人机之间：钱学森探索智能之路

居于人与机器之间：钱学森与人工智能

Between the Human and the Machinic: Qian Xuesen and AI

Bo An

由Nyamazon编译自《机器决策并非终局：中国与人工智能的历史及未来》（Machine Decision Is Not Final: China and the History andFuture of Artificial Intelligence）Edited by Benjamin Bratton, Anna Greenspan, Amy Irel and Bogna Konior

钱学森是二十世纪最著名的中国科学家之一。他在中国控制论与战略武器研究领域作出了开创性的奠基贡献，如今教科书开始回溯性地将钱学森自二十世纪五十年代起逐步发展起来的控制论体系，以及他后来参与的“人体科学”这一伪科学研究，作为中华人民共和国人工智能史上一个独立的章节来处理，这似乎已是理所当然之事。然而，人工智能历史多元并存的观点，以及钱学森之于这些历史的重要性，都并非不言自明的。关于一种具有中国特色的人工智能的问题，需要审慎的历史编纂学与范式层面的反思，有鉴于此，本文旨在对钱学森关于人类思维与机器思维的一些核心概念进行细读。

钱学森的著作艰深难读，更难诠释。现存最完整的钱学森文集总计超过两千页，且仅涵盖文章与演讲，未包括他的英文著述或科学出版物，也未包括那数十万封书信——其中散见着对其公开文章与演讲至关重要却鲜少提及的核心思想。钱学森极其注重理论建构与跨学科研究，且乐于与人通信交流。因此，他的思想发展极为迅速，在其漫长的学术生涯中不断涌现出新的表述与概念。他始终坦承这些交流对其研究工作的影响，而有时若不回到这些原始材料，便很难理解他真正的用意。最后，钱学森还是自己著作的出色诠释者，这对研究者而言既是幸事，也是障碍。当然，所有这一切，还尚未涉及钱学森作为民族科学英雄的神化问题。

近来，一种将钱学森重新定位为当代技术早期思想者的趋势已然出现。然而，重要的是须谨记，这样的框架并不能穷尽他的 relevance，有时甚至存在将其思想从原始语境中剥离的风险。例如，钱学森备受热议的将虚拟现实译为“灵境”的做法，并不仅仅是一种诗意的翻译。它属于他对一个巨型社会技术管理系统的理论化建构，唯有将其置于这一更宏大的理论语境之中，其帮助我们重新思考"元宇宙"等当代术语的潜在价值方能得以实现。因为钱学森的当代重要性，牢牢植根于他作为治理社会与国家之系统——那些我们身处其中却常常几乎无法理解其逻辑的系统——的话语与设计的工程师的工作之中。

一、从理论物理学家到系统工程师

钱学森的传记作者常常提到，二十世纪三四十年代他在麻省理工学院和加州理工学院求学期间，似乎对理论比对实验室工作更感兴趣，并且在系统地进入新的研究领域之前，有如饥似渴地广泛阅读的习惯。事实上，多年之后，在中华人民共和国，他会在课堂上告诫学生，在开始一个项目之前进行系统性文献综述的重要性，并且倡导信息/图书馆科学，或称科学情报——这是中国研究人员的优先事项。但这种对理论的忠诚从未脱离物质层面的考量，钱学森始终将其理论兴趣服务于实践目的，在其职业生涯早期便显示出对科学规划与机构建设的偏好。

在1945年被他的加州理工学院导师西奥多·冯·卡门邀请加入华盛顿的空军科学顾问团之前，钱学森已经以其作为火箭研究小组两位创始领导人之一的身份而声名鹊起——该小组后来被称为美国国家航空航天局喷气推进实验室。他为空军科学顾问团的第一份报告《迈向新视野：科学，空中霸权的关键》撰写了六个章节，而他的同事每人仅撰写约一个章节。这些主题大多基于他的火箭研究工作，尤其是高速空气动力学与喷气发动机推进。它们不仅限于对领域的综述，例如他对德国与瑞士火箭及飞机发展的总结与评估，还延伸到对该领域未来前景的推测性讨论。钱学森在美国最后一次公开发表的演讲，分别是1949年12月关于未来主义的“火箭客机”和1950年5月关于"月球火箭"的演讲。在1950年6月被联邦调查局逮捕之前，钱学森已开始被视为理论空气物理学领域的代言人，乃至先知。

在1955年返回中国之前，他处于美国监视与软禁之下的五年间，钱学森彻底转变了其研究方向，将注意力从理论物理学转向控制论这一新兴领域。1956年，在向中国政府规划者与科学家介绍现代火箭与导弹研究时，钱学森提出了一种新型的火箭与导弹研究制造组织结构，他希望称之为“火军”。火军既非工厂，亦非研究中心或军事单位，而是一种围绕中央“设计局”（sheji ju）——风洞、燃料工厂、火箭学校、实验室、控制论研究、数字计算机，以及火军自身——安排的异质性要素的综合体；而火军本身不应被视为所有其他要素产出的外部接受者，而是内在于循环与实验的组织动力学之中的。这种钱学森在1956年尚未找到合适术语来命名的新型组织结构，连同其中央设计局，后来在他的思想中被正式化称为“系统”。

钱学森将系统视为由异质性要素组成的结构这一观念的根源，既是经验性的——基于他在加州理工学院及顾问工作——也是理论性的——源于他在1950年至1955年软禁期间进行的研究，这些研究最终凝结为他1956年的著作《工程控制论》。“工程控制论”是一门工程科学，因为它“旨在将工程实践中使用的设计原则组织起来”——以数学或启发式的方式表达——“使之成为一门学科，从而展示其相似性并强调基本概念的威力”。一种“抽象的”（对物质关怀漠不关心）科学与一种“理论的”（从物质实践中抽象出来）科学之间的区分，对钱学森而言至关重要。在“火军”演讲中，他最后评论道，火箭、导弹研究与制造系统需要一种“新型的科学家”——一种“既非纯粹的工程师，也非纯粹的科学家，而是介于两者之间”的科学家。这种新型科学家既懂得科学，也懂得工程，因此能够在科学中作出理论上的推进，以解决工程问题。换言之，他们将是系统的理论家——首先是工程系统，然后是异质性的军事研究系统，再往后，是社会系统。

从1955年至1978年，钱学森从事了一系列巩固其民族科学英雄地位的项目：除其他成就外，他起草了奠基性的《建立我国国防航空工业的意见》，领导了大规模国防武器研发项目（火箭以及中程至洲际弹道导弹），为核导弹运载工具（1965年）的发展作出了贡献，并发起和指导了卫星项目（自1965年起）与载人航天项目（首次于1970年，后于1992年再次启动）。许多与导弹学和航天计划相关的中文术语都是他的创造，包括“航天”和“导弹”。通过这些大规模国防项目，钱学森早先关于中央设计局的观念以“总体设计部”的形式得以实现——例如1968年为中国的航天项目所建立的总体设计部。

二、思维科学

1978至1979年间，钱学森及其合作者——包括许国志、王寿云和乌家培——开始发表一系列重要论文，论证系统工程在管理从工厂到国家等复杂实体方面的合法性与优越性。如今处于完全不同的政治语境之中，且受制于邓小平的改革时代政策，钱学森及其同事将系统工程重新框定为一门可用于为政府提供咨询服务的科学方法。借用国防项目成功的政治资本与话语，“系统工程”被推广为集体领导的合适基础（呼应后毛泽东时代的政治改革），以及一种关于新的、最大效率治理方式的技术官僚愿景——“好、快、省”：妥善完成、迅速推进、经济节约。系统工程还将有助于构建最优化管理社会经济议题的系统，乃至从长远来看建设社会主义。在这一时期的出版物中，钱学森等人试图将他们主要在本土发展起来的科学方法，与泰勒主义、后勤学、运筹学以及线性与非线性规划等既有传统中的方法，以及诸如国际应用系统分析研究所等当代研究机构正在发展的方法，打包整合在一起。

对钱学森及其合作者而言，更重要的是开发一种以信息革命和数字计算机为基础的系统工程模型。在他们的理论化建构中，数字计算机之所以是军事、工业和农业项目的重要工具，是因为它们能够快速执行大量计算。然而，当涉及对社会总体性进行建模时，还必须满足更高的要求。在钱学森的思想中，社会不仅是一个复杂系统，更是一个复杂的“巨系统”（ju xitong），包含若干异质性的大系统作为其子组件。因此，需要动态规划、超级计算机和网络化的国家计算中心来执行这种复杂性所要求的计算。当时未被明言的是如何应对处理社会议题所需的那种特殊判断的问题。制造火箭的任务有着明确的目标、可执行的计划，并以效率和经济效益作为其成功衡量标准，但能否为建设社会主义或公正社会设计出类似的标准？计算机计算或许足够快速，但计算模型是否足够智能、足够有意义？钱学森的问题开始在系统工程与社会之间、定量分析与定性判断之间、大系统与巨系统的问题之间，逐渐浮现出来。

次年，他又提出了另一项新颖的研究课题：“思维科学”或“认知科学”（noetic science）。钱学森论证道，思维科学之所以必要，是因为存在着某些人类能做而计算机不能做的事情。这并非否认数学逻辑运算与算法执行完全可以承担许多人类技能，甚至某些相当深奥的技能；钱学森以中医为例来强调这一点——他提及了医学专家系统领域最近一项成功的实验，其中著名中医关幼波治疗肝病的方法被开发成计算机程序，据称其开处方的可靠性与关医生本人不相上下。钱学森推测，关幼波程序的成功证明了任何可以被形式化的东西都可以被计算。然而，当涉及计算机所不能做的事情时，他选择以国际象棋为例来说明他的观点——这在我们后AlphaGo时代看来或许有些奇怪，尽管钱学森选择这个例子是有充分理由的。他想到的是贝尔实验室的“贝尔”（Belle）——“深蓝”的前身——被阿纳托利·卡尔波夫击败的例子；对他而言，这个例子揭示了人类思维过于复杂，无法以现有的计算模型精确模拟。因此，他得出结论，人工智能研究应当致力于通过寻找形式化人类智能的方法来纠正这一缺席——从知识表征、查询、模式识别和机器学习的研究开始——并敦促中国科学家立即着手研究这一问题。

重要的是，思维科学并不等同于人工智能或认知科学。它应被理解为一门母学科，其范围相当于数学、控制论或信息学，并且需要一个比单独研究机器思维或人类思维更具雄心的研究计划——根据钱学森的观点，这一研究计划将包括神经心理学、语言学、文献学、逻辑学的诸多分支以及算法的开发。换言之，思维科学将涵盖为理解如何向数字计算机或更确切地说向计算系统形式化人类思维所需的一切。对钱学森而言，将思维科学与人工智能研究区分开来的，是一个类似于“启示”（inspiration，钱学森偏好的英文对应词）、“直觉”（intuition）与“创造力”（creativity）相结合的概念：“灵感”。灵感的运用要求在思维过程中 inseparable 产生一种“飞跃”，从而产生质上不同的结果。他推测性地问道：“要是有一天思维科学发展到我们能够理解创造力的规律，并能将思维飞跃的方法教给我们的学生，那该多好啊？”

如果说灵感对形式化提出的挑战揭示了二十世纪晚期人工智能研究范式何以在形式化方面捉襟见肘，但它终究只是钱学森所关注的那个顽固不化的认识论领域的其中一个方面。另一个方面是身体之“气”——在气功修炼中培养的呼吸或生命能量——这是钱学森着迷的对象，后来也导致了他被批评为支持伪科学。尽管气由于具有准物理现象的地位，对与思维科学的相关性不如灵感那么直接，但灵感和气都指向一个更普遍的观念：人的“潜力”——“潜能性地”或“潜在地”——某种尚待理解的东西，而对钱学森来说重要的是，尚待形式化的东西。因此，思维科学必须装备更为广博的“定性形式化”方法，以便钱学森归因于灵感和气的飞跃能够与更具逻辑性的人类思维方面一起，被形式化并使之可被计算处理。

在其著述中，钱学森继续以多种有时略有矛盾的方式阐述这种人类思维中的划分。他认为思维可以划分为“逻辑思维”与“形象思维”。形象思维 can further be divided into 一个可形式化、可机械化的部分，以及一个必须托付给思维科学来解读的部分。可形式化、可机械化的部分，例如，对应于形象思维的一个原始阶段，如儿童所具有的那种，这正是当时模式识别研究正在处理的课题。随着经验和知识的积累，成年人（尤其是科学家）在艺术的熏陶下，能够将基本的形象思维发展成为一种更高级的能力，钱学森称之为“直感”——即洞察力。一位经验丰富的科学家能够迅速解决儿童无法解决的问题，正是因为具备这种洞察能力。然而，洞察力在技术上是可以解释的：解决了问题之后，科学家可以轻松地反思自己的思维过程，并给出其方法的可游戏描述。因此，洞察力是可形式化的，但仅限于回顾性地形式化。

在形象思维和逻辑思维两者之上，还有灵感，钱学森偶尔谈及它时将其归于无意识的范畴。灵感强烈而短暂，是一种顿悟时刻，其机制仍属未知。

尽管有这些细微差别，钱学森研究背后始终存在的基本二元对立是人类思维与机器思维。人们若假定钱学森的优先项偏向前者，这是可以原谅的，而且若对其著作仅作表面阅读，他几乎看起来像一个人文主义者——如果不是休伯特·德雷福斯式的海德格尔主义者的话——因为自二十世纪七十年代起，他每次评论人工智能时，都会无一例外地提及一种不可计算的人类潜能的存在。然而，如果我们继续追溯其思想的谱系——追随他从理论物理学家到控制论学家的转变，经由运筹学，到他后来试图开发一种基于计算机的社会工程形式——钱学森的著作显示出一种明显的倾向，即偏向后者。无论他对灵感如何赞颂，灵感始终是在与机器思维的对立中被负面定义的。

三、智能机器

二十世纪八十年代初，钱学森开始批评他所认为的同时代人工智能研究缺乏理论工作——而他所希望提供的，正是以其思维科学来填补的。钱学森对理论的理解是微妙的，类似于他对工程控制论的理解：他认为理论占据着形式化和/或数学原理与工程实践之间的一个中间层次。在评论一篇关于人工智能认识论的中文文章时，钱学森质疑其仓促：“我们还没有理解人工智能本身，怎么能指望对它进行哲学化呢？”在回复李泽厚寄来的一篇逻辑学家王浩关于直觉思维与形式思维的论文时，钱学森难掩其失望之情。王浩是机器定理证明的先驱。钱学森的回复发人深 storefront 不屑一顾：他告诉李泽厚，王浩的分析性处理不过是他所谓的“空谈”，因为王浩对形式（钱学森将其等同于他自己的逻辑思维概念）和直觉（他将其等同于形象思维）的讨论并未触及它们的真正本质；钱学森写道，真正本质应当源于马克思主义实践的概念（他将其等同于“事实”）——可能指的是他自己对经验和知识作为专家直感