以在网络空间中大闹天空。将某人大脑的信息系统经由人机接口完整地备份到硬盘里，再由计算机读

取和运行，若此事确能成真，那么计算机就能像智人一样地思考和感受了吗？若当真如是，那计算机不就可算是该人了吗？一个由计算机程序代码，拥有自我知觉、意识和记忆能算作是人吗？当你将这一程序从计算机删除，算是将此人杀了吗？这类在原理上似乎可行的设想，以当前的计算机资源是否能完成还有待论

证。面对这一新形势，产生了无数的新难题，花几百美元就可得到个人的基因

定序，可用于开展个人化医疗。但个人的基因信息至关重要，决不能随意泄露。这一隐私问题困扰着伦理学家、法律专家、保险业主、聘人单位，如何避免“基因歧视”恪守平等原则？超人类生物出现将会颠覆人类社会的伦理、道德、政治、法律……后果实在令人难以想象。未来既充满希望令人憧憬，又阴云密布、闪电频现、风雨交加令人恐怖，

期望现代智人会做出明智的抉择。参考文献

1. 参考有关网页。

2．王育民．报告集-16：信息论对社会信息化的作用（2017-01-05），《王育民教授自选文集稿》报告集篇。本文在内部刊物《中国密码学会通讯》分 3部分刊登，2016年第 3期 pp.43-46；第 4期 pp.37-42；第 5期 pp.33-41。网址：http://www.cacrnet.org.cn.

3．电子阅读引爆大脑革命，新发现，No. 12，2009。4．M. Burgin., Theory of Information: Fundamentality, Diversity and Unification. World Sciencefic Publishing Co. Pte. Ltd. 2010.

5．现代汉语词典（第 5版），商务印书馆，2005。6．从洗衣妹到科学家，她是AI 女神李飞飞。网文，谷歌人工智能计算机，2017.12.15．7. 凯文·凯利著，周峰、董理、金阳译，必然（第一版），北京: 电子工业出版社, 2016.1。8. 尤瓦尔·赫拉利（以色列）著，林俊宏译。人类简史——从动物到上帝（Yuval Noah Harara, A Brief History of Humankind----From animal to Gad, 2012），北京: 中信出版社，2014。

感悟认知科学-10：对教育的德、智、体、美四字真言的认知

(2019.01.02至 31)

回想八十多年来自己一直是在受教育中度过的，刚出生不久，就经历了卢沟桥事变，不幸沦为亡国奴。1943年入小学，接受了日本近两年的奴化教育。1945年 8 月 15日日本投降，河北通州光复，国民党入主通州，学校恢复了培养德、智、体、美的教育。

1948年冬，通州获解放，学校教育开始了新的一页。1960年 7 月，我从大学毕业，被分配留校任教，成为既受教育，又是从事教育工作的，具双重身份的工科高校教师。几十年经历的运动无数，土改、镇反、三反、五反、整风反右、大跃进、社会主义教育、教育革命、红专大辩论、反右倾、脱帽加冕、稳定教学秩序、文革……。几十年来一直是在所属的高校中度过，对所受到的和所从事的教育多少有些心得体会和感悟，现作个总结，与大家交流、分享，更望提出批评和指正，以便改进。一、新中国学校办学的方针政策

1. 解放初期至文革前夕“培养德、智、体全面发展有社会主义觉悟、有文化的劳动者。”这期间虽然还没有将“劳”与德、智、体并列提出，但自新中国建国以来

一直将“劳”看成是改造人的思想和改造社会的重要武器。按[1]第一个释义，“劳”就是“劳动”，作为改造人的思想利器可分为三种形式：

“劳改”：即“劳动改造”，对判刑的罪犯实行的一种改造措施。剥夺其政治权利和自由，凡有劳动能力的，强迫他们劳动，在劳动中改造，促使其重新做人。

“劳教”：即“劳动教养”，对违反法纪而又可以不追究刑事责任的人，限制其行动自由，对有劳动能力的，强迫他们劳动，在劳动中改造，促使其重新做人。用于改造人民内部犯罪或犯错误的分子，教育和强制劳动的手段，促使其改过自新。

“劳炼”：下放劳动锻炼的简称，用于教育青年学生、改造知识分子思想、惩罚犯错误干部等的有效途径。一些高级干部也有不少人经受过此类磨难，如文革中邓小平就曾被下放到江西农村“劳炼”。

“劳”的作用巨大，用途广泛，效益和效用神奇！2. 文革前夕，提出“以阶级斗争为纲”有两个重要事件：

毛泽东在“人的正确思想是从哪里来的？”一文中提出阶级斗争、生产斗争和科学试验是正确思想的三个源泉。毛泽东与毛远新的谈话中，明确提出学校教育的主课是阶级斗争，尖锐批

判了片面突出“智”育，脱离生产、脱离实际、脱离劳动的学校教育[18]。这种教育观点很快成为主导教育观，到了文革期发展到了顶峰。3. 文革时期在这一段特殊历史时期，学校停课闹革命，学生开始了大串联，到处煽风

点火，“破四旧”、揪斗“走资派”，查抄“地、富、反、坏、右”，誓死捍卫毛主席、捍卫中央文革！教育中的德、智、体已无人提及，而“美”育已成四旧之列，被扫进历史的垃圾堆！

“高大全”是当时唯一创作的标准，“四人帮”提倡的文艺作品要“在所有人物中突出正面人物，在正面人物中突出英雄人物，在英雄人物中突出中心人物”，而“中心人物”必是“高、大、全”那样的角色。（网文）文学和艺术创作领域一片荒芜，所谓“8个样板戏，1个作家。”成了这一领域的代表和顶峰的标志。报刊宣传领域，“假大空（即，假话、大话、空话，或套话）”泛滥成灾，

官场上官话空洞、官场虚伪、官员人格分裂比比皆是。不少现象令人难以想象，不忍目睹的事物屡屡现身。名作家浩然竟然写出

批判小姑娘想要穿双花袜子；大字报竟然点名批判朱老总养兰花，污蔑他是个大军阀；更可笑的是北京许多公园只种玉米、高粱，不种花草，不巧美国国务卿基辛格要入住钓鱼台国宾馆，只好派专机到广州求援，空运花草救急、遮丑过关。（网文，“红都女皇”披露）文革虽只十余年，但对中国的文化和教育领域的破坏巨大，影响深远。要

基本肃清其流毒，即使认真坚持做下去恐怕也得几十年。例如，文革中臭名昭著的“血统论”，是由北京航空学院附属中学部分红卫兵 1966年 7 月 29日在校园中贴出一付对联，“老子英雄儿好汉，老子反动儿混蛋”；横批为“基本如此”。8 月 12日，北京工业大学学生谭力夫贴出了题为《从对联谈起》的大字报，并进行演讲，宣扬和力推这类奴隶制社会和封建社会时代赖以维持统治的法宝。可悲的是这竟然成为文革时期所执行的基本阶级路线。反对者纷纷遭到严惩。北京青年工人遇罗克因不同意“血统论”者的观点而写出了《出身论》，结果遭到逮捕，并于 1970年 3 月被杀害[18]。

“老子英雄儿好汉，老子反动儿混蛋！”不知将多少人逼上了绝路！然而几十年后这一“血统论”竟又以“基因论”和“姓党论”的新面孔现身。宣扬“XX的红色基因”，“XX的特质是姓党”。“红二代”的基因都是红色的？！本来一个人、一个组织、一个党，姓什么、叫什么名字并不是最本质的，

关键是一个人自己选择什么道路，兴国、为民才是根本。基因（Gene）是丹麦学者约翰逊最先提出的，它是含于细胞中由脱氧糖核

酸构成的染色体（Chromosome）中，主导生物细胞核的分裂，决定着生物的生长、新陈代谢和繁衍。染色体中载荷着生物体的遗传信息。作为高级哺乳动物的人类，其染色体有 46条，成对存在，第 1对到第 22

对称作常染色体，第 23对为称作性染色体，雄性个体的染色体为单倍体XY，雌性个体的染色体为单倍体XX。

染色体中包含了父、母的生理特征，以及由人体生理结构所涵盖的心理、意识、性格等方面的烙印，但对这方面机理的认识还远未搞清楚。[19]

遗传信息是信息空间中的元素，遗传基因信息的数字编码表示通常被简称为遗传密码。

1953年人类发现了遗传密码，认识到了生物遗传信息的载体是DNA，其具体的双螺旋结构是由 J. D. 沃森和 F. 克拉克发现的。DNA由 4种脱氧核糖甘酸：腺嘌呤（A）、烏嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）作为基元所构成的双螺旋结构序列，通过中介 RNA、m-RNA决定了蛋白质的结构。可见，遗传基因信息是无颜色可言的，其载体生理细胞分子可能有颜色，

是否是红色的还说不来，但对于人类而言其遗传基因颜色是不会有多大差别的，侈谈基因颜色又有多大意义？其实，中国共产党的发展壮大也不是靠什么出身好、具有红色基因的人，

而是在一批能认清社会发展方向、先知先觉的知识分子鼓动下和众多草根出身的群体参与下，经过几十年的艰苦奋斗、流血牺牲才实现的。而这些先知先觉的知识分子中的大多都是书香门第和有钱人家子弟，更不可能具有所谓红色基因。文革中提出和鼓吹“血统论”的不少老红卫兵们，由于他们的父、母被打

成了叛徒、特务、走资派，致使他们一夜之间自己也成了“黑五类”子女，这真是“文化革命又一怪，红卫兵自己把自己害” [18]。

4. 文革后至今“四人帮”的倒台结束了文革，全国发生了翻天覆地的变化，教育界亦不例

外，其中有不少重大的事件。恢复高考，使近十年走出中学校门的百万青年学生有了奋斗目标，大量人

才开始涌现。这是一个重要的、意义深远、影响巨大的历史事件。上个世纪 80年代初，学校中逐步开展了素质教育，“美”在培养人才中的

重要性也开始被人们认识，千百年来的“德、智、体、美”，即“四育”又一次成为学校培养人的标准。全国教育从幼儿教育、小学、中学、大学、硕士、博士教育逐步走上正轨。二、正确、深刻理解“德”、“智”、“体”、“美”的

内涵1. “德”：又作“惪”，指道德、品德、品行、恩德、恩惠、心意等

[1、2]。在政治斗争中，一个人，特别是政治领袖人物的政治品质显得特别重要。文革时期梁漱溟在全国政协批判大会后仍能坚定讲出“论语”中的名句：“三军可夺帅也，匹夫不可夺志也”，真令人佩服！[5]

古往今来，人们对道德的培育和修炼极为重视，佛教、道家、儒家都有很多论述，基督教、天主教、伊斯兰教等也是讲述多多。很多宗教信者极众，数以亿计，甚至几十亿计，在树德和社会稳定方面起着很大作用。不少哲学家对人类道德问题进行了深入探索[4、6、7] 。在我们看来，“德”就是一个人的人生观问题，人的道德水平是由其人生

观决定的。树立了正确的人生观，能献身于人类有益的事业，对人、对事能持公平、正义，有胆、有识、有担待，有作为，“路见不平一声吼，该出手时就出手。”一个有道德的人，决不会是自私自利、争名夺利、贪得无厌、背信弃义、

凶狠妒忌、虚伪做作，而应该是能善字当头、助人为乐、公平正义、大度慷慨、知恩必报、虔诚礼让、勤俭节约、心平气和、和睦相处、平等待人。不会是四体不勤、五谷不分、好逸恶劳、看不起劳动者的人。

劳动观点的培养是很重要的，但它已含盖在“德”育之中了，而且过分强调“劳”，而忽视“体”也是很危险的。1979-1981我在美国夏威夷州立大学进修期间曾遇到一些来自香港草根出身的学子，他们很用功，但家境贫寒，因生活拮据，长期食用从香港海运过来的方便面，致生胃病，还有人致癌而英年早逝。当今，在打工仔、青年教师群体中，这类因过劳导致死的悲剧屡有发生。

2. “智”：聪明、智慧，远见，“凡人之智，能见已然，不能见将然”[1]，有的作者用“心智”“认智”“智识”等词来强调“智”的本意。在我们看来，“智”就是人们认知客观世界和自己主观世界的能力，归根

结底就是一个人的世界观。参考文献[8、9]对此有详细的讨论，在此我们简要给出基本观点。为了本

文论述和阅读方便，我们将引述 pp.113-114的一些内容如下： 参见 p.112-113的几段。 破译了上帝的密码，即遗传密码DNA，是人类对于自身有了深入的认知，开始了由改造客观世界转为操控DNA，改造自身结构的革命。诞生了生物工程、仿生工程、“脑际网络”，无机生命工程、个人化医疗等许多新学科。

面对这一新形势，产生了无数的新难题，花几百美元就可得到个人的基因定序，可用于开展个人化医疗。但个人的基因信息事至关重要，决不能随意泄露。这一隐私问题困扰着伦理学家、法律专家、保险业

住、聘人单位，如何避免“基因歧视”恪守平等原则？超人类生物出现将会颠覆人类社会的伦理、道德、政治、法律……后果实在令人难以想象。未来既充满希望令人憧憬，又阴云密布、闪电频现、风雨交加令人恐怖，期望现代智人会做出明智的抉择。

由上述几个看法可知，有了正确的世界观，人类就可掌控信息，认知客观世界和自己的主观世界。认知世界的本领是智慧的最重要的组分，是“智”之源。

“人认知客观世界和自己的主观世界是依赖于人的逻辑思维和形象思维能力；人的逻辑思维产物的正确性有三种检验方法；即实践、逻辑推理、计算机仿真，第一种方法靠实际观测和物理实验，后两种方式都需要在数学建模的基础上运作。迄今为止，人类积累的科学技术知识都是源于逻辑思维的产物。形象思维是靠人类大脑的记忆力、联想力、理解力和无限的想象力等实现的，其产物不一定都符合逻辑和客观实际，极具主观性、随意性、时变性；形象思维的产物也可能是具有革新性、创造性的成果，也可能是一些空想、妄想的东西；人类的人文认知、文学艺术多源于形象思维。”[9、10]

还应当指出的是人类的多次科技革命都是要减轻人们的体力劳动和脑力劳动，“劳”是苦事，要努力将人类从这种苦差事中解放出来。人类的天性是“好逸恶劳”的，“好逸”就是要肯动脑子，勤于思考如何

去寻求新发现、新发明、新创造，推动人类社会前进。“恶劳”就是时时刻刻、千方百计来减轻人们的体力劳动，发明新的“助体”工具、寻找新能源，使人类跑得更快、走得更远、飞得更高、干的更好和更快。不仅如此，人类还在发明和不断改进能减轻和替代人的脑力劳动的“助脑”工具！

3. “体”：肢体、身体、体校、体操、体坛、体魄、体质、体重、体温、体液、体格、体型、体态、四体、体检、本体、实体、总体、全体、形体、体貌、字体、体察、体积、体验、体力、体能、体味、体会、体念、体谅、体面、体贴、体恤、体制、体改、体统、体系、体裁等意[1、2]。从教育学的角度“体”主要指人存在的物质基础——身体，通过体育教育

（包括人的生理、心理和保健知识等）和体育运动锻炼达到认知自我、维系自我和完善自我的目的，使人活得健康、快乐、延年益寿，精力旺盛、贡献多多。

4. “美”：善、好，与“恶”相对，美好、美丽；味美；赞美[1、2]。从[1、2]的阐释可知“美”的含义有三个主要方面：a. 美好的事物，如人的善良、人的美德、人的美丽、风景优美、生活美好、

舞姿优美、环境优美、生活美满、歌声优美、造型优美、古建筑美等等，都是人对美、好事物的感受、体会，从“美”中获得快乐。

b. 人的感官嗅觉和视觉，生理和心理等的生存需求对食物的感受。美餐、美食、美味、美酒等，从“美”中获得满足。

c. 人们对美好事物的歌颂、感受，对自己美好的表现的自豪之情。美谈、

美言、美意、美誉、美滋滋、美不胜收、美不堪言、美中不足等。美学是研究自然界、社会和艺术领域中美的一般规律与原则的科学，主要

探讨美的本质，艺术和现实的关系，艺术创作的一般规律等[2、3]。 科学也是与美学密不可分的，美学赋予科学家以无尽的想象力和创造力，

大科学家大都是高水平“美”的鉴赏家，常陶醉于美的乐趣中[11]。三、正确、深刻理解教育：“德育”、“智育”、“体育”、“美育”的内涵 1. 教育：按一定要求培养人的工作，主要指学校培养人的工作。采用的手段主要是用道理说服、示范、阅读、实验、实践等手段使人信服[2]。

2. “德育”：“政治思想和道德品质的教育。” [2]

3. “智育”：“发展智力的教育，有时也单指文化科学知识的教育。”[ 2]

4. “体育”：“以发展体力、增强体质为主要任务的教育，通过参加各项运动来实现。”[2]

5. “美育”：“以培养审美的能力、美的情操和对艺术的兴趣为主要任务的教育。音乐和美术是美育的重要内容。”[2]

“我们还应回到教育本身的内涵上去，回到由中国的教育家陶行知先生总结的“德、智、体、美”上去，这是一个很全面地概括了教育内涵的总结，所有新的提法都没有，也不可能有超出这四个字的地方。”[12]

“不要将四育割裂开，而要贯穿在婴、幼、小、中、大、研等教育的每个阶段，将四育融合为教育的一体之中，特别是要在整个专业教育中体现。”[12]

对于教育，特别是中国的教育，我们在“对《国家中长期教育改革发展规划纲要》的几点意见（2010.03.28） ”中提出了一些看法供各位讨论[12、13] ，下面摘录几点：

1. 应当认真总结六十年教育工作中的经验教训：历史使人聪明，所以要研究历史，认真地总结历史的经验，知道哪些是做对的，哪些是做错了的。知道错误之处，就更为可贵，因为那往往是我们付出了巨大代价的地方，使我们刻骨铭心，永世难忘。研究历史，当然第一要搞清楚史实，在此基础上还要进一步发现一些“更深层”的东西，提高我们的认识，才能使我们真的变得聪明些，避免再犯类似的错误。这就是以史为鉴。另外，以史为鉴不能只限于借鉴中国的历史，还应当借鉴世界的历史，因

为这些都是人类付出高昂代价所积累起来的人类财富，我们不仅不应当排斥，而且要认真学习和吸收，并用到我们的实践中。这会使我们更聪明些，少走些弯路。因此，在制定《纲要》时，我们应当以勇气、智慧、坚韧的毅力正视我们

建国以来 60年的教育史，正视我国两千年来的教育史，正视国际上的教育史，特别是他们近 200年来的教育史。从中找出我们应走的正确之路。

2. 关于“德育”：德育无疑是重要的，德育为先，历来如此。总结我们 60年来的教育，没有哪年哪月不是将德育放在第一位的，五十年代的思想改造，抗美援朝的爱国主义教育，从反右的社会主义教育运动，到“红与专”大辩论，六十年代的阶级斗争教育为主课（四清，与毛远新谈话），直到文革十年的全天侯的“灵魂深处闹革命”、“只红无专”，都一直是强调“德”育。近三十年，我们也是一直坚持德育为先的。教育就是在于培养“追求真理、探索真理、坚持真理、捍卫真理、为真理

而献身”的人。这方面成功了，就会后继有人，社会就会进步。我在想，我们共产党人在解放前不占有很多的教育资源，但当时统治者所

掌管的学校却为我们培养了大批人才，不光是自然科学技术领先人才，也为我们准备了大批社会科学人才和献身革命的人，就连军事人才都是如此。我们的元帅、将军们有不少就是国民党掌管的学校为我们培养的。资本主义发达国家的很多大学，也为我们培养了大批人才，包括无数的大师级人才[17]。所以学校只要坚持教育内禀，按教育科学的规律办学，就能够培养出服务

社会、推动社会向前发展的人才。教育是用道理说服年轻人的事。教育回到这点就会成功，这也正是我们所追求的。

3. 关于“德、智、体、美四育发展的不均衡性”：我对全世界的教育都不持乐观态度，几千年来，教育在德、智、体、美四育上的发展是很不均衡的。在知识教育、体育教育上都很成功，教育的工具和手段越来越先进，效率越来越高，未来甚至可以采用“知识植入法”来提高效率（Throughput），剩下的就是智能的培育了。在“美”的教育上也有很多不成功之处，如现代化中一些丑的东西却被认

为美，人类由裸体，茹毛饮血，到知道以衣遮体，讲究熟食、营养学，是人类由野蛮到文明的表现，但有人却提倡“恢复裸体纤夫”之类的东西，要泸沽湖的女儿国保持“走婚”等等。在“德”育上是很不成功的，两千多年来的兴办教育，我们的生存环境由

“路不拾遗，夜不闭户”，到今天居住在“铁窗、铁门紧闭”的屋中，虽有各种“监视器”、“报警器”密布，仍然时刻提心吊胆。看到街上一位老人摔倒在地，却无人敢上前搀扶。不知我们的教育在培养“德”上有无真正实效！[14、15]

4. 关于“创新”：此词已被用“泛”、用“俗”，到处都以标有此二字为快，如创新精神，创新型、创新人才、创新能力、创新科技、创新团队、创新管理、甚至“创新型国家”（p.6，行 11），拨尖后面还要再加上创新二字，“拨尖创新人才”！？创新是很重要的，但对于人才培养，特别是一流人才培养还是不够的，不全面的，不到位的，创新能力不是一个能全面表现我们要培

养的人才的能力、水平和素质的词儿。建议采用毛主席的四句话：“有所发现，有所发明，有所创造，有所前进”，这很科学地表述出人类认识世界，改造世界的能力、水平、发展的层次和目标。没有发现，就不会有发明和创造。发现（Discovery）是第一位，特别是在科学上！发现是技术发明（Inventions new things）和创造（Createivity）的基础。创造包括新方法、新东西、新记录、新理论、新工艺等，前进（advance、forward或 progress）是推进事物向前发展。创新（Innovations）一般包含于创造性和改革（相对于旧的）上。

5. 关于素质教育：20世纪 80年代初对于素质教育提的最多，叫的最响。但这提法还有值得商榷之处。首先，素质教育到底内涵是什么？很不清楚。素质教育可以提得很高，如《纲要》p.11,“是教育改革发展的战略主题”，也经常被泛化为理工科学校开展一些文娱活动，请歌星来校唱歌，请名人、作家来校演讲，听听专业之外的知识讲座等，都被归入了所谓的素质教育。《现代汉语词典》对素质的解释：“素质”指事物本来的性质，心理学上指人的神经系统和感觉器官上的先天的特点。由此可见，人的素质是多样的，每个人都不尽相同，不同专业对人的素质要求也不同，作为领导、科学家、工程师、作家、演员、运动员等所需的素质都不相同，即使是演员，唱歌的、跳舞的、弹琴的所需的素质各不相同，即使都是唱歌，民族、美声唱法，高、中音、低音、花腔等歌唱家也都有不同的素质要求。素质又有先天的和后天培养、训练的。但后天的是以先天的为基础，一个人的素质在很大程度上寓于他的DNA之中。要发现人才、选拔人才、因材施教，发挥每个人的特长，才能出人才。而不能“树立人人成才”的观念（《纲要》p.30），这是主观唯心主义的东西，是唯意志论的观点，不符合唯物主义，教育不是万能的。还是应当回到“因材施教”，“有教无类”的唯物主义和“平等观”上来。像素质教育这类“创新”不是太有根据。

6. 人才培养的分类：教育中的人才培养有各种各样的类型，大致可分为技艺型人才和创造性人才两大类。体育竞技人才、演奏人才等属技艺性人才，要突出实际，突出“练”字，要从小练就。自然科学家、社会科学家、哲学家、作家、艺术家等属于创造性人才，培养这类人才，固然从小就要打好基础，但很难能用什么“巅峰计划”、“杰出工程师”之类的办法培养成功的。爱因斯坦大学毕业后，穷困潦倒，好不容易才找到一个伯尔尼专利局的差事能生活下去，有谁知道他的天才之处在那儿？5年以后，他从几个年轻人自办的“奥林匹亚科学院”脱颖而出，他的布朗运动、量子论和狭义相对论横空出世，震惊了世界。

7. 关于杰出人材的培养：《纲要》草案 p.8，“培养造就数以亿计的高素质的劳动者、数以千万计的专门人才和一大批拔尖创新人材？”这前两项任务是可以实现的，这也是我们建国以来教育上比较成功之处。但拔尖人才的培养能否落实？如何保证？这是《纲要》草案还没有明确回答的问题。钱老逝世前最挂念的事就是如何使中国的大学能像美国加州理工学院那样

能培养出具有科学精神的一流人才。他的讲话明白告诉我们，现在“中国还没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学”，也就是说，我们目前还没有一所大学能担当这一任务。钱老的讲话还明白地告诉了我们，能培养这样人才的大学是什么样的，那就是像美国加州理工学院一类的大学那样。钱老让我们去努力研究的、寄希望于我们的是要办好一批能为我国培养出一流人才的大学[16]。其实对于什么样的大学能够培养有创造力的一流人才，大家都比较清楚。

我们中国自己也曾有过这样的大学，清华、北大、南大等多所大学就曾经为我国培养出不少这样的杰出人才。抗日战争时期的西南联大，10年间毕业生总共才 2000人，其中出了很多杰出人才，他们中有几位“诺奖”的苗子，有一流的科学家、工程师、社会科学家、法学家、作家、艺术家……，而我们用了六十年时间，毕业生几千万，为什么拔尖人才如此之少？为什么原来曾经为我国培养过不少顶尖人才的学校，却培养不出这样的人才来了？这的确是我们教育事业的痛处，我们应当能正视这一惨痛的现实。教育界不少人发表了不少这方面的意见，但大都只是承认了这一现实，并未深究为什么会这样。倒是一位不是从事教育的作家岳南，在他的《陈寅恪与傅斯年——大师之后再无大师》涉及了这个问题，间接地、部分地回答了这个问题。现在一个更重要的问题是如何将我们的大学建设成为能够培养顶尖人才。

《纲要》稿还未能回答这个问题，应当作为专题认真地研究。我觉得一流人才的培养至关重要的是要为有才华的人创造一种生存环境，

有良好素质的人在这种环境中就有可能演化为杰出人才。我们从达尔文的演化论知道，生存环境对于生物的演化是至关重要的外在条件，而生物本身的素质，它们的DNA则是演化的基础。我们应当在两方面进行研究探索，一是探索杰出人才成长所需的生存环境到底应当是什么样的。钱老曾提过不少不可或缺的必要条件，如学术气氛非常浓厚、学术讨论会十分活跃、互相启发、互相促进，要有“good idea”、讨论科学发展最前沿的东西、形象思维、大跨度的联想。决不随大流，敢于想别人不敢想的、做别人不敢做的、研究别人没有研究过的。其中最重要的还是要创造一个宽松自由的环境，让他们能够确立起独立的人格，能够自由地思想，去追求真理，探索真理，捍卫真理。二是要研究如何建立一种机制，能够将有良好素质的人才选出来，育英才

的第一步是遴选人才。这不是一件容易的事，需要认真探索出一套有效的办法。8. 关于抓教育质量：纲要 p.9 “制定教育质量的国家标准，建立教育质

世纪的保障体系”。标准化是工业大规模生产保证产品质量的重要手段，是人类 20世纪文明中的一个重要进展。但教育是培养人材的，人才和工业化大规模生产的产品是有本质区别的，能用工业中的标准化之路来规范教育吗？这是值得研究的。教师讲课的质量控制也不能靠评比，靠“演课比赛”之类的办法，培养杰

出教师同样也不能靠“评”和“封”的办法。

9. 残障人入学：纲要 p.28、29中的列出对残疾青、少年的教育是很好的。为鼓励高校接收残障人入学，建议像接受国防生那样，由有关部门按人数拨“专款”，用于对其进行特殊照顾。只有这样才能落实残障人在一般学校学习的问题。

10. 国际开放办学问题：纲要 p.42，我们在经济领域是开放的，允许外国在华投资，在教育上我们鼓励到国外办学。是否允许外国机构、外资来华办学？这可能要比花大量钱派出大量人员留学效率要高得多吧！四、结语虽然我们提出了很多教育需要认识和解决的问题，当前我们所培养的人才

离社会的需要还有较大差距，我们的教育理念、高校的科研和教学水平和一些先进国家还有差距，但只要我们能正视存在的问题，认真改进，以搞两弹一星的精神踏实地去做，就一定能将我国的教育水平提高到世界水平，使我们的学校步入世界的先进行列。孔子是世界公认最早的教育家，培养了叁千弟子、柒拾贰位贤士，我们在

引以自豪的同时，更应将他的思想和精神继承下来，发扬光大！参考资料

1. 王力、岑其祥、林焘等编著, 蒋绍愚等修订。古汉语常用字字典（第 5版）．北京: 商务印书馆, 2016。2. 现代汉语词典（第 5版），商务印书馆，2005。3. 王朝闻主编，美学概论（第 1版）。人民出版社，1981.06。4. 老子著，欧阳居士译，道德经（第 1版）。中国画报出版社，2012.07。5. 梁漱溟、艾恺著，这个世界会好吗？——梁漱溟晚年口述（第 1版）。北京:生活读书新知三联书店，2015.08。

6. 亚当·斯密著，石磊编译。情感与道德（第 1版）。中国商业出版社，2017.01。7. 康德著，石磊编译。人性与道德（第 1版），中国商业出版社，2017.01。8. 尤瓦尔·赫拉利（以色列）著，林俊宏译。人类简史——从动物到上帝（Yuval Noah Harara, A Brief History of Humankind----From animal to Gad, 2012）。北京: 中信出版社，2014。9. 王育民．认知科学读书笔记-9：信息表示编码理论新进展, 2018.09.06．10. 王育民，偶感录-63，读文小刚院士：“信息就是物质”有感，2019.01.20-22。11. 杨振宁，科学之美与艺术之美。网文，现代大学周刊，2017.02.22。12. 王育民，对《国家中长期教育改革发展规划纲要》2010-2020（公开征求意

见稿）的几点意见。2010.03.28。13. 王育民．偶感录-38，关于一流人才培养．2011.06.26． 14. 钱理群，北大等培养利己者他们掌权比贪官可怕。来源: 中国青年报，2012.05.03, 07:49。15. 钱理群，我们的大学正在培养一批可怕的人，来源: 成都名校客户端-成都名校网，2019.01.11。16. 钱先生自答著名的“钱学森之问”。网文，文字整理/本刊记者林儒生。17. 雷人语录。腾讯微博，独孤无心(@G16357486)。18. wert999: 血统论。来源：麻辣社区，链接。https://www.mala.cn/thread-

7537566-1-1.html

19. 染色体，百度词条。

感悟认知科学-11：读《科学家首度发现人类的灵魂》的几点注记

（2019.03.12）

“没有人会死，只是换个身体重新体验人生！”（引原文）注记 1：生和死的科学定义。生与死是描述自然界有生命的生物生存的两种不同阶段的状态，活着的生

物具有生长、发育、繁殖……能力，能通过新陈代谢跟周围环境进行信息、能量、物质交换，维持有限的生命。死了的生物，即使是人也成为了没有思想，没有意识、断绝了生机的物体。佛教的轮回转世说，天堂地狱说（好人死后会进天堂享福，坏人死后将会

下地狱受惩处，以此来警示人们一生要积德行善。），这些都只是人们形象思维的产物，迎合人们对亲人们难以割舍的情感和美好的愿望，鼓励人们向善。

“《道德经》：有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立而不改，周行而不殆，可以为天下母。吾不知其名，字之曰“道”。”（引原文）

“《道德经》：道之为物，唯恍唯忽。忽兮恍兮，其中有象；恍兮忽兮，其中有物；窈兮冥兮，其中有精。其精甚真，其中有信。”（引原文）

“《道德经》：天下万物生于有，有生于无。”（引原文）注记 2：对《道德经》要有正确的认识和评价。两千多年的《道德经》是我国一部充满智慧和想象力的天才之作，名震中

外，影响深远，并将永垂史册。《道德经》问世的年代，人类对于主、客观的认知水平还是很有限的，当

时的人类还根本不知道什么是电子、电子计算机、相对论、量子论、DNA、四种基本力、宇宙大爆炸、大统一理论等，虽然人类凭借自身的无限想象力可以像屈原那样提出“天问”，像《道德经》所揣测的宇宙、生命、思维、精神……的产生和发展途径，但这些还都是形象思维的产物，还有待于逻辑思维的检验。人类对未知的不懈探索已经取得了很大的进步，但要满意回答人类已提出的问题还有很长的路，况且人类还会不断发现新的问题。对于《道德经》在人类认知历史上地位、作用，它与现代科学和关系要有

正确地认识和评价。不能像有的人对易经、八卦那样过分夸大其作用。[2]

“有人说：宗教源于迷信。而我说：宗教源于觉醒。”（引原文）注记 3：此言只对了一半。

修身养性是德的重要组成部分，决定了一个人的人生观。而人是否能正确认知自己的主、客观世界则由其世界观来决定。要用逻辑思维和形象思维去认知世界，要能正确区分其间的不同，才能正确认知科学和假说、信仰和迷信之别。

“牛顿毕生研究科学，到了晚年却对宗教产生了浓厚的兴趣。”（引原文）注记 4：其实，牛顿毕生都是虔诚的宗教信徒。“有一位贪官曾经说过：住过最豪华的别墅、坐过最高档的小车、穿过最名

牌的衣服、吃过最精美的宴席、睡过最漂亮的女人。现在，就是把我毙了，我也死而无憾了！他为何如此嚣张？因为，他是唯物论者，他不相信因果报应，他不相信生死轮回，所以，也就难怪他如此肆无忌惮！”（引原文）

注记 5：此例导出的结论不仅是错误的，而且是极有害。这是由他的人生观所决定的，与他是否是唯物论者毫无关系！“大多宗教，都诠释了“万法归一”之理，道法却进一步力证宣演了“一归

何处”之妙。因而，它既是一部本源科学，也是一部终极科学。”（引原文）注记 6：此为毫无根据的断言。这一断言毫无根据！“超弦的科学探索，证明了灵魂得存在。”（引原文）注记 7：正确认知超弦说。理论物理学家的想象力是极其丰富的，而且往往是非常执着的，但也时常

会陷入主观唯意志论的泥沼中，将形象思维的产物当作是已被逻辑思维检验过的科学，这是很危险和有害的。超弦说就是这样一个范例，超弦的尺寸为 10-

33cm量级, 如何测量？如何证实？想以超弦说实现物理学的大统一还有很长的路要走。急于用这类假说来解释灵魂、思维、意识、生命等，只能给出一些毫无根据的断言，制造混乱！

参考文献1. 科学家首度发现人类的灵魂！科学/道德经/宗教，搜狐文化正文宁夏培训微刊，2017.06.21, 08:55．https://www.sohu.com/a/150719961_99922685。2. 王育民，偶感录-25，有关八卦的思考。《王育民教授自选文集稿》偶感录篇,

2010.01.06。

感悟认知科学-12：对“关于潘建伟院士团队卫星QKD 实验的若干问题，呈潘院士及团队评审，并祈

答复”一文的讨论（2019.03.22至 26）

喜读友人发来的老友毛文波教授的质询一文，很受启发，写了三点管见，供业内分享和指正。

一、脑力操很有启发性开场白一段首先撇开具有超距传态的量子纠缠假说，直面 BB84脑力操协

议的概率分析是很明智之举[1]。无论是 BB84协议（即利用量子不可克隆性的BB-84协议（IBM Bennett和 Brassard）[2]）还是 IBM的 91协议（利用量子纠缠现象的 EPR-91协议[3]），所实现的量子秘钥交换协议都是这类脑力操。其在中国实现的两种出名的版本就是光纤版（“京沪干线”）和卫星版（墨子号）。光纤版最早的版本并非是潘院士团队的功劳，而是中科大郭光灿院士团队的探索工作，即合肥到芜湖的政务网。墨子是一位距今 2000多年的先秦诸子，其所创立的学派墨家，与儒家并称

为“世之显学”。

2016年 8 月 16日 1时 40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星升空，被命名为“墨子号”。潘建伟在酒泉卫星发射中心接受媒体采访时表示，之所以起名“墨子”，是因为墨子最早通过小孔成像实验发现了光是直线传播的，第一次对光直线传播进行了科学解释——这在光学中是非常重要的一条原理，为量子通信的发展打下了一定的基础。墨子还提出了某种意义上的粒子论。光量子学实验卫星以中国科学先贤墨子来命名，体现了中国的文化自信。”[4]

“《墨子》包含神学、政治学、经济学、教育学、伦理学、哲学、军事学、逻辑学、物理学、数学等跨门类多学科知识，堪称‘百科全书’，在彼时、当世乃至后世很长一段时间内，都是绝无仅有的。”[4]

可见，墨子的智商肯定是超群的，但将“光是直线传播的发现”归功于他绝不是对墨子的颂扬。众所周知，人类在演化为智人之前的几十万年前，甚或更早还为普通动物阶段，就已知道阳光是直线传播的，天热的时候会躲在阴凉处，躲避焦人阳光直接照射，天冷的时候会暴露在暖洋洋的阳光下，享用太阳赐给人类的温暖。方舟子一针见血地指出：“为什么潘建伟要把墨子扯上？无非是要迎合现

在的“国学热”。然而这比以前有人说易经八卦启发了电子计算机的发明还要可笑。”[5]

二、BB84-协议的传信量及其信息泄露的分析文[1]中的问题 1将 BB-84协议归结为双边错概率算法，并且正确给出系统

成功得到协商密钥的概率应不小于 3/4。这也是 Bob正确收到Alice发来的密钥而且未发觉有窜扰的概率。对 Eve而言，她对 BB-84协议系统进行窜扰又不被发觉的概率不大于 1/4。

尽管如此，这仍然表明 BB-84协议系统对 Eve有信息泄露，攻击者可以用其进行破解。文[1]中问题 1对是否有必要放墨子号量子卫星提出了质疑，因为在假定信

道为无扰、又无密码攻击条件下，都可归结为脑力操来进行概率分析，都应该能明确回答所提的质疑。上述概率是在假定信道是在无干扰条件下的计算结果。然而这类光子传送

信道在实际中是根本不存在的！因此恐怕连被美誉为“量子之父”潘院士的团队也难通过实验来答复文[1]所提的问题了。由于单量子产生和实时检测的困难性，也由于单量子在光纤（损耗）和自

由空间（损耗和杂散光干扰）中传送的困难性，迄今所有的实验系统的信道Bob能正确收到Alice发来概率都远远小于 3/4。来自潘院士团队的实验结果也证实的确如此：“晶体一次可以制造 6 百万对光子，但是地面上的两个站点每秒只能探测到大约一对光子。陆教授说：这项任务非常具有挑战性，类似于你在 300 米外观察一根头发。”[6]

三、关于上行、下行实验计数值及脱靶问题在二中已讲明 BB-84协议系统上行（正向）、下行（反馈）信道的错误概

率都是非常高的，根本不可能给出光子的准确计数值，至于靠光子本身是无法对准目标的，协议系统的跟踪定位完全是靠激光通信实现的。我想潘院士的团队对文[1]中所提问题 2、3 也是无言以对了吧。对于现代网络通信中如何实现极其耗带宽资源的“一次一密”体制和如何

完成Alice和 Bob的相互认证都不是靠单光子技术所能完成的。没有电子通信技术和现代密码算法支撑，仅就量子密钥协商都不可能实现。实现量子密钥协商的成本高昂,而且效益极差，国家已为墨子号付出 30多亿

元人民币。潘院士的雄心壮志可谓大耶！还声言要批量放更多卫星，组成量子天网，要为整个地球上的人保证信息的绝对安全。所需资金将超过千亿元人民币，这已和强子对撞机所需费用相当了。国家、军队、国人的信息安全真的能靠这类技术保证吗? 请参看[8]。致谢：感谢上海大学王潮教授仔细阅读初稿和提出的改进意见。

参考资料1. 毛文波，关于潘建伟院士团队卫星QKD 实验的若干问题。呈潘院士及团队评审，并祈答复，2019 .3 .19。2. C. H. Bennett and G. B. Brassard. Quantum cryptography: public key distribution and coin tossing. Presented at the IEEE Conf. Computers Systems Signal Processing, Bangalore, India, Dec. 10-12, 1984, 175-179.

3. A. K. Ekert. Quantum cryptography based on Bell’s theorem. Phys. Rev. letter, 1991, 67: 661-663.

4. 为啥世界首颗量子卫星名为“墨子”？澎湃新闻，2016-08-16。https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1514369.

5. 方舟子，墨子的发现启发量子通信了吗？科学猫头鹰，2018-11-07。https://mp.weixin.qq.com/s/i8ghLTUa5ABw1int7WqC9w

6. 何忞，中国墨子号卫星首次实现 1200公里量子纠缠震惊国外专家。编辑: 刘芳平，雷锋网，2017-06-19。

https://www.leiphone.com/news/201706/Fho70WGAqZeLU6gJ.html

7. 方舟子，潘建伟院士的牛皮吹破了之后，网文，2019.03.20。https://mp.weixin.qq.com/s/s-Otqm74tqFKJXiBEoanwg

8. 王育民，偶感录-54，量子妄想曲。中国密码学会通讯（内部刊物），2017, No.4，Vol. 51，42-46。

感悟认知科学-13：对量子、量子技术的认知（2019.04.17，8 月改稿）

我们将按 1. 感知量子、量子力学；2. 量子密钥协商 BB-84协议；3. 量子密钥协商 EPR-91协议；4 中国科学技术第 9次学术论坛——量子密码技术应用基础性问题（2010.09.12，北京）；5. 中科院、中工院 2018年会；6. 要有意志，但不要成为唯意志论者；7. 结论等几个部分论述我们的认知历程。

一、感知量子、量子力学记得大约在 20年前，1999年接近岁末的时候，世人都在翘首盼望“千禧

年”的到来，并展望 21世纪的美好前景。信息学科正在与多种新兴学科相互渗透和融合。也提出了不少新的挑战问题，Moore定律还会延续多少年？超智能计算机何时会出现？堪比生物脑的人工脑能出现吗？具有生物人智慧的机器人能造出来吗？。世纪之交，人们提出大量人类社会发展的种种预测，其中与密码和信息安

全关系密切相关的有两个主要科学论题，即量子、量子技术和DNA技术。有人曾给出预测，2020年左右将会造出量子计算机，DNA计算的试管雏型亦已在密码会议上展示。一些在图灵计算机上无法求解的数学难题，可望由这两类新型计算机求解。建立在数学难题基础上的密码还有救吗？这对于从事密码和信息安全的人来说真如被迎面泼了一盆冷水，浑身湿透，不禁打了几个寒噤。但头脑倒清醒了不少，开始思索今后的出路。对于学工出身，数理基础有限，不懂量子、量子力学的人，只好从扫盲做

起，先后读了几本入门书：[5，6，7]等。理解量子和DNA都不是易事，会产生了很多困惑，认知量子的本质，理解

量子力学的奥秘是认知科学极具挑战性的任务。对量子、量子力学的两点质疑[17]：1. 波动的显现是由大量粒子作用的结果，单个粒子如何能呈现波动？2. 上帝是否真的在掷骰子？对于量子的看法爱因斯坦和玻尔哪一位是正确

的？个人观点：

量子本质是一种物质粒子，它很小、且高速运动着，我们尚无技术精确测出它的状态。但可以想象若将量子的运动速度降到足够低，是否就能测定它的状态了，硬币执出后也就知道“塌缩”后果，或薛定谔猫的死活了吧。玻尔曾修习过心理学，他所创建的量子力学不都是逻辑思维的产物，其中

有未经逻辑思维检验的成分，是一些属形象思维的主观想象的东西，以这类成分所发展出来的新结果，恐怕要加倍小心地认定。

二、量子密钥协商 BB-84协议1984年 IBM的 Bennett和 Brassard提出的利用量子不可克隆性用来实现一

种密钥协商的协议，通称为 BB-84协议[10]。它在理论上具有自动监测窜扰，可实现安全密钥协商。由于单量子生成和检测的困难性，以及协商密钥的效率低和实现成本高昂，IBM很快就放弃了这一研究方向。我们很晚才意识到这些问题。直到上个世纪末，量子计算机将威胁传统密码，才开始注意 BB-84协议。

在研究生密码讨论班专题讨论了 BB-84协议，认清了这一协议主要理论和实现问题。我的一位博士生刘胜利选了无条件安全密钥协商研究方向，毕业论文题目“密码学中信息理论安全的研究”。2000年 3 月去荷兰 Eindhoven

UniversityofTechnology，在导师HenkvanTilborg教授指导下继续研究，2002年2 月获第二博士学位，毕业论文："Information-Theoretic Secret Key

Agreement"。另一位学生李恕海也选了这一方向，于 2008年获博士学位,毕业论文题目：“量子密码若干问题研究”。我们没有做量子试验的条件，只是从信息理论进行分析认知。国内最早从

事 BB-84协议实现光纤版的是中科大量子研究所郭光灿院士团队的探索工作，

即合肥到芜湖的政务网。有幸曾与武大张焕国教授一起到访过该实验室。科大的人文办学环境和学风令我们钦服。

访问中科大量子研究所（2009.06.07）

三、量子密钥协商 EPR-91协议利用量子纠缠现象实现密钥协商的协议简称为 EPR-91协议[11]。基于和

BB-84协议一样的理由，IBM也很快就放弃了 EPR-91协议。对于量子纠缠传输信息和量子隐性超距传物的看法我们在[21]已摆明。中科大潘建伟教授的团队一直在大力实践 EPR-91协议，有两种出名的版本：

光纤版（“京沪干线”）和卫星版（墨子号）。他们大规模的实践结果和 IBM的观点并无多大区别。所实现量子密钥协商的成本高昂，而且效益极差，成本极高！[25]。对墨子、墨子号的看法请参阅[25]。

2005年 12 月我们西电（王育民、王新梅、裴昌辛、于晓飞、王莹、李卓、李恕海等）曾有幸同中科大（杨涛、潘建伟、彭承志等）几位老师一起讨论量子和信息技术，科大物理教师介绍量子、量子技术，为我们扫盲，我们介绍通信、信息论和密码。这类学术交流对于减小学科领域间的壁垒是很有益的，但要取得共识并非易事！[31]

左起：李恕海、彭承志、马怀新、潘建伟、于晓飞、XX参谋、李卓

四、中国科学技术第 9次学术论坛——量子密码技术应用基础性研讨会

中国科学技术协会主办、中国密码学和中科院量子信息重点实验室协办的第 9次论坛——量子密码技术应用基础性问题研讨会于 2010年 9 月 12日在北京召开，这是我国第一次理论物理和信息技术学界一起探讨量子信息学术问题。郭光灿院士等大力促成此事，并力促中国密码学会建立量子密码专业委员会，这为不同业界人士彼此交流提供了一个很好的平台。会上各种不同意见能坦率表述、相互交锋、互相启发、进行探索、相得益

彰。我在会上的报告题目是“我对量子、量子信息和量子密码的困惑与质

疑”[17]，提出了我对量子、信息、“量子信息”、“量子信息量度——昆比特”、“量子通信”、“量子密码”等的看法。

五、中科院、中工院 2018年会潘建伟院士受邀在科学院和工程院两会上的专题讲座[13，12]。提出两次

“量子革命”说：“第一次已经在 20世纪对我们的社会面貌和生活方式产生了巨大影响。可以预期，以量子信息技术为代表的第二次量子革命也一定会带来人类社会物质文明的巨大进步。”我在[29]反驳了这一错误提法，并在[23]中深入阐述了 IT对人类社会发展

的重要作用，以及量子科学技术为什么尚不能成气候的理由。批判了后量子密码的伪命题，阐述了信息安全还是要立足于 Shannon的信息论和密码理论[1，2，3]，呼吁量子理论研究还是要坚持爱因斯坦的道路[4，18，19，22，24]。量子通信的基本技术是要能将 Shannon的不确定信息载荷到单个量子上，

这在技术上还未能突破，能否突破尚不得而知。因此，单量子通信还不存在。密码是在密钥控制下的加、解密变换，要在单量子上实现就更为遥远了。至于数字量子计算机也由于在单个量子上存储和变换不确定信息的技术尚未解决，而遥不可及。现有的所谓量子计算机还都是模拟计算机。

六、要有意志，但不要成为唯意志论者为什么 IBM创先提出 BB-84协议和 EPR-91协议都很快就被放弃了，而我

们花了巨大代价，迟了 20多年所认知的这两个协议的基本问题与 IBM将其打入冷宫的理由实无太大差别，但对其采取的态度却是完全不同？不但不及早放弃这一劳民伤财的“探索”，反而声言要批量放更多墨子号卫星，组成量子天

网，要为整个地球上的人保证信息的绝对安全。所需资金将超过千亿元人民币，这已和强子对撞机所需费用相当了。[25]。为什么会是这样？原因可能是很复杂的，有多方面的因素，我们难于一一

理清楚，这里只从认知论方面谈点个人管见，供大家讨论。一个想成就点事业的人一定要意志顽强、富有毅力才能成事。要能认定所

选的目标，面对诱惑坚定不移，面对艰难险阻奋战不已，不达目的决不罢休。这是极其可贵的品质，是人生的动力之源。但是对于意志力和毅力也不能强调得过分，相信意志能战胜一切，将其置

于理性之上，认为意志创造世界万物，并且是人生的本质。这就使人坠入唯意志论的可悲境地，从而葬送了自己的一生事业，甚至有人为此付出生命的代价，这类悲剧时有发生，实在令人同情和惋惜！[14]

造成这类悲剧的重要原因是世界观上出了问题，唯意志论属一种主观唯心主义，其主要代表为叔本华、尼采。世界观是一个人如何认识客观世界和自己的主观世界的问题。人们主要靠

大脑的逻辑思维和形象思维来认知世界，用逻辑思维认知就可采用数学模型、逻辑推理、数字仿真等证明我们的认知是否正确，这是科学之路。但目前有关量子的理论具有两重性，一方面有采用逻辑思维得出的认知结

果，另一方面由于实验观测手段匮乏，尚难真实看到或感知到高速运动中的量子，人们的想象力，形象思维就起作用了，其所得到的认知结果不一定靠谱，都还有待于科学认定，其中有些纯属主观的臆测和妄想，恐怕永远不可能得到科学证实[2]。由于对于量子、信息、“量子信息”、“量子信息量度——昆比特”、

“量子通信”、“量子密码”、“量子计算”、“量子计算机”等的认知并非都来自逻辑思维，致使对这些基本概念的理解有许多含糊不清之处，令人费解。但无论如何何我们一定要坚持，经过逻辑思维检验的结果，我们才能大胆地运用，对于有形象思维想象得的东西，我们要提高警惕，不能轻易信从。[23]

七、结束语总结本文主要阐明了如下四点：

1. 原创归属：BB-84量子密钥协商协议和 EPR-91量子密钥协商协议都是美国 IBM提出来的。

2. 有“研”在先：IBM对这两个协议都曾在 1984和 1991年进行了物理实现研究，证明了这两个方案原理是正确的，都可实现密钥协商。

3. 实用性？早期 IBM的小规模实验探索的研究结论和二、三十年后我国的大规模、高投入、工程化的探索结果基本是一致的，主要是实现量子密钥协商的成本高昂，而且效益极差！

4. 何去何从？我们在本文第六节已经指出，坚持唯意志论是没有前途的，祭出“量子佛学”和“量子进化论”的大旗也挽救不了“量子密钥协商”的命运。从国内外几十年对量子密钥协商的认知来看，一定要以正确的世界观来认知量子力学，以正确的人生观、以造福世人为目的来发展量子调控技术。这才是研究科学、发展技术的正道沧桑。

2018年有两件重要政治上的大事令我震撼，一是人大会上进行了史无前例的向宪法宣誓仪式，另一件事就是西安用了 4年多的时间都未能解决的秦岭南麓破坏自然环境的别墅问题，通过先从解决政治生态环境入手，顺利拆除了近1200 座别墅。这两件大事都是涉及政治生态环境问题，意义重大，影响深远。发展科学事业和振兴教育事业也是如此，首要的仍然是要构建一个良好的

发展科学和从教办学的生态环境。有了自由宽松学术环境，新的思想才会涌现，有创造力的人才才会成长起来，大师级的人物就会多起来。中国的科学才有望走到世界前列，与先进国家和民族相比我们的接班人才能毫不逊色。最后，对王朝、李晖两位教授表示衷心感谢，他们审读了本文的改稿，并

提出了有价值的建议。

参考文献1. C. E. Shannon. A mathematical theory of communication. Bell System Technical

Journal, Vol.27, No.4, pp.397-423, 623-656, 1948.

2. C. E. Shannon. Communication theory of secrecy system. Bell System Technical Journal, Vol.28, No.4, pp.656-715, 1949.

3. N. Wiener，控制论——或关于在动物和机器中控制和通信的科学。美国技术出版社和约翰 ۰威利父子公司联合出版，1948。中译本之一，郝季仁译，北京大学出版社，2007.12。

4. 罗杰 ۰彭罗斯著，王文浩译，通向实在之路——宇宙法则的完全指南。湖南科技出版社，2008.6。

5. 曹天元，量子物理史话——上帝掷筛子吗？辽宁教育出版社，2008.09。6. 喀兴林，，量子力学与原子世界。山西科学技术出版社。2005.06。7. Anthony Hey and Patrick Walter，新量子世界。英国剑桥大学出版社，

2003。雷奕安译，湖南科学技术出版社，2005.05。8. 量子通信起跑，关键词是超级安全。达维财新网，2015.02.02。

9. 朱清时．量子意识——现代科学与佛学的汇合处，网文。10. C. H. Bennett and G. B. Brassard. Quantum cryptography: public key

distribution Bangalore. India, Dec. 10-12, 1984, 175-179.

11. A. K. Ekert. Quantum cryptography based on Bell’s theorem. Phys. Rev. letter,

1991, 67: 661-663.

12. 凤凰资讯记者采访潘建伟，“量子卫星首席科学家：欢迎基于科学实验的严肃质疑。凤凰资讯，2016.08.24, 18:22:38。

13. 中国科学院院士潘建伟在两院院士大会上进行专题讲座——欢迎来到量子世界．中国经济网, 2018.06.07, 09:57．

14. 韩依民，华裔科学家张首晟发现天使粒子，物理学界 80年难题获解。腾讯科技，2017.07.21, 08:29。

15. 雷奕安．究竟什么是量子计算？网上资料．16. 文小刚，信息就是物质。南方，Plus01-14 17:20。17. 王育民．我对量子、量子信息和量子密码的困惑与质疑。《中国科学技术第 9次学术论坛——量子密码技术应用基础性问题》会的报告，北京，2010.09.12。

18. 王育民，感悟认知科学-1：彭罗斯认知模型的启示(2015-12-20)。19. 王育民，感悟认知科学-2：再议彭罗斯认知模型(2016-01-09) 。20. 王育民，信息论对社会信息化的作用——纪念 Shannon 百年诞辰，内部报

告，2016年 2-3 月。21. 王育民，偶感录-54，《量子妄想曲》，刊在《中国密码学会通讯》（内部刊物）2017年第 4期（总第 51期），pp.42-46。

22. 王育民，报告集-17：对信息化社会发展历程的认知——（提纲），（2018-01-04），《王育民教授自选文集稿》报告集篇。

23. 王育民，感悟认知科学-8：为什么量子技术成气候竟这样难？自选文集（下）, 2018.07.28。

24. 王育民．感悟认知科学-9：信息表示编码理论新进展．自选文集（下）, 2018.9.6．

25. 王育民，感悟认知科学-12：对“关于潘建伟院士团队卫星QKD 实验的若干问题”一文的讨论，2019.03.22-26。

26. 王育民，偶感录-12：量子计算和量子信息（札记）。2006.01.02至2007.11.08。

27. 王育民，偶感录-45：读朱清时“物理学步入禅境：缘起性空”．2014.03.12．

28. 王育民，偶感录-57：读《姚期智：量子计算机已走上“最后一公里”》有感。2017.11.07。

29. 王育民，偶感录-61：受宠、受捧者戒——读潘建伟在两会上的专题讲座有感。2018.06.10。

30. 王育民，偶感录-62：读《雷奕安：究竟什么是量子计算？》偶感。2019.01.06。

31. 王育民，偶感录-63：读文小刚院士：“信息就是物质”有感。2019.01.20-22。

感悟认知科学-14：读宋铮：经济学的价值一文的几点感見

(2019.06.18至 20)

我的好友西电的校友王潮教授发来宋铮教授受邀回其母校复旦大学给经院毕业同学的演讲[1]。宋国文教授也是西电的校友，又是我们信息论专业的老友，他希望我看看此文，并谈点看法，盛情难却。我对经济学是个彻头彻尾的门外汉，一窍不通。而且对其缺少兴趣，平时

很少关心。所以对经济学本身的研究提不出什么具体的看法。所幸的是经济学与信息科学技术的关系还算密切，经济学作为一门学科，从认知科学来看和其他任何自然学科是有共性的，这是任一学科都必须遵循的“道”，必须明白的“理”。我将从这点出发，谈点点看法和意见，供讨论和分享。

1. 本文从认知论来看待的经济学进展和价值我认为这是文[1]最有价值的一个观点。作者从柏拉图所给出的对知识定

义的三要素：真实、可被证实、信念出发来看待经济学的新进展和对它的评价，这是研究经济学的基本出发点。柏拉图所说的信念就是人们在认知上的新发现。人类认知自己的主、客观世界所依赖的就是人类所特有的两类思维方式：

逻辑思维和形象思维。逻辑思维是以数学建模、逻辑推理、计算机仿真、实践证实等手段来确认所提的观点是否为真。迄今人类所积累的科学知识都是经过逻辑思维证实的产物。经济学中的真知，诺贝尔经济学奖获得者所给出的创见也都是逻辑思维的产物。在社科、文学、艺术、音乐等领域，形象思维的作用就更大些。形象思维

极具想象力、时变性、个性化、突发性……，其逻辑性、合理性、合法性……有待通过逻辑思维检验，能通过的比率是不高的，且因人而异；经济是人类社会性活动，要对其进行实践检验所需的时间、成本代价往往是巨大的，且不具可重复性。

2. 经济学研究的困难性文中明确提出“经济学的知识被证实的部分比较少，每次在创造知识的过

程中我们取得的进展也比较有限，导致经济学知识的实用性确实不强。”

为什么会是这样？文中认为“主要原因是经济学和自然科学有本质的不同。”“自然科学研究的是物质世界，这个物质世界里面的微观主体不会主动选择，它们服从一般规律，宏观系统的作用机制也是有迹可寻，而且在相当长的时间里保持稳定。”“人类社会和经济现象，其中的微观主体可以做自主选择，而宏观系统，比如像亚当斯密说的用看不见的手来调节供需、配置资源，都是人类社会自发形成并不断演进的结果，从一定意义上讲宏观系统是微观主体行为的某种加总并反过来影响微观主体。这些都造成了经济学研究对象的内生性和多变性，也注定了我们在接近终极真理的道路上更加艰难曲折，创造和积累的知识局限性也更大，应用性也更小。”其实，这里所说的并非是经济学的本质特殊性，自然科学中有些领域，如

天气预报、地震预测等也都有类似之处，从认知科学出发，不论是什么学科，只要是出自逻辑思维的产物就是真的科学成果。而源于形象思维的东西，即使很似合理，也不能当作着科学，还要等待逻辑思维的检验证实。现有的经济学已有一些结果经受了逻辑思维的检验证实，是真科学。但在现代大量的经济学的产物，还属于人的形象思维产物，谈不上是真知。这可能是造成经济学研究困难更为主要的原因吧!

3. 推荐一本认知论佳作几年前一位朋友向我推荐以色列一位年轻博士尤瓦尔·赫拉利的天才著

作：人类简史——从动物到上帝[2]。我开始以为这是一本宣扬宗教的书，认真读后才认识到这是一本研究人类认知论不可多得的好书。本书的主要观点，引述我的读书笔记可总结如下：

参见 p.112-113的几段。 参见 p.118-119的几段。文[1]正确强调指出“经济学的价值……是来自经济学背后的科学认知体系，

这才是经济学核心价值所在。……什么是认知？用心理学的话讲就是人类用某种分析框架来处理信息。我所说的科学认知就是运用科学性的分析框架来处理信息。……我们向科学认知阶段的转型才刚刚开始，而且这个过程可能更加漫长艰难。”我相信，将认知论纳入逻辑思维的分析框架进行研究，有望会结出硕果。

4. 信息、不确定信息、信息化社会的形成和发展

借此机会我想向经济学者们推荐香农（Shannon）和维纳（Wiener）两位信息科学大师有关信息、信息论和信息化社会的重要思想。我们在读书笔记[3]中进行过较为详细的介绍，下面给出几个关键点供参考和讨论。

信息是组成宇宙中一切系统的三大要素之一。维纳曾明确指出:“信息就是信息，不是物质也不是能量。”这是第

一次将“信息”的重要性提到了空前未有的高度，与物质和能量并列的重要地位，这对于我们认知世界具有划时代意义。

不确定信息是唯一可定量研究的信息。信息概念很泛，有形形色色不同类别、性质不同的信息，很多信

息可以感知，但并不是所有的信息都可以定量计数的。信息概念的广义性、主观性和定量研究的困难性（如情感信息、美学信息），致使我们要正确理解信息概念需要认真思考，下点功夫才行。人对一切事物的感知和认知首要的是要知道发生了什么事，而事物的发生是随机的，具有不确定性，观测和通信的目的就是要获取信息，以解除其中不确定性。这是信息的最基本的属性，Shannon和Wiener的高人之处就是认识到这点，并引入概率论来处理这个问题。

Shannon和Wiener的信息是不确定信息，其量度被定义为熵差。通信观测所得到的信息量是减小（或解除）的不确定性的量。信息的单位是比特（bit），即观测掷一枚硬币后所得到信息量。信息量不是熵本身（一枚硬币的不确定性是等可能的正面或反面，

出现的概率都是 1/2），而是熵差。熵是不确定性的量度，而熵差才是信息的量度。这点Wiener在《控制论》一书中已强调指出，Shannon的著作中则给出了全面的、严格的数学论证，成为一门完整的信息理论体系。

数字化革命的理论基础。香农创建了信息论，提出了通信和计算都要走数字化编码之路，

引发了信息技术的数字化革命。 信息、数据、知识、智慧概念不可混淆。

参见 p.112-113的几段。 数字化和网络化革命创造了人类的第二生存空间——赛柏空间

继数字化革命，通信和计算机相结合，创造出 TCP/IP协议，衍生出了世界范围的联通网络——因特网（Internet），带来了网络化革命，加上Web 2.0的出现，为人类创造出一个全新的生存空间——赛伯空间（Cyberspace），使人类社会逐步由工业化社会发展到信息化社会的新

阶段。在信息化社会中人们不仅要在物理空间中继续生存竞争，还要学会在新的虚拟数字空间中生存竞争。推进到全新的信息化社会阶段。当前新型计算机、人工智能、大数据等技术的飞速进展，IT领域

又在进行一场新的智能化革命，信息化社会将被推进到智能化的新阶段。未来还会向更高级的智慧化的方向前进。

推进经济学研究的有力工具由前述可知，为了能借助助脑工具，即计算机进行研究工作，首

要的是进行信息表示编码研究。70多年前香农所提出的老问题在新的IT技术推动下又有了新的进展，将会在很多方面，包括经济学领域，发挥更大洪要作用。我们在[3]中详细讨论了这方面的新进展，这里不再重复。

5. 结束语说来说去，其实最根本的还是要深入探讨认知论，要真正理解“从动物到

上帝”一书所揭示的真知。搞经济学研究的崇尚经济学是很自然的，但还是要用认知科学来擦亮眼睛，净化我们的心灵，强化我们的世界观，想清楚我们应走的路。仅供参考、分享、讨论，诚请提出批评指正。（王育民，2019.06.20）

参考文献1. 宋铮．经济学的价值．毕业演讲, 复旦大学经济学院, 2019.06.12．2. 尤瓦尔·赫拉利（以色列）著, 林俊宏译．人类简史——从动物到上帝（Yuval Noah Harara, A Brief History of Humankind----From animal to Gad, 2012）．北京: 中信出版社, 2014．3. 王育民．认知科学读书笔记-9：信息表示编码理论新进展．2018.9.6．

感悟认知科学-15：对“李约瑟命题”和“钱学森之问”的认知

(2019.07.01至 15)

导言上一世纪著名英国学者曾提出了李约瑟命题[1]，2005年钱学森又向温家宝

总理提出了著名的钱学森之问[2]。李约瑟命题：为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？钱学森之问：为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？钱学森之问与李约瑟命题都是对中国科学发展史所提出的关键命题。钱学

森之问是关于中国教育事业发展上的命题，是发展科学和文化所需人才培养的大问题，需要整个教育界乃至社会各界共同探索和求解。多年来中国乃至世界的科学、教育、文化、政治、经济学家们从不同角度

研究探讨了这一问题，给出了不同的回答。其中有不少是很有见地的，这里就不再重述，可参看[2]。在人类发展史上首次革命就是认知革命[3]，智人之所以能由动物变成为人，

就是因为直立后的智人大脑较为发达，能够对客观环境和自己的主观想法进行认知分辨，逐渐探索得到一些真知，并通过长期艰苦的实践摸索，得到了回报。这使人类逐渐超越了其他动物，成为了地球的主宰。可见，认知科学对于人类社会发展是极为重要的，它是我们正确认知人类

社会发展中一切事物的根本工具，科学和教育是人类社会发展中的两大方面，自然是包括在内的。但在所见到的论述中，从认知科学来讨论这个命题的不是很多[4]，本文就

是想从认知论观点分析中国科学发展史上的这个特有的命题，借此谈谈个人的管见，抛砖引玉与大家分享和求教。这是我发此文的初衷。初步想到的有三个主要问题：1、我们迟迟未能走上创建现代科学的逻辑思维之路。2、发展科学技术最有效的方法是实践和交流。3、要努力构建适宜发展科学的生态环境。

1、迟迟未能走上创建现代科学的逻辑思维之路[5]

如前所述，人类认知自己的主、客观世界所依赖的就是人类所特有的两类思维方式：逻辑思维和形象思维。逻辑思维是以数学建模、逻辑推理、计算机仿真、实践证实等手段来确认所提的观点是否为真。迄今人类所积累的科学知识都是经过逻辑思维证实的产物。在社科、文学、艺术、音乐等领域，形象思维的作用就更大些。形象思维

极具想象力、时变性、个性化、突发性……，其逻辑性、合理性、合法性……有待通过逻辑思维检验，能通过的比率是不高的，且因人而异；政治、经济等是人类的社会性活动，要对其进行实践检验所需的时间、成本代价往往是巨大的，且不具可重复性。由于古代人类认知科学的水平和技术手段低下，致使人的逻辑思维能力受

到很大限制，他们检验自己的认知是否正确只能采取简单的脑力计算和有限的实践手段，所能得到的真知是很有限的，其效率也是很低的。我们对此需要有较为客观的认识，不能片面地过高估计古人的认知能力和成果。中国文化源远流长不假，但远未达到博大精深、妙不可测的水平，更不能将现代人的看法去解释为古人的想法，强加于古人。古代人中自然不乏天才，他们的智商也不见得就比现代人低，但他们的知

识水平、逻辑思维能力和验证手段肯定不如现代人。他们更多的时候是用形象思维来解决认知问题。这是和现代人的重要不同之处。下面我们稍稍花点时间认知我国的传统文化，道、儒、佛三家的精髓，从

而更加看清楚了李约瑟和钱学森命题的根源。[6]

三教文化属于中国传统文化，涉及道、儒、佛三家。三家的学术内涵构成了中华民族几千年的文化历史。三教合一，即道、儒、佛三教相互包容和相互融合，道家最高者称仙，儒家最高者称圣，佛家最高者称佛。人类文明的历史发展，以及现代、未来的文明人类的前途，都与道、儒、佛的传统文化密切相关。继承、研究、融合、发展道、儒、佛的传统文化，是对人类文明的承前启后，意义重大。

道家，又名道教、玄门、玄学。创始人为老子，代表人物：庄子、列御寇、慎到、杨朱、王诩等。其主要思想为“崇尚自然，清心寡欲，淡薄知足”。其代表作为《道德经》。道家学说是以道为最高哲学范畴、道是世界的最高实体，道既是宇宙万物的本原，也是宇宙万物赖以生存的依据。道家学派以道来探究自然、社会、人生之家的关系。主张“无为而治”，“不尚贤，使民不争”。伦理上主张“绝仁弃义”，以为“夫礼者忠信之薄而乱之首”。是全世界唯一大力促进科技发展的宗教以及全球最珍爱生命和尊重女性的宗教。道家的世界观和人生观，道家反对天命论、天意论和目的论，也排斥人的

意志、欲求和情感，排除任何加诸于一切现象的刻意有为，践行“天人合一”。

总之道家文化就是要领悟道、修养德、崇自然、守本分、淡名利、讲规律、修得自我完善。

儒家，创始人为孔子，代表人物：孟子、荀子。其主要思想为“仁义礼智信”，五德始终说。代表作，《论语》（为其弟子整理）、《孟子》、《荀子》。儒学，以教化为核心、积极进取、建功立业，在创造物质财富的过程中实

现自我价值。儒家的核心思想是“仁”，修炼道德，倡导“富贵不能淫，贫贱不能移，

威武不能屈”的大丈夫气概。坚守“三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。”的初心，“杀身成仁”“舍生取义”，把人格价值、道德价值置于生命之上。崇“中庸”、重“道统”、守“规范”，这种核心思想构成了中国人的基

本行为准则，铸造了中华民族乃至东南亚地区一些人的特有之处。1. 崇尚“中庸”之道，使中国人，遇事不温不火，不落后，也不出头。这

种习性，客观上有利于社会的稳定，但是不利于社会的发展。2. 重“道统”，不逾越古人的制度（如中学为体，西学为用之类）、规定

（如“君君、臣臣、父父、子子”，“三从四德”……）、做法（如祖传秘方等）等，这有利于文明的传承，但不利于文明的创新。

3. 守“规范”，造就了中国人“忍”字当头，吃苦耐劳的韧性，在逆境或新环境中，能埋头奋斗求生存。但在开拓创新的精神上较为欠缺。

佛家，来自印度，产生于公元前 6-5世纪，创始人为悉达多·乔达摩西达多，释迦摩尼是佛教徒对他的尊称。最迟在秦始皇时期传入中国。佛，梵文为Buddha,意为“觉悟”，汉译音为“佛陀”。其主要思想为“缘起性空”。无代表作，佛经为其弟子结集或杜撰。佛学，是一种奉献文化，以大爱为核心，慈爱众生、无私奉献、诸恶莫做、

众善奉行、遵守十戒、心灵安定、运用智慧、脱离苦海、免下地狱、求入天堂、享受极乐、修行来世，万世得福。强调修行自身、平静无争、忍世隐让、人心向善。

中国文化传统，道、儒、佛很少提及法制，倡导皇权、族权、夫权、父权，蔑视人权，崇尚专制、蔑视民主与自由。这正是我们长期未能实现依法治国的主要原因。

2、发展科学最有效的方法是实践和交流[5]

首先来看中国传统文化中道、儒、佛三家对认知世界的途径和方法的观点。[6]

道家的认知世界的路线和个人修炼方法：主张悟道、修炼，远离尘世、自我完善，不倡导交流、讨论、实践，追求无为而治。

儒家的认知世界的路线和个人修炼方法：以教化为核心、主张办学、讲学、游学，讨论和交流，这使孔子成为世界最早的伟大教育家。是中国古代对于人类的一个重要个贡献。儒家主张积极进取、努力参与社会活动，建功立业，在创造物质财富的过

程中实现自我价值。在认知世界上这些都是积极因素。佛家的认知世界的路线和个人修炼方法：强调自身修行、多做善事、刻守

十戒、远离尘世、心灵安定、相信转世、修行来生。道家和佛家都不强调与人交流，强调自我修炼，远离尘世、到深山老林中

冥思苦想。儒家在这方面是值得称道的，在提倡教育，培养人才，开放交流等做出了突出贡献。但遗憾的是儒家也始终未能意识到逻辑思维的重要性，所取得的成就主要还是运用形象思维得到的，且很少涉及科学方面的问题。道家在崇尚、关注、思索自然上较为突出，也提出了一些有深度的见解，启迪人们去探索自然。其中一些是较直观、易于证实的见解，限于当时的科技水平只能存疑于后人。更多的想法是出自于形象思维，很难得到逻辑思维去证实。

3、要努力构建适宜发展科学的生态环境由前面的论述可知，要发展科学技术最关键的是要提高人的认知科学水平，

这涉及人的世界观和人生观的大问题。人生观就是要树德，对于献身科技事业者，要有追求真理、捍卫真理，为真理而献身的精神。已有的典范数不胜数，外有布鲁诺、哥白尼等，中有邓稼先、黄万里等。要发展科技当然需要人才，“才”不仅是要有知识，更重要的是要有智慧，最根本的智慧就是要疑字当头去认知主、客观世界，也就是要树立好世界观。能正确运用人的两种思维方法去认知一切事物。如何才能培育出所需的这类人才？纵观古今中外科学发展可以明确，生态

环境的状况是影响科学发展的关键因素。

例 1. 古希腊对科学的贡献[7]

古希腊对科学有很多贡献：托勒密创立了地心说，统治欧洲天文学界 1400多年，欧几里德的《几何原本》（公元前 300年，提供了几何体表面积和体积以及圆周率的计算方法）、阿基米德发现比重原理和机械学杠杆原理等、希波克拉底将医学和巫术区别开来。亚里士多德（公元前 300多年）的《工具论》是形式逻辑的基石。柏拉图（公元前 400年）的教育四科：算术，几何，天文，音乐。影响欧洲中高等教育发展。虽然从认识科学的角度看，古希腊的认知水平限于当时的知识水平和技术

手段还是很初级的，但已经走上了运用逻辑思维的正道，这是极其可贵的！另外当权者所提供的生态环境较为宽松，这两点都是我们古代所不具备的。

例 2. 欧洲文艺复兴[8]

为什么科学没有诞生在古代欧洲，也没有诞生在近代中国，却诞生在了近代欧洲？归根结底还是从事科学人的人生观、世界观和发展科学所需的生态环境。欧洲文艺复兴时期，布鲁诺、哥白尼等科学家的真理探索精神是导致近代

科学诞生的关键，科学没有权威、没有顶峰，有的是无穷尽地探索。这种精神激励着众多追求真理、献身于科学事业的学者。像哥白尼、伽利略、拉瓦锡、牛顿、卡文迪许、德布罗意、莱布尼茨、普郎克、爱因斯坦、孟德尔、达尔文与华莱士、居里夫妇等。在认知的思维方法上都已自觉地运用逻辑思维的武器了。培根的科学方法论也已问世。此外许多有钱人也认识到发展科学对推动人类社会的重要作用，将自己的

财富用于科学研究，如诺贝尔那样将财富用来奖励对科学作出重大贡献的科学家。

例 3. 日本的“明治维新”、满清的“洋务运动”和“百日维新”[9]

要搞清日本的“明治维新”、满清的“洋务运动”和“百日维新”的“是”和“非”这样复杂的问题绝非易事，亦非本人力所能及的事。我们仍然只就发展科学有关的问题进行讨论。中国的“洋务运动”和“百日维新”的基本原则是“中学为体，西学为

用”，意思是中国几千年的政体和主流文化不能动摇，需要学的只是西方的科学技术。日本明治维新的口号是“文明开化”，意思是欧美一些先进国家才是文明

的国家，使人本的榜样，不仅需要学习它们的科技，也要吸收它们的文化、制度和观念。

这和我们形成鲜明的对照。日本人有个特点，他们的信息交流工具——语言和文字是一种黏着语，特别方便吸收外国语言的词汇，这使得其中所表达的思想和文化难免进入日本社会。唐朝的交流使汉字成为日本语言和文字的重要组成部分，明治维新后的外来语在日本语言和文字中的地位和作用日益重要。

汉语有其自身的特点，它自成一统，很少依赖外来的元素，在表达思想和情感上，丰富多彩，惟妙惟肖，美不胜言，是人的形象思维产品中不可多得的精品。但在逻辑思维的严密性方面尚有不足之处。

“明治维新”和“洋务运动”及“百日维新”之后，我们中国就只学习到了西方文明的皮毛，日本则学习到了西方文明的精髓，，特别是认知世界的逻辑思维能力。近几十年的发展来看，两国间的内在差距日益明显，也更为深刻[10]。

2001年至 2018年有 18位日本人获诺贝尔奖，日本专利盈余世界第二，且年年在上涨。全球创新企业 TOP100：日本 40家、美国 35家、法国 10家、德国 4家、瑞士 3家。在 2014年之前一直是美国第一名，2014年之后被日本超越。新技术领域，美日两国瓜分了全球 80%的市场。日本正在全力向未来全球 12新兴技术进军，其中有多项日本已经占先。例 4. 民国有一段短暂的时期在科技和教育方面成效显著[11]

当时在社、科、文等方面颇有成就的大师有胡适、鲁迅、郭沫若、陈寅恪、傅斯年、小说家钱钟书、著名教育家陶行知和罗家伦、明史学家吴晗、诗人闻一多、臧克家和康白情等人。在理工科方面的世界级大师有：陈芳允（1916.4.3-2000.4.29，无线电电子学、空间系统工程专家，“两弹一星功勋奖章”获得者）；胡先骕（1894.4.20-1968.7.16，为中国植物分类学的奠基人）；熊庆来（1893.09.11-1969.02.03，是中国现代数学先驱，中国函数论的主要开拓者之一，以“熊氏无穷数”理论载入世界数学史册）；王助（1893-1965，中国航空事业先驱，波音飞机之父）；陈省身（1911.10.28-2004.12.3，现代微分几何之父，1943年发表《闭黎曼流形的高斯-博内公式的一个简单内蕴证明》《Hermitian流形的示性类》）；还有：梁思成、林徽因、华罗庚、姜立夫、范旭东、侯德榜、谢家荣、李四光、周仁、翁文灏、张锡纯、李宗恩、张孝骞、邓叔群、钱天鹤、董时进、沈宗瀚等等。其主要原因还是当时的生态环境尚好，知识分子的社会地位较高，掌权人

不管是否真心听劝，至少还不大敢断然否定进言。例 5. 留学欧美的东方人对世界科学的贡献[12]

长期以来，中国人以致东方人对现代科学贡献不大，甚至还有人竟然提出“中国人没有科学头脑”的谬论。近百年来的历史证明，中国人从事科学研究的智慧并不比其他民族逊色，关键是要让他们能在适当的生存环境中，学会运

用逻辑思维的能力，就能发出光和热，做出很多杰出贡献。截至 2003年，美国共有 209位诺贝尔自然科学奖获得者，其中华裔有 6人，

占获奖者的 3%。他们是：1. 李政道：1957年获诺贝尔物理学奖，时年 31岁；2. 杨振宁：1957年获诺贝尔物理学奖，时年 35岁；3. 丁肇中：1976年获诺贝尔物理学奖，时年 40岁；4. 李远哲：1986年获诺贝尔获化学奖，时年 50岁；5. 朱棣文：1997年获诺贝尔物理学奖，时年 49岁；6. 崔琦：1998年获诺贝尔物理学奖，时年 59岁。此外，还有两位美籍华人，1. 钱永健：2008年获诺贝尔化学奖，时年 56岁；2. 高锟：2009年获得诺贝物理学奖，时年 76岁。[11]

著名的美籍华人科学家也是数不胜数，如曾任美国物理学会主席的吴健雄女。士等。最近有一篇网文，森路透集团发布了全球顶尖 100位材料学家榜单。其中榜单前 6位均为华裔（5位在美国，1位在台湾），进入前 100的华裔竟有15位！[12、13]

4、结束语本文揭示了“李约瑟命题”和“钱学森之问”的关键是认知问题。科学是

经过逻辑思维验证为正确的认知产物，是人类的财富。科学是无国籍之分的，但搞科学的人是有国籍的。发展科学最有效的方法是实践和交流。坚持：心胸开阔、坦诚交流、质疑

为先、捍卫真知。构建良好的适宜发展科学和教育的生态环境是最重要的关键因素。选择有

才华的年轻人，将他们培养成为有正确世界观和人生观的人才，大师级的人物就会涌现，中国对人类的贡献定会多起来。

参考文献1. 李约瑟难题，网文。2. 钱学森之问，来源网文，知乎精选。

https://www.zhihu.com/question/307491433/answer/566857518

3. 尤瓦尔·赫拉利（以色列）著, 林俊宏译．人类简史——从动物到上帝（Yuval Noah Harara, A Brief History of Humankind----From animal to Gad, 2012）。北京: 中信出版社，2014。4. 黄生财，从中国古代思想观念谈李约瑟命题。自然辩证法通讯第二十一卷第6 期，总 124期，pp.48-54,下接 p.27, 1999。5. 王育民，认知科学读书笔记-9：信息表示编码理论新进展。2018.09.06。

6. 道、儒、佛三家思想的精髓。根据网络下载资料整理的文稿，2019.06.07。7. 古希腊科学，网文。8. 文艺复兴期的科学，网文。9. 日本的“明治维新”、满清的“洋务运动”和“百日维新”，网文。10. G20后，才看清日本的真面目，中国人需惊醒，东方时局，2019,07,02。

https://mp.weixin.qq.com/s/3Qojbzou2o2Yc2vXtE-F6w

11. 民国时期的科学与教育，网文。12. 留学欧美的东方人对世界科学的贡献，网文，李云飞：中国人对美国的贡献很大，森路透集团发布了全球顶尖 100位材料学家榜单等材料整理的资料，2019，07。13. 关于杨振宁教授在香港谈《中国文化与科学》的问答（05）。