赵南元，男，1946年生，1970年毕业于清华大学自动控制系，
1985年在日本东京工业大学情报工学科获工学博士学位，1986年任教
于清华大学自动化系，1994年任教授。主持过多项国家自然科学基金
及其他基金项目，专著《认知科学与广义进化论》获第九届中国图书
奖。

　　 记者：您是研究认知科学的。对于这样一门重要的边缘科学，
人们还不是很了解，认知科学同哲学认识论有何不同？

　　赵南元（以下简称赵）：认知科学在国内又称思维科学，目标是
揭示人脑认知过程的机制，用计算机程序实现这一机制并加以验证。
认知科学与哲学的对象是相同的，都是人的精神世界，但研究的层次
不同：哲学研究比较抽象、概括，认知科学则具体而详细；二者的评
价准则也不同，哲学认识论无须经受严格的实验检验，而认知科学的
每一观点都必须经受实验的证明，否则就无所谓科学。当然二者的关
系也非常密切。

　　 记者：边缘学科的突破对其他学科往往有很大影响，认知科
学最主要的影响将在哪里？

　　赵：边缘科学发展促进了科学的统一，生物化学使生物学与化学
连成一体，化学键的量子力学解释使化学有了物理学基础。科学最后
的也是最大的分裂是自然科学与社会科学，而认知科学的发展可能促
成它们的统一，因为社会是由人组成的，而认知科学所解决的恰恰就
是“人是什么”的问题。也可以说，不消灭自然科学与社会科学之间
的断层，认知科学也就没有立足之地。

　　 记者：认知科学是个世界性的课题，很多学者都在研究它。
您认为它最深层的难题是什么？

　　赵：是物质与精神的关系问题，或称心—脑问题。董光壁在论述
这一难题时列举的第一个困难是“协调两种世界图像的困难”即“价
值观、伦理体系和法律规范都是以自由意志为前提条件的。然而作为
自然科学描述的客体，我们受着普适的自然规律的控制……不可能有
什么自由意志……人类的自主性与自然的必然性之间的这种明显的不
相容性，能够用以支持下述两个结论中的任何一个：因为我们是自然
界的一部分，所以自主性肯定是一种幻觉；因为自主性是一个事实，
所以我们不可能完全属于自然界，人类本性一定具有精神的或非物质
的方面。”实际上自然科学和社会科学的分裂也源于此。

　　 记者：自然科学与社会科学分裂是指什么？

　　赵：自然科学与社会科学之间在很多方面遵循着不同的准则。例
如，自然科学不接受超自然的解释，而社会科学可以接受；自然科学
要求实验的重复性，社会科学不要求；自然科学崇尚理性，而社会科
学可以容忍非理性；自然科学已经统一于共同的基础，而社会科学则
缺乏共同基础等等。在自然科学家看来，社会科学不像科学；而在社
会科学家眼里，自然科学没有“人性”。

　　 记者：解决分裂，就是使两种科学在基本观念、尺度和方法
上统一化？

　　赵：是的。在古代，自然科学与社会科学是浑然一体的。十六世
纪以后，自然科学逐步从神学和哲学中分离出来，取得了独立的地位，
自然科学的各个学科逐步分化并走向融合，物理学、化学、生物学形
成了完整的链条。按照基本粒子、原子、分子、生命、意识、社会的
进化历程，社会科学最终也会整合到这一链条之中，统一性是科学的
基本要求之一。

　　 记者：它们之间的巨大差异能够弥合吗？实际弥合的关键环
节在何处？

　　赵：这个完整链条缺失的一环就是意识，其断口就是心—脑问题。
如果人的精神世界不能用物质运动或信息处理来解释，社会科学就有
理由遵循与自然科学完全不同的原则；相反，如果认知科学能够用自
然的理由充分说明精神世界，就可以接上断口，补上缺失的一环，能
够成功地用信息处理的模型解释精神世界，社会科学就可以建筑在与
自然科学相同的基础上，分裂的理由将不复存在。

　　 记者：自然科学同社会科学的区别，是否还在于它们研究的
对象不同？

　　赵：由于自然科学的对象多数是简单系统，理论对事实很少有影
响，社会科学面对的却是可以自己改变自己的复杂系统，因而一种理
论可能因影响社会现实而使得它成立或失效。这些区别是研究对象层
次不同造成的。

　　 记者：您认为两大科学的弥合，要依赖于认知科学的哪一方
面的突破？

　　赵：这在于机器能否有意识的问题，也就是能否把人脑看成机器
的问题。一般的机器没有“责任”可言，但如果机器具备了学习能力，
同样存在赏罚问题，所有的学习算法都离不开评价与赏罚的机制，当
机器具有多个可学习的部分时，学习算法就存在责任局部化的问题。
更复杂的学习机器不仅能修改自己的行为方式，还能自行修改评价体
系，此时机器也要处理价值观的问题。多台这样的机器以非集权的分
布方式进行合作时，就需要处理群体中个体间的评价，即广义的伦理
问题。可见“价值观”、“责任”、“伦理”应该以学习的需要为前
提，没有必要建筑在“自由意志”的基础上。

　　 记者：这样的学习机器能同人类比吗？或者说机器能产生自
主性的幻觉吗？

　　赵：上述的学习机器还没有意识，看不见自己，完全意义上的感
觉、知觉、幻觉都需要意识的支持，为此需要有更复杂的接近人脑的
机器，才能看见自己。这有两种方法：照镜子和用摄录机。揭示了
DNA双螺旋结构的克里克认为，意识是注意与短期记忆相结合的产物，
他采用的是摄录机的模型，摄录机的镜头指向某一方向，相当于注意，
图像录入磁带则相当于短期记忆。

　　 记者：意识是否真有那么简单？

　　赵：没那么简单。摄录机模型留下一个棘手的问题：谁在操纵摄
录机镜头的指向？这需要用复杂系统理论才能解决。关于复杂系统众
说纷纭，光定义就有几十种。为此我提出了“软硬结构模型”，把复
杂系统分为软结构和硬结构两部分，软结构对应混沌，硬结构对应秩
序。二者之间的关系是：硬结构支持软结构，软结构对硬结构进行建
构。有了这种机制，复杂系统就可以自己改变自己。这个结构也可以
解释意识现象，无意识的过程相当于硬结构，意识相当于软结构，此
时“支持”体现在摄录机镜头的指向由无意识过程来控制，短期记忆
的内容则通过学习机制改进无意识过程，实现对硬结构的“建构”，
因此人可以通过学习提高学习能力。这意味着制造有意识的机器在原
则上是可能的，或者说人的精神世界不存在非自然的因素。

　　 记者：如果认知科学使心灵不再被认定具有非自然的性质，
人生似乎也变得兴味索然了吧？

　　赵：这是后现代主义式的杞人忧天。设计电视机的工程师未必不
能被电视剧所感动，妇产科医生也未必没有浪漫的恋爱。