计算机不能思维的初步逻辑证明_逻辑学论文五篇

2022-01-18

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大脑为神经系统最高级部分，由左、右两个大脑半球组成，两半球间有横行的神经纤维相联系。每个半球包括：大脑皮层（大脑皮质）：是表面的一层灰质（神经细胞的细胞体集中部分）。人的大脑表面有很多往下凹的沟（裂），沟（裂）之间有隆起的回，因而大大增加了大脑皮层的面积。人的大脑皮层最为发达，是思维的器官，主导机体内一切活动过程，并调节机体与周围环境的平衡，所以大脑皮层是高级神经活动的物质基础。

智人（学名：Homo sapiens），是人属下的唯一现存物种。形态特征比直立人更为进步。分为早期智人和晚期智人。早期智人过去曾叫古人，生活在距今25万～4万年前，主要特征是脑容量大，在1300毫升以上；眉嵴发达，前额较倾斜，枕部突出，鼻部宽扁，颌部前突。一般认为是由直立人进化来的，但有争议，认为直立人在后来崛起的智人（现代人）走出非洲后灭绝或在此之前就灭绝了。晚期智人（新人）是解剖结构上的现代人。大约从距今四五万年前开始出现。两者形态上的主要差别在于前部牙齿和面部减小，眉嵴减弱，颅高增大，到现代人则更加明显。晚期智人臂不过膝，体毛退化，有语言和劳动，有社会性和阶级性。一份2006年在《自然》杂志上发表的研究结果宣称发现人类差异性基因从0.1%升至10%，同时也遭到了业界质疑。有三种类型的材料来研究人从哪里来这个问题：基因、化石、语言文化。其中语言文化一般不能超过新石器时代。很多形态特征并计算机不能思维的初步逻辑证明_逻辑学论文五篇欢迎来看看！

第一篇计算机不能思维的初步逻辑证明_逻辑学论文

本文所说的“计算机思维”，指的是“计算机象人的大脑那样的工作”。由于我们目前对人类大脑工作的原理还至少处于半无知的状态，我们也就无法确切地界定什么是思维。这样，我们就只能换另外一种方式来讨论 “计算机能不能思维”这个问题，即把“计算机能不能思维”这个问题改变“计算机能不能象人的大脑那样工作”这样的问题来讨论。

从本世纪70年代开始就有不少的计算机科学家预言“能够思维的计算机”很快就会问世。但是，到目前为止，即使全世界最高级的计算机也还始终只是一台按照人编制的程序工作的“机器”。在现代机器刚刚发明出来之时，不少人希望能够制造出一旦发动就不再需要新的能量、能够永远运转不停的“永动机”。后来，科学家们能够最终能从理论上证明“制造永动机”的不可能。我们现在虽然不能象科学家们证明“永动机不可能”那样证明“计算机不能思维”。但至少可以从逻辑上对这个问题作出一个初步的判断。

一、从计算机语言的角度证明计算机不能象人的大脑那样工作

许多计算机科学认为将来的计算机能够象人的大脑那样思维的主要原因是因为人类使用语言思维，计算机也可以使用计算机语言。这样，计算机最终能够象人的大脑那样思维。

在这里，赞同计算机能够象人的大脑那样思维的计算机科学家犯了如下逻辑上的错误：先把人类思维简单地等同于语言思维，再把计算机语言简单地等同于人类语言。这样，人是用语言思维的，凡是能够使用语言的“事物”---不管是人还是机器，都能够“思维”。我们可以通过人类语言和计算机语言的对比来证明：在现有的计算机硬件水平上，无论采用什么高级的计算机语言，计算机都不可能象人的大脑那样思维。wWw.0519news.cOM

1．人类自然语言的特点

人类自然语言既是交流的工具，又是认知的工具，同时也是思维的工具。由于人类自然语言同时要满足这三种功能，它就必须达到如下要求：思想、方法、对象三者同时融于语言之中。这就是人类自然语言的“三位一体性”。如果没有这种“三位一体性”，人类自然语言对人类就失去了意义。试想，如果我们用语言交流，双方却不能通过语言知晓对方的思想和思维的对象以及方法；我们用语言认知，却不能用语言把握对象、掌握方法和认知目的；我们用语言思维，我们却不知用的什么方法，思维的对象是什么，用什么观念控制思维。在这样的情况下，语言对人类还有什么意义呢？与此相应，人类自然语言要同时满足这三个功能，就必须是具有相当程度的不确定性。这也就人类自然语言的“说不准原理”，即在任何一种语境中，语词所指称的对象都只是相对确定的。

人类自然语言的这种“说不准”的特点决定了人类大脑思维过程的模糊性。现代神经生理学和神经心理学等学科的研究已经证明，人的大脑左、右半脑是有相当分工的。对于大多数人来说，语词存储在大脑的左头脑，视觉表象或“图景”存储在大脑的右半脑。大脑思维过程的模糊性就是，人类大脑左半脑中的语词与右半脑中的“图景”是一种非常模糊的对应关系。这种模糊的对应关系使得人类大脑根本不可能象电脑那样快速准确地“计算”。然而，正是这种模糊性给人类以极大的适应性，使得人类能够在极端不同的环境条件下生存。人类自然语言具有极大的模糊性，但人类所处的自然环境具有一定程度的同一性，外部过视觉进入人类大脑右半脑的信息具有一定程度的同一性和确定性，大脑右半脑处理这些外部信息的机制具有一定程度的同一性和确定性，大脑左半脑的语词与其指称的大脑右半脑的“图景”也具有一定程度的同一性和确定性，人类在交流过程中使用的语词对外部事物的指称也具有一定程度的同一性和确定性。人类依靠这一定程度的同一性和确定性，通过相互交流达到一定程度的合作，通过在这种合作过程中不断地试错，进而有效地适应环境。这样，人也就成为万物之灵。

2．计算机没有主体，计算机语言没有思想

我们是否能在现有的集成电路的技术之上，“创造”出一种新的计算机语言，使计算机能够象我们人类大脑那样工作呢？这似乎是不可能的。计算机是没有“主体”的。一个没有主体的机器却要使用必须有主体才能使用的语言，似乎从逻辑上也说不通过。现有的计算机的命令语句全部是祈使语句。而人类自然语言中，每一句话都包含着说话的主体，只是我们习惯地省略掉了这个主体。比如，我们对某人说“copy the file.”时，全部语句是“i want you to copy the file.”在这里，“i”是主体，“you”是“i”祈使的对象，“to copy the file”是“i”祈使的对象的行为。而在计算机语言中，“i”是我们操作计算机的人，“you”则是计算机，“to copy the file”则是计算机的行为。我们通过对计算机语言的，也可以看出，计算机是没有主体的。在我们还没有创造出具有主体性的计算机之前，我们不可能为计算机“创造”出一种能够使用必须具有主体性才能使用的语言。

计算机之所以能够比人类大脑更加快速准确地“计算”，正是在计算机克服了人类自然语言上述“三位一体性”的“缺陷”。计算机能够快速、准确地“计算”的最基本的原因，就是硬件与软件的分离、程序与数据的分离。这实际上也就是将我们人类自然语言中的思想与方法、方法与对象、思想与对象实行了分离。由于这些分离，使得计算机的程序语言中的命令与数据，都能非常精确地指称计算机内存里面的确定区域。这样，计算机“计算”的时候，就不会象人类大脑那样，左半脑中的一个语词指称的是一个几乎难以确切地划分出“边界”的右半脑中的图景，而是一块有着确定“地址”的内存区域。这样，计算机就能够达到快速准确地“计算”了。

计算机语言没有思想。计算机语言的“思想”存在于编制程序的人的大脑之中，这就将使计算机语言的思想与方法分离了。计算机的程序语言是一种高度形式化的语言，这种语言与它要处理的对象是严格分离的。而计算机语言所要处理的对象，仅仅是数据。即使我们称现在的计算机能够处理“图象”和“声音”，它也是把这些图象和声音变成了数据之后进行处理的。这样，计算机语言又达到了方法与对象的分离。由于计算机语言没有思想，当然就谈不上思想与对象的分离。而我们之所以能够有效地利用计算机，其中最关键的一条也就是我们把需要计算机处理的信息变成了“数据”。这同样使得我们的思想---我们不同的人之间的关于世界的看法与对象分离了。因为，数据一旦采集之后，就成为一种“客观”的东西，无论我们用什么样的观点看待和处理这些数据，但是，数据本身却不会变化了。由于计算机语言能够达到帮助我们人类在处理信息的过程中使思想与方法、方法与对象、思想与对象三者之间达到非常有效的分离，计算机也就能够为我们做很多的工作。而这一点，则正是计算机的优势。

3．现有的计算机不可能象人的大脑那样思维

通过从计算机语言的角度对计算机的功能的，我们可以知道，我们能够使用计算机语言使计算机好好地为我们工作，正是因为计算机语言帮助我们克服了人类自然语言“三位一体”的“缺陷”，使人类自然语言中的思想与方法、方法与对象、思想与对象在计算机语言中产生了较高程度的分离。计算机及计算机网络能够在我们生活中起到那样巨大的作用，最基本的原因就是硬件和软件的分离、程序和数据的分离。硬件和软件的分离并不仅仅只是在计算机技术之中，现代任何工程技术就实行了这种分离。现代大工业机器生产，其硬件和软件都实行了分离。否则，人们不可能在全世界各地生产元部件，然后再在产品的需要地组装。今天，人们可以在全世界各地生产计算机的各种元件和部分，也是由于人们共同使用的是高度形式化的数字逻辑和机器语言。而程序和数据的分离，则是计算机信息处理技术中的一项最重要的革新，计算机网络充分利用了这种技术，使得人们可以在世界各地相对地编制程序和收集数据。而这些程序和数据却可以通过网络使各种不同的计算机共同享用。

从上面的证明中可以看出，计算机能够达高速、准确地“计算”，其关键原因就在于计算机没有主体，计算机语言没有思想。这就使得不同的人们能够有效地利用计算机使人类的思维过程中将思想、方法和对象分离开来。由于这种分离作用，不同地区的、不同民族的、不同语言的人们可以在计算机网络上共享信息资源。

在计算机语言的思想、对象和方法的分离的基础上，计算机语言中的命令、变量和常量与计算机存贮器里面的一定的区域有着严格的指称关系，这样，计算机就能够快速、准确地寻址和计算。尽管现代高级计算机的“计算”速度及其准确性令我们吃惊，但是，由于计算机是一台没有主体的机器，计算机语言是一种没有思想的语言，要这种使用没有思想的语言的没有主体的机器象人的大脑那样思维是根本不可能的。并且，我们不可能创造出一种具有“思想”的计算机语言，让没有主体的计算机使用。这似乎在逻辑上是始终讲不通的。就象人类教动物学说话至少有几百年的历史了，但目前还没有成功的一例。动物之所以不能象人一样的说话和思维，就是无论如何，它们是没有主体的。计算机的内部结构比动物的大脑不知简单多少倍，让这样简单的、没有主体的机器使用人类这样复杂的语言、象人的大脑那样工作，简直是不可思议的。

二、从计算机硬件的角度证明计算机不能象人的大脑那样工作

既然我们不能让没有主体的计算机使用具有思想的语言，那么，我们是否可以在不久的将来制造出某种具有主体的计算机，使其能够使用某种具有思想的语言，象我们的大脑那样工作呢？从逻辑上来说，这似乎也是不可能的。因为，“主体性”的产生是一种极其复杂的自组织过程。要制造出一种具有高度自组织过程的计算机，似乎也是不可能的。

1．人类难以制造出象大脑神经细胞那样复杂的计算机“元件”

如果我们要制造出一台具有高度“自组织“过程的计算机，首先就必须使这种计算机的“元件”具有某种“性”。目前人类的制造技术虽然达到了极其高级的水平，但是，要制造出象大脑神经细胞那样的“元件”还是非常困难的。尽管目前的神经网络计算机或生物技术似乎有了一些“起色”，但与人类神经细胞相比，差距还是十分大的。人类大脑的神经细胞是生命进化几十万年甚至几百万年的产物。到目前为止，人类还只是了解到其运行机制的极其有限的内容。

2．人类没有能力将类似于大脑神经细胞的“元件”装配在一起

即使人类能够制造出象大脑神经细胞那样复杂的元件，人类有没有技术将其“装配”得象大脑神经网络那样工作。目前的计算机能够这样快速地工作，其根本原因是因为计算机的集成电路中的各种各样的“开关”的连结没有人的大脑神经细胞之间通过神经末梢连结那样复杂。如果计算机技术发展的程度达到了能够把现在的一个个的“开关”变成象人的大脑中的一个个的“神经细胞”一样的机制，人类也可无法将这些神经细胞连结在一起有效地工作。因为，这些“神经细胞”有了某种“性”，其“行为”也就具有了相当程度的“任意性”，计算机科学家也就再也无法让它们象现在的集成电路中的“开关”那样按“规律”活动了。人类神经细胞连结成神经网络，是人类生命进化几十万年甚至几百万年的结果。在这个进化过程之中，神经细胞通过其神经末梢的电子跃迁、离子藕合的过程经过了长期的环境适应和内部调适。这个过程是极其复杂的，并且仍然还在进化。就目前人类的知识和技术，以及人类智力的有限性，要想人工制造出象人类大脑神经网络这样的“造化之物”是极其困难的。

3．计算机科学家没有办法将上述“装配”方法说出来

即使个别的计算机科学家碰巧想出了某种能够将这些复杂的元件连结在一起的方法，这个计算机科学家也难以将这种方法“说”出来。现代科学技术能够产生巨大的作用，关键的愿意是因为科学家具有“科学”这种共同语言。科学家能够通过学习和使用这种共同的语言进行合作。某个计算机科学家或许能够通过自己的反复操作、或偶然的机遇将某些类似于大脑神经细胞的“元件”连结在一起，使其正常“工作”。但是，如果这个科学不能使用共同语言将这种方法表述出来，其他的科学家也就难以学习这种方法。这就如同中国古代的“小人”们创造出无数世界领先的技术，但由于中国古代的文字语言只供“君子”论“道”而不论“器”，中国古代也就没有一种有效的语言将这些技术转化为人类可能普遍享用的科学。

4．计算机科学家没有能够进行共同操作的形式化语言

即使个别的计算机科学家“发明”了能够说出这种方法的“私人语言”，计算机科学家也难以用其作为交流的工具。科学技术的发展依赖于共同的语言，但是，这种语言还必须高度形式化的语言。如果某个科学家能够用自己的“私人语言”表述这个过程，其他的科学家或许能在一定的程度上理解某个科学家所说的，但是，这种语言并没有高度的形式化，科学家难以用这种语言进行某些可重复性的操作，科学家也同样难以使用这种方法。现代计算机的研究和制造是在无数的计算机专家分工合作的基础上进行的。这种分工合作的基础，从硬件的角度来说，就是计算机专家能够合作标准的计算机机器语言---实际上就是数字电子线路语言。从软件的角度来说，就是可以共同使用的高级程序语言。如果没有这两种高度形式化的语言，计算机的研究和制造、计算机的推广和使用都是不可能的。

通过上面的说明，我们可以知道：第一，人类难以制造出象大脑神经细胞那样复杂的计算机“元件”；第二，即使制造出这样复杂的元件，人类难以将其有效地“装配”在一起，让它们正常的“工作”；第三，即使某些科学家能够在经验上想出某些办法让将这些元件装配在一起“正常”的工作，但这些科学家无法将这种方法“说”出来，第四，即使这些科学家用“私人语言”将这种方法“说”了出来，但由于这种语言不可能形式化，其他的科学家也难以理解。由于这四个方面的原因，要从计算机硬件的方面来制造出“象人的大脑那样思维”的计算机似乎也是不可能的。

三、计算机不能象人的大脑那样工作

通过上面从计算机语言和计算机硬件两个角度的论证，我们知道，要使计算机能够象人类大脑那样思维，必须具备如下条件。

第一，必须制造出具有“主体”的计算机。

第二，必须创造出具有“思想”的语言。

第三，必须使这种具有“主体”的计算机接受这种有“思想”的语言。

要满足第一个条件，就必须制造出具有一定“性”和“任意性”的计算机“元件”。人类要制造出这种具有一定“性”和“任意性”的“元件”的可能性是非常之小的。因为人类大脑神经细胞是生命进化的产物，其复杂程度是现在的集成电路仅仅用“开关”来控制电子流动难以比拟的，也是人类难以在实验室内控制生产的。并且，即使制造出具有某种“性”和“任意性”的元件，人类就不可能让它们按人类的“意志”装配在一起。因为使用语言包括人类自然语言和科学语言说明复杂系统具有如下困境：仅仅描述单个“元件”的行为，并不能说明整体的行为；描述整体的行为，就只能是极为近似的。用这种极其近似的语言描述这种新的类似于神经网络的整体状况还勉强，要用这种语言制造计算机，则几乎是不可能的。这样，人类制造出某种具有“主体”的计算机的希望是非常眇茫的。制造计算机是一个复杂的合作过程，在这个合作的过程，没有形式化的共同语言，合作就无法进行。

前面我们已经说明，在现有的计算机技术条件下，仅仅使用软件的方法即依靠计算机语言的发展是不可能计算机象人类大脑那样思维的。这样，即使我们的计算机技术发展到了能够满足上述第一个条件的水平，我们也难以为这些计算机“创造”出一种有思想的语言。

即使我们同时满足了制造出了一部有主体的计算机，创造出了一种有思想的语言，我们也不可能将作为硬件的计算机和作为软件的语言有效地结合在一起。如果这些机器具有了“主体性”，他们自己就会“创造”自己的语言，它们怎么还会接受人类为它安排的语言呢？

这样，我们可以说，就人类的智力和技术水平，要使计算机能够象人类大脑那样工作虽然难以说是不可能的，但确实是极其困难的。

四、计算机思维的神话产生的逻辑原因

很多计算机科学家之所以相信计算机能够思维，是因为他们犯了如下的逻辑错误：一是把思维等同于语言思维，二是把计算机语言等同于人类自然语言。由于这两个等同，计算机科学家自然就会产生第三个等同：把计算机信息处理的过程等同于大脑思维过程。

我们要对某些超越了人类认知能力的事物作出解释，一般采用的是用某种神秘的“实在”来解释它。由于我们对自然和社会运转的规律所知甚少，我们就用“上帝”、“天道”之类的东西解释自然和社会所发生的一切。由于我们对我们的“精神”所知甚少，我们用“灵魂”解释我们的“精神”。由于我们对我们的历史还所知甚少，我们就用“文明”或“文化”来解释我们的历史。虽然计算机是由人按照一定的自然规律制造出来的，但由于其内部工作过程的复杂性和层次性，普通人要了解计算机的工作原理也是非常困难的。计算机科学家可以用专业术语将计算机的工作原理和工作过程解释得清清楚楚，但是，这些解释对普通人来说，无异于“天书”。这样，科学家和专业技术人员就必须用“拟人化”的方法和语言解释计算机的工作过程。然而，面对一个由人按照一定的规律制造出来的计算机，计算机科学家不可能再用“灵魂”、“精灵”之类的话语来予以说明：计算机科学家不可能说计算机之所以工作是因为其内部有一个“小精灵”。在这种情况下，选用什么样的话语来解释计算机的工作过程呢？“思维”就是一个最恰当的术语。如果我们说计算机能够思维，任何人都会“理解”这个工作过程，尽管普通人几乎没有对“思维”做过什么研究，但任何人都时时刻刻在思维。使用“思维”这个术语解释计算机的工作过程，科学家和普通人之间就有了“共同语言”。从使用“思维”这个术语解释计算机的工作过程开始，计算机能够思维的神话也就开始产生了。或者说，当计算机科学家开始用“思维”这个术语解释计算机的工作过程，相当一部分计算机科学家也就开始相信计算机能够思维，计算机科学家也就开始制造“计算机能够思维”的神话。

对于计算机科学家，什么是思维呢？计算机科学家一想到思维，自然就会想到语言。无论谁都知道，我们的有意识的思维是利用语言进行的。一想到语言，马上就把计算机程序语言与人类自然语言等同起来。这样，如下的结论就会自然产生：思维就是语言思维，计算机使用语言处理信息，人使用语言进行思维，计算机也就能够象人一样思维。

很多计算机科学家之所以产生相信“计算机能够思维”，其重要原因之一是通过计算机工作过程和大脑工作过程的“形式上的”对比，发现了某种共同的东西。这种共同的东西就是所谓的“信息处理”。计算机能够“接受”信息，“储存”信息、处理信息、输出信息。而我们人则同样可以接受信息---听、看、阅读等，储存信息---记忆，处理信息---思考，输出信息---说、选择性地看、作出反应、阅读等。这也就是说，大脑工作过程与计算机工作过程有着某种形式上的可比性。本来，类比是人类把握外部世界的一种重要方式，形式化的类比更人类思维的一种最重要的方式。利用大脑工作与计算机工作的类比，得出某种形式上的一致性，并用这种一致性做为探索大脑奥秘的某种手段，这一切都无可非议。但是，仅仅因为计算机处理信息的方式和人对外部世界的感受和反应的方式具有某种形式上的可比性就把计算机信息处理的过程和大脑的思维过程看作相同的东西，首先就犯了一个逻辑上的重大错误。

前面我们已经说明了人类自然语言与计算机语言的差别。我们说语言是思维的工具，并不是说语言就是思维。而我们之所以经常产生语言就是思维的错误结论，正是因为前面所说的语言的“三位一体”性---即我们的思维过程中的思维、方法、对象都融合在语言之中。然而，在计算机语言中，这种三位一体性得到了严格的分离。这样，计算机就不可能象人类大脑那样思维。同时，这也是计算机能够在“计算”方面比人类大脑迅速准确得多的原因。

计算机能够思维的神话就依靠如下的逻辑得以产生：人能够思维，思维就是语言思维---任何能够使用语言的事物也就能够思维；计算机能够使用计算机语言，计算机也能够思维；计算机的工作过程就是信息处理的过程，大脑思维的过程也同样是信息处理的过程，计算机能够进行信息处理---计算机能够象人的大脑那样工作---计算机能够思维。

我们的大脑还是一个十分神秘的东西。正是由于这种神秘，我们在进行科学研究的过程中，就必须时刻留心这种神秘性带来的不利作用。因为，稍不留神，我们就会得出荒谬的结论。把思维等同于语言、把计算机语言等同于人类自然语言、再把计算机信息处理等同于大脑思维，这就自然会得出计算机能够思维的结论。当我们把思维与语言区别开来，了解了计算机语言与人类自然语言的巨大差异，了解到计算机信息处理与大脑思维之间的巨大差异，我们就不会盲目信从“计算机能够思维”这个神话了。

第二篇对计算机思维的逻辑分析_逻辑学论文

本文所说的“ 计算机思维”，指的是“计算机象人的大脑那样的工作”。由于我们目前对人类大脑工作的原理还至少处于半无知的状态，我们也就无法确切地界定什么是思维。这样，我们就只能换另外一种方式来讨论 “计算机能不能思维”这个问题，即把“计算机能不能思维”这个问题改变“计算机能不能象人的大脑那样工作”这样的问题来讨论。

一、从计算机语言的角度证明计算机不能象人的大脑那样工作

在这里，赞同计算机能够象人的大脑那样思维的计算机科学家犯了如下逻辑上的错误：先把人类思维简单地等同于语言思维，再把计算机语言简单地等同于人类语言。这样，人是用语言思维的，凡是能够使用语言的“事物”---不管是人还是机器，都能够“思维”。Www.0519news.CoM我们可以通过人类语言和计算机语言的对比来证明：在现有的计算机硬件水平上，无论采用什么高级的计算机语言，计算机都不可能象人的大脑那样思维。

1．人类自然语言的特点

2．计算机没有主体，计算机语言没有思想

因为，数据一旦采集之后，就成为一种“客观”的东西，无论我们用什么样的观点看待和处理这些数据，但是，数据本身却不会变化了。由于计算机语言能够达到帮助我们人类在处理信息的过程中使思想与方法、方法与对象、思想与对象三者之间达到非常有效的分离，计算机也就能够为我们做很多的工作。而这一点，则正是计算机的优势。

3．现有的计算机不可能象人的大脑那样思维

二、从计算机硬件的角度证明计算机不能象人的大脑那样工作

1．人类难以制造出象大脑神经细胞那样复杂的计算机“元件”

2．人类没有能力将类似于大脑神经细胞的“元件”装配在一起

即使人类能够制造出象大脑神经细胞那样复杂的元件，人类有没有技术将其“装配”得象大脑神经网络那样工作。目前的计算机能够这样快速地工作，其根本原因是因为计算机的集成电路中的各种各样的“开关”的连结没有人的大脑神经细胞之间通过神经末梢连结那样复杂。如果计算机技术发展的程度达到了能够把现在的一个个的“开关”变成象人的大脑中的一个个的“神经细胞”一样的机制，人类也可无法将这些神经细胞连结在一起有效地工作。因为，这些“神经细胞”有了某种“性”，其“行为”也就具有了相当程度的“任意性”，计算机科学家也就再也无法让它们象现在的集成电路中的“开关”那样按“ 规律 ”活动了。人类神经细胞连结成神经网络，是人类生命进化几十万年甚至几百万年的结果。在这个进化过程之中，神经细胞通过其神经末梢的电子跃迁、离子藕合的过程经过了长期的环境适应和内部调适。这个过程是极其复杂的，并且仍然还在进化。就目前人类的知识和技术，以及人类智力的有限性，要想人工制造出象人类大脑神经网络这样的“造化之物”是极其困难的。

3．计算机科学家没有办法将上述“装配” 方法说出来

第三篇计算机病毒：一种可能的生命形式_其他哲学论文

在计算机病毒出现以前，病毒一直是一个纯生物学的概念。它是指具有一定生物学结构的最小的生命单位，是一团能够自主复制的遗传物质。自然界的生物病毒有很多种，总共1000多种，是自然界普遍存在的一种生命现象。

一般认为，计算机病毒这一概念是在1983年由美国专家科恩（fred cohen）在一次计算机安全学术会议上正式提出的，并获准进行了实验演示，从而证实了计算机病毒的存在。世界上最早发现的计算机病毒是“巴基斯坦”病毒，时间是1986年1月。1987年和1988年，计算机病毒肆虐欧美，1989年计算机病毒悄然登陆中华大地。截止目前，估计世界上已有的计算机病毒达6000余种，并越来越严重地威胁着计算机系统的安全，使得计算机用户谈毒色变、惶恐不安。于是人们一致地对计算机病毒采取了消灭与预防的策略和方针。然而，本文则要指出，计算机病毒可能并非人们通常所认为的那样只有消极作用、破坏性作用，如果我们能够哲学地思考与看待计算机病毒，那么我们就会发现它所潜在的一些十分有益的作用、建设性的作用。在我们看来，计算机病毒有可能对人类探索生命的奥秘发挥十分独特而积极的作用。

一 . 计算机病毒的生物学特征与生命的算法特征

根据科恩于1983年给计算机病毒下的定义：计算机病毒是一种程序。它用修改其他程序的方法将自身的精确拷贝或者可能演化的拷贝放入其他程序，从而感染其他程序。由于这种感染特性，病毒可以在信息流的过渡途径中传播，从而破坏信息的完整性。科恩于1988年又撰文强调：病毒不是利用操作系统运行中的错误和缺陷的程序。www.0519news.com病毒是正常的用户程序，它们仅使用了那些每天都被使用的正常操作。⑴科恩给出的这一定义，被美国的计算机专家在有关病毒的论文中频繁引用，具有相当的影响。

计算机病毒与生物病毒是两个不同范畴的概念，前者是人为制造的，后者是宇宙进化的产物；前者采用的是机器语言，少数采用高级语言，后者采用的是核酸编码，少数采用氨基酸编码；前者结构上采用指令程序的物理存储，后者则以化学固化存储方式为主。然而就是这样两个不同的概念，却在功能方式上有着极其类似的特征，其危害和感染系统（宿主）的原理在本质上也是一致的。这主要表现在：1.二者的生存方式相同，都具有一种寄生性。2.二者都具有传染性，无论是生物病毒还是计算机病毒，都能使用循环程序的循环执行来破坏系统。3.二者对宿主都具有不同程度的破坏性。最后，计算机病毒具有的潜伏性、隐蔽性、可触发性等也是生物病毒的基本特性。由此可见，计算机病毒具有几乎全部生物学的特征。无怪有人说：恼人的计算机病毒几乎涉及到了所有衡量生命的尺度。计算机病毒确实可以在计算机控制的空间和计算机网络上生存下去。正是在这个意义上，我们认为，计算机病毒是一种可能的生命形式。虽然在计算机及其网络外计算机病毒不可能存在，但这并不等于就能把它们划出生命物体的范畴。

我们说计算机病毒是一种可能的生命形式，不仅因为计算机病毒几乎具有所有的生物学特征，而且还因为生命本身就具有算法的特征，甚至可以说，生命就是算法、就是计算。自20世纪80年代以来，随着人类基因组计划、遗传算法理论、人工生命科学和dna计算机理论的相继提出和发展，使得人们对生命是什么这个永恒的问题有了全新的认识：生命就是由一系列复杂的计算组成的，是按算法规则进化的。生命就是一个能够实现自我复制、自我构造和自我进化的算法。

长期以来，计算、算法一直是数学的专有概念。但如今由于电子计算机深刻而广泛的运用，使人们对这两个基本概念有了更宽泛地认识，使它们泛化到了整个自然界。认为自然界就是一台巨型自然计算机。任何一种自然过程都是自然规律作用于一定条件下的物理或信息过程，其本质上都体现了一种严格的计算和算法特征。在此，自然系统相当于计算机的硬件、自然规律相当于计算机的软件，而自然过程就是计算机的计算过程。生命系统作为自然界中最复杂最有特色的系统，它也就是形形的自然计算机中的一种。

dna计算机就是对生命这种自然机的一种表征。这是因为，dna是生命的信息库和程序库，即既是一套自复制的程序，同时又是一个以进化论为基础发展过来并正在发展的程序。它构成了遗传、发育、进化统一的物质基础。现代生物学表明，一方面dna可以看作是由a、g、c、t四个字符组成的字符串。从数学上讲，这意味着我们可以用一个含有四个字符的字符集∑=｛a、g、v、t｝来为信息编码。dna代码与计算机代码所不同的只是它不是二进制的，而是一种四进制代码。有人甚至指出：除了专业术语不同之外，分子生物学杂志里面的每一页都可以换成计算机技术杂志的内容。另一方面，dna能够对该信息载体进行一系列可控制的变换（即化学反应）。变换的具体方式是dna的复制、剪切、连接、修复，变换的过程就是一种生命过程，也即生命的自构造性特征。因此，我们完全可以把生命看作是一台自然计算机，生命的进化法则就是算法。另外，dna作为一种自然语言，和计算机程序语言一样，具有不同的层次，具有递归、并行、模块化的基本特征。现代生物学表明，一维线性分子在特定的环境中通过复杂而准确的信息处理，可拓展为一个丰富的四维时空生命体，这种展现过程所获得的新信息反过来又不断地反映到一维线性分子中，导致生物物种的不断进化。这正是dna程序语言层次性的表现。一维dna序列只不过是最低级的生命机器语言，所有的高级语言都必须编译成dna序列语言才能执行。目前，dna这种自然语言的词法、句法规则我们尚不清楚，但本质上是一种程序化语言。⑺

dna计算机的提出，就是一种分子算法的化学实现。以前分子算法，如自复制自动机、胞格自动机、遗传算法、人工生命等全都是在电子计算机上实现的，dna计算机的出现是分子算法的化学实现的开端。这种立足于可控的生物化学反应或反应系统，无疑更加有力地直接地表明了生物现象与过程的计算特征。而这对于现代生物学的研究自然有着十分积极地影响。正如阿德勒曼所说：dna计算机的构想，是从另一个角度出发启示人们用算法的观念研究生命。“算法对于生命的意义，就在于以过程或程序描述代替对生物的状态或结构描述，将生命表示为一种算法的逻辑，把对生命的研究转换成为对算法的研究”。⑻在这个意义上，生命就是程序、就是算法—一种能够实现自我复制、自我构造和自我进化的算法。在尼葛洛庞帝的《数字化生存》中，有一个已是众所周知的主题论断：计算不再只和计算机有关，它决定我们的生存。但在那，尼葛洛庞帝仅是从社会生活的意义上说这番话的。我们在这里则要赋予它另一种新的含义—生理生存，即计算决定我们的肉体的生存。

一方面计算机病毒具有生命的特征，另一方面生命又具有算法（程序）的特征—计算机病毒就是一个程序、算法。这就从正反两方面为我们把计算机病毒看作是一种可能的生命提供了充足的证据。然而一旦意识到计算机病毒是一种生命形式，那么计算机病毒就会引发一系列需要我们深思的关于生命的哲学性问题。这便是我们下面所要论述的问题。

二、计算机病毒引发的生命哲学问题

意识到计算机病毒是一种可能的生命形式，这是对人工生命观的具体实现。计算机病毒不外乎就是一种人工病毒—人工生命世界中的病毒，亦即人工生命世界中的一种具体的生命形式，就如生物病毒是现实生物世界中的一种生命形式一样。我们可以设想，未来人工生命一旦感染上这种人工病毒，它也会象现实生物体感染上生物病毒一样“生病”、甚至“死亡”。我们以为，把计算机病毒，以及更一般意义的人工生命视为一种可能的生命形式，是对人类已有的生命观的一次突破。在把人工生命和计算机病毒看作一种生命形式之前，人们所谓的生命形式就是40亿年前在地球上出现的碳化物生命，也即已经进化到当今21世纪的包括我们人类在内的现实生命物。这是人类始终确认的唯一的一类生命形式，尽管一直有人幻想着有地外生命的存在。如今，人工生命、计算机病毒，作为区别于碳化物生命形式的另一类生命形式展现在人们面前，这就使得我们不得不对生命的基本形式本身作出新的认识。生命不仅仅是以碳为基础的常规现实生命，也可以是以硅为基础的全新的人工生命（包括计算机病毒这种具体形式的人工生命）。甚至还可以是其他某种未知形式的。以人类为代表的现实生命形式，并不是判定生命的唯一标准。这是我们要表明的第一个观点。

人工生命是真正活的吗？计算机病毒是活的吗？这是一个很有意思的哲学问题。无疑，它们都不能离开计算机而存在。它们不可能在现实环境中生存。在这个意义上它们都不是活的。但是，又有什么样的逻辑根据或先验特权，规定我们必须在这个意义上谈论“活的”呢？难道只有符合人类已有的关于“活的”观念才算是真正活的吗？非也！生命不是存在，而是一个依赖环境的存在。人类不也不能走出地球吗？既便将来能够走出狭义的地球，也无法走出广义的地球—地球式的生存环境。不仅现实的具体生命形式的存在需要具体的生存环境，而且不同基本形式的生命也需要不同基本形式的生存环境。常规碳化物的生命形式需要地球这个基本的生存环境，计算机病毒、人工生命则需要计算机这个硅化世界作为其生存环境。以往人们只是认识到生命个体、类对环境的依赖，如今这种认识需要拓展了，拓展为一切可能的生命形式均依赖于相应的环境形式。没有超越环境的生命，也没有超越环境形式的生命形式。总之，生命本身必须被看成是属于一个整体，或者说，生命是包括在一个整体的系统之中，这个系统无疑不包括一些非生命的东西，如空气和水。生命对其环境系统是开放的，生命本身不是封闭的、自足的，它必须通过与其环境交换物质和能量才能存活。要求计算机病毒，人工生命走出计算机，就如要求人类走出地球、或地球环境一样，也许未来有一天，计算机病毒、人工生命能够进化到走出计算机世界，人类等常规生物也能进化到走出地球、走出太阳系，但那时的问题也已全然不同于现在的问题了。我们还是立足于当前的现实吧。如果能以这样一种新的观念来看待什么是“真正的活的”的话，那么，我们便不能简单地断言计算机病毒乃至一切人工生命不是活的。至此，我们是否可以说：所谓“活的”就是指生命体对环境的自适应性。当然这并不是对“活的”的本质性定义，而只是对“活的”的一个基本特征之一的描述，如果这一说法能够成立，那么我们便就可以断言：计算机病毒是活的，人工生命是活的。

确实，人们早已习惯认为40亿年前出现的碳化物生物体是唯一真实的生物体。但是正如卡斯蒂所说：“那仅仅是一种偏见。根本没有理由认为，我们所熟悉的世界拥有任何享有特权的本体状态，并且比我们用硅而不是体外创建的世界更加真实”。[2]这就是说，如果从计算机内部看计算机病毒、人工生命，而不是从通常的外部观点看的话，这些计算机世界与我们自己的真实世界具有相同的真实性。其实这种内在论的视角早在谈论相对论的有关物理问题时，人们就已有所了解，只不过人们尚不善于自觉地运用这一视角来看问题。爱因斯坦告诉过人们，如果你在一束光上看物理现象，那么与你只是静止地从地上看着这束光的掠过，其景象确实不同。由于光速而引发的时空收缩现象只有从你在光速以外的观测点上观测得到，而从光速内部却看不到。如果我们能够以内在论的视角进入计算机内部来观察计算机病毒、人工生命，那么无疑我们可以获得一些有别于外在论视角下的结论。最根本的是，内在论视角可以使人们“设身处地”的体会到计算机病毒、人工生命的真实性，从而认识到计算机已经使我们创建了一个无限的可供选择的世界—在这个世界中，生存着大量各式各样的不同于我们这个世界中的生物体。然而在这之前，我们完全被限制在一个真实世界中。我们完全可以相信，当人们对种种可能的生命形式有了充分的理解，人们就更能全面而深刻地认识现实的生命形式。我们甚至猜想，这是人类认识生命真谛的必由之路。最后我们要说的是，对于计算机病毒、人工生物是否真是“活的”这一问题的回答，要取决于人们回答问题时的立场、标准，从内在论的角度看，它们的确是活的。因为它们能够生长、繁殖、对环境做出反应，一般以碳为基础的生命形式能做到的一切它们都能做到。我们有什么理由说它们不是活的。可从外在论的角度看，从人们关于“活的”的固有观念来看，它们显然又不是活的，它们只是一种高度简化了的、离开计算机就不存在的生命形式。但这里我们要表明的是，这种外在论的、固有的传统观念是到了该扬弃的时候了。

计算机病毒是否可以看作是生物病毒的数学模型或数学表征？它对生物病毒的研究、防治是否具有积极的启示作用？这或许也是值得人们思考的一个问题。有人曾针对人工生命成为真实生命的数学模型的可能性说过，人工生命对真实生命的“忠实度，最多只能算作中等”。[3]我们以为，目前的计算机病毒是否真实地表征了生物病毒这并不重要，重要的是它为人们研究病毒和防治病毒确立了一种视角、观念和方法。如今制造计算机病毒的人都是一些并不通晓病毒学的计算机黑客，是一些恶作剧的始作俑者。但是，如果我们的病毒学专家能够有意识的设计和模拟一些真实病毒，或许将来的计算机病毒就不能同如今的计算机病毒相提并论了。另外，在病毒防治问题上，已有人提出，可以把计算机病毒的消除方法用于对生物病毒的防治。根据对计算机病毒研究已得到的结果，将生物细胞中固有的防御性程序鉴定并分离出来，将有可能破译清楚生物病毒的程序。将这些程序以dna的形式导入功能不健全或被病毒感染的细胞，则可能启动该细胞对病毒的主动杀灭作用，起到和计算机反病毒系统异曲同工的作用。[4]在已经揭示了生命的算法本质的今天，我们完全可以相信，计算机病毒及其防治会对生物病毒的研究和防治发挥积极作用。而且，对生物病毒的进一步认识，反过来也会对计算机病毒有更深刻的把握。正如现在已经认识到的，生物病毒对生物体并非只有一种致病的破坏性作用，它们也许就是一种机制，使新的突变型dna在生物体之间最广泛地流通着。它们成为生物进化过程中不可或缺的媒体。或许计算机病毒有一天也会成为促使程序设计进化与人工生命进化的一种机制。

对计算机病毒的哲学思考刚刚起步，作为一种特殊的人工生命，它在未来的变化或进化，以及对环境（计算机网络世界）的影响和后果是不可预测的，即使只是原则上的预测可能也会不得要领。这就需要公众对它的思考、讨论，而决不是只想着怎样来对服它。就象生物病毒在现实世界中你不能彻底地消灭它一样，计算机中的病毒你也不能彻底地消灭它。人类应该让计算主体学会如何适应病毒，就象人工生命通过“进化”获得对寄生虫的自身免疫能力一样。而这意味着，对待计算机病毒，人类要改变原有的一些基本观念。

参考文献

[1] 张汉亭编著.计算机病毒的诊断治疗和预防m.青岛：青岛出版社，1991.p11.

[2] [3] l 卡斯蒂.虚实世界m.上海：上海科技教育出版社，1998.p50—51.

[4] 曹晔等.生物病毒与计算机病毒的比较研究j. 科学（中文版）1997.4.

[5] 沃尔德罗普.复杂m.：三联书店，1997.p392.

第四篇 DNA计算机：数学与生命的交融_其他哲学论文

摘要：本文在简单介绍了dna计算机理论的基础上，论述了由dna计算机所引发的计算方式的变革和生命观的变革，并最后指出，或许整个世界的进化过程就是一个计算复杂性不断增长的过程。

关键词：dna计算机；计算方式；生命观

1 dna计算的理论、特点和问题

1994年11月美国计算机科学家 l．阿德勒曼（l．adleman）在《科学》上公布了dna计算机的理论，并成功的运用dna计算机解决了一个有向哈密尔顿路径问题[1]。这一成果迅速在国际上产生了巨大反响[2]，同时也引起了国内学者的关注[3]。一些人相信，dna计算蕴含的理念可使计算的方式产生“进化”。另一些人则看到dna计算的理念将有助于揭示生命的本质与演化。总之，这一全新的计算理论，将在数学与生命科学中产生极其深远而广大的影响。同时它也提出了一系列值得我们深思的哲学性问题。

dna计算机目前尚处在理论研究阶段，一旦它在实用意义上获得成功，dna计算将彻底改变计算机硬件的性质。在过去的半个世纪里，计算机完全就是物理芯片的同义词。但阿德勒曼dna计算机则是一种化学反应计算机[4]。它的基本构想是：以dna碱基序列作为信息编码的载体，利用现代分子生物学技术，在试管内控制酶作用下的dna序列反应，作为实现运算的过程；这样，以反应前dna序列作为输入的数据，反应后的dna序列作为运算的结果。阿德勒曼具体应用哈密尔顿有向图这个经典npc问题，详细描述了他的理论。

dna计算机的提出，产生于这样一个发现，即生物与数学的相似性：①生物体异常复杂的结构是对由dna序列表示的初始信息执行简单操作（复制、剪接）的结果；②可计算函数f（w）的结果可以通过在w上执行一系列基本的简单函数而获得。WWw.0519news.COm阿德勒曼不仅意识到这两个过程的相似性，而且意识到可以利用生物过程来模拟数学过程，更确切地说是，dna串可用于表示信息，酶可用于模拟简单的计算。这是因为：①dna是由称作核苷酸的一些单元组成，这些核苷酸随着附在其上的化学组或基的不同而不同。共有四种基：腺瞟吟、鸟瞟吟、胞嘧啶和胸腺嘧啶，分别用a、g、c、t表示。一些单个的核苷酸顺序连在一起形成dna链。单链dna可以看作是由符合a、g、c、t组成的字符串。从数学上讲，这意味着我们可以用一个含有四个字符的字符集∑＝a、g、c、t来为信息编码（电子计算机仅使用0和1这两个数字）。②dna序列上的一些简单操作需要酶的协助，不同的酶发挥不同的作用。起作用的有四种酶：a．限制性内切酶，主要功能是切开包含限制性位点的双链dna；b．dna连接酶，它主要是把一个dna链的端点同另一个链连接在一起；c．dna聚合酶，它的功能包括dna的复制与促进dna的合成；d．外切酶，它可以有选择地破坏双链或单链dna分子。正是基于这四种酶的协作实现了dna计算。

自阿德勒曼用dna计算机解决了哈密尔顿有向图问题，随后很快便有人用dna计算机相继解决了其他一些疑难问题（npc完全问题），如可满足性问题等。与电子计算机相比，dna计算机有明显的优势。不过，这些还仅仅是利用分子技术解决的几个特定问题，是为解决特定问题而进行的一次性实验。dna计算机还没有一个固定的程式。由于问题的多样性导致所采用的分子生物学技术的多样性，具体问题需要设计具体的实验方案。于是，便引出了两个根本性的问题，阿德勒曼最早就意识到了它们：①dna计算机可以解决哪些问题？确切地说，dna计算机是完备的吗？即通过操纵dna能完成所有的（图灵机）可计算函数吗？②是否可设计出可编程序的dna计算机？即是否存在类似于电子计算机的通用计算模型——图灵机——那样的通用dna系统（模型）？目前，人们正处在对这两个根本性问题的研究过程之中。在我们看来，这就类似于在电子计算机诞生之前的20世纪三四十年代——理论计算机的研究阶段。如今，已经提出了多种dna计算模型，但各有千秋，公认的dna计算机的“图灵机”还没有诞生。相对而言，一种被称为“剪接系统”的dna计算机模型较为成功[5]。

由于dna链可以比作在四字符集上的串，为dna计算建模的自然方式就是利用专门处理字符和字符串的形式语言理论。建模的关键就是要将实际的dna重组抽象为数学上的剪接操作。实际的dna重组，就是在前面所提到的四种“工具酶”的作用下，对dna链的切割和粘贴的组合过程。其数学抽象称为剪接操作。大体可做如下描述：给定字符集∑（其元素为符号）及其上的两个字符串x、y，利用剪接规则r剪接x和y的过程可以分为：①在由剪接规则r决定的位置上切割x和y；②分别将结果中x的前段和y的后段、y的前段和x的后段连在一起。∑ 的剪接规则 r是形如α1xxβ1$α2xxβ2的词，其中α1、β1、α2、β2是∑的串，＃和$是∑外的标记符。我们称z和w是根据剪接规则r＝α1xxβ1$α2xxβ2剪接x和y的结果，当且仅当存在∑上的x1、xƇ、y2、yƈ使得

x=x1α1β1xƇ, y＝y2α2β2yƈ

且 z=x1α1β2yƈ, w=y2α2β1xƇ

并记作（x，y） →（z，w）。α1β1和α2β2这两个串称为剪接位点；x和y称为剪接项。剪接规则r决定了切割的位点和位置：第一项在α1和β1之间，第二项在α2和β2之间。值得注意的是位点α1β1和α2β2会分别在x和y中出现多次，如果这样，选择哪一个位点是不确定的。结果会造成对x和y剪接的结果是（z，w）的一个集合。

将剪接操作当作基本工具来构建一种生成机制，便形成了剪接系统。给定一个字符串集a,a∑,∑为字符集∑上由连接操作生成的字符串的集合（∑中的元素为串），以及一个剪接现则集r（r∈r∑＃∑$∑＃∑），由此所生成的东西是由如下方法得到的串组成；从集a开始，在a和已获得的串上重复使用剪接规则。另外，应该说明一点，通常剪接x和y得到z和w后，仍可以将x和y当作剪接项，与此相似，对新生成的z和x也没有数量上的限制。但对某些串仅可使用有限次。故在数学上不用集合来表示剪接项，而用多重集——在每个时刻都应当记录每个串可用的个数。至此，可以给出剪接系统的一个简洁而又严格的定义：剪接系统是一个四元组r＝（∑、t、a、r），其中∑是一个字符集，t ∑是终结字符集，a是∑上的多重集，r是剪接规则的集合。

定义了dna计算的数学模型后，便可以来回答前面提出的dna计算的完备性与通用性问题。在计算机科学中，众所周知的丘奇一图灵论点深刻地刻画了任何实际计算机的计算能力——任何可计算函数都是可由图灵机计算的函数（一般递归函数）。现已证明：剪接系统是计算完备的，即任何可计算函数都可以用剪接系统来计算。换句话说就是，任何图灵机可计算的函数都可以由这种dna计算模型来计算。反之亦然。这就回答了dna计算机可以解决哪些问题——全部图灵机可计算问题。

对于第二个问题——是否存在基于剪接的可编程计算机——也有了肯定的答案：对每个给定的字符集t，都存在一个剪接系统，其公理集和规则集都是有限的，而且对于以t为终结字符集的一类系统是通用的。这就是说，理论上存在一个基于剪接操作的通用可编程的dna计算机。程序由往通用计算机公理集中添加的字符串组成。程序会有多个，而可利用的公理集合有无穷多个。这些计算机使用的生物操作只有合成、剪接（切割一连接）和抽取。

理论上dna计算机具有现代电子计算机同样的计算能力，但它具有的巨大潜力（功能）却是电子计算机不可比拟的：dna计算机运算速度极快，其几天的运算量就相当于计算机问世以来世界上所有计算机的总运算量；它的贮存容量非常大，1立方分米的dna溶液可以存储1万亿亿位二进制的数据，超过目前所有计算机的存储容量；它的能量消耗只有一台普通计算机的十亿分之一。如此优越的分子计算机当然是激动人心的。然而它离开发、实际应用还有相当的距离，尚有许多现实的技术性问题需要去解决。如生物操作的困难，有时轻微的振荡就会使dna断裂；有些dna会粘在试管壁、抽筒尖上，从而就在计算中丢失了。尽管dna计算机面对着许许多多的质疑，但它的提出者阿德勒曼教授依然是极其乐观的：dna计算机刚刚提出，尚在胚胎时期，与发展了半个世纪的电子计算机相比，确实相形见细。在他看来，提出dna计算机并不就是要与电子计算机竞争。首先，分子计算的观念拓宽了人们对自然计算现象的理解，特别是生物学中基本算法的理解。另外，dna计算的观念向现有的计算机科学和数学提出了挑战，相信它所蕴涵的理念可以使计算的方式发生进化。

dna计算理论是目前西方发达国家的一个研究热点，有些困难已经通过新的程序设计技术（无须等待生物技术的发展），采用概率算法及修改数学问题等传统的解决方案得以解决。人们大都相信，分子计算的实际应用在未来是可行的。另外，要知道，类似合成杂交、抽取等所有生物操作的问题，都已被大自然中的生物系统所涉及，而且这些问题在生物体内已成功的解决了，这就不会在生物体外解决不了。向大自然学习，问题就会得到解决。

2 dna计算：计算方式的进化

1994年11月阿得勒曼在提出dna计算机的时候就相信：dna计算机所蕴涵的理念可使计算的方式产生进化。后来的研究者就更坚信这一点了。如加拿大的卡尔（l．kari）就更明确的指出：“dna计算是考察计算问题的一种全新的方式。或许这正是大自然做数学的方法：不是用加和减，而是用切割和粘贴、用插入和删除。正如用十进制计数是因为我们有十个手指那样，或许我们目前计算中的基本功能仅因为人类历史使然。正如人们已经采用其它进制计数一样，或许现在是考虑其它的计算方式的时候了”[6]。我们以为，这一说法是很有启示性的。确实，仔细回顾一下人类计算方式或计算技术的历史，就不难体会到目前人们的计算方式确实是一种历史的结果，而非计算本性的逻辑必然。不过为了进一步论证和拓展这一观点，下面有必要就什么是计算。计算的方式是什么等问题给予一个简要的回答。

计算的本质是什么？应该说人类对其已经有了一个基本的清晰的认识，这就是递归论或可计算性理论中所揭示的一个基本内容：计算就是依据一定的法则对有关符号串的变换过程。根据丘奇一图灵论点，一切可计算的函数都是递归函数。抽象地说，计算的本质就是递归。不过这里我们想给出一个直观的描述：计算就是从已知符号开始，一步一步地改变符号串，经过有限步骤后，最终得到一个满足预定条件的符号串的过程。这样一种有限的符号串的变换过程与递归过程是等价的、一致的。所谓计算方式就是符号变换的操作方式，尤其指最基本的动作方式。广义地讲，还应包括符号的载体或符号的外在表现形式。从中国古代的筹算方式（一组竹棍表征）、珠算方式，到后来的笔算方式就是一系列的计算方式的变化（它们各自具有各自的操作方式）。相对于后来的机器计算方式，这些计算的方式均可归结为“手工计算方式”，其特点是用手工操作符号，实施符号的变换——摆排竹棍、拨弄算珠或书写符号。机器计算的历史可以追溯到1641年，当年18岁的法国数学家帕斯卡尔从机械时钟得到启示——齿轮也能计数，成功地制作了一台齿轮传动的八位加法计算机。这使人类计算方式、计算技术进入了一个新的阶段。后来经过人们数百年的艰辛努力，终于在1945年成功地研制出了世界上第一台电子计算机。从此，人类进入了一个全新的计算技术时代。就电子计算机而言，至今它也经历了四个大的时期。从最早的帕斯卡尔齿轮机到今天最先进的电子计算机，计算技术有了长足的发展。这是一个计算方式发生重大变革的历史时期。这时计算表现为一种物理性质的机械的操作过程。但是，无论是手工计算还是机器计算，其计算方式——操作的基本动作都是一种物理性质的符号变换，具体是由“加”和“减”这种基本动作构成的。二者的区别就在于前者是手工的，后者是自动的。

然而，如今出现的dna计算则有了更大的本质性的变化。计算不再是一种物理性质的符号变换，而是一种化学性质的符号变换，即不再是物理性质的‘“加”、“减”操作，而是化学性质的切割和粘贴、插入和删除。这种计算方式的变革是前所未有的，具有划时代的意义。它将彻底改变计算机硬件的性质，改变计算机基本的运作方式，其意义将是极为深远的。我们完全可以做这样一番想象，一旦dna计算机全面实现，那么真正的“人机合一”就会实现。到那时，人们最不需要的就是电脑，因为大脑本身就是一台自然的dna计算机，人们真正需要的只是一个接口。dna计算机蕴涵的理念不仅可以使计算的方式产生进化，而且可以使人类的大脑、思维产生进化。这是我们对阿德勒曼认识的一点补充。然而，尽管dna计算较之以往的各种计算有了重大的变革，但是，在计算本质上，它同人类有史以来的一切计算都是等价的、一致的。这是因为：任何可计算函数都可由剪接系统来实现，即任何图灵机可计算的函数也可以由dna计算机来计算。反之，任何由剪接系统计算的函数都可由留灵机计算。这就是说，dna计算也是一种递归计算。这一结论有着重要的数学意义。它一方面使人们认识了dna计算的本质；另一方面进一步证实或支持了丘奇一图灵论点，使丘奇一图灵论点首次获得了电子计算机之外的生物计算机的证实，这种证实自然是更加有力的。

综上所述，我们看到，计算之所以为计算，在于它具有一种根本的递归性，或在于它是一种可一步一步进行的符号串变换操作。至于这种符号变换的操作方式如何，以及符号的载体或其外在表现形式如何，都不是本质性的东西，它们无不是一种历史的结果，无不处于一种不断变革或进化的过程之中。符号可以用一组竹棍表征、用一组算珠表征、用一组字母表征，也可以用齿轮表征、用电流表征，还可以分子表征、电子表征等等。不同表征下的符号变换有着不同的操作方式，甚至同一种表征下的符号变换都可以有不同的操作方式。在此，计算本质的统一性与计算方式的多样性得到了深刻的体现。我们相信，随着科学技术的不断发展，计算方式的多样性还会有新的表现。既然dna计算机的出现已经打开了人们畅想未来计算方式的思维视窗，那么就让我们翘首以待吧。

3 dna计算：生命进化的方式

生命是什么？生命是怎样进化的？这是人类一个永恒的话题。随着自然科学的不断发展，生命问题也在不断变换着其形式，人们对它的理解、认识也在不断地更新，以适应新的理论的发展与进步。在20世纪八九十年代，由于人类基因组计划、计算机人工生命、遗传方法和dna计算机等一系列全新的理论和观念的出现，使人们对生命是什么、生命是怎样进化的等重大基础性问题再一次产生了新的理解。这种理解的核心内容是：生命就是一台自然计算机。生命的法则就是算法，生命就是以计算的方式在进化着。dna计算对这样一种生命观给予了强有力的支持。dna计算表明了计算存在于生物学的根基上，计算处于生命的核心，生命本身就是由一系列复杂的计算组成的。下面我们对此作一个简要的论述。

什么是算法？简单地说，算法就是求解某类问题的通用法则或方法。通常要求用它能够在有限步骤内一步一步地完成对问题的求解。换句话说，算法也就是对有关数据或符号进行变换的方法规则。计算就是对算法的执行或对数据、符号依据有关规则进行的变换操作。长期以来，计算、算法一直是数学的专有概念。但如今由于电子计算机深刻而广泛的运用，使人们对这两个基本概念有了更宽泛地认识，使它们泛化到了整个自然界。认为自然界就是一台巨型自然计算机。任何一种自然过程都是自然规律作用于一定条件下的物理或信息过程，其本质上都体现了一种严格的计算和算法特征。在此，自然系统相当于计算机的硬件，自然规律相当于计算机的软件，而自然过程就是计算机的计算过程。生命系统作为自然界中最复杂最有特色的系统，它也就是形形的自然计算机中的一种。

dna计算机就是对生命这种自然机的一种表征。这是因为，dna是生命的信息库和程序库，既是一套自复制的程序，同时又是一个以进化论为基础发展过来并正在发展的程序。它构成了遗传、发育、进化统一的物质基础。现代生物学表明，一方面dna可以看作是由a、g、c、t四个字符组成的字符串。从数学上讲，这意味着我们可以用一个含有四个字符的字符集∑={a、g、c、t}为信息编码。dna代码与计算机代码所不同的只是它不是二进制的，而是一种四进制代码。有人甚至指出：除了专业术语不同之外，分子生物学杂志里面的每一页都可以换成计算机技术杂志的内容。另一方面，dna能够对该信息载体进行一系列可控制的变换（即化学反应）。变换的具体方式是dna的复制、剪切、连接、修复，变换的过程就是一种生命过程，也即生命的自构造性特征。因此，我们完全可以把生命看作是一台自然计算机，生命的进化法则就是算法。另外，dna作为一种自然语言，和计算机程序语言一样，具有不同的层次，具有递归、并行、模块化的基本特征。现代生物学表明，一维线性分子在特定的环境中通过复杂而准确的信息处理，可拓展为一个丰富的四维时空生命体，这种展现过程所获得的新信息反过来又不断地反映到一维线性分子中，导致生物物种的不断进化。这正是dna程序语言层次性的表现。一维dna序列只不过是最低级的生命机器语言，所有的高级语言都必须编译成dna序列语言才能执行。目前，dna这种自然语言的词法、句法规则我们尚不清楚，但本质上是一种程序化语言[7] 。

dna计算机的提出，就是一种分子算法的化学实现。以前分子算法，如自复制自动机、胞格自动机、遗传算法、人工生命等全都是在电子计算机上实现的，dna计算机的出现是分子算法的化学实现的开端。这种立足于可控的生物化学反应或反应系统，无疑更加有力地直接地表明了生物现象与过程的计算特征。而这对于现代生物学的研究自然有着十分积极的影响。正如阿得勒曼所说：dna计算机的构想，是从另一个角度出发启示人们用算法的观念研究生命。“算法对于生命的意义，就在于以过程或程序描述代替对生物的状态或结构描述，将生命表示为一种算法的逻辑，把对生命的研究转换成为对算法的研究”[8]。在这个意义上，生命就是程序、就是算法——一种能够实现自我复制、自我构造和自我进化的算法。在尼葛洛庞帝的《数字化生存》中，有一个已是众所周知的主题论断：计算不再只和计算机有关，它决定我们的生存。但是，尼葛洛庞帝仅是从社会生活的意义上说这番话的。我们在这里则要赋予它另一种新的含义——生理生存，即计算决定我们的肉体的生存。

生物学界这种算法观念的广泛运用，更增强了人们运用算法观念看待整个自然界的信心，拓展了人们对自然现象的理解。要知道生命是最复杂的自然现象之一，是自然界进化的最高代表。因此，我们完全有理由猜想：整个宇宙也是按算法构成的，是按算法演化的。现实世界之万事万物只不过是算法的复杂程度的多样性。从虚无到存在、从非生命到生命、从感觉到意识，或许整个世界的进化过程就是一个计算复杂性不断增长的过程。看来毕达哥拉斯或许真是对的：万物皆数！应该说，这便是dna计算机所蕴涵的最深奥的哲学理念：数学可能是万物的基础，数学可能是现实世界和可能世界的核心。今天，我们或许应该将毕达哥拉斯的哲学再向前推进一步：存在的意识就是数学意识。因为dna计算宣称数学处于生命的核心。

参考文献

[1]l m adleman. molecular computation of solutions to combinatorial problems [j].science, 1994.266. science， 1994． 266．

[2]m linial. on the potential of molecular computing [j]. science， 1995．268．

[3]邓少平，等．dna计算的一些基本问题［j］．科学（中文版），1996（5）．

[4]barry cipra．computer science discovers dna［j］．what's happening in the mathematical science．ams，1996（3）．

[5][6]lila kari． dna computing： arrival of biological mathematics［j］． the mathematical intelligencer．1997（2）．

[7][8]邓少平．生命与算法[j]．科学（中文版），1996．10.

第五篇计算机网络信息系统项目技术方案(4)_建筑工程论文

第四章、服务承诺

一、系统安装承诺

1．计算机硬件系统及外设配件

根用户的要求，所有计算机硬件设备和外设配件在指定地点和环境下，完成所有安装测试工作并实现正常运行，达到用户要求的性能和产品技术规格中的性能。步骤如下：

作整体的场地勘察，作出实际施工的方案；

铺设垂直及水平主干部份的管槽，并在不影响用户办公的前提下安装水平部分的管槽；

铺设全部的线路；

线路的铺设验收；

信息点的端接；

测试：先我司作全部的测试（可有用户的人员在场），用户再作抽检。WWW.0519news.CoM

2．软件产品安装要求：

对操作系统（os），应用软件包等软件根据标书要求，规定的环境下，完成所有安装测试工作并实现正常运行，达到要求的性能和产品技术规格中的性能。步骤如下：

在服务器端安装sql；

在网络工作站安装网络监视软件；

在不影响用户办公的前提下调试工作站。

3．网络产品安装要求：

对交换机、路由设备等全部网络产品根据要求, 在规定的地点和环境下, 完成所有安装测试工作并实现正常运行，达到要求的性能和产品技术规格中的性能。步骤如下：

在布线测试完成后，把用户的网络设备按实际的分配要求安装在各自的机房；

连接各网络设备，包括中心交换机与楼层交换机的连接、楼层交换机间的堆叠、路由器、防火墙、远程访问服务器与交换机间互联；

调试内部局域网的连接；

在不影响用户办公的前提下，调试用户端的工作站；

调试远程访问服务器达到拔号访问服务器的功能；

调试广域网的连接，调试防火墙、路由器等设备；

调试内部网络及外部网络间的数据交换问题；

作整体的测试，达到用户的使用要求。

二、系统验收承诺

系统安装完成后，由使用单位进行设备或网络测试，我司给予充分的配合。试过程必须在市外局信息中心的参与下进行。测试的过程和结果必须详细记录，经各方签字后作为验收的文件之一。测试分为如下几个步骤：

1. 单项测试

单项产品安装完成后，由我方进行产品自身性能的测试。

2. 网络联机测试

网络系统安装完成后，由使用用户对所有采购的产品联网运行，并进行相应的联机测试和性能测试。

各部分的测试方法如下：

综合布线部分用fluke dsp-4000测试仪（或同等档次的设备）对光纤、铜缆按gigaspeed及ansi/tia/eia cat 5 link标准进行测试。

网络设备的远行情况用客户采购的cisco work cwlms-2.0网络监视软件对网络设备远行情况进行。

ups设备作人为断电检测。

服务器设备使用dell公司的服务器自带检测系统进行远行测试。

所有设备在连接后，作总体的远行调试，包括工作站及服务器数据交换、远程用户拔号访问服务器、外网工作站访问internet等。

1．布线系统测试验收要求

本布线系统项目的测试和验收参照中国工程建设标准化协会标准《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》（cecs 89:97）进行。我司负责免费提供所有综合布线系统测试和验收时所需的各种测试工具或仪器设备。

电缆布线链路性能验收要求

1) 特性阻抗

本工程对称电缆布线链路采用100ω阻抗，从频率1mhz到该链路等级规定的最高频率，链路特性阻抗与选定的标称特性阻抗的容差应不超过±15ω。

2) 回波损耗

在对称电缆布线链路的任一接口，测出的回波损耗应大于或等于下表1给出值所连成的折线。

表1 每个布线接口处的最小回波损耗

频率

mhz

最小回波损耗

d级

1～10

10～16

16～20

20～100

3) 衰减

链路衰减应小于或等于下表2给出值所连成的折线，并且还应符合本节5)对衰减/串音比的要求。因此实际衰减除符合下表2要求外，可能尚需留有余量。

表2 最大衰减值

频率

mhz

最大衰减

d级

0.1

1.0

2.5

4.0

4.8

10.0

7.5

16.0

9.4

20.0

10.5

31.25

13.1

62.5

18.4

100.0

23.2

4) 近端串音衰减

链路的近端串音衰减应大于或等于下表3列出值所连成的折线，并且还应符合本节5)对衰减/串音比的要求。因此实际近端串音衰减除符合下表3要求外，可能尚需留有余量。

表3 最小近端串音衰减

频率

mhz

最小近端串音衰减

d级

0.1

1.0

4.0

10.0

16.0

20.0

31.25

62.5

100

5) 衰减/串音比(acr)

链路的衰减/串音比指标不能由表3与表2直接算出，其衰减/串音比应大于下表4给出的值所连成的折线，应同时符合本节3)、4)和5)的要求。即链路的衰减和近端串音衰减不仅要满足本节3)与4)的要求，还应有一定的富裕度，才能满足本条的要求。

表4 d级链路的最小衰减/串音比

频率

mhz

最小衰减/串音比

1.0

4.0

10.0

16.0

20.0

31.25

62.5

100

6) 环路直流电阻

链路的线对环路电流电阻应小于下表5给出的指标。

表5 最大环路直流电阻

（单位：ω）

链路级别

d级

最大环路电阻

7) 传播时延

链路的传播时延应小于下表6给出的指标。水平布线链路的最大传播时延应小于1.0μs。

表6 最大传播时延

链路级别

测量频率

mhz

传播时延

μs

1.0

8) 纵向变换损耗和纵向变换转移损耗

itu-t g.117建议中定义的纵向变换损耗(lcl)和纵向变换转移损耗(lctl)，其值应大于下表7给出的值。

表7 最小纵向变换损耗和纵向变换转移损耗

频率

mhz

最小纵向变换损耗和

纵向变换转移损耗

d级

0.1

1.0

4.0

10.0

16.0

20.0

100

光缆布线链路性能验收要求

光缆布线链路要求适用于在一个传输端口中只使用单一波长的情况。

1) 光衰减

多模光缆链路的传输窗口见下表8。

光缆布线链路在规定的传输窗口测量出的最大光衰减（介入损耗）应不超过下表9的规定，该指标已包括链路接头与连接插座的衰减在内。

表8 多模光缆链路的传输窗口

（单位：nm）

标称波长

下限波长

上限波长

基准试验波长

fwhm谱线最大宽度

850

790

910

850

1300

1285

1330

1300

150

表9 光缆布线链路的衰减

布线子系统

链路长度

衰减(db)

单模光缆

多模光缆

1310nm

1550nm

850nm

1300nm

水平

100

2.2

2.5

2.2

建筑物主干

500

2.7

3.9

2.6

建筑群主干

1500

3.6

7.4

3.6

2) 模式带宽

多模光缆布线链路的模式带宽应大于下表10给出的值。

表10 最小模式带宽

波长 nm

最小模式带宽 mhz

850

100

1300

250

3) 回波损耗

光缆布线链路的任一接口测出的光回波损耗应大于下表11给出的值。

表11 最小光回波损耗

多模光缆

单模光缆

850nm

1300nm

1310nm

1550nm

20db

26db

验收文档

在正式验收前我司向用户提供所有布线文档。包括：综合布线总图、信息点分布图、配线架分配图、光纤箱配置图、光纤主干走线图、双绞线及光纤测试报告、工程验收报告、与有关各厂商签约及有关维修服务等文件的副本，并做好标识。

布线产品生产按厂家规定的工作时间，提供原厂家的15年质保认证书。

2．产品验收要求

1)对全部设备、产品、型号、规格、数量、外型、外观、包装及资料、文件（如装箱单、保修单、随箱介质等）的验收。

2) 拆箱后，应对其全部产品、零件、配件、用户许可证书、资料、介质进行登记，并与装箱单对比，如有出入应立即书面记录，由供货商解决，如影响安装则按合同有关条款处理。

3) 设备通电测试应单台进行，所有设备通电自检正常后，才能相互联结。

4) 硬件及软件全部安装完成且连接完毕进行系统测试，应严格按测试计划进行，做好各项原始记录。

5) 如商检或系统测试中发现设备性能指标或功能上不符合标书和合同要求时，将被看作性能不合格，设备使用单位有权拒收并要求赔偿。

3．系统验收要求

系统验收要求对各个单项产品的测试和网络系统联机测试，均达到使用要求的性能和产品技术规格中的性能，并实现系统正常运行后进行。

我方负责在项目验收时将系统的全部有关产品说明书、原厂家安装手册、技术文件、资料、及安装、测试、验收报告等文档汇集成册交付设备使用单位。

三、施工承诺

于合同签定后2天内进场，并根据大楼装修工程总体进度制定工程实施计划市外局审批。

施工期间定期向市外局报告工程完成情况，以便核查工程进度。

于进场后一个月内完成线缆的布放和设备安装准备工作，并在接到市外局通知后一周内完成全部设备的安装及调测工作。

保证将设备、产品运送到本工程施工现场，并承担所有运送费用。

保证能有效地进行安装、调试、试运行的技术服务和现场验收。

根据合同规定，精心并努力地设计、施工和完成工程，并修补其中的缺陷，并为这些设计、施工、完成和修补提供全部的监督管理、劳力、材料设备装置及所有其他物品。

对所有工地作业和施工方案的适当性、可靠性和安全性负责。

严格按照合同实施和完成并修补其中的缺陷，不管合同中提到与否，在涉及工程或与工程有关事情上，都应依照并严格遵守市外局的指令并令其满意。

严格按照工艺流程和技术要求施工，要设置各级技术管理和质量检查人员，并严格按照技术标准进行检查，对不符合合同要求的，投标方必须返工修补，直到达到要求为止。

从开工之日起，直至竣工验收后将工程移交给市外局为止对所有有关工程的资料、半成品、成品和配套设备装置全权负责，负责保障市外局免于由于保护不周而造成的所有赔偿责任或其费用。但对那些已办理中间接收手续并交付市外局的工程，从办理手续之日起，此照管责任移交给市外局。

提供系统应有良好的接地。

提供的设备，负责其安装、调测及开通，市外局予以协助配合。

系统安装由我司指定施工队完成，市外局验证施工队是否具有相关的施工资质。我司现场配合和指导施工队工作，并保证施工过程和质量符合有关规范和标准。

设备安装、调测所需工具、仪表及安装材料均由我司提供。

系统试运行测试在系统移交后实施，为期三个月。在系统试运行期间，要求设有专人做技术支持，系统出现故障时，配合施工人员予以解决，施工人员解决不了时，予以解决。

四、售后服务

1．保修期内售后服务

所有硬件设备及产品均需提供原厂3年保修服务。

布线系统应能提供厂商15年品质保证书。

保修期内，所有硬件设备维修、布线材料的更换均为免费。

设备故障报修响应时间为：周一至周日8：30---18：00期间4小时内响应。

如果设备故障在检修8工作小时后仍无法排除，在48小时内提供不低于故障设备规格型号档次的备用设备供使用，直至故障设备修复。

保修期内，所有设备维修服务均为上门服务，由此产生的费用均不再收取。

提供系统扩充、升级方面的技术支持服务。

2．保修期后设备维护服务

保修期后提供终身有偿的维护保修服务，三年后服务的收费方式有：

1．签定一定时间保修合同，内容上包工包件（消耗品除外），每年收取设备总价的15%作为维修费用；

2．签定一定时间保修合同，内容上只包上门维护的费用，而更换零件的费用另计，每年收取设备总价的3%作为维修费用；

3．按每次接到通知上门服务收取费用，同样是更换零件的费用另计，市内每次收取币300元作为维修费用（不含交通费）。

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《计算机不能思维的初步逻辑证明_逻辑学论文五篇》

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