## 第13章 伽利略与光电二极管 不起眼的光电二极管能和伽利略一样区分亮光与黑暗 阿尔图里领着伽利略通过一扇边门，问他：“你能否找到走出困境的方法，这种方法不是以一个谜取代另一个谜？”阿尔图里要伽利略完成一个思想实验。毕竟，伽利略是思想实验的拥护者。难道他不是第一个运用思想实验来论证新科学的人吗？伽利略逐字逐句地记得自己当初是如何建立运动相对性理论的： 将自己与某个朋友关在一艘大船的船舱内，与你们关在一起的还有苍蝇、蝴蝶以及一些飞虫；将几条鱼放到盛着水的大碗里；将一个瓶子挂起来，底下放一个宽口的容器，瓶中的水一滴滴落到容器中。当船静止不动时，仔细观察这些飞虫如何以匀速向船舱内各个方向飞翔；鱼也向各个方向匀速游动；水滴落入下面的容器中；扔一个东西给你的朋友，只要距离相等，朝一个方向扔与朝另一个方向扔所需要的力气是一样的；无论朝哪个方向双脚齐跳，跳出去的距离都是一样的。仔细观察这些现象（当然，当船是静止的时候，毫无疑问情况确实是你看到的那样），然后让船以任何速度前进——只要是匀速运动，不要使船摇摆不定。你会发现，船舱内的情况与之前没有任何差别，而且你也无法判断船是在前行还是静止不动。 接着，伽利略想起自己如何推翻亚里士多德的物理学基础，以及如何建立动力学第一定律——惯性定律。他依靠的不是确凿的实验证据（这种证据很难获得），而是靠他的想象力。想象一个绝对圆的球，在一个绝对光滑的平面上运动，没有遇到丝毫阻力。通过想象这种理想情况，得出结论：这个球不需要借助任何其他的力量，会一直保持匀速运动状态。 那么阿尔图里在想些什么？在想一个揭示意识本质的思想实验吗？ 这个房间特别明亮，除了中间有一张非常舒适的椅子之外，没有其他家具。阿尔图里让伽利略放轻松。伽利略刚坐到这张椅子上，就感到头晕，似乎没有什么东西可以让他的眼睛聚焦。他看不到前面有墙，他的视野似乎被无边无际的白色屏幕包围了。眩晕的感觉过去后，他只感到一片纯粹的亮光。 阿尔图里很快地解释实验内容。伽利略只要说出他看到的是亮光（就像现在那样），还是一切陷入彻底的黑暗中。他只要根据情况说“亮光”或“黑暗”就可以了，没有其他任何要求。阿尔图里让他不要思考，也不要胡思乱想，只要集中注意力，做出“亮光”或“黑暗”的反应，不管这项任务有多简单。说完，阿尔图里就出去了。 没过一会，整个房间变暗了，但只是一会儿，马上就有亮光出现，接着又暗了，又亮了。伽利略快速地做出反应，亮光与黑暗转换地非常快，他只够时间说出“亮光”或“黑暗”。伽利略做得很认真，每次转换他都做出了相应的反应。 过了一会，阿尔图里回到房间，问他是否看到亮光和黑暗。伽利略想：这个任务也太简单了，根本不需要动脑筋。难道阿尔图里是在暗示我瞎了吗？他是不是注意到我视力不行了？是不是有几次我的反应是错的？伽利略回答道：我当然看到亮光与黑暗了。还有什么比这更简单的吗？如果这个实验有任何意义的话，意义何在？ 阿尔图里没有说什么，只是指了指联结在椅子底下的一根细细的电线。这根电线从地板下面的一个小洞中拉出来，在电线的顶端有一个小小的玻璃灯泡，正对着房间前方。阿尔图里说：“这就是光电二极管，是最简单的机器，一个超级简单的物体。光电二极管只不过是带有可变电阻的微型电路。通过光照强度的变化引起电阻的变化，当光线变强，电流也会加强。” 阿尔图里解释道：伽利略大声说出他看到的是亮光还是黑暗的时候，这个光电二极管也在做同样的事情：开灯时，电路中的电流会加强，光电二极管会发送“开”的信号；关灯时，电流下降到零，光电二极管会发送“关”的信号。  阿尔图里在房间外面记录下伽利略与光电二极管的反应。他说，光电二极管的反应与伽利略的反应一样精确。实际上，两者的反应难以区分。所以，两者都通过了测试。 现在伽利略终于明白他与光电二极管这场奇怪的较量的目的何在了。在伽利略看来，他要思索的问题很简单。光电二极管是否也能像他那样意识到亮光与黑暗？光电二极管也有主体性吗？它能体验到亮光与黑暗吗？  伽利略想都不用想就知道，答案是不能。 “你怎么这么肯定？”阿尔图里马上插入道，似乎在享受即将到来的胜利。这个实验证明：光电二极管在辨别亮光与黑暗这点上做得就算没有比伽利略更出色，至少也与伽利略一样出色。伽利略有什么理由认为光电二极管不能像他一样，看到亮光与黑暗？ 伽利略明白，光电二极管不过是会根据光线改变状态——开或关——的电路。这根本不足以产生对亮光与黑暗的体验，这点他很肯定。但是它为什么体验不到呢？如果他与光电二极管有何不同的话，最主要的不同是什么？ 毕竟，他如饥似渴地读过弗里克给他的每一本书，他知道自己脑部的神经细胞与光电二极管没什么不同。例如，书上说视网膜上的光感受器就像敏感的光电二极管，只是光感受器是由血肉而不是由金属构成，并且对光反应的机制也与光电二极管不同。确实，这些感受器与其他细胞相连，这些细胞又与另外一些细胞相连，一直到达脑部的最高层次。但是他还记得弗里克说过，脑部的神经细胞，不管层次有多高，其运作方式还是与光电二极管很像。实际上，我们对光与黑暗的体验依靠的就是这些像光电二极管的细胞，如果这些细胞受损，我们就无法体验了。 伽利略现在明白阿尔图里的主旨是什么了。他能够分辨亮光与黑暗，依靠的是脑部某些部分的细胞。从理论上说，这些细胞只是由血肉做成的光电二极管。如果一个人对光和黑暗的体验依靠的是他脑部像光电二极管的细胞的活动，为什么光电二极管不能有意识地体验到光与黑暗呢？ 伽利略感到疑惑，但是有什么东西促使他坚定自己的信念：光电二极管不能像人那样意识到光与黑暗。他不能做出满意的解释，这点伽利略很清楚；但是一定存在某种解释，对此他很肯定。 伽利略对他思想基础中的一点很确定（也许是最重要的一点）：那就是充足理由律，即事情是这个样子，而不是那个样子，必定存在一个理由。这是伽利略一直努力遵循的一个定律。伽利略想，必定存在某些必要与充足的条件，使视皮层某些细胞的活动与对光与黑暗的体验相关联，而光电二极管的活动则与这种体验不相关联。但是，是什么条件呢？ 这个形式最为简单的问题是意识的第一个问题。 注解 人工智能的先驱——图灵，设计出图灵测试，用以判断机器是否会思考，是否具有意识。图灵测试的内容如下。一台智能机器与一个人同处一个房间，另一个房间里是一个提问题的人。智能机器和人以打字的方式与提问者进行对话。如果在给定的时间内，提问者不能区分与之对话的是机器还是人，那么这台机器就算通过了测试，被认为是智能的。很明显，阿尔图里想让伽利略参与图灵测试，尽管是一个最简单的测试。拿着一个文卷柜的中国男人是雍正皇帝，放置在他胸前的是查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）[\[1\]](#id_1_25)的分析机，这是一台最早的机械计算机。哲学家约翰·塞尔（John Searle）在一篇文章《心智、脑与程序》（1980年发表于《行为与脑科学》杂志）中阐述了中文屋论证实验。他认为，一台遵循一系列指示的机器，即使能够准确回答所有问题，通过图灵测试，但这台机器不会思考，也没有意识，不能像我们那样理解意义。他想象自己就是这台机器，对中文一窍不通，却能够执行各项指示：“你被关在一个房间里，手上有很多卡片，上面写着中文字符。另外一些卡片从墙上的一个通口传递进来，上面写着要你回答的问题。有一个程序告诉你如何回答卡片上的问题，并将答案传递出去。尽管如此，你还是不懂中文。”塞尔用这个论证来说明，不能通过机器（句法）获取意义（语义），但是这个论证也可以用来说明不能通过计算获取意识。实际上，伽利略会得出结论：没有意识就没有意义；从根本上说，意识和意义是一回事。 [\[1\]](#id_1_24) 查尔斯·巴贝奇（1791—1871），英国数学家、哲学家、发明家、机械工程师，发明第一台机械计算机，被称为“计算机之父”。——译者注