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前言
Preface

思维与认识方法是古老的哲学问题,古希腊罗马的学者较早就对思维的形式进行了逻辑分型探讨,并逐渐发展出严谨的形式逻辑思维方式,从而奠定了其后发展科学思维的基础。可以说近现代的科学飞速发展与严谨的科学思维方式紧密相关,科学思维也成为人类重要的不可或缺的智慧形式。

人类文明发展到今天,智力水平大幅提升,思维形态日臻成熟,成为智能超人是人们的梦想,除了在教育下一代上下功夫,更想借助人工智能提升智力水平。其实所有提升智能的努力都应该是建立在对思维认识的基础之上的,没有思维科学的助力,仅靠自然进化,人的智能水平是无法冲破藩篱跃升至新境界的。

在本书中着重要探讨的是思维形成、构成和运演的方式以及智能认识能力的发展,这是一个复杂的研究领域,也可以说是人类在通向自由王国之路上最后要攻克的科学难关。有很多著名学者在他们最后的研究中都涉及认识论及思维科学,从爱因斯坦科学研究的直觉思维到钱学森的思维科学研究,不论以什么形式探讨,都可以看出他们的最终努力方向是一致的。

尽管人的思维已经进化到较高水平,但仍存在思维缺陷,主要是由于思维原始印象的界限与较长的逻辑链路径所造成的,逻辑思维源于矛盾思维的产生,有着天生的不可避免的因素。在此聚焦探讨的是建立在现实物质基础之上的思维,通过思维及其认识的发生发展过程,来了解思维的奥秘,其中不仅限于研究分析思维产生的物理、生理、心理过程以及思维成熟后的形式逻辑认知及存在的缺陷,更着重于合理的思维发展(智能开发)与形成科学思维(较完善的综合思维体系)的研究,从而形成自我超越的思维态势,为人类智能的扩展提供有益的路径。

在对传统思维认识领域形式逻辑的局限性和逻辑链的解析中,通过比较客观因果关系链和主观逻辑链的差别所在,提出了因果关系链距离的原理和逻辑思维中最小路径原理,只有主观逻辑关系与客观因果关系相契合才能对客观规律有正确的认识。在理解人有无限的认知力和卓越的创造力上,大脑的神经元巨量结构的解析可以给出答案。

书中专门针对对科学发展起重要作用的数学思维进行了深入的探讨,从思维起源分析揭示数学思维的实质是客观物理世界的反映,数学是人类生活生产实践中先于形式逻辑产生的具有逻辑形式的思维工具,数学不仅是思维的逻辑联系形态,也是客观因果联系的反映,在数学复杂性的演变中越来越抽象,有相当一部分脱离了实际因果关系,成为纯符号的逻辑关系思维运演。在基础教育中数学的学习过程即是形式运演逻辑思维能力成熟的过程,直至高级的逻辑套层思维能力。数学是科学研究的工具也是科学思维的基础,由于数学思维形成时存在先天的边界缺陷,因而无法达到其逻辑体系的自洽或完备。

对于复杂思维方式,不仅包含了逻辑思维判断,还具有多重价值体系的综合评价判断及预判能力,人类的智慧基本以综合思维判断力左右行为,从而能够选择未来正确的道路。随着人工智能技术的飞速发展,人类能否造出超越自己的智能机器,看似科幻话题,实则是对智能形态的认知,无论怎样的人工智能都是在对人的思维认识基础上发展的,人的综合价值判断力是智能机器还不能达到的根本所在。

早先的学者们发掘出思维的逻辑工具,并在近代通过科技手段付诸机器,从最初的计算辅助功能发展至几乎无所不在的人工智能的普遍应用,代替了许多人类重复繁杂的智能活动,极大地扩展了人的外在功能,在此基础上人们能否更进一步产生智能飞跃,还需要对思维科学进行深入的探索。前人的认识论是在纯思维运演上的探讨,近现代则是在对思维的物质基础大脑神经系统诸多认识基础上展开的,因而在实际人工智能研发中借鉴了大脑的结构进行模仿设计,但是人工智能还远未能超越大脑的思维水平,人工智能技术有增长的极限吗?一般而言,人类发明的所有工具都是人类智力和能力的延伸,人类智能的延伸已经不仅是本身的进化,而且是与外在物质相融合的进化,人们借助这些延伸工具,才插上了腾飞的翅膀,甚至于进入宇宙空间探索外部文明。人机结合的思维方式是未来趋势,能否有新工具出现使二者融为一体,形成新的思维形态,这将是十分有益的探索内容。

在已有的思维工具世界里,发端于西方的演绎逻辑、归纳逻辑到现代的数理逻辑、辩证逻辑,看似已经很完善,但是当碰到不确定性的复杂现象时就产生思维上的矛盾纠结;同时在诸如讨论现代科学技术为什么没有发生在中国时,中国传统延续下来的思维方式也成为一个重要的纠结点。现代的科学研究方法实际上很多已经结合了东西方的思维特点,正是在这样优势互补的结合中才能发现新型的思维方式或者思维工具。本书试图就思维的新工具开展一定的探索,开拓创新思维方式是人类文明发展的不懈追求。

作者在对思维的探讨中进行理论分析的同时,力求与儿童思维认知发展的观察试验相结合,以图发现重要的思维发展进化过程,并在儿童智力能力培养中提出科学的教育方式,成为大众可以借鉴的实际应用的知识和工具。研究根据的主要理论是皮亚杰的儿童发生认识论,通过对1—11岁儿童整个成长阶段的观察与试验,来印证相关的理论和探讨新的发现。观察试验采取适度超前的测试方法,根据儿童各个认知发展年龄阶段的智能表现,提前进行测试和教育,以捕捉个体的思维发展关键期,探寻个体认知发展的边界,适时适度地施以教育影响。本研究的观察试验基本上印证了发生认识论的阶段划分,发现了区别于原理论的不同时间段表现出的逻辑运演现象,发现儿童3岁左右就开始逐步出现各种逻辑思维形态,从而补充发生认识论原有认识发展阶段的不足。从认识的发生开始到思维的成熟,这个发展过程的观察表明,思维由简单到复杂是个缓慢的进程,人为的适当时机的介入培养能够早期形成逻辑思维的形式运演能力。

将儿童的认识发展与成熟的思维认识联系在一起探讨,有利于从人的思维起源上进行比较研究,尤其是儿童的直觉和成人的直觉灵敏度差异可以提示在科学思维中怎样把握对世界的直观认识,特别是存在于人们头脑中的潜意识印记来源于儿童时期的初始印象这样的猜想可以成为架起个体成熟思维与思维起源的意识链。相关的心理学研究这里不再涉及。

由于思维科学不像普通的自然科学研究可以进行内部分解和重复试验,而是一个漫长的外部观察过程,其间有很多偶然的因素影响是无法控制的,其结果只是达到某种状态,以此来证明有些设计影响认知能力发展的方法是否得当或者说是否产生了教育影响作用。这样的试验普适性前提是人都有相同的生理发育和思维发展阶段,因而个体试验的结果可以借用到其他同龄人身上,这也是有关生命科学研究的通用前提。

所有科学研究的平行适用原则都是用到了同类事物可以重复试验得到相同的结果这个大前提。同类相似性的类比推理其大前提实质上是暗合了物质形态的理论,在形态上相似即可平行借用相似的已知理论进行推理分析。但是因为事物复杂性的不同,诸如生命科学、心理学、社会学等方面的研究结论往往是统计概率性的概括说明,总体上相似而不是相同,缺乏严谨的逻辑必然性,不能百分之百平行适用。但有些不能完全适用的例外却给人们以发现新现象、新路径的机遇。 7KcKwtkPTqk8sjreLJb8wMtToqHUKq2Cdx7tqFtlOBjgnNwWoEbjV782wUoAWGEg



第一章
思维科学与认识论

思维科学顾名思义是探讨人类思维形态的科学,除了传统的逻辑学思维形式及思维规律的认识方法论研究,还包括思维物质及其进化等相关的研究,思维科学有着广阔的研究领域。在对思维探讨中涉及的一些常用的哲学认识论、逻辑学、心理学基本概念加以界定,以便在后续的探讨中能够有明晰的理解,是进一步展开讨论的前提。这些概念包括反映、感觉、知觉、认知、判断、记忆、思维等,以及对“概念”本身的定义和相关的表达词语、语言等都是经常用到的,在此仅简略加以描述。

思维 是客观事物在人脑中的反映与概括加工。这种反映与加工是借助语言、形体、书画、电子录入等表达方式来实现的。思维的主要结构有概念、判断、推理三种形式。思维具有初级的反映印象和高级自主构建的进化特点。

反映 是物质之间相互作用、留下痕迹的过程,人的大脑对外界事物的反映就是留在大脑中的痕迹,并能够直观表达出来,就像棱镜的内部反射。

感觉 是人脑对客观事物的个别属性的反映。感觉的生理基础是各种形式联结的神经电场受外界事物(哲学称之为客观事物的个别属性)的刺激在大脑中所产生的直接反映,包括视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等,当然还有心灵感应的第六感觉。感觉是最简单、最低级的反映形式,是初级的认识过程,是高级复杂的认识活动的基础。人的知觉、记忆、思维等是对感觉所储藏的信息材料进行运演的复杂的认识活动。

知觉 是感觉信号引起的内心反应,是感觉器官对刺激事物的整体及其简单关系的反映,是对感觉信息加工的过程,是感觉基础之上的高一级反映形式状态。知觉是以感觉信息为基础,在经验知识的参与下,经过大脑加工对事物加以解释的过程。

认知 是个体认识客观世界的信息的加工活动。它包括感觉、知觉、记忆、思维等一系列人与客观世界的互动。

记忆 是客观印象和过去的经验通过识记、保持、再认和回忆的方式在人脑中的反映。

概念 是思维活动最基本的形式之一,是人脑对客观事物共同的本质特性的反映,在抽象与概括的基础上,形成不同的概念。

一个概念是一个抽象思维的单元,不同的概念单元又可以组成新一层的概念,概念具有套层(盒)性,以不断地简化高一层级的思维复杂程度。最初级的概念是同一类事物的指代名词,是建立在分类基础上的,而分类正是印象区分的界限形成的一事物区别于其他事物的明显特征。概念包括内涵和外延两部分,内涵指概念所反映事物的共同本质的属性,外延是指具有这些共同本质特征的“全体”对象(抛开了具体的数目,可能是无穷多,但都可归为同一类全体,从集合角度讲一个概念集合中包括了无穷多的对象元素,因而可以无限延长,从而解决数学中的无限悖论)。概念同化则是把新概念纳入原有的概念知识体系的过程,这个过程就是通常的学习过程。

词语 是标志概念的标志符号,概念通过词语来标志。词语是概念的外壳,概念赋予词语一定的意义和内容。词语有不同种类,最多最常用的是名词,表示联系所属的关系是动词及介词,表示并列转折的是连词,它们组合构成词语。

判断 是肯定或否定思维对象是否存在、是否具有某种属性以及事物之间是否具有某种关系的思维过程。在形式逻辑上用一个命题表达出来。

逻辑 指人类思维的形式和规律,逻辑有着成熟的推理形式,逻辑推理包括演绎推理、归纳推理和或然性推理三种主要方式。

演绎推理是从一般性前提出发,通过推导得出具体陈述或个别结论的过程。是从一般到特殊的推理,其前提蕴含结论,前提和结论有着必然的联系,是充分条件或充分必要条件的必然性推理。推理的前件和后件是一种集合关系,它使得人的思维能够保持前后一贯的严谨性。推理有效的根据是框架的形式而不是推理的内容,在逻辑学和数学中典型的应用就是演绎推理。

归纳推理是从个别到一般的推理。由一定程度的个别事物观点推及范围较大的观点,由特殊具体事例推导出一般原理。完全归纳推理是必然的结论,不完全归纳推理结论是或然的需要验证的。

或然性推理是指即使前提真,推理过程合乎逻辑要求,其结论也未必是真的推理。这种推理对于扩展知识有着重要的价值。不完全归纳推理、溯因推理、类比推理都是或然性推理。

逻辑套层关系,层级递进的逻辑套层关系是建立在客观世界存在相似变化及复杂程度递增的这样普遍事实基础之上的,度量客观事物是概念思维所必需的,相互联系的概念组成对客观事物描述的逻辑框架体系,当逻辑体系产生悖论矛盾时会产生逻辑框架边缘层级式的扩展,形成逻辑套层状态,逻辑套层关系与概念套层同步螺旋式上升,共同解决同层逻辑矛盾悖论,使思维认识水平逐步上升。概念的套层和逻辑的套层关系是作者在本书中提出的思维发展形式的观点,并在观察实验中得到证实,以此观点来解决创新思维的产生及运行模式。

哲学领域思维的认识论、方法论探讨由来已久,从符号角度看,当哲学家将一个概念作为一个自然的符号,将一个词作为约定的符号时,并通过符号进行运演,逻辑的或非逻辑的,这样的思维方式,即是大脑的特定功能,将一类事物或具有多种属性的概念浓缩汇聚映射为一个概念点符号,进行思维运演,大脑必然有一部分专门形成概念点的区域和解释概念点的解链区域,进行转换运演,这样哲学的认识论就可以与基于神经生理脑科学的发生认识论联系起来。皮亚杰(1896—1980)的发生认识论是思维结构形成过程的外部观察和影响试验所做出的建构理论,基本符合儿童的思维认识成长规律,当然有些认知的建构过程与时间段皮亚杰没有观察发现到。

思维科学是跨越了哲学方法论和神经生理学及心理学这些领域进行综合探讨的。在哲学的认识论当中逻辑是作为科学的内容分立出来的,或者说逻辑是科学思维的基础,尤其是数理逻辑产生后,逻辑和数学转化为更简单的符号来表达,成为更严谨的科学认识方法工具。纯逻辑思维虽然是人的智能发展的高级阶段,但是并不形成高级文明智慧,高级思维形态除了逻辑的思维基础还有思维形态的叠加,综合的思考判断,形成意志和行动的选择。认识论的基本物质要素在现代都可以从脑神经科学中找到对应的区域,即使复杂的抽象思维在生物心理学的发展层面上看也是大脑神经网络各个模块的联结在直观反映和概念映射等不同层级上的运演。

对人类高级思维与认识的来源进行探讨,先哲们都曾有过猜想,关于认识的来源不管是天赋论也好,还是实践论也好,或者是发生认识论也好,总的来说在思维与认识的形成过程中,这些因素都存在,挖掘出来龙去脉则有利于进一步研究。 7KcKwtkPTqk8sjreLJb8wMtToqHUKq2Cdx7tqFtlOBjgnNwWoEbjV782wUoAWGEg

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