本世纪电脑科学的神速发展正极大地改变着社会。和工业革命使得人类的体力劳动由机械来完成相并行，电脑似乎也能完成人类的大部分智力劳动，于是不少人工智能专家进而断言，在一、二个世纪甚至更短的时间里，电脑便能实现人脑的所有功能，也就是说电脑不仅具有智慧，甚至还将要超越人脑。他们声称在电脑的算法变得足够复杂时，它的痛苦和快乐、对美丽和幽默的鉴赏力以及意识和自由意志就会自然地涌现出来。人工智能专家尽管用了许多夸大的词汇，试图赋予电脑以这些可敬的品格，英国数学物理学家罗杰·彭罗斯在他的新著《皇帝新脑》中断言，所有这一切只不过是幻影而已，正如安徒生的童话中的皇帝没有穿衣服一样，电脑没有精神，没有意识，没有智慧，更没有自由意志。
　　彭罗斯用来支持他断言的论证是，用电脑算法来获取真理的手段是太过局限了。这个论证和著名的哥德尔定理有着相同的价值。
　　本世纪初，德国数学家希尔伯特提出了一个非常宏伟的规划。他认为，任何形式系统的正确命题都可由一些不证自明的公理依逻辑学的规则推演出来。数学界甚至认为公理化手段是严密科学所不可缺少的。可惜好景不长，一九三一年由奥地利逻辑学家哥德尔证明的一道定理表明，在任何一个形式系统中总存在数量多得多的由这种办法既不能证明又不能证伪的正确命题。这也就是说，绝大多数的真理都是公理化的漏网之鱼。
　　哥德尔的论证和德国数学家康托关于实数集合的不可列性的证明以及英国哲学家罗素的所谓的理发师佯谬(paradox，一译“悖论”)是一脉相承的。罗素佯谬是说，某城市的一名男理发师要给并且只给该城所有不为自己刮胡子的男士刮胡子，那么他要为自己刮胡子吗？如果他不为自己刮胡子，那么他就必须去刮自己的胡子。反过来，如果他为自己刮胡子，则他不应该刮自己的胡子。这个佯谬是对亚里斯多德以来的逻辑学的巨大冲击，也就是说，逻辑学不像通常以为的那样是完全可以信赖的。后来罗素对这个问题作了一些修补，但是这些处理并未使人信服。
　　对希尔伯特规划的粉碎性打击正是人类的万幸。如果一切真理都能被他的公理化系统一网打尽，或者说电脑能够取代并进而超越人脑，且不说电脑统治人类的境况有多么恐怖，只要想想如果真理能被公理化所穷尽，这个世界将是多么乏味也就可以了。我们在庆幸之际，不禁感怀歌德的先知：“一切理论都是灰色的，生活之树常绿长青。”
　　人类要垄断万物之灵的桂冠，除了必须征服其创造物电脑的窥伺企图之外，还得挑战全知全能的造物主。
　　造物主自文明肇始即占有至尊的地位。科学的进展使他的领地渐次缩小。自伽利略以来的科学传统认为，宇宙间的一切演化都由定律所制约。一旦边界条件或初始条件给定，万物就只能按照预定的方式发展而别无选择。有时我们会丧失预言能力，那是因为对初始条件了解的不精确引起的。而宇宙整体的初始条件即是所谓的第一推动。通常把第一推动归因于宇宙外的超越时空的造物主。似乎造物主在进行第一推动后就不再干涉宇宙的事务了。但是宇宙是包容一切的，在它之外不存在任何东西，所以这里出现了一个明显的佯谬。物理学由经典理论向现代理论的蜕变，并没有触动第一推动的佯谬，而大爆炸宇宙论只不过将过去以为发生在无限久以前的创生时刻拉近到一百五十亿年前左右的大爆炸时刻而已。而第一推动问题反而由于宇宙年龄由无限缩短到有限而变得更加尖锐。
　　最近英国宇宙学家史蒂芬·霍金提出的无边界宇宙模型把造物主仅余下的在宇宙创生时刻的作用也祛除了。根据他的理论，宇宙时空在某种含义上有点像四维的地球表面，它是有限的却是无界的，既没有开端又没有终结。它就是存在。这种既自洽又自足的模型和无中生有的观念不谋而合。既然宇宙是无终无始的、没有边界的，它就没有为造物主留下进行第一推动的场合，也就是说造物主没有存身之所。霍金对引力论、天体物理和宇宙学的贡献在当代是首屈一指的，而他对无边界宇宙模型最为偏爱。一些评论家认为，因为他的理论一再地触犯天威，甚至连他笃信上帝的发妻也无法容忍，遂导致二十多年婚姻的解体。无边界宇宙模型美则美矣，但它本身并不具备非实现不可的威力。如果我们不能证明其存在性，则它仍然只不过是镜花水月而已，这是一个未解决的问题。
　　人类在成功地祛除了造物主在宇宙演化甚至第一推动的作用后，如果不枉担万物之灵的虚名的话，则还必须为自身的意识和自由意志寻求立足之地。这个任务更加艰巨得多。
　　事实上，几百年来自然科学一直被笼罩在宿命论的阴影之下。牛顿曾经在他的不朽著作《原理》的最后一卷的扉页上写下了雄心万丈的一行字：“现在让我来叙述世界的体系。”他的继承人法国天文学家拉普拉斯更加发扬光大了这个宿命论的世界体系。任何进入自然科学领域的青年都曾经为这个问题所深深困扰过。他会立即发现一切都是命定的，世间已无所追求，这是多么令人悲哀！
　　下面，我们讨论意识和自由意志问题，在这方面我们眼下所能做到的，只是罗列一些猜测而已。讨论这个问题，得先检讨时间和演化两个概念。智慧生物之所以觉得宇宙在演化，目前大致上有几种观点。第一种观点是无边界宇宙的，它认为宇宙的态或波函数是先验地存在的；正是认识主体的心理学的时间箭头给他以客观演化的幻觉。宇宙甚至是处于冰冷的绝对的纯态，表观宇宙之所以具有温度，乃是由于观察者受他对宇宙的视界限制而引起的，由于这种限制我们不能获取宇宙的完全的讯息。熵是代表我们无知的程度，因此表现宇宙就具有熵以及相伴随的其他热力学性质。按照这种观点根本就没有自由意志的余地，意识的作用完全是被动的。
　　第二种观点是，时间的未来方向向我们展开了种种可能性，认识主体参与了客体的演化。美国物理学家惠勒认为，这种展现发生于量子态被观测时引起的态坍缩。这里引起了两个麻烦。第一，进行观测或者被智慧主体观测是很难界定的。第二，在宇宙学中根本不存在超越时空的外在的观测者，对宇宙整体作观测更无意义。第三种观点是，普里高津学派曾经证明，一个足够复杂的不稳定系统的确定性演化可等效于不可预测的概率过程，即所谓的马尔可夫过程，由此可以引进热力学的时间箭头，并抹平了确定性和概率(随机)性的差异。在这两种观点中自由意志何以参与演化一点也不清楚。
　　彭罗斯的猜测是，量子态的坍缩与观测无关，一个过程只要牵涉到单个引力子的能量即发生坍缩。那么，他在什么地方去寻求自由意志的存身之地呢？他认为，我们自信所具备的自由意志也许和世界定律中的某些不可计算部分相关。我们意识的头脑是非算法的(也就是不可计算的)。我们知道，电脑完全是算法的。他还说，这个世界很可能是宿命论的，但却是不可计算的。按照他的说法，自由意志和宿命论可以共存。他承认，读者一定会对这一结果深感失望。
　　霍金则提出另一种看法，也许意识和自由意志只适用于像生物或社会这么复杂的系统，它只是一种有效理论。正如谈论单个粒子的温度没有任何意义，对于一群粒子才能定义温度。可惜，甚至霍金本人对此也很不满意。
　　这些情形的确是非常令人沮丧的。我们在此只是为意识和自由意志争取存在的权利，那怕是可怜巴巴的一点，还根本谈不上任何别的奢求，否则的话，万物之灵和浑浑噩噩的尘埃就没有优劣之分。当然如果我们有幸拥有若干，也不妨慷慨地让其他生物甚至我们认为更卑微的其他存在物分享。我们嫉妒全知全能的造物主，并阻止电脑超越我们的野心，但是对于弱者尽可十分大度，只要万物之灵这顶桂冠不被剥夺也就可以了。
　　意识和自由意志无处存身的困境，恐怕和科学理论的贫弱相关，尤其是我们对时间的认识过于肤浅。譬如讲，如果时间是多于一维的，则以上的讨论就完全混乱或丧失意义。时间无疑是最奇妙的一种概念。我们可以暂时不谈狭义相对论中的时空协变和广义相对论中弯曲时空代表的引力作用(这是关于时间的最无争议的部分)。时间大体上可以用一个实数描述它的流逝，并具有一个方向箭头，这个箭头拥有热力学、心理学、电磁学、量子力学和宇宙学的含义。这些大致上已成为共识。
　　通常发生的是，在我们得到新的理解之时，又同时被它误导了，也许这便是科学进展的机会成本。正如在希尔伯特规划的情形下，公理化无疑是一种进步。例如，在数学史上正是对欧几里德几何公理的探讨才导致非欧几何的发现。但是，我们从哥德尔定理得知，原先以为公理化系统是完备的，岂不知更丰富的内容却被遗漏了，我们只抓住了一些没有生气的东西。同样的，迄今为止的物理学中的时间及其流逝观念也许过于狭隘了。恐怕在我们有生之年也看不到这种局面的改变。
　　彭罗斯现任牛津大学数学研究所的罗斯·玻勒教授。他是史蒂芬·霍金的半师半友。他的父兄均为学术界和艺术界名人。他是当代世界上最博学和最有创见的数学物理学家之一。他的所有广义相对论论文已成为这一领域的经典。他的《皇帝新脑》是九十年代最优秀的科学著作之一。这本书体现了当代科学家对哲学上最重大的问题之一“精神——身体关系”挑战的大无畏精神。虽然人类要彻底解决这个问题还是非常遥远的事，但是一切有志创造者都可从这部洋溢着探索真理的激情的灵感的巨著中汲取大量营养。这部书论题广泛，贯穿电脑科学、数学、物理学、宇宙学、神经和精神科学，哲学和美学，其动机在于研究什么是智慧，电脑具有智慧吗，世界是一元的还是二元的，是否存在一个“遗世独立”的柏拉图观念世界，时间和它的方向的起源，宇宙的大统一理论，科学创造的美学动机，宿命论和自由意志等等。要在一篇短文中为此书作一简介决非易事。我在这里想从和该书稍微不同的角度来行文，侧重于讨论自由意志和宿命论的问题。凡是属于彭罗斯的观点都将明白指出，而其余部分概由文章作者负责。
　　
　　(《皇帝新脑》，罗杰·彭罗斯著，许明贤、吴忠超译，即将由湖南科学技术出版社出版)