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文 | 王晓宇
1、视角/视野
假设我们能看见原子,那么我们周围的世界都将像下图一样,到处充斥着不同属性的原子。
而当我们用更粗略的分辨率观察世界,事物逐渐具有了一些特征。如下图:
最后我们用人类视角去看世界,就能看到司空见惯的事物:
上面是纪录片《地球故事》中的3张图片。
第一张图是蜘蛛丝的原子结构渲染图。
随着视角分辨率的变化,我们对世界的认知将完全不同。
假如我们看到的是一个个原子,那我们如何分辨哪些原子是蜘蛛,哪些原子是蜘蛛的食物呢?
但是以人类视角,我们可以轻易分辨一只蜘蛛,一片落叶,一棵树,一个行星。
让我们来看看,人类大脑是怎么做的。
2、大脑希望发现整体
把庞大的感官信息组块成少量的整体,有助于加快思维速度。
这对我们的祖先适应复杂环境有巨大的帮助。所以人脑非常善于发现整体。
不过即使没有整体,人眼和大脑也会尝试创造整体。
以上图为例,你看到的可能是4组图案, 每组包含2个点,而不是8个孤立的点。
大脑希望把距离相近的两个点看成一个整体。(思维中的对象少了一半,记忆和思考都更加简单)
在上图中你会发现一个并不存在的整体:一个纯白色的三角形。
这个白色三角形纯粹是由你的大脑构造出来的。
大脑希望把3个缺口视作同一个白色物体的3个角,它挡在了3个球形的前面。
上面两个例子展示了人脑的知觉整体性。
知觉整体性的形成不是随随便便的,而是遵循着一定的规则,曾有人总结出几条定律:
(1)接近律。在空间、时间上彼此接近的部分容易被人知觉为一个整体。
(2)相似律。物理属性(强度、颜色、大小、形状)相似的个体易被知觉为一个整体。
(3)连续律。具有连续性或共同运动方向等特点的客体,易被知觉为同一整体。
为什么大脑希望寻找整体呢?
因为把信息组块,视作整体后,可以减少思考的概念体数量。
大脑的负担减小了,就能更快的做出反应。
所以识别整体的能力越强,越容易在恶劣的野外环境中存活。
知觉整体性的实用性
在野外环境中,符合接近律、相似律、连续律的像素点,通常确实属于同一个物体。
大脑对天然物体的识别是非常准确的。所以我们可以把接近律、相似律、连续律作为判断是否是一个整体的标准。
然而这个标准只是经验标准,缺乏哲学角度的思考。如果在某些人造环境中人眼就很容易出错。
下面我们思考一个虚拟情境中的问题。
3、推火车的人
假设:图片中人和火车的移动速度相同,方向相同。
人手和车的距离是0,但是并没有产生压力。你会看见人和车紧挨着,一直向前移动。我们会否把美女看成是推火车的人呢?他们是否能组成一个小整体呢?
一些人会觉得因为人并没有给火车施加推力,所以人没有推车,他们只是分别向前移动着。
也有人觉得既然人和火车的速度一样,那么他们就会一直紧挨着向前走,他们的相对位置是稳定的,这又很像是一个整体的特征。
似乎这里陷入了僵局,谁也没法说服谁。
然而假设我们可以对人和车进行影响,例如我们给火车施加一个力,让它的速度逐渐加快。我们也可以改变轨道的方向,让火车不再沿着直线前进。
我们观察当火车的运动状态被外力改变后,后面的人是否仍然可以紧挨着火车移动。
如果人和车分离了,那么显然他们不算组成了一个系统。
如果人和车的相对位置能保持不变,那么虽然人和车直接没有产生推力,但是一定有什么我们没有发现关联,使他们能够保持这个相对结构。那么我们可以说他们组成了一个系统(整体)。
当我们引入了外力,这个看似无解的问题变得非常清晰。
例如一块木板,我们对其一端施加推力,木板的各个原子通过相互作用,使木板整体上进行旋转和位移,木板每个位置的原子相对于木板的位置基本没有变化。所以我们会把一块木板看作一个整体。
当李小龙把一块木板踢成两截,我们再对其中一截施加推力,另一截不会再做出反应。两截木板的相对关系将不再稳定。这时候一个整体分裂成了两个。
我们这样定义整体:作为一个整体的部件,能够对外界的影响共同做出反应,保持各个部件的关系不会消失。这些部件就是一个整体。(外力不止是物理作用力,这里指的是整个环境对整体产生的所有种类的影响。)
依据这个定义,我们可以清晰的辨别哪些部分可以组成一个整体。
一块石头,我们对其施加力,整个石块都会被移动。石块的各个部分的相互位置并无变化,所以石块是一个整体。
一辆汽车,我们对其施加外力可以推动整个汽车。我们也可以开动汽车,汽车会整体移动,并不会出现车门和车轮分离的情况。这辆汽车是一个整体。
还有一些是由信息联系起来的整体。他们之间并没有物理作用力。这种关系也比物理作用力更为松散。
例如一家银行,组成部分包括所有员工和所有办公用品。当央行下发一个命令,这家银行的一些员工会层层联系,并使用银行的打印机打印出文件,并进行对应的工作任务。而不管银行员工如何行动,他们之间的组织架构是维持不变的。这也是一种形式上的整体概念。
还有世界上的电话网络也形成一个整体。他们之间通过信号把各自链接进入网络。一个客户打电话的行为,会通过路由和各种计算传达给另一个电话。整个电话网络可以对外界影响做出反应。而本身的结构也是维持不变的。
我们可以看到整体的内部大致分为3种关系:
物理关联:通过物理作用力形成的整体,例如一块木板。
机械关联:通过机械结构形成的整体,例如一台拖拉机。
信息关联:通过信息交互形成的整体,例如银行、电话网络。
前两种都很好理解,唯有信息关联需要更多的讨论。一直有一个亟需讨论的核心问题:什么是信息?
4、信息与物质
在草船借箭的故事中,大雾天气导致曹操选择射箭,而不是出兵杀向诸葛亮。大雾中出现敌军,这个信息最终对数十万大军的行为产生了绝对性影响。
若隐若现的船只被曹操斥候看到,这就是诸葛亮一方对曹操一方所有的物理影响。光线进入眼睛产生的动量微乎其微,却决定了一场战役的最终结果。这其中显然有超过物理作用的影响机制。这个机制就是智能体对信息做出的各种反应所引起的。
上图是一只草履虫,黄点是糖份物质。
粘着在草履虫体表的糖份进入草履虫内部,引起草履虫内部的化学物质和电位变化,最终联动到草履虫的鞭毛。是草履虫整体向糖份更多的方向移动,这是一个比较清晰的物理运行的结果。
然而最终效果是草履虫向糖份浓度高的方向移动。“糖份浓度”的“高低”又很像是一种信息。
我们仔细的检视:
草履虫一开始只能接触到体表的糖份,之后它决定向下移动,然后到达了很多之前没到过的位置。
而这些之前未到达的位置的糖份浓度,就是它一开始需要的“信息”。
物理层面,草履虫体表接触到糖份,并且体表下方接触的糖分子更多。
信息层面,草履虫获取了“信息”:下方区域的糖分子更多。
猜测一个局部地区的属性值是一个更大范围地区的属性值,这是草履虫获取“信息”的方法。这个信息不一定是正确的。也许下方区域实际没有一个糖分子。
同样的角度,为什么我们经常把“光”当做信息呢?
光本来也是物质。光线的物理反应只带来感官神经的电位变化和生化变化。
人眼接收物体表面反射出的光线后,会在脑海里激活这个物体概念。我们的感觉是我们看到了在那里有一个物体。我们脑中认为那个物体具有一定的位置,大小,厚度,材质,温度,动作,等等属性。
位置、大小、厚度表示组成物体的原子的空间属性。
质量表示组成物体的原子质量和数量。
温度表示组成物体的原子的平均运动速度。
浓度表示组成物体的某种原子所占的比例。
某个人的动作、表情等等表示这个人的体态属性。
某家银行的现金存款数额、贷款信息,都是这家银行的属性。
这些整体的这些属性值,就是“信息”。
信息依托于物理作用传达给智能体。
光线信息也可以是假的。我们看电视上所有画面,都只是液晶像素发的光。我们看到的物体画面之后都没有这个物体的实体。但是我们获得的信息可能又是真实的,例如实况转播和新闻录像。
语言文字也是一种特殊的信息。它的信息内容来自其他智能体对已知信息的编码。这很像上面电视的例子,实况转播传递的是某个足球场里正在发生的真实事件。
5、整体论与古希腊原子论的关系
整体论中所有整体都是由部件构成,每个部件又可以看成一个整体,可以继续向下分。
可以想见,到最后总会出现无法再分的情况,这个无法再分的整体就是古希腊哲学的“原子”概念。
然而整体论和古希腊原子论的区别在于:整体论更关注原子组成的整体,以及整体组成的整体,层层向上组块。直到非常宏观的整体,例如宇宙。
每当出现一个宏观层级的整体,这个整体就会多出一些它各个部分所不具有的属性。例如单个氧气分子只有速度属性,而把空气看成整体就多出了“温度”这个属性。(很多宏观整体的属性来自于其部件属性的统计量。)
而整体论中提到的信息:有不可分原子的属性;也有各种宏观整体额外多出来的那些属性。而不可分原子的属性极少。整体的额外属性是数量极其巨大的,几乎是无穷尽的。整体论的研究重点正是各个宏观层级的整体。这就是整体论和古希腊原子论的区别。
这篇文章希望提出一个清晰的对“整体”的定义,以及阐述识别整体对认识世界的意义。疏漏之处在所难免,希望能和大家共同探讨。
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