科学技术的不完备性及其实践意义

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摘要：本文由哥德尔(Godel)不完备性定理出发引申出了科学技术的不完备性的概念。对科学技术的不完备性分析了其哲学意义，并结合人工智能科学领域等方面的研究情况探讨了其对现实的科学研究的启示。 关键词：不完备性；科学技术；人工智能；辩证法1概述科学技术作为调节人与自然关系的本质力量，在历史上曾把人从受制于自然的被动地位提升到与自然平等对话地位。科学技术的发展，以及它在促进人类文明进程中日益显示出的巨大力量，使人们对它寄予无限希望，并且—度导致科学万能论的流行。

    科学万能论的产生和流行，与人类的理性的发现和张扬是紧密联系的，它是人类对理性力量无限推崇的必然产物。随着科学技术被广泛运用于社会生产过程．人对自然的支配能人急剧扩大．人在自然界的地仰发生了根本转变。科学技术的作用消除了人类对黑夜的恐惧，使人不必再为获取基本的生存物品而犯愁。人类可以任意涉足地球的一切地方，甚至可以越出地球，千里之遥的交流如同画对面的交往，这一切无不显示出人的主人地位。在短短的几百年间，人类从巨大的物质利益和精神享受中，切身感受到科学技术赋予自己的征服自然的巨大力量。科学技术为现代文明所做的—切贡献，使人似乎有理由相信，只要依靠科学技术，人类在征服自然的道路上就不存在不可逾越的障碍。

但是，当今生态危机，人口危机，能源危机等等残酷的现实无情地打破了科学万能的观念。本文从一个全新的角度批判了科学万能论，并提出了科学技术的不完备性的概念，论证了科学技术本身具有者不可超越的局限性，警示人们必须对科学技术保持的审慎态度。

２　科学技术的不完备性哥德尔关于形式系统的不完备性定理首次发表在他的论文《论数学原理及有关系统中的不可判定命题》中，那个定理是关于不可判定命题存在性的一般结果，如果仅就算术系统而言，则该定理可简单地表述为：定理 如果形式算术系统是。无矛盾的，则存在着这样一个命题，该命题及其否定在该系统中都不能证明，亦即它是不完备的．后来，又经罗塞尔(Rosser)改进为下述形式：定理 如果形式算术系统是无矛盾的，则它是不完备的。详言之，亦即定理 如果一个含有自然数论的形式系统S是无矛盾的，则S中存在一个逻辑公式L，使得在S中，L是不能证明的，同时~L也是不能证明的。（ ~L是L的反命题）也就是说，任何包含初等数论的形式系统，如果它是无矛盾的，那末一定是不完备的。他的第二条不完备性定理是：如果这种形式系统是无矛盾的，那末这种无矛盾性一定不能在本系统中得到证明。Godel的定理彻底摧毁了希尔伯特建立的无矛盾数学体系的纲领，它们对人工智能研究的意义在于，指出了把人的思维形式化和机械化的某些极限，在理论上证明了有些事情是做不到的。众所周知，当今的科学技术体系是建立在经典的公理化体系之上的，将其推广到一半的科学技术系统中来。即科学技术系统S如果是无矛盾的，那么一定存在命题L, 使得在S中，L是不能证明的，同时~L也是不能证明的。

我们称之为科学技术的不完备性。通俗的讲，在科学技术系统一定可以找到一个问题是他不能被解决和证明。当今社会科学技术高速发展，然而所面临的难题也越来越多。马克思主义唯物辩证法告诉我们，人的认识总具有历史的局限性和相对性。科学技术的不完备性的成因归根结底是人的认识与客观实际以及认识客观世界的方法与客观规律的矛盾。人类认识的产物科学技术其中的相对真理成分，在不断的趋近于绝对真理，然而在特定的历史时期总有些事情人的思维是做不到的。

３科学技术的不完备性在人工智能领域的体现Turing(图灵)，英国数学家，他提出了著名的“图灵实验”：让人和计算机分处两个不同的房间里，并互相对话，如果作为人的一方不能判断对方是人还是计算机，则那台计算机就达到了人的智能。这是对智能标准的—个明确定义．

1956年夏天，美国数学家McCarthy和其他—些学者联合发起了在达德茅斯大学召开的世界上第一次人工智能学术大会．参加者有一批数学家、信息学家、心理学家、神经生理学家、计算机科学家．经McCarthy提议．在会上正式决定使用人工智能一词来概括这个研究方向。

自从人工智能形成一个学科以来，科学家们遵循着一条明确的指导思想：研究和总结人类思维的普遍规律，并用计算机模拟它的实现．他们深信：计算机一定能达到人的智能．达到达一步的关键就是建立一个通用的、万能的符号逻辑运算体面对于输入的任何智力问题，它都能给出一个解答．Newell等老一辈人工智能专家称此为“物理符号系统假设”。 Nilsson的观点则更进一步，认为这种符号体系的核心方法应该是逻辑演绎方法．他提出了一个口号，叫“命题主义”．他主张，一切人工智能研究应该在一个类似逻辑的形式框架内进行。

然而，当人们在困难面前重新检讨战略思想时，老科学家信奉的原则开始受到年轻一代的挑战。他们认为，万能的逻辑推理体系至今没有创造出来，并不是因为人工智能专家的本事不够．而是因为这种万能的体系从根本上说就是不可能有的。它最大的弱点就是缺乏知识，缺乏人类在几于年的文明史上积累起来的知识．在实际生活中。人是根据知识行事的，而不是根据在抽象原则上的推理行事的．其次，即使就逻辑按理体系来说。它的主要技术是状态空间搜索，而在执行中遇到的主要困难是“组合爆炸。”事实表明，单靠一些思维原则是解决不了组合爆炸问题的，要摆脱困境，只有大量使用现成的知识。

   科学技术的不完备性告诉我们，人工智能所依赖的逻辑体系和知识体系是不完备的。人类在任何时代都不可能认识到知识的全部，那么对人进行模仿而研制的人工智能怎么能达到完备呢?

另一方面人们提出了关于人工智能的新的思考：人工智能机器人会不会统治世界？二十世纪末，反映这种思考的哲学著作，科幻小说和科幻电影大量出现，不计其数。这种想法看似荒诞，然而不得不承认其中许多论证看上去都是合理的。以最近的一部电影《机械公敌》为例，人类为人工智能机器人设定了三条行为准则，看上去这三条准则可以约束机器人的行为并使得他们的行为一心为人服务而不会对人类造成危害。然而，实际上这三条准则并不是完备的，他们的一个必然结果居然是推导出“必须杀掉一些人才能不会对人类产生危害”这一令人恐惧的结论。

        科学技术的不完备性告诉我们：人工智能所依赖的逻辑体系是具有不完备的，一个貌似完备的逻辑体系一定会得出某个矛盾的结论。而如果这个矛盾人类意识不到很可能会产生灾难性的后果。

4科学技术的不完备性的实践意义      人的认识总具有历史的局限性和相对性。在特定的历史时期，科学技术总有一些问题是解决不了的。科学技术的不完备性的成因归根结底是人的认识与客观实际以及认识客观世界的方法与客观规律的矛盾。科学研究一定不能超越它的历史限度，不应该把还不成熟和完备的结论应用于人类的生产实践中去。

       人类科技史上的大量历史事实给我们提供了丰富的教训。       链霉素发明于1944年。它的抗结核杆菌的特效作用，开创了结核病治疗的新纪元。然而后来人们发现，链霉素容易损害听觉神经，可以引起眩晕，运动时失去协调（我们称共济失调）；可以引起耳鸣，听力下降，严重时出现耳聋。由于不懂药理知识滥用链霉素引起所谓“先天性”耳聋，在过去由于人为的原因造成儿童听力障碍残疾的教训也是较多的。

       早在1956年，巴西圣保罗大学研究人员为了培育一种产蜜多的蜜蜂，从非洲塞内加尔引进了35只蜜蜂，以便与当地的蜂种杂交改进蜂种。这种非洲蜜蜂的特点是工作勤勉、产量高，但是脾气狂暴，攻击性强。第二年，由于管理疏忽，有26只蜂逃走了，从此埋下了祸根。这批逃出的蜂王在荒野中找到了与故乡非洲极其相似的环境，在那里安营扎寨，并与它们的近亲——欧洲蜂杂交，产生一种繁殖力更强、毒性更大、攻击性更强的杂种蜂——巴西“杀人峰”。从此，巴西蜂害开始上演，而且愈演愈烈。只要遇到可攻击的对象，无论是动物还是人，“杀人峰”都要疯狂袭击。仅1978年统计，已有二百多人因蜂群袭击而死于非命，不仅如此，巴西“杀人峰”每年还以上百公里的速度，向周围扩散，现在已经越过古巴、墨西哥、进入美国，并进一步向美国北部推进。

        这些例子都是由于科学工作者没有充分意识到科学的不完备性，对于科学研究过分的自信和不谨慎造成的。对于科学工作者时时刻刻都要牢记现在科技水平并不是可以完美解决问题的，他所得到的结论很可能只是真理的一部分，对可能出现的危害性后果要有充分的准备。

结论科学技术的不完备性提醒我们：科技在任何特定的历史时期都不是万能的，将来也永远不可能是万能的。科学技术系统一定存在某些不能被解决和预见的问题。这是由人的认识总具有历史的局限性和相对性所决定的，是辩证法的必然结论。科学研究一定不能超越它的历史限度，不应该把还不成熟和完善的结论应用于人类的生产实践中去。对于每个科技工作者在研究中必须保持谦虚谨慎的态度，唯有如此才能让科学技术更好的为人类造福，减少由于科学技术的不完备性而产生的危害。                             参考文献1          徐利治．数学方法论选讲．华中工学院出版社．1983.4.2          陆汝铃．人工智能．科学出版社．19893          Kevin Warwich．机器的征途——为什么机器人将统治世界．内蒙古人民出版社．1998.64          刘大椿．科学技术哲学导论．中国人民大学出版社．2000.15          www.39.net6          zhiks.nease.net