（科学技术哲学专业论文）网络世界两个基本属性的哲学探究.pdf

网络世界两个基本属性的哲学探究 摘要 2 0 世纪9 0 年代以来，以计算机技术和信息技术为基础的数字化浪潮， 以一种不可逆转的态势迅速地席卷全球，正在并将继续深刻而广泛地影 响和改变人类进化的轨迹。毫无疑问，以互联网为标志的网络世界的形 成，是这场浪潮中所发生的最为重要的事件。一方面，网络世界f 断改 变着人们的生产、生活和思维方式；另一方面，人类自身在网络世界中 的各种活动也时刻影响着它的发展过程。 在很大程度上，哲学的生命力源于对时代变革作出积极的响应，因 此，对于与人们生活越来越相关的网络世界就有必要从哲学的角度来探 讨其内在的基本属性，从而使得我们能更好地认识和把握网络世界。 本文的第一部分首先回顾了网络世界的发展历史，概述了网络世界 的发展现状。文中的网络世界主要指的是基于互联网技术和其他虚拟技 术形成的，人在其中具有参与感，并可与其发生交互作用的信息空i h - ， 它具有开放性、链接与互动性、超时空性、仿真性等特点。然后，对计 算和信息的概念进行了深入而细致的诠释，指出广义的计算就是信息加 工的过程，并通过分析它们之间的辨证关系和相互关联的动态过程来把 握它们各自的含义。接着，通过对网络世界的技术构成、网络世界中的 认知主体及主客体之间的交互等分析，论证了从本体论上看，网络世界 的一个基本属性就是计算性。 第二部分阐述了网络世界作为一个开放系统在动态发展过程中所呈 现的复杂现象。其中着重分析了网络世界变化过程的自组织性，整体发 展过程中呈现的自演化特征、对信息的初值敏感依赖性，网络活性节点 间的协同演化，网络空间整体产生新性质的涌现现象以及结构、功能的 自相似性。并指出这些现象反映了网络世界作为整体所具有的另一个基 本属性，即复杂性。 第三部分基于对计算性和复杂性的分析，通过考察网络世界与现实 世界、网络世界与波普尔的世界3 之间的关系，着重论证了网络世界与 其他世界( 特别是网络世界与现实世界) 可以在计算性和复杂性这两个 层面上实现统一。 最后一部分则是在前几章的基础上，阐述了网络世界对人类社会实 践方式和思维方式以及对社会文明与发展的深刻影响。论证了网络世界 作为一个由新技术所支撑起的亚世界，扩展了人类实践领域，增强了人 类的创造力，极大地促进了人类文明与文化的进步。 文章创新之处在于较深入地探究了网络世界的计算性和复杂性这两 个基本属性，论证了网络世界的丰富多彩和千变万化实际上是其本体上 的计算复杂性的体现。在此基础上，进一步阐述了不同的( 亚) 世界之 间可以在计算性和复杂性这两个层面上实现统一，从而有助于加深我们 对于世界本质的认识和理解。 关键词：网络世界，现实世界，计算性，复杂性 p h i l o s o p h i c a lr e s e a r c h so nt w oe s s e n t i a l p r o p e r t i e so ft h en e t w o r kw o r l d a bs t r a c t si n c et h e19 9 0 s ，t h ed i g i t a lw a v eb a s e do nc o m p u t e ra n di n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y h a s r a p i d l ye n g u l f e d t h ee n t i r ew o r l dw i t ha ni r r e v e r s i b l e m o m e n t u m t h i sw a v eh a sc h a n g e dh u m a ne v o l u t i o n a r yp r o c e s se x t e n s i v e l y a n dw i l ld e e p l yc o n t i n u et od os o u n d o u b t e d l y , t h ef o r mo ft h en e t w o r k w o r l dc h a r a c t e r i s e db yi n t e r n e ti st h em o s ts i g n i f i c a n te v e n ti nt h i sw a v e o n o n eh a n d ，t h en e t w o r kw o r l di sc h a n g i n gt h el i v i n ga n dt h i n k i n gm o d eo ft h e p e o p l e ，o nt h eo t h e rh a n d ，t h ep r a c t i c eo fh u m a nb e i n gi t s e l fc a na l s oe x e r ta p e r s i s t e n ti n f l u e n c eo nt h ed e v e l o p m e n to f t h en e t w o r kw o r l d m a k i n gp o s i t i v er e s p o n s et ot h et r a n s f o r m a t i o no f t i m e si st h el i f e b l o o do f p h i l o s o p h yi nas e n s e t h e r e f o r e ，i ti si n d i s p e n s a b l et os t u d yt h ee s s e n t i a l p r o p e r t i e so f t h en e t w o r kw o r l dw h i c hi si n c r e a s i n g l yc l o s e rt op e o p l e sl if ei n p h i l o s o p h i c a lv i e w p o i n t t h a tw i l lc o n t r i b u t et oo u rf u r t h e ru n d e r s t a n d i n ga n d r e f o r m a t i o na b o u tt h en e t w o r kw o r l d t h ef i r s tp a r to ft h et h e s i sl o o k sb a c kt h eh i s t o r yo ft h ed e v e l o p m e n t o ft h e n e t w o r kw o r l d ，a n dt h e no u t l i n e si t sc u r r e n ts t a g e i nt h et h e s i st h en e t w o r k w o r l dm a i n l yr e f e r st h ei n f o r m a t i o nw o r l db a s e do nt h ei n t e r n e tt e c h n o l o g y a n dv i r t u a lt e c h n o l o g y ，i nw h i c hp e o p l ec a nh a v et h ep a r t i c i p a n tf e e l i n g s ，a n d m a yi n t e r a c to ne a c ho t h e r i th a saf e wc h a r a c t e r i s t i c s ，s u c ha so p e n n e s s ， i n t e r a c t i o n ，t i m e l e s s n e s s ，s p a c e l e s s n e s s ，a n ds i m u l a t i o n a n dt h e n ，t h i sp a r t e x p l a i n st h ec o n c e p t so fc o m p u t a t i o na n di n f o r m a t i o nt h o r o u g h l y a n d m e t i c u l o u s l y i ng e n e r a l ，c o m p u t a t i o n i s r e g a r d e d a st h e p r o c e s s o f i n f o r m a t i o n t h em e a n i n g so fc o m p u t a t i o na n di n f o r m a t i o na leg r a s p e db y a n a l y z i n gt h ed i a l e c t i c a lr e l a t i o na n dt h ed y n a m i ci n t e r d e p e n d e n c ep r o c e s s b e t w e e nt h e m a f t e ra n a l y z i n gt h en e t w o r ko r g a n i z a t i o n ，c o g n i t i v es u b je c t a n dt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e ns u b je c ta n do b je c ti nt h en e t w o r kw o r l d ，t h e c o n c l u s i o ni sd r a w nt h a to n eo ft h ee s s e n t i a lp r o p e r t i e so ft h en e t w o r kw o r l d i sc o m p u t a t i o n o nt h es e c o n dp a r to ft h et h e s i si ti se l a b o r a t e dt h a tt h ec o m p u t a t i o n a l c o m p l e x i t yo ft h en e t w o r kw o r l da sa no p e ns y s t e mw h i c hp r e s e n t si nt h e d y n a m i cd e v e l o p i n gp r o c e s s f o c u s e do nt h ea n a l y s i so ft h es e l f - o r g a n i z a t i o n i nt h ec h a n g i n gp r o c e s so ft h en e t w o r kw o r l d ，t h es e l f - e v o l v e m e n tw h i c h p r e s e n t si nt h ew h o l ed e v e l o p i n gp r o c e s s ，t h es e n s i t i v et oi n i t i a li n f o r m a t i o n ， t h ec o e v o l u t i o na m o n gt h en e t w o r ka c t i v en o d e s ，t h ee m e r g e n c ew h i c h c r e a t e sn e wc h a r a c t e r so fc y b e r s p a c e ，a n dt h es e l f - s i m i l a rc h a r a c t e r i s t i co f s t r u c t u r ea n df u n c t i o no ft h en e t w o r k ，i ti si n d i c a t e dt h a tt h e s ep h e n o m e n a h a v er e f l e c t e da n o t h e re s s e n t i a l p r o p e r t y o ft h en e t w o r kw o r l dc a l l e d c o m p l e x i t y t h et h i r d p a r t o ft h et h e s i s e m p h a s i z e s a n i n v e s t i g a t i o n o nt h e r e l a t i o n s h i p sa m o n gt h en e t w o r kw o r l d ，t h e a c t u a lw o r l d ，a n dt h ek a r l p o p p e r sw o r l d 3b a s e do nt h ea n a l y s i so fc o m p u t a t i o na n dc o m p l e x i t y i ti s i n d i c a t e dt h a tt h e u n i f i e df o u n d a t i o no ft h en e t w o r kw o r l da n do t h e r w o r l d s ( s p e c i a l l yt h en e t w o r kw o r l da n dt h ea c t u a lw o r l d ) i st h a tt h e s ew o r l d s a r ec o m p u t a t i o n a la n dc o m p l e xf r o mt h eo n t o l o g i c a lv i e w p o i n t b a s e do nt h ef o r e g o i n gc h a p t e r s ，t h el a s tp a r te l a b o r a t e st h ep r o f o u n d i n f l u e n c eo nt h ew a yo fs o c i a lp r a c t i c e ，h u m a n st h i n k i n gm o d ea sw e l la st h e s o c i a lc i v i l i z a t i o na n dt h ed e v e l o p m e n td r a w nb yt h en e t w o r kw o r l d i ti s p r o v e dt h a tt h en e t w o r kw o r l dh a se x p a n d e dh u m a n sp r a c t i c a ld o m a i n ， s t r e n g t h e n e dh u m a n sc r e a t i v i t y , a n de n o r m o u s l yp r o m o t e dt h ep r o g r e s so f h u m a nc i v i l i z a t i o na n dc u l t u r a la sa ns u b w o r l d s u p p o r t e db yt h en e w t e c h n o l o g y t h ei n n o v a t i o no ft h e t h e s i si st h a tt h et w oe s s e n t i a lp r o p e r t i e so ft h e n e t w o r kw o r l dh a v eb e e nt h o r o u g h l yr e s e a r c h e d ，a n dp r o v i n gt h a ti t i st h e r e p r e s e n t a t i o no ft h eo n t o l o g i c a lc o m p u t a t i o n a lc o m p l e x i t yt h a tt h en e t w o r k w o r l di sd i v e r s i f i e da n di s c h a n g i n gc o n s t a n t l y b a s e do nt h e s ei t i ss t a t e d f u r t h e rt h a tt h ed i f f e r e n ts u b w o r l d sc a no b t a i nu n i t yi nt h es e n s eo f c o m p u t a t i o n a n d c o m p l e x i t y , w h i c h w i l l d e e p e n o u r r e c o g n i t i o n a n d c o m p r e h e n s i o no f t h ee s s e n c eo ft h ew o r l d k e yw o r d s ：t h en e t w o r kw o r l d ，t h e a c t u a l w o r l d ，c o m p u t a t i o n ， c o m p l e x i t y 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：号琦 日期：矽0 7 年1 月扩日 东华大学学位论文版权使用授权书 、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文。 保密日，在二年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密口。 学位论文作者签名：哥哥 e l 期：d 7 年1 月矿日 指导教师签名： 日期： 铆钒 岁月一臼 2 0 世纪9 0 年代以来，随着计算机和网络技术的不断发展、完善，互联网极其迅 速地延伸到了我们这个星球的几乎每个角落，成为当今人类社会生活中不可缺少的重 要组成部分。作为国际性的网络系统，互联网在政治、经济、文化、科学研究、教育 等等众多方面发挥着越来越重要的作用。从b b s n l 到q q ，m s n 心1 ，从电子邮件到远程服 务，从网上购物到在线支付，从视频聊天到虚拟社区，网络变得几乎无处不在。 纵观人类发展的历史，我们可以发现，每一种重大技术的出现，不仅会改变人们 的生存能力和生存方式，而且也往往会对人们认识世界的方式产生深远影响。如今， 凭借计算机、网络和通信技术，人类实际上已经为自身的生存和发展构筑起了一个新 型的( 亚) 世界，它就是网络世界。毫无疑问，这个网络世界对人类的影响是全方位 的，而且是史无前例的。因此，从哲学的角度对它的基本属性作深入系统的探究就昆 得非常必要和重要。本文正是试图在这方面进行一些粗浅的探索。 当坐在计算机屏幕前点击浏览器进入互联网游弋时，我们几乎不会怀疑网络世界 的真实存在和它的丰富多彩。一个每天都在发生的事情是：我们在现实世界中所遇见 的林林总总，j 下以虚拟的方式不停地“搬进”网络世界；不仅如此，在这个新型的世 界中，也正不断地涌现出我们在现实世界中所不曾遇到的新景象。然而，如果透过由 屏幕所生成的界面，并且站在抽象的层面上来进行思考，那么就会发现，支撑这个网 络世界的基质则是由数字符号所组成的一个个程序，即一个个计算过程，而其表象上 的丰富多彩和千变万化恰恰就是计算复杂性的具体显现。也就是说，网络世界本质上 是一个数字化的世界，它的运作方式具有数字化的属性，其中，不同个体和群体的自 然关系和社会关系都是建立在以“比特”为单位的数字化信息的生产、存储、传递、 交换和控制的基础之上的，并通过这一系列的数字化过程而被反映和确立下来。 基于这样的考虑，我们认为，从深层次上看，网络世界具有两个内在地关联在一 起的基本属性，即计算性和复杂性。本文将着重对网络世界的这两个基本属性进行阐 述，并探究它们所蕴涵的哲学意义。论文共分四个部分，具体安排为：第一部分主要 对网络世晃概况和它的计算性进行叙述和分析；第二部分运用一般的复杂性理论分析 网络世界的计算复杂性的特点和表现；第三部分基于对计算性和复杂性的分析，着重 考察网络世界与现实世界、网络世界与波普尔的世界3 之间的关系。最后一部分则是 在前几章的基础上，讨论了网络世界对人类社会生存和发展的影响。 网络世界的计算性 在这一部分中，本文将首先对以互联网为代表的网络世界的产生和发展的历史及 现状作简单的回顾和描述，接着分析互联网的一些基本特点。然后，我们把目光转向 对计算概念的考察，并在此基础上对网络世界的计算本质进行剖析。 1 、网络世界概述 虽然网络世界的形成主要是建立在计算机及其技术的基础上，但它的出现也有自 身特殊的技术背景。现在，我们就从回顾这个技术背景开始。 ( 1 ) 网络世界的发展历史 1 9 6 9 年，美国国防部高级研究计划署( t h ea d v a n c e dr e s e a r c hp r o j e c ta g e n c y ， 即a r p a ) 建立了俗称“阿帕网”的广域网络a r p a n e t 。在a r p a n e t 中，每一 个地方的计算机机构和设施本身就是一个网络，每一个网络都有它自己的规则和文 化。每一个连接的网络可以控制它自己的访问、安全性和操作，而不是依赖于集中控 制。任意一台计算机只要与网络中的任意一个系统之间建立了连接，就可以可加入剑 a r p a n e t 网络之中。a r p a n e t 的这种机制使得分布在各个不同地点的人们可以通 过计算机进行远距离通信。 1 9 7 7 年，通过海底电缆和通信卫星，美国的三个电脑互联网，阿帕网、无线电 信包网和卫星信包网，初步实现了全球互联。1 9 8 2 年，美国国防部把1 9 7 3 年制定的 t c p i p 协议正式作为网络标准，从这以后，全世界不断有新的网络依照这个标准加 入互联网( i n t e m e t ) 。于是，人类社会里，人们之自j 交流信息的方式- 丌始进入了一个 崭新的时代。 1 9 9 1 年，瑞士日内瓦的欧洲粒子物理实验室的物理学家伯纳斯李( t i m o n t h y b e r n e r s l e e ) 发明了一种网上交换文本的方式，创建了网上软件平台w o r l dw i d ew e b ( 万维网) 。w w w 是一种分御式多媒体超文本工具，可以把全世界任何地方连结于 因特网上的计算机信息有机地连接在一起。各地方的计算机都可以建立起自己的 2 w w w 服务器，向所有因特网用户提供图文并茂的信息，以及音频、视频信息。w w w 的信息组织形式不是简单地按顺序排列，而是用复杂的网状交叉索引方式对不同来源 的信息加以链接。这种超文本方式使得用户可以根据自己的需要浏览信息而不必拘泥 于原有的顺序。w w w 的这些功能使其具有方便快捷的特点，很快，这个平台在整个 互联网上风靡。 1 9 9 3 年出现的浏览器，是一种在客户机上使用的用以访问w w w 服务器的工具 软件。使用浏览器可以在w w w 上漫游，检索和查询各种多媒体信息：可以下载、 保存、打印w w w 上的文档；可以在w w w 上建立主页，收发电子邮件等等。w w w 和浏览器的出现使人们能够很容易地在网上发布和获取信息，加速了互联网的发展。 ( 2 ) 网络世界的发展现状 随着计算机和网络技术的普及和发展，网民的队伍也迅速壮大。中国互联网络信 息中心( c n n i c ) 发布的第十七次中国互联网络发展状况统计报告显示，截至 2 0 0 5 年1 2 月3 1r ，我国网民人数达到1 1 1 亿，比2 0 0 4 年术增加了17 0 0 万，网民 普及率达到8 5 ，而目前全球网民约9 7 亿，平均普及率为1 5 2 。o ”第十八次统计 结果显示，截止到2 0 0 6 年6 月3 0 日，中国的网民总人数为1 2 3 0 0 力- 人，与去年同期 相比增加了2 0 0 0 万人，增长率为1 9 4 ，同1 9 9 7 年l o 月第一次调查的6 2 万网民人 数相比，现在的网民人数已是当初的1 9 8 4 倍。上网计算机总数已达5 4 5 0 万台，与 上年同期相比，增加了8 9 0 万台，增长率为1 9 5 ，是1 9 9 7 年1 0 月第一次调查结果 2 9 9 万台的1 8 2 3 倍。h 1 根据网络服务公司n e t c r a f l 的最新调查结果，过去三年中全球互联网站的数量翻 了一番，截至2 0 0 6 年3 月底已达8 0 ，6 5 5 ，9 9 2 家，较2 月底增加了3 1 0 万，而2 0 0 3 年3 月份全球网站仅4 0 0 0 万家。陆3 西班牙世界报2 0 0 5 年1 2 月2 8 同的报道中说， 互联网企业的资本规模越来越庞大。g o o g l e 、雅虎、电子港湾( e b a y ) 、雅虎同本和亚 马逊( a m a z o n ) 的市场价值合计达到2 6 2 0 亿美元，并且还在与日俱增。在2 0 0 5 年旱， 由于全球互联网用户数量涨幅在1 0 到1 5 之间，互联网访问量上涨2 0 到3 0 ，使得 相关技术企业的资本增长超过3 0 。互联网企业正在一步步发展和壮大。1 互联网的飞速发展，网民普及率的急剧增多，已经充分表明：在人类社会中，网 络正扮演着越来越重要的角色，实际上已经成为许多人生活中不可或缺的要素。 2 、网络世界的规定和基本特点 ( 1 ) 网络世界的规定 通常认为j 由互联网等网络系统实际上已经形成了一个新的( 亚) 世界，即网络 世界。从技术的角度看，这个网络世界是一个以计算机技术和互联网技术等技术构筑 而成的信息空间。哲学家海姆( m i c h a e lh e l m ) 认为网络世界是“参与者用计算机控 制的输入一输出装置，能与之交互的一种场景或经验。网络世界与物理实在不是紧密 的关系，因为视觉化的任何信息均可输入参与者能够体验到的网络世界之中”盯1 由于 这个世界相对于我们所处的现实世界而言是“虚拟的”，因而通常也叫做虚拟世晃。 在虚拟的环境中，人们不再被狭窄的自然环境所局限，而是能够穿越物理空问，进入 到一个更为广袤的逻辑空间中。 不过，对于究竟什么是网络世界，目前事实上有两种看法，即狭义的和广义的。 狭义的网络世界是指一种“模拟的世界”，是指由人工智能、计算机图形学、人机接 口技术、传感器技术和高度并行的实时计算技术等集成的交互式人工系统，它能逼真 地模拟人的视听等行为的人机界面。而广义的网络世界指一种动态的网络空间。它不 仅包含前者的内容，而且还指在此基础上呈现的一种信息、知识、思想和情感交流的 新型空间，它包含了信息交换、交往平台以及新型的信息交流模式。 本文所说的网络世界则是广义的，主要指的是基于互联网技术和其他虚拟技术形 成的，人在其中具有参与感，并可与其发生交互作用的信息世界。在这个世界中，参 与者并不一定要具有像虚拟现实系统中那种沉浸感，因而与虚拟现实技术所生成的逼 真的虚拟坏境有所不同。 ( 2 ) 网络世界的基本特点 由于网络世界的产生与发展是以计算机技术和互联网技术等虚拟技术作为依托， 因此，与物理世界或人类所创造的其他人工世界相比，网络世界具有一些自身的特点。 从现象上看，主要有以下几点： 第一、开放性互联网的所有技术都是基于标准的，而且其不仅技术上开放的， 4 在管理上也是开放的，不隶属于任何人，也不属于任何公司。任何人只要有一台电脑， 通过网线，就可以上网。虽然，虚拟社区或者网络游戏需要申请注册或者游戏者账号， 但从广义上而言的整个网络世界来说，它对于任何一个人，一个公司都是开放的，人 人都可以参与其中。 第二、链接与互动性很显然网络世界并不是一种物质的或有形的实体，而是一 个无形的想象空间。能将全世界的人、组织机构、政府、企业联系在一起。人与人之 间，人与电脑之间，电脑与电脑之间，可以通过不断的对话来完成一项复杂的任务。 事实上，在网络世界中的每一项活动都是一种信息交换，而这种信息交换可以根据预 先设计好的程序进行无数次的交互来完成。 第三、超时空性在网络世界中，人们可以通过b b s 、e m a i l 、网络视频聊灭、 文件传输、远程登陆、下载等完全虚拟化的活动，来直接进行交流，完成任务。通过 技术对传媒手段的渗透，使得日常生活中经验的传播得以改变。传统的距离被改变了。 宗教信仰、价值观念、风俗习惯和生活方式、肤色、性别不同的人们，人与人之问可 以随时随地交流，增进彼此之阳j 的沟通和理解。而不再被时间和空问所限制。距离4 i 再是人际交流的主要障碍，居住在不同地区的人，足不出户也能跨越时空与世界各地 的人方便地交往与合作。“在数字化世界罩，距离的意义越来越小。事实上，互联网 络的使用者完全忘记了距离这回事”随1 第四、仿真性网络世界通过种种现代技术手段，可以逼真地模拟现实生活。网 络世界凭借其技术优势，通过文本、声音、图像和符码的多维表现，使网络世界具有 强烈的逼真性和高超的仿真性。使人们能够获得与现实生活几乎一样的感受，从而能 使人们在心理上获得同样的满足感。而且，这种满足还有着现实生活中所没有的种种 优点。 不过，网络世界所呈现的这些特点是我们经验概括的结果。如果进一步询问构成 这个新型世界的本体是什么，那么我们立即就会意识到，这种本体的实质就是计算。 不管从现象看，如今的网络世界多么丰富多变，但生成这些现象的却是一个个由人所 设计和实现的正在运行的程序。所以，网络世界实际上是一个程序化的世界，而其中 发生的过程就是计算的过程。正是通过许许多多程序员的劳作，把一个个算法“注入” 计算机系统，网络世界才得以形成和发展。因此，我们认为，计算性是网络世界的基 本属性。 那么，究竟什么是计算呢? 3 、计算的广义诠释 计算究竟是什么? 如果从词源上看，它无疑是一个数学用语。根据w e b s t e r 词典， 英语中的“计算”( “t oc o m p u t e ”) 一词出自拉丁文“c o m + p u t a r e ”，意指用数 学手段确定或得出某些东西；在2 0 0 5 年出版的现代汉语词典( 第5 版) 中，“计 算”的本义规定为“根据已知数通过数学方法求得未知数”。然而，由词典所规定的 含义既模糊又狭窄，显然不能囊括计算机和网络技术中所使用的计算概念的内涵，。 事实上，计算概念的内涵已经发生改变，而外延则是极大地扩展了。产生这种变化固 然与2 0 世纪三十年代计算理论的出现密切相关，但更重要的原因却是电子计算机的 问世和广泛应用。 有的学者曾认为，计算机是一个误用的名称，因为它仅仅意指计数和数值运算， 而实际上计算机能操作任何种类的符号。但从另一个角度看，正是这种“误用”导 致了计算含义的扩展：计算被认同于对符号的操作。这样，我们不但可以“心安理 得”地使用计算机这一名称，而且能够把现存的计算机看作是描述有效计算过程的 抽象的形式模型一图灵机一的物理实现。于是，数学上的计算理论成了现代计算机 的理论基础之一，而在抽象的层面上，计算也通常被理解为就是图灵机意义上的有 效可计算。不过，随着计算机的迅速发展和普及，计算的思想开始渗透到其他领域， 结果计算的概念进一步泛化了。2 0 世纪7 0 年代，“认知的本质是计算”这一基本 假说导致了认知科学的兴起和发展。8 0 年代以后，d n a 计算、量子计算等自然计算 的出现，计算的概念进一步扩展到生命科学和物理科学等领域。目前，已有不少人 认为生命本质上就是一种计算过程；而在量子引力理论和量子计算等前沿领域，持 有基本的物理过程是计算这一信念的研究者的人数也在增加，例如，量子计算和量 子计算机研究的代表人物之一洛依德( s l l o y d ) 就坚持认为，宇宙是一台计算机， 它所做的实质上就是进行计算。他本人还就宇宙所能记录和计算信息的容量进行了 估算。由此可见，计算概念所涵盖的范围越来越广，实际上已经开始变成一个哲学 层面上的本体论范畴，正如一类新科学( “an e w k i n do fs c i e n c e ”) 的作者 6 沃尔弗拉姆( s w o l f r a m ) 所说：“我相信， 一切皆为计算将成为科学中一个 富有成效的新方向的基础”。 由于计算已经运用到各不相同的学科之中，并在抽象程度不同的层次上使用，而 它的含义一般又依赖于所处的语境和层次，也就没有单一、明确的意义，因此，在理 论和实践活动中，计算通常被看作是一个“束概念 ，对其含义存在着不同的理解。 根据计算机科学家和哲学家施密斯( b c s m i t h ) 的分析，目前对计算概念存在 7 种不尽相同的诠释：( 1 ) 形式符号操作：只对表达的符号形式进行操作，而不考 虑符号的解释或语义内容； ( 2 ) 能行可计算性：由一台抽象的模拟机以机械的方式 所做的；( 3 ) 算法的执行或规则系列：由一集相继的规则或指令所进行的：( 4 ) 函 数的运算：以一个数学函数的自变量作为输入并以产生的函数值作为输出的行为；( 5 ) 数值态机器：由有限的内态集所构成的自动机的观念；( 6 ) 信息加工：包括对信息 进行存贮、操作和显示；( 7 ) 物理符号系统：计算的机器由符号构成并彼此相互作 用，而符号以某种方式依赖于物理实现。施密斯对这些界定在概念上的作了分析，指 出虽然有些看法从纯形式上是等价的，但在语义和使用场合方面却存在差别。不同的 一些表述可能会出现在同一个学科中，而通常是某一个在特定的领域居支配地位，例 如，( 1 ) 主要出现在哲学争论和元数学中，( 2 ) 和( 3 ) 与计算理论和逻辑研究相 关，而( 6 ) 则在认知科学等经验科学中起着最主要的作用。需要指出的是，施密斯 所列举的这7 种诠释并没有穷尽目前人们对计算的理解。比方说，有的学者认为计算 应包括发生在环境中的相互作用，这样的概念比基于算法的计算更具威力，也更符合 实际。由此可见，不管是在理论科学还是实践活动中，人们所使用的计算概念确实在 内涵和表述方面不尽相同。那么，这是否就表明，我们应当采用一种多元的立场，承 认存在着不同类型的计算，从而解决计算概念的多样性问题呢? 然而，这样一种策略 难以接受，因为如果认定具有不同类型的计算，那么又是什么使得它们都能叫做计 算? 因此，有必要从不同的计算诠释中辨认或抽象某种普遍的东西，这样就能对不同 的计算类型作出统一的理解。 这样一种普遍的规定实际上是存在的。如果我们对前述的关于计算的诠释作一划 分，则基本属于两类：一类纯粹是从抽象的意义上来规定的，如( 1 ) 、( 2 ) 、( 3 ) 和( 4 ) ，另一类则涉及到具体的对象，如( 5 ) 、( 6 ) 、( 7 ) 和计算的相互作用观。 7 然而，前一类规定虽然是针对人类思维所产生的抽象建构对象而言的，但从更深的层 次上看，却是人进行信息加工的过程。事实上，在人们的认识和实践活动中，计算通 常是指在规则支配下的念的迁移过程，而直观地看，上述的这些诠释每一个都表征了 这样一个过程。对于一个系统来说，态表征在某一时刻完全描述它的所有信息，包括 输入态、内态和输出态；规则是实现态迁移的映射，实际上是决定信息流动的因果关 系网络的体现，而过程则是态的系列。由于信息已经成为一个具有本体论意义的普遍 概念，因此我们可以把计算广义地规定为信息j h q - 或流动的过程，也就是用( 6 ) 来 统一其他的诠释。 如果认为计算就是信息加工的过程，那么信息又是什么? 我们知道，这种以“是” 的方式来定义概念的努力蕴涵着潜在的危险，因为通常会陷入无穷倒退或出现循环定 义。或许对信息这样的基本概念原本就不需要下定义，但这并不意味着就无法把握其 内涵。人工智能学者和哲学家斯罗曼( a s l o m a n ) 坚持认为，如同能量概念，对于 信息我们并不能给出精确的定义，但可以分析其在理论和实践活动中所充当的角色来 加以说明，例如，信息可以存贮、转换、传递、获取和量化，可由旧信息产生新信息， 存在不同类型的信息等，从中就能体会到它的含义。不过，就我们的目的而言，这种 借助使用和所起作用来规定信息含义的方法似乎并不能实质性地解决问题，因为其中 已经隐含了计算的概念( 对信息的加工) 。这表明：对于计算与信息这两个基本概念， 我们并不能指望由一个来定义另一个，而应当从分析它们之间的辨证关系和相互关联 的动态过程来把握它们各自的含义。这样，我们可以把计算理解为是信息的加工，而 信息的识别和表示又不能与加工信息的过程( 即计算) 相分离。也就是说，计算和信 息组成了一个不可分割的概念对，每一概念的意义内在地隐含在另一个概念之中。 以这样的方式来理解基本概念并不是同义反复。为了揭示一个概念的含义，人们 通常采用的是还原或归约的方法，即用一个更为基本的概念来加以说明，如把基因还 原为是具有遗传效应的d n a 片段。然而，对于那些基本的概念，这种还原方法就行 不通了。在这种情况下，我们能够采用的方法就剩下两种：要么是依靠直觉从整体上 来体会一个概念的含义，要么是通过分析与其他基本概念之间的关联来揭示含义。由 于实在世界的结构和变化过程的复杂性，我们通常需要编织一张概念之网才能认识和 理解实在的某个方面或片段，而单独一个概念( 即使是最基本的概念) 在语义上是不 可能完整的，故想从整体上直接把握一个概念实际上无法做到。因此，一个可行h 斗目 对简单的方法是用组成概念对的方式来阐明基本概念的含义。事实上，这种方法一直 在哲学和科学的许多领域中运用，例如，辩证法中为了揭示相对的范畴的含义就采用 了概念对分析法；还有如动物与环境：动物如果没有环绕其周围的环境就不能生存， 相应地环境意味着有些( 至少有一个) 动物被其包围着。这种运用概念对的方法来揭 示基本概念的含义并不导致无意义的同义反复，因为两个基本概念在语义并不同一， 而且把它们认定为基本概念的视角也往往不同。就信息与计算而言，把信息作为基元 是从静态的角度看，而把计算作为基元则是从动态的角度看。当需要分析计算的含义 时，我们不得不与静态的信息概念一起加以考虑，而决定一个系统本质的基元却足计 算或信息的流动，因为惟有动态性才刻画了系统的实在性。1 当以这样的方式来理解计算和计算与信息的关系时，我们实际上获得了一个关于 计算的本体论概念，而这将有助于在更深的层面上来认识网络世界的本质。 4 、网络世界的计算本质 如果把计算看作是信息加工的过程，我们就能够更好地理解网络世界的计算本 质。具体地说，这种计算本质体现在以下几个方面。 ( 1 ) 计算机工作原理 目前计算机的基本工作原理都是基于冯诺依曼( v o nn u e m a n n ) 的存储程序与 程序控制的基本思想。在冯诺依曼结构的计算机中，人们事先把计算机的执行步骤 序列( 即程序) 及运行中所需的数据，通过一定方式输入并存储在计算机的存储器中。 计算机运行时能自动地逐一取出程序中的指令，加以分析并执行规定的操作。 指令是指计算机完成某个基本操作的命令。指令能被计算机硬件理解并执行。一 条指令就是计算机机器语言的一个语句，是程序设计的最小语言单位。计算机执行程 序的操作过程就是一个根据预先设定的指令工作的过程。首先，从存储器某个地址中 取出要执行的指令送到c p u 内部的指令寄存器暂存，即取出指令。其次，把保存在 指令寄存器中的指令送到指令译码器，译出该指令对应的操作，即分析指令。最后， 根据指令译码器向各个部件发出相应控制信号，完成指令规定的操作，即执行指令。 9 完成上述工作后，计算机会自动形成下一条指令地址，为执行下一条指令做好准备。 如果没有程序的支持计算机将无法工作，每一个计算机程序都是一系列指令的集 合。计算机所完成的每一项工作任务，都是处理交换多条指令的过程。随着刚代的进 步，软件技术的不断更新，出现了越来越多的编程语言，以及不同的编程模式。其功 能愈加完善，操作愈加简便。但无论哪一种编程语言，无论哪一种编程模式，所有的 语句、命令最终都必须通过编译程序翻译成机器能识别的二进制代码形式。在计算机 的内部结构中，依然只能使用由“0 ”和“l ”所构成的最基本的机器语言。 根据上述计算的涵义，每一条的基本指令实质上也是一种计算。显然，计算机的 工作过程就是一个计算的过程。 ( 2 ) 网络技术的基础 众所周知，网络世界的迅速发展得益于互联网技术与计算机技术的发展。在网络 世界中，所有数据的信息内容都被转化为0 - 1 二进制的数字化构成方式和表达方式。 计算机、网络通讯都是把图、文、声、像等数据统一转化为数字信号而传播。 1 9 9 5 年1 0 月2 4 日“联合网络委员会”( f n c ：t h ef e d e r a ln e t w o r k i n gc o u n c i l ) 通过了一项关于“互联”定义的决议： 7 “互联网”指的是全球性的信息系统，通过全球性的唯一的地址逻辑地链接在一 起，这个地址是建立在“网络间协议”( i p ) 或今后其他协议的基础之上的。可以通 过“传输控制协议和“网络问协议”( t c p i p ) 或者今后其他接替的协议或与“网 络问协议”( i p ) 兼容的协议来进行通信。可以让公共用户或者私人用户使用最高水 平的服务，这种服务是建立在上述通信及相关的基础设施之上的。n 伽 通过通信协议和其他的约定，使得连接于互联网上的计算机能够自由地交换信息。 每一台连接于互联网的主机都有其i p 地址。它由一连串数字组成，用圆点分隔为4 组，每一组数字用8 个比特表示。为了方便记忆通常用域名( d n ) 来表示。通过域 名服务器，就可