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意識研究/哲學問題/機器意識

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來自華夏公益教科書
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基本資訊與資訊系統理論

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當一個物理物體與另一個物體相互作用時，就會發生“狀態”變化。例如，當一束白光（包含完整的顏色光譜）從藍色表面反射時，除了藍色之外的所有顏色都被吸收，光線從白色變為藍色。當這種藍光與眼睛相互作用時，它會導致藍光敏感的錐體發生化學狀態變化，這會導致錐體的膜發生電狀態變化等等。一個系統可以擁有的可區分狀態的數量就是系統可以編碼的資訊量。

每個可區分狀態都是一個資訊“位”。二進位制符號“1”和“0”有兩個狀態，可以用來編碼兩個資訊位。

二進位制系統很有用，因為它可能是最簡單的資訊編碼方式，任何物體都可以表示一個二進位制“1”。在電子數字系統中，一個電脈衝代表“1”，而沒有脈衝則代表“0”。這些脈衝可以用來將資訊從一個地方傳輸到另一個地方。將資訊從一個地方傳輸到另一個地方的事物被稱為“訊號”。

資訊透過狀態變化進行編碼，這些變化可以隨著時間的推移而發生，也可以作為空間三個方向上的密度、溫度、顏色等的變異而發生。本頁上的文字是在空間上編碼的。

有趣的是，我們口頭交流使用的是狹窄的聲波頻段。這有利於資訊的時域編碼，換句話說，語音很大程度上是一維符號流。在視覺、本體感覺、聲音定位以及其他一些感官中，大腦使用空間資訊編碼，以及隨時間的編碼。

一組資訊的重新排列或替換，使部分或全部原始資訊以另一組狀態的形式編碼，被稱為“處理”。執行這些操作的裝置被稱為“資訊處理器”。大腦主要是資訊處理器。

一般來說，資訊系統具有換能器，可以將世界中的訊號狀態轉換為印在另一個載體上的訊號，然後將這些訊號進行各種處理並存儲起來。

大腦中的空間編碼通常保留感覺域中相鄰事物的關係。這使得可以編碼刺激的形式（幾何形狀）。

大腦中的資訊傳遞沿許多平行的“通道”進行，每個通道內部以及通道之間都會發生處理。任何時刻的現象意識都包含一系列同時（平行）發生的事件。經典過程需要時間，因此現象體驗在任何瞬間都可能是過程的同步輸出，而不是經典過程本身。

分類、符號、意義、關係、上位性等

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一個符號是一個符號，符號的組合，例如一個詞語或詞語的組合。一個指稱是“…符號所指稱的事物，它可以被稱為符號的指稱”（弗雷格，1892）。陳述和概念通常表達指稱之間的關係。

陳述的意義不僅取決於其中的簡單指稱，例如“啟明星是金星”在指稱方面是正確的，但在晨星和金星的意義方面卻值得懷疑，因為晨星是早上看到的金星，而金星是晚上看到的金星。因此，“晨星”這個表達的意義取決於“金星”和“早上”這兩個指稱，以及其他聯想，如“日出”、“薄霧”等等。

每個符號都與許多其他符號相關聯，正是這些關係組構成了一個符號或一組符號的意義。關係是事物之間的關聯。可以抽象地理解為“什麼在什麼旁邊”。關係發生在時間和空間中。當球彈起時，球與地板的撞擊改變了球的方向，因此“方向”與“撞擊”相關，球是圓的，因此“球”與“圓”相關。例如，早晨緊挨著晨星出現，因此“早晨”和“晨星”是相關的。關係是允許分類的連線。

根據資訊的物理概念，所有抽象符號都是訊號的物理狀態，只有當它們與物理事物相關聯或只與另一個符號相關聯時才被認為是抽象的。將抽象概念視為包含其他具體事物的具體事物的過程被稱為實體化。

可以有意義但明顯沒有指稱的陳述。正如弗雷格所說，“距離地球最遠的 celestial body”這個詞語有意義，但可能沒有指稱。可以有尚未獲得任何成員或沒有成員的類別。從物理意義上來說，一個特定的類別是一個指稱特定狀態或狀態集的符號。類別可以是任意的，例如“大物體”是指所有長度超過一米的物體。類別和集合非常相似，有時集合被定義為一個屬於另一個類別的類別。自 20 世紀中期以來，“集合”這個詞語在學術出版物中基本上取代了“類別”這個詞語。

一個集合的內涵是它的描述或定義屬性。一個集合的外延是它的成員或內容。在數學中，一個集合僅僅是它的成員或外延。在哲學中，人們對給定描述如何能描述不止一個事物的討論很多。換句話說，一個內涵可以有幾個外延。“桌子”這個詞語所指稱的事物的集合具有“腿”、“平面”等等的屬性。“桌子”的外延是所有物理桌子。“桌子”的內涵也可能包括“凳子”，除非對“桌子”的屬性有進一步的澄清。內涵是標識外延（集合的原始成員）的函式，從屬性中標識。

分類是由資訊系統以及神經系統的 資訊處理部分完成的。一個簡單的分類是根據一組規則對符號進行排序，例如，一個簡單的排序根據字母順序對詞語進行分類。視覺系統中存在許多分類系統，例如，當看到特定方向的線或特定面孔時產生單個輸出的神經元排列等等。識別事物屬性和特性的過程通常被稱為過濾器。

過濾器的輸出成為集合的屬性，並指定集合之間的關係。這些關係儲存在計算機中的地址指標中，或儲存在神經系統中的連線中。

內涵使用這些屬性和關係來識別世界中屬於該集合的事物。顯然，過濾器越具體，內涵越準確。

資料庫是符號的集合。完全關係型資料庫是按相關集合排列的資料庫，所有關係都由指標或連線表示。在傳統使用中，關係型資料庫類似但更復雜，避免了冗餘關係和浪費儲存空間。傳統的 relational databases 遵循“Codd's laws”。層次資料庫只包含從分類層次結構的頂部向下指向的指標。事件和持久物件也被稱為實體，與實體相關的過濾器輸出被稱為實體的屬性。在實踐中，一個系統需要一個事件過濾器來記錄一個實體（在計算機系統中，事件過濾器通常是一個單一的資料輸入表單，屬性使用螢幕上的框來接收輸入型別）。

在資訊系統設計中，有許多方法來表示分類層次結構，最常見的是實體圖，它假設一個實體的屬性定義了它，並且與表示該實體的符號一起物理儲存。這種相鄰儲存純粹是為了方便地管理儲存空間，並減少現代計算機檢索所需的時間。

過濾器包含不同複雜程度的處理代理，從簡單的排序過程到“智慧”過程，如程式和神經網路。在資訊處理器之外的世界中也可以安排過濾器。例如，一臺自動文字閱讀機可能會翻閱一本書的頁面來獲取特定頁面。一個人可能會撫摸一個物體以確認其紋理是否與其看起來一樣，等等。

科學家經常使用外部感測器和過濾器來進行分類。例如，質譜儀可用於提供有關物品原子組成的詳細資訊。外部過濾器使我們能夠區分在其他方面相同的事物（例如兩種水性化合物 XYZ 和 H2O），或獲取生物感測器（如眼睛和耳朵）無法觀察到的特性。科學家加上他的儀器是一個單一的資訊系統。在實踐中，一個集合的指示物是透過對世界應用感測器和過濾器並在關係型資料庫中查詢結果來確定的。如果結果是原始集合，則找到了指示物。一個複雜的系統可能會應用“模糊邏輯”或其他方法來分配一個物體真正屬於一個特定集合的機率。

還可以根據時間關係對資訊進行分類（即：啟動汽車發動機與汽車駛離相關）。在一個資訊系統中，來自“啟動發動機”過濾器的輸出可能先於來自“開始移動”過濾器的輸出。在資訊系統設計中，涉及事件序列的程式可以像資料一樣以分類結構的形式進行排列；這種技術被稱為結構化程式設計（尤其是 Jackson 結構化程式設計）。

與單個實體相關的層次結構通常一起儲存為物件，產生的資訊處理被稱為面向物件程式設計。原則上，一個完全關係型資料庫將包含結構化資訊系統中使用的所有物件。在第三部分，描述了大腦中相關功能的儲存和順序檢索。

(McCarthy 和 Hayes (1969)) 指出，一個與環境互動的資訊處理器將不斷改變其所有分類（如位置等），以及關於世界的理論（預測世界的結構化程式）。在一個序列處理器（如具有單維磁帶的圖靈機）中，世界上變化的存在會給機器帶來沉重的負擔。在一個並行處理器（如生物神經網路）中，重新分類應該是直觀的。適應資訊系統以適應世界變化（其中大部分對系統執行的過程影響很小）的問題被稱為框架問題。框架問題通常以如下形式陳述：“如何編寫描述行動效果的公式，而無需編寫大量伴隨公式來描述這些行動的平凡、明顯的非效果？”（Shanahan 2004）。

Chalmers(1996) 引入了初級意涵和次級意涵這兩個術語。初級意涵是高階描述，其中集合的屬性可能不足以在物理世界中指定集合的內容。例如，術語“水性”可能指定幾種具有不同成分的液體。次級意涵是特定的，因此它適用於世界中的一種物質（H2O）。在資訊系統中，由於過濾和分類不足，初級意涵與次級意涵不同。（有關 Putnam 的孿生地球思想實驗的詳細資訊，請參見下面的註釋）。

將關係型資料庫中專案的屬性和關係與世界中的專案匹配的問題涉及上位性問題。上位性發生在資料庫中專案的屬性和關係與應用於專案的過濾器的輸出相同的時候。換句話說，在一個資訊系統中，資訊不會直接上位於事物，它上位於從事物中獲取的資訊。Chalmers 用資訊系統方法可以理解的術語描述了上位性。

“如果兩個可能的狀況在 A 的屬性方面相同，而在 B 的屬性方面不同，則 A 的屬性上位於 B 的屬性（引自 Chalmers 1996）。”

就資訊處理而言，屬性是從感測器獲得的狀態變化，這些狀態變化會受到過濾器的分類。如果一個預測程式正確地識別了始終發現的集合和集合序列，則該程式的屬性將上位於應用於物件的感測器的輸入。

資訊理論與物理主義一致。哲學家創造了物理主義這個術語來描述這樣的論點：只有物理事物。在標記物理主義中，每個事件都被認為是物理事件，在型別物理主義中，心理事件的每個屬性都被認為具有與物理事件相對應的屬性。標記物理主義與資訊理論一致，因為每一位資訊都是物理基質的排列的一部分，因此是物理事件。如果認為心理事件也是基質的排列，那麼型別物理主義將與資訊理論一致。有時有人認為抽象的心理實體的存在意味著標記物理主義與型別物理主義不對應。在資訊理論中，抽象實體將是基質排列的資訊派生集合。因此，資訊理論不區分型別物理主義和標記物理主義。

讀者應注意，上位性存在大量文獻，這些文獻沒有強調資訊是如何體現和表徵的。（刪除這些限制將導致非物理的資訊理論）。

人們有時會問，包含如藍色之類的顏色定性的意識體驗是如何上位於物理世界的。就資訊系統而言，這個問題是顛倒的：藍色很可能是一個物理大腦中的現象——它肯定與資訊系統中儲存位的排列不同。這個問題應該改為“什麼物理理論上位於與藍色現象相關的訊號中的資訊？”

簡單的答案是，目前還沒有關於藍色體驗的物理性質的公認描述（不過有幾種理論）。一個常見的錯誤是說藍色的定性的次級意涵是已知的——事實並非如此，電磁輻射或光的吸收的物理基礎在一定程度上是已知的，但這些幾乎肯定不是體驗“藍色”的物理基礎。藍色定性可能是一種具有狀態的特定基質，而不是廣義基質上的編碼狀態。

資訊是底層基質或載體的模式和狀態，這讓我們產生了一些令人興奮的問題，例如：僅僅作為資訊本身，而不是僅僅作為資訊所施加的資訊，是什麼感覺？只有特定的基質才能構成意識體驗嗎？我們如何將這種體驗的屬性與關於物理世界的資訊聯絡起來？

資訊的基質不屬於訪問意識的問題，訪問意識處理資訊從一個地方流向另一個地方的問題。

Frege, G. (1892) On Sense and Reference. http://en.wikisource.org/wiki/On_Sense_and_Reference

Pruss, A.R. (2001) The Actual and the Possible. in Richard M. Gale (ed.), Blackwell Guide to Metaphysics, Oxford: Blackwell. http://www.georgetown.edu/faculty/ap85/papers/ActualAndPossible.html

Menzies, P (2001). Counterfactual Theories of Causation. Stanford Encyclopedia of Philosophy http://plato.stanford.edu/entries/causation-counterfactual/

McCarthy, J. and Hayes, P.J. (1969), "Some Philosophical Problems from the Standpoint of Artificial Intelligence", Machine Intelligence 4, ed. D.Michie and B.Meltzer, Edinburgh: Edinburgh University Press, pp. 463–502.

Shanahan, M. (2004) "The frame problem". Stanford Encyclopedia of Philosophy. http://plato.stanford.edu/entries/frame-problem/

過濾器的構建：貝葉斯和神經網路模型

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這是一個存根，需要擴充套件

定性和資訊

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資訊普遍性的問題由幾個“思想實驗”來解決，這些實驗將在下面描述。

“意涵”問題在 Putnam 的孿生地球思想實驗中得到了解決，該實驗在上面已經討論過，但將在下面更詳細地介紹。

缺失和逐漸消失的定性

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缺失定性

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Block (1978) 認為，許多不同的系統可以執行相同的功能。例如，如果中國的人口配備了通訊裝置和一套規則，他們可以執行幾乎任何功能，但他們會有定性嗎？該論點考慮了這樣一個事實：處理資訊的系統可以用多種材料構建，並詢問這些系統是否也會有定性（參見下面的插圖）。

這種論點在考慮計算裝置的物理結構時也會出現，例如，可以利用滾動的鋼珠來構建一臺計算機器。鋼珠在某一時刻是否會擁有“藍色”的屬性，然後隨著一顆鋼珠移動到另一個位置而擁有“紅色”的屬性？鋼珠的排列真的可以擁有屬性，還是根本沒有？功能主義的支持者有責任解釋為什麼以 O O OOO 方式排列的相同鋼珠可以是紅色的屬性，而以 OOO O O 方式排列的鋼珠可以是藍色的屬性。他們還必須考慮到康德的“手性問題”：從後面看， OOO O O 的鋼珠看起來像 O O OOO。作為事物排列的紅色和藍色，根據觀察點會是相同的。當處理器本身就是鋼珠時，它怎麼可能有觀察點呢？

褪色的屬性

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Pylyshyn (1980) 提出了一個思想實驗，在這個實驗中，人腦逐漸被合成元件替換，並詢問在替換大腦的過程中意識會發生什麼。

Chalmers (1996) 從功能組織的角度深入探討了這個問題。(即：考慮用執行相同功能的元件替換生物元件)。論點很簡單：如果現象意識是由於功能組織造成的，那麼用複製功能的人工部件替換生物部件應該可以讓現象意識繼續存在。

但是，假設現象意識不是由於功能組織造成的。那麼我們應該期待什麼呢？

Chalmers 認為，意識不可能在替換大腦的過程中突然消失，因為功能可以分階段逐步替換，因此除非屬性可以存在於大腦中的某個特定的小地方，否則 **消失的屬性** 將被排除。

Chalmers 考慮了 **褪色屬性** 的另一種想法，在這種情況下，緩慢替換部件會逐漸降低體驗。這種“褪色”是用屬性從紅色褪色到粉紅色，以及總體體驗越來越與世界脫節來描述的。Chalmers 駁斥了褪色屬性的想法，理由是人們除了在病理情況下外，沒有非正常體驗，比如顏色褪色。更具體地說，他認為，由於直觀地認為可以設計出矽植入物來代替大腦的原始物質在任何相關功能角色上的作用，因此我們可以合理地假設，在碳-矽轉化過程中，有機體的功能狀態，包括其所有注意到和報告其體驗的傾向，都可以得到儲存。因此，荒謬的結果應該是：一個屬性已經明顯褪色的生物繼續報告它原本的樣子；而沒有注意到變化。

Crabb (2005) 認為這個論證中存在隱藏的假設，一旦這些假設被揭示，就會發現想要的結論是毫無根據的。因此，讓我們考慮一下在矽植入過程中，人的功能狀態可以得到任何相關方面的儲存這一假設。這種情況很有可能發生。當然，我們沒有先驗的理由來排除這種可能性；因為技術肯定可以用來實現我們想要的任何功能狀態。原則上，那麼，我們只需要能夠儲存諸如注意到和報告原始屬性等功能特徵。但是，正如 Crabb 所觀察到的，在存在 *嚴重褪色* 的屬性的情況下，發出這種報告的荒謬之處取決於另一個假設；即在植入過程中，注意到和報告的功能以這樣一種方式得到儲存，我們仍然會期望注意到和報告保持相當準確。Chalmers 完全忽略了這一要求。實際上，他是在迴圈論證。他認為，在原始功能狀態存在的情況下，褪色屬性的可能性很小，因為有意識的生物往往會相當準確地追蹤它自己的意識狀態。為什麼？因為在植入過程中儲存原始功能狀態，是保持主體追蹤忠誠度所必需的。我們怎麼知道這一點？因為總體而言，確實可以說有意識的生物能夠在注意到和報告方面追蹤自己的意識狀態。簡而言之，他是在說，在功能狀態完好無損的情況下，屬性不可能褪色，因為一般情況下，這種情況根本不可能發生。

考慮以下例子。原始的人類主體喬一開始看到紅色物體，並體驗到鮮豔的紅色屬性。他報告說它們是紅色的。然後，一位邪惡的科學家在喬的視覺皮層和他的語言中樞之間植入了一個裝置，該裝置有效地覆蓋了視覺皮層 *紅色區域* 的輸出，並確保無論從體驗上來說，喬都會報告說他的屬性是鮮豔的。我們可以假設在 *注意到中樞* 也進行了類似的干預，無論那是什麼。那麼，喬可能會繼續注意到和報告鮮豔的屬性，即使他自己的屬性已經嚴重褪色。現在，Crabb 的問題是：為什麼 Chalmers 會假設他設想的一個接一個的矽替換不會允許這種注意到和報告的不忠實？除非他能夠提供一個合理的理由，否則他對喬和他褪色屬性的思想實驗根本行不通。當然，功能狀態可以在矽替換過程中得到儲存，但我們沒有理由認為注意到和報告的忠誠度也能得到儲存。因此，沒有推斷出任何荒謬的情況，因此沒有理由拒絕褪色屬性的可能性。

在替換過程中的某個階段，合成部件本身可能擁有足夠的資料來識別物體及其屬性，因此體驗就像盲視一樣。主體可能會驚訝地發現主觀視覺正在消失。然而，Chalmers 否認新的信念，比如對新狀態的驚訝，是可能的。他說：

"物理系統中的任何東西都無法與這種驚訝相對應。沒有空間容納新的信念，比如“我什麼也看不見”，新的願望，比如想要喊出來，以及其他新的認知狀態，比如驚訝。物理系統中的任何東西都無法與這種驚訝相對應。"

基於新的信念的可能性，Chalmers 認為褪色屬性是不可能的。然而，他又一次沒有解釋為什麼他認為原始的信念集可以得到保留，而且是以儲存信念和報告忠誠度的方式保留。

儘管有這些反對意見，但根據 Chalmers 的說法，如果褪色屬性沒有發生，那麼屬性也必須存在於“機器人”中，一個完全合成的實體，因此 **不存在的屬性** 也不會發生。因此，機器人應該是有意識的。他用褪色屬性論證結束，並指出它支援他的理論，即意識來自於 *組織不變性*，即以特定方式組織的特定功能集。

"不變性原則本身與唯我論的論點相一致，即我的組織產生了體驗。但是，我們可以想象我對我的組織進行逐漸的改變，就像我們想象對我的身體構成進行逐漸的改變一樣，在這期間，我對我的體驗的信念基本上會得到保留，我仍然是一個理性的系統，等等。由於與上述類似的原因，似乎很有可能，意識體驗會在這種轉變中得到保留。"

對此的回應現在應該很明顯了。究竟是什麼構成了“保持一個理性的系統”？如果它意味著儲存注意到和報告的忠誠度，那麼隨之而來的是，喬的屬性不會褪色。但這種蘊含沒有獨立的支援。假設喬的屬性會褪色仍然是完全合理的，因此，他最終會錯誤地將自己褪色的屬性報告為鮮豔的唯一方式是透過 Crabb 所描述的那種忠誠度下降。

Chalmers 指出，如果屬性是附帶現象，而不是由於功能組織造成的，那麼論證將是錯誤的。這一點相當不幸，因為它使論證成為迴圈論證：如果假設意識體驗是由於功能組織造成的，那麼論證表明意識體驗是由於功能組織造成的。附帶現象意識或看似附帶現象意識的作用，將哲學家帶回了變化的問題，在這個問題中，意識似乎不是變化（功能）所必需的，但變化似乎不可能沒有意識。

與褪色屬性論證相關的還有其他有趣的問題，例如：所有有機化學都可以被無機化學所取代嗎？如果不能，為什麼不能？如果資訊總是有物理基質，而意識體驗是該基質的排列，那麼如果基質被替換，意識體驗怎麼可能保持相同？在分子和原子相互作用的層面上，幾乎所有功能都涉及電磁場，如果在大腦細胞中，在細胞器尺寸以下的尺度上，相同的功能得到實現，那麼功能元素，比如電磁場，是否會發生改變？(即：替換是可行的，還是需要使用有機部件在小尺度上替換有機部件？)。

讀者可能已經發現，Chalmers 的褪色屬性論證與 Dennett 關於屬性不存在的論證非常相似。在 Dennett 的論證中，屬性被模稜兩可地與判斷等同起來，然後被認為是不存在的。在 Chalmer 的論證中，試圖將屬性與關於屬性的信念等同起來，以便它們能夠被功能主義理論所包含。

讀者可能還注意到，該論證透過使用微觀的漸進式替換，保留了大腦的形式。替換是 *同構的*，但它沒有解釋為什麼形式需要與功能一起得到保留。為了檢驗功能主義，論證應該允許每個替換模組具有任何大小，並放置在世界的任何地方。此外，函式應該是非同步的。但是，論證並非是對功能主義的簡單檢驗。如果形式很重要，為什麼它很重要？矽替換是否一定能夠實現與有機原始材料相同的四維形式？

Pylyshyn, Z. (1980) 機器人的“因果力”。行為和腦科學 3:442-444。

Chalmers, D.J. (1996)。有意識的心靈。牛津大學出版社。

Chalmers, D.J. 面對意識問題（以上內容的總結，參見 http://cogprints.org/316/00/consciousness.html）。

Crabb, B.G. (2005) “褪色和跳舞的屬性 - 移動和搖動論證”，Deunant 圖書

普特南的雙胞胎地球思想實驗

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哲學家希拉里·普特南在其重要的 1975 年論文《意義的“意義”》中提出了最初的孿生地球思想實驗，作為對後來被稱為語義外部主義的早期論證。從那時起，哲學家們提出了許多關於這個特定思想實驗的變體，這些變體可以統稱為孿生地球思想實驗。

普特南對該實驗的最初表述如下

我們首先假設在宇宙的某個地方存在一個與地球幾乎在所有方面都相同的星球，我們稱之為“孿生地球”。（我們還應該假設孿生地球的相關環境與地球相同；它圍繞著一顆看起來與我們的太陽完全一樣的恆星執行，等等。）在孿生地球上，地球上每個人的每個孿生體都存在。這兩個星球之間的唯一區別是孿生地球上沒有水。取而代之的是一種表面上完全相同但化學性質不同的液體，它不是由 H2O 組成，而是由我們簡稱為“XYZ”的更復雜的公式組成。孿生地球人稱他們的語言為“英語”，他們稱 XYZ 為“水”。最後，我們將思想實驗的日期設定在幾個世紀前，當時地球和孿生地球的居民沒有辦法知道他們稱為“水”的液體分別是 H2O 和 XYZ。地球上的人們對水的體驗，以及孿生地球上的人們對 XYZ 的體驗將是相同的。

現在問題出現了：當地球人，比如奧斯卡，和他在孿生地球上的孿生兄弟（當然，他在自己的星球上也叫“奧斯卡”。事實上，那個星球的居民必然稱他們的星球為“地球”。為了方便起見，我們將這個假設的星球稱為“孿生地球”，並將這種命名習慣擴充套件到居住在這個星球上的物體和人，在這種情況下，我們將奧斯卡的孿生兄弟稱為孿生奧斯卡，或托斯卡。）說“水”時，他們指的是同一件事嗎？根據假設，他們的大腦在分子水平上是相同的。然而，至少根據普特南的說法，當奧斯卡說“水”時，這個詞指的是 H2O，而當托斯卡說“水”時，它指的是 XYZ。這樣一來，一個人的大腦內容不足以決定他使用的詞語的指稱，因為我們還必須檢查導致他獲得這個詞語的因果歷史。（例如，奧斯卡在一個充滿 H2O 的世界裡學會了“水”這個詞，而托斯卡在一個充滿 XYZ 的世界裡學會了“水”這個詞。）這就是語義外部主義的基本論點。普特南以“意義不在頭腦中”這句話總結了這個結論。

就大腦中出現的物理資訊系統而言，這種哲學論證意味著，如果外部過濾器不足，資訊系統就會將 XYZ 與 H2O 混淆；它會得出它們是同一件事，在意義上沒有區別的結論。對於資訊系統而言，意義就在於系統分配的分類結構中。如果系統被提供更好的感測器和過濾器，那麼系統內就會出現新的意義。然而，對於資訊系統而言，“意義”不過是關係鏈，因為這是資訊的本質（即：任意載體的排列）。其他型別的意義將需要比簡單的資訊處理之外的現象。

在普特南的思想實驗中，世界可能不同，但如果大腦相同，個人的意義也相同。如果存在一種除了關係鏈之外的意義型別，普特南的實驗是否表明這種型別的“意義”是作為大腦中或身體之外世界的現象出現的？

普特南，H. (1975/1985) 意義的“意義”。在哲學論文，第 2 卷：心靈、語言和現實中。劍橋大學出版社。

反轉知覺論證

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我們每個人在面對視覺刺激時可能會體驗到不同的顏色，這眾所周知，約翰·洛克也討論過這個問題。特別是，光譜反轉的想法，即光譜被交換，藍色變成紅色等等，經常被考慮。然後人們會問，這種交換的主題是否會注意到任何差異。不幸的是，事實證明顏色不僅僅取決於光譜，還取決於色調、飽和度和亮度。如果顏色被反轉，所有的顏色軸都需要被交換，並且顏色之間的關係實際上仍然可以區分。

一些哲學家試圖透過提出關於知覺的問題來避免這種困難，而此時主體沒有顏色視覺。例如，人們會問，一個看到事物為黑白的人是否會看到與一個看到事物為白黑的人不同的世界。

這種討論被用作對行為主義的攻擊，認為無論西紅柿被看成黑色還是白色，主體對西紅柿的行為都是一樣的。因此，主體可以擁有獨立於行為的心智狀態。

布洛克（1990）將這種論證改編成一個反轉地球的場景，其中提出，一個主體前往另一個與地球相同的星球，但視覺知覺被反轉。他指出，行為會在反轉地球上與實際地球上相同。所有功能都相同，但心智狀態不同，因此得出結論，心智狀態不是過程。

查默斯（1996）透過假設缺失知覺和褪色知覺論證證明了他的組織不變性觀點來處理這種論證。然後他引入了意識體驗只存在於無持續時間的瞬間的想法，並指出，鑑於這些假設，一個人不會意識到紅色知覺被藍色知覺所取代。

“我的體驗正在從紅色切換到藍色，但我沒有注意到任何變化。即使我們多次翻轉開關，我的知覺來回跳動，我也只會繼續我的事情，沒有注意到任何異常。”

布洛克，N. (1990)。反轉地球，哲學視角，4: 53–79。

另見：布洛克，N. 知覺。 http://www.nyu.edu/gsas/dept/philo/faculty/block/papers/qualiagregory.pdf 伯恩，A. (2004)。反轉知覺。斯坦福哲學百科全書。 http://plato.stanford.edu/entries/qualia-inverted/ 舒梅克，S. (2002)。內容、特徵和顏色 II：一種更好的表徵主義第二懷特海德講座。 http://web.archive.org/20040306235426/humanities.ucsc.edu/NEH/shoemaker2.htm

知識論證

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關於知覺的大部分哲學文獻都圍繞著物理主義和非物理主義之間的爭論展開。1982 年，弗蘭克·傑克遜提出了著名的“知識論證”，以突出說明物理知識可能不足以描述現象體驗。

“瑪麗是一位才華橫溢的科學家，出於某種原因，她被迫透過一臺黑白電視機從一個黑白房間裡觀察世界。她專門研究視覺的神經生理學，並且假設她獲得了關於當我們看到成熟的西紅柿或天空時所發生的所有物理資訊，並使用“紅色”、“藍色”等術語。例如，她發現了哪些波長組合來自天空刺激視網膜，以及這如何透過中樞神經系統產生聲帶收縮和從肺部排出空氣，最終導致說出“天空是藍色的”這句話。（很難否認，原則上可以透過黑白電視獲得所有這些物理資訊，否則開放大學就必須使用彩色電視。）

當瑪麗從她的黑白房間出來或得到一臺彩色電視機時會發生什麼？她會學到什麼東西嗎？這似乎很明顯，她會了解關於世界和我們對它的視覺體驗的一些東西。但隨後不可避免地，她之前的知識是不完整的。但她擁有所有物理資訊。因此，還有更多的東西需要擁有，而物理主義是錯誤的。 傑克遜（1982）。

知識論證是一個範疇錯誤，因為對宇宙的描述，例如關於科學的資訊，是在紙上墨水等特定介質中的一組符號。這些符號提供了進行實驗和其他自然操縱的方案，並預測這些操縱的結果。自然操縱與描述如何執行這些操縱的符號集不同。科學資訊不是世界本身，物理主義的真假不受知識論證的影響。

如果將知識論證解釋為關於關於紅色本質的資訊是否足以提供我們稱為紅色的體驗的論證，那麼它就變得與意識問題更加相關，但它隨後就變成關於資訊處理器是否能夠有意識的辯論，這將在下面討論。那些對知識論證的全面討論感興趣的人應該查閱奧爾特（1998），尤其是與該參考文獻相關的連結。

機器和數字意識問題

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資訊處理和數字計算機

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資訊處理包括將狀態（例如影像的幾何形狀）編碼在載體上（例如電子流），然後將這種編碼狀態提交給一系列由稱為程式的一組指令指定的轉換。原則上，載體可以是任何東西，甚至是鋼球或洋蔥，執行指令的機器也不必是電子裝置，它可以是機械的或流體的。

數字計算機實現資訊處理。從數字計算機的早期開始，人們就認為這些裝置有一天可能會變得有意識。艾倫·圖靈是最早認真考慮這個想法的人之一。圖靈提出了圖靈測試，作為一種發現機器是否能夠思考的方法。在圖靈測試中，一群人會問機器問題，如果他們無法區分機器的回答和人的回答，那麼他們會得出結論，該機器確實能夠思考。圖靈的提議經常與意識測試的概念混淆。然而，現象意識是一種內部狀態，因此這種測試最多隻能證明數字計算機可以模擬意識。

如果技術人員在創造有意識的實體時僅限於使用數字計算原理，他們將會遇到與“強”人工智慧哲學相關的難題。術語強人工智慧由塞爾定義

..according to strong AI, the computer is not merely a tool in the 
study of the mind; rather, the appropriately programmed computer 
really is a mind (J. Searle in Minds, Brains and Programs. The 
Behavioral and Brain Sciences, vol. 3, 1980).

如果一臺計算機能夠證明強人工智慧，它不一定比一臺展示弱人工智慧的計算機在計算或解決問題方面更強大。

強人工智慧最嚴重的問題是約翰·塞爾的“中文房間論證”，它表明資訊處理器的內容沒有內在的意義 - 任何時候它們都只是一組電子或鋼球等。該論證的完整內容如下

“檢驗任何心智理論的一種方法是問問自己，如果我的心智真的按照該理論所說的所有心智運作的原理運作，會是什麼樣子。讓我們用以下思想實驗來檢驗施萊克程式。假設我被鎖在一個房間裡，並被給予了一大批中文文字。假設進一步（事實的確如此）我既不懂中文，也不懂中文口語，甚至不確定我能否認出中文文字是中文文字，而不是日語文字或毫無意義的塗鴉。對我來說，中文文字只是一些毫無意義的塗鴉。現在假設進一步，在我拿到這第一批中文文字之後，我得到了第二批中文文字，以及一組將第二批與第一批相關聯的規則。這些規則是用英語寫的，我理解這些規則，就像任何其他英語母語人士一樣。它們使我能夠將一組形式符號與另一組形式符號相關聯，而“形式”在這裡的意思僅僅是，我可以完全透過它們的形狀來識別這些符號。現在還假設，我得到了一第三批中文符號，以及一些說明，同樣是用英語寫的，使我能夠將這第三批的元素與前兩批相關聯，這些規則指示我如何根據第三批中給我的某些形狀，給出一些特定形狀的中文符號作為回應。我並不知道，給我這些符號的人稱第一批為“文字”，稱第二批為“故事”，稱第三批為“問題”。此外，他們稱我根據第三批給他們的回應中給出的符號為“問題的答案”，而他們給我的那一組英語規則，他們稱之為“程式”。現在，為了使故事稍微複雜一點，想象一下，這些人還用英語給我講故事，我能夠理解，然後他們用英語問我關於這些故事的問題，我用英語回答他們。假設，一段時間後，我變得非常擅長遵循操作中文符號的說明，而程式設計師變得非常擅長編寫程式，以至於從外部的角度來看 - 也就是從被鎖在房間外的某個人角度來看 - 我對這些問題的答案與中文母語人士的答案完全沒有區別。任何只看我的答案的人，都無法分辨出我一句中文都不會說。讓我們還假設，我對英語問題的答案，就像它們毫無疑問會一樣，與其他英語母語人士的答案沒有區別，因為我本身就是英語母語人士。從外部的角度來看 - 從閱讀我的“答案”的人的角度來看 - 對中文問題的答案和對英語問題的答案同樣出色。但是在中文情況下，與英語情況不同的是，我透過操作未經解釋的形式符號來產生答案。就中文而言，我只是像一臺計算機一樣行事；我在形式上指定的元素上執行計算操作。對於中文的目的，我只是計算機程式的一個例項。”

換句話說，塞爾認為，如果一臺計算機僅僅是鋼球或電荷的排列，那麼它的內容在沒有其他現象的情況下就毫無意義。布洛克 (1978) 使用了由中國人口組成的系統相互通訊的類比來表達同樣的想法，即一組相同的事物在沒有一個理解其形式的有意識觀察者的情況下，就沒有有意義的內容。

塞爾的反對意見並沒有說服直接實在論者，因為他們會堅持認為，“意義”只存在於感知物件中。

意義的意義和符號接地問題

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塞爾在他的中文房間論證中表明，符號本身沒有任何意義。換句話說，一臺由電荷或流動的鋼球組成的計算機只是一組鋼球或電荷。萊布尼茨在十七世紀就發現了這個問題。

塞爾的論證也是，部分地，符號接地問題；哈納德 (2001) 將其定義為

“符號接地問題關注的是，一個系統中符號的意義是如何接地的（不僅僅是更多未接地的符號），以便它們可以獨立於任何外部解釋者而具有意義。”

哈納德定義了一個完全圖靈測試，其中一臺透過感測器和動作連線到世界的機器人可能會被認為與人類沒有區別。他認為，通過了這種測試的機器人將克服符號接地問題。不幸的是，哈納德沒有解決萊布尼茨對機器人內部狀態僅僅是一組符號（齒輪和輪子/電荷等）的疑慮。如果僅從資訊系統的角度進行分析，完全圖靈測試也是值得懷疑的，例如，鮑爾斯 (2001) 認為，如果一個資訊系統嵌入在一個虛擬現實中，而不是周圍的世界，那麼它就可以在哈納德的意義上接地。

那麼，資訊系統中的“意義”是什麼？在資訊系統中，關係是根據一個事物包含另一個事物來定義的。在確定一個事物包含另一個事物之後，這個事物被稱為屬性。一輛汽車包含座椅，因此座椅是汽車的屬性。汽車有時是紅色的，所以汽車有時具有“紅色”屬性。一個事物被另一個事物包含，導致了被稱為關係資料庫的分類層次結構。哈納德想要實現的是資料庫中的專案與資料庫外部世界中的專案之間的聯絡。這並沒有成功地賦予機器內部的訊號“意義” - 它們在唯物主義模型宇宙中仍然是一組獨立的訊號。

亞里士多德和柏拉圖對意義有一個清晰的認識，他們認為思想依賴於內在的影像或形式。柏拉圖，特別是認為理解是由於現象意識中的形式。將這種觀點更新，這意味著一種形式包含另一種形式的方式賦予我們理解。汽車的形式包含我們稱為座椅等的形式。即使是我們認為是“內容”而不是“形式”的東西，例如紅色，也需要在空間上延伸，以便有一個紅色區域，而不是紅色本身（參見：休謨 1739）。因此，如果經驗主義者是正確的，我們的心智包含一個幾何分類系統（“什麼包含什麼”）或幾何關係資料庫。

幾何資料庫比順序資料庫具有優勢，因為其中的專案被高度分類（它們與其他專案的關聯隱含在幾何中），並且可以很容易地與生物體在世界中的物理位置相關聯。似乎人工智慧的未來方向是在機器內部創造一個虛擬現實。也許大腦以這種方式工作，而夢境、想象力和幻覺則是對此的證據。在第三部分中，描述了在“位置”大腦區域儲存幾何相關資訊。但是，雖然這更接近於我們的體驗，但它仍然讓我們面臨著將模型狀態變成意識體驗的難題。

超越資訊處理的人工意識

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關於機器在任何情況下是否能有意識的爭論，通常被描述為物理主義和二元論之間的衝突。二元論者認為意識中有一些非物質的東西，而物理主義者認為所有事物都是物質的。

物理主義者並不侷限於那些認為意識是載波訊號上編碼資訊的一種屬性的人。一些間接實在論哲學家和科學家提出，儘管資訊處理可能會提供意識的內容，但意識狀態是由於某種其他物理現象。著名的神經學家懷爾德·彭菲爾德持這種觀點，亞瑟·斯坦利·愛丁頓、羅傑·彭羅斯、赫爾曼·外爾、卡爾·普里布拉姆和亨利·斯塔普等科學家以及許多其他人也提出，意識涉及比資訊處理更微妙的物理現象。即使是一些最熱衷於資訊處理器中的意識的支持者，例如丹尼特，也建議可能需要一些新的、湧現的科學理論來解釋意識。

如上所述，涉及直接感知的觀點和涉及大腦中世界模型的觀點似乎都與當前的物理理論不相容。似乎需要新的物理理論，並且二元論的可能性還沒有被排除。

可計算性問題和圖靈機的停機

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丘奇-圖靈論題

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在可計算性理論中，丘奇-圖靈論題（丘奇論題、丘奇猜想或圖靈論題），以阿隆佐·丘奇和艾倫·圖靈的名字命名，是關於機械計算裝置（如電子計算機）本質的假設。該論題聲稱，任何可能的計算都可以透過執行在計算機上的演算法來執行，只要有足夠的時間和儲存空間。

該論題，加上所有計算機都可以用圖靈機建模的命題，意味著功能主義的意識理論等同於大腦運作如同圖靈機的假設。

圖靈機

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一個圖靈機是一個下推自動機，透過放寬其堆疊的先進後出的要求變得更加強大。（有趣的是，這種看似微不足道的放寬使圖靈機能夠執行如此廣泛的計算，以至於它可以作為所有現代計算機軟體的計算能力的模型。)

圖靈機可以使用一條帶子構建。沒有要求資料與輸入或輸出資料一致排列，因此世界中的二維正方形將被處理為機器中的字串或字串集，但仍然計算已知函式。這在意識研究中存在問題，因為現象意識在瞬間同時在多個方向上呈現許多事物，而這種形式與一維帶子不一致。

圖靈機由以下部分組成：

  1. 一個帶子，它被分成一個個單元，彼此相鄰。每個單元包含來自某個有限字母表中的一個符號。字母表包含一個特殊的空白符號（這裡寫為'0'）和一個或多個其他符號。假設帶子可以無限向左和向右擴充套件，即圖靈機始終擁有進行計算所需的所有帶子。假設之前未寫入的單元格都填充了空白符號。
  2. 一個讀寫頭，它可以在帶子上讀取和寫入符號，並向左和向右移動。
  3. 一個狀態暫存器，儲存圖靈機的狀態。不同的狀態數總是有限的，並且有一個特殊的起始狀態，狀態暫存器被初始化為該狀態。
  4. 一個動作表（或轉移函式），告訴機器在給定它剛剛在帶子上讀到的符號和它當前所處的狀態下，要寫入哪個符號，如何移動讀寫頭（'L' 表示向左移動一步，'R' 表示向右移動一步）以及它的新狀態是什麼。如果表中沒有當前符號和狀態組合的條目，則機器將停止。

請注意，機器的每個部分都是有限的；是潛在的無限帶子賦予它無限的儲存空間。

圖靈機帶來的另一個問題是，有些演算法被證明是不可判定性的，因此機器永遠不會停止。

停機問題

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停機問題的證明是透過反證法進行的。我們將假設存在一個由函式halt(a, i)描述的演算法，該演算法決定由字串a編碼的演算法在給定輸入字串i時是否會停止，然後證明這會導致矛盾。

我們從假設存在一個函式halt(a, i)開始，該函式如果由字串a表示的演算法在給定輸入字串i時停止，則返回true，否則返回false。（通用圖靈機的存在證明了每種可能的演算法至少對應一個這樣的字串。）給定此演算法，我們可以構建另一個演算法trouble(s)，如下所示：

 function trouble(string s)
     if halt(s, s) = false
         return true
     else
         loop forever

該演算法以字串s作為引數，並執行演算法halt，將s作為要檢查的演算法描述和要饋送到該演算法的初始資料。如果halt返回false，則trouble返回true，否則trouble進入無限迴圈。由於所有演算法都可以用字串表示，因此存在一個字串t代表演算法trouble。現在我們可以問以下問題：

trouble(t)會停止嗎？

讓我們考慮兩種可能的情況：

  1. 假設trouble(t)停止。這種情況發生的唯一方式是halt(t, t)返回false，但這反過來表明trouble(t)不會停止。矛盾。
  2. 假設trouble(t)不會停止。由於halt總是停止，因此這種情況只會發生在trouble進入其無限迴圈時。這意味著halt(t, t)必須返回true，因為如果它返回false，trouble會立即返回。但這反過來意味著trouble(t)會停止。矛盾。

由於兩種情況都導致矛盾，因此最初的假設，即演算法halt存在，一定是錯誤的。

這個經典的證明通常被稱為對角化證明，之所以這樣稱呼，是因為如果我們想象一個網格，其中包含halt(a, i)的所有值，每個可能的a值都有自己的行，每個可能的i值都有自己的列，那麼halt(s, s)的值排列在這個網格的主對角線上。該證明可以以以下形式提出問題：網格中的哪一行對應於字串t？答案是，trouble函式被設計成halt(t, i)與網格中的每一行在至少一個位置上不同：即主對角線，其中t=i。這與網格必須包含每種可能的a值的行的要求相矛盾，因此構成對停機問題是不可判定的證明。

模擬論證

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根據這個論證（博斯特羅姆 2003），宇宙可能是一個巨大的計算機模擬，其中包含人和物體。博斯特羅姆似乎認為，在任何時刻，一組資訊位元，比如矽上的電子或一張紙上的塵埃，都可能是意識的，他指出：

"心靈哲學中一個普遍的假設是基質獨立性。這個想法是，心理狀態可以依賴於廣泛的物理基質。只要一個系統實現了正確的計算結構和過程，它就可以與意識體驗相關聯。"

然後他繼續論證，由於這個假設，人類可能是計算機中的模擬。不幸的是，在不解決一個問題的情況下，即在瞬間，塵埃模式如何成為具有“意識體驗”的人，模擬論證是有缺陷的。事實上，即使是一個由幾瞬間的移動塵埃模式構成的人，如果沒有樸素實在論或二元論的假設，也會有問題。博斯特羅姆將“心理”狀態置於物理解釋之外（即：簡單地假設意識心理狀態可以存在於電子、塵埃或鋼球等的模式中）。鑑於這種二元論，博斯特羅姆的論證簡化為這樣一種提議，即世界是一個數字模擬，除了賦予世界中人們的模擬以意識的其他東西。

註釋和參考文獻

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註釋 1：嚴格地說，這是電子朝特定方向移動的量子“振幅”，而不是機率。

哲學問題

  • 查爾默斯，D. (1996)。意識的心靈。紐約：牛津大學出版社。

附帶現象論和變化問題

  • 赫胥黎，T. H. (1874)。關於動物是自動機的假設及其歷史。《雙週評論》：16:555-580。

時間問題

相對論的結合。科學哲學 67（會議記錄），第 S535-S548 頁。 http://www.mcgill.ca/philosophy/faculty/mccall/

進一步閱讀

時間的存 在

有用連結

關係論、實體論等。

量子理論與時間

定性問題的難題

機器和數字意識

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