AI时代再问意识 (20):符号接地问题

随着意识研究逐渐从生物学基础走向信息、意义与体验之间的关系,一个越来越重要的问题开始浮现出来:符号究竟是如何获得意义的?

这个问题乍看之下似乎十分简单。事实上,人类几乎生活在符号构成的世界里。语言是符号,数字是符号,地图是符号,交通标志是符号,数学公式是符号,计算机程序也是符号。文明的发展、知识的传承、科学的进步乃至日常交流,都建立在符号系统之上。人类似乎能够轻松地使用这些符号来思考世界、描述世界,并与他人共享对于世界的理解。

然而,当我们稍微深入思考时,一个奇怪的事实便会显现出来:符号本身并不是它所代表的事物。

“树”这个汉字并不是一棵树;英文中的 tree 也不是树;地图上的一个蓝色图标并不是河流;数学中的 π 也不是圆本身。符号之所以有价值,并不是因为它们自身具有所指事物的性质,而是因为它们能够代表某种东西。

问题也恰恰出现在这里。

一个符号为什么能够代表某种东西?它与所代表对象之间的联系究竟从何而来?更进一步地说,意义究竟是如何产生的?

这一问题在二十世纪后期被认知科学家 Stevan Harnad 系统地提出,并被称为“符号接地问题”(Symbol Grounding Problem)。虽然这一问题最初是在人工智能和认知科学背景下提出的,但它所涉及的远远不只是机器是否能够理解语言。它实际上触及了一个更根本的问题:任何系统——无论是人类还是机器——究竟如何获得真正的理解。

Harnad 的观察看似简单,却极其深刻。

符号不能仅仅依靠其他符号来获得意义。

为了理解这一点,我们可以想象一个非常熟悉的场景:查字典。

当我们遇到一个不认识的词时,会去查字典。字典会用其他词来解释这个词。如果解释中还有不认识的词,我们继续查找新的定义。新的定义又包含新的词语。理论上,这个过程可以无限延续下去。

问题在于,如果每个词都只能通过其他词来定义,那么意义究竟从哪里开始?

如果一个词的意义来自另一个词,而另一个词的意义又来自第三个词,那么整个系统似乎只是符号之间的循环引用。我们得到的只是越来越多的符号,而不是意义本身。

这种情况有点像试图学习一门完全陌生的语言。如果一个人既不知道中文,也不知道任何中文对应的现实对象,那么即使给他一本完全由中文编写的中文词典,他也无法真正理解其中任何一个词。因为所有定义都依赖于其他同样陌生的符号。

某种意义上说,这就像试图通过地图来理解地图,而从未见过真实世界。

因此,人们很自然地意识到:意义必须在某个地方脱离纯粹符号系统,与真实世界建立联系。

这正是 Harnad 所说的“接地”(grounding)。

一个符号之所以有意义,是因为它最终能够连接到感知、行动和经验,而不仅仅连接到其他符号。

以儿童学习语言为例。

孩子学习“树”这个概念时,并不是首先阅读定义。相反,他们是在现实世界中看到树、触摸树、观察树叶、爬上树枝、在树荫下玩耍,然后逐渐把“树”这个声音和文字与这些经验联系起来。

符号获得意义,不是因为它被定义,而是因为它被经验支撑。

语言只是最后附加在经验之上的标签。

这一点看似平常,却对人工智能产生了深远影响。

早期人工智能研究有一个重要假设:智能本质上就是符号操作。只要系统拥有足够多的规则和足够复杂的逻辑结构,它就能够实现理解。

这种思想被称为“符号主义人工智能”(Symbolic AI)。

按照这种观点,思维类似于计算机程序。概念是符号,推理是规则,智能则是对符号进行操作的过程。

然而,符号接地问题对这一思想提出了挑战。

即使一个系统能够完美地操作符号,也不意味着它真正理解这些符号。

这与上一篇文章讨论的“中文房间”问题形成了明显呼应。一个系统可以按照规则处理语言,可以生成正确答案,可以表现得像理解一样,但这是否等同于真正的理解?

符号接地问题给出的回答倾向于是否定的。

因为操作符号与理解符号之间,可能仍然存在一道巨大的鸿沟。

这一问题在大型语言模型出现之后变得更加引人关注。

现代语言模型学习的是海量文本中的统计关系。它们能够发现词语之间的关联、句子之间的结构以及概念之间的联系。经过训练之后,它们能够回答问题、写文章、翻译语言、讨论哲学,甚至表现出相当惊人的推理能力。

从外部看,这些系统似乎掌握了知识。

但问题在于,它们所学习的大部分内容来自符号与符号之间的关系。

词语连接词语。

句子连接句子。

概念连接概念。

整个学习过程主要发生在语言构成的世界里。

于是,一个越来越重要的问题开始出现:仅仅依靠符号之间的关系,是否能够产生真正的意义?

对于这一问题,目前并不存在统一答案。

支持者指出,人类自身也有大量知识来自语言而非直接经验。没有人亲眼见过所有恒星形成过程,没有人亲身经历所有历史事件,也没有人实际观察过每一种生物现象。然而,我们依然能够理解这些概念。

语言显然具有超越直接经验的能力。

因此,他们认为,如果一个系统掌握了足够庞大的符号网络,那么意义可能会逐渐从这些关系之中涌现出来。

但另一种观点认为,人类语言之所以能够承载意义,恰恰因为它最终建立在经验基础之上。

儿童学习语言之前,已经拥有视觉、听觉、触觉以及身体行动能力。语言能够扩展经验,却无法凭空创造经验。无论多么抽象的概念,追溯其源头,往往都能够找到与感知和行动相关的基础。

例如“高”与“低”的概念最初来自身体对于空间方向的体验。然而在人类语言中,这些概念逐渐扩展到抽象领域。地位高、收入高、情绪高涨、思想高尚等表达,都建立在身体经验形成的隐喻结构之上。

许多认知科学家因此认为,意义并不是来自符号本身,而是来自符号与世界的联系。

这一观点也与前面讨论过的具身认知理论形成呼应。如果概念最终依赖于身体与环境的互动,那么智能可能不仅仅需要计算能力,还需要感知、行动和身体经验。

然而,即便如此,一个更深的问题仍然存在。

假设我们真的让一个系统拥有视觉、听觉、触觉和行动能力,让它能够与真实世界持续互动。那么意义问题是否就完全解决了?

大多数研究者认为,答案仍然是否定的。

符号接地能够帮助解释意义从何而来,却未必能够解释意识从何而来。

一个机器人或许能够真正知道“树”对应什么对象,但这并不意味着它会体验到树叶的绿色、森林的宁静或者秋天落叶的美感。接地可以解释符号如何与世界建立联系,却无法自动解释主观体验如何产生。

不过,意义与意识之间仍然存在紧密联系。

人类并不是生活在一个由孤立符号构成的世界里。我们所体验到的世界,从一开始就充满意义。物体不仅被识别出来,还会被体验为有用的、危险的、美丽的、令人向往的或者令人厌恶的。信息不仅被处理,它还会与行动、目标和价值发生关联。

因此,一些研究者开始认为,意义或许来自信息与行动之间的关系。一个概念之所以有意义,是因为它能够帮助生命进行行动。树木之所以重要,是因为它能够提供阴凉、果实、木材、避难所或者导航信息。意义不是抽象存在的,它是在生命与世界互动过程中形成的。

还有一些理论进一步强调生物价值系统的重要性。在这些理论看来,意义不仅来自表示,更来自重要性。某个信息之所以有意义,是因为它与生存、奖励、危险、依恋或目标有关。意义并不是中性的,它总是相对于一个生命体的需求和价值体系而存在。

这也使我们重新回到本系列前面讨论过的主题。情绪赋予价值,身体提供接地,环境创造情境,而生存压力则决定哪些信息值得关注。意义似乎正是在这些因素交汇的地方产生的。

然而,最初的问题依然没有消失。

符号能够自己为自己接地吗?

或者说,一个完全由符号组成的系统,是否能够仅仅通过内部关系生成真正的意义?

直觉上看,答案似乎是否定的。符号总需要连接到某种超越符号本身的东西——感知、行动、身体或者经验。

但另一方面,也有研究者认为,当符号网络复杂到一定程度时,新的语义结构可能会从整体中涌现出来。也许意义并不来自单个符号,而来自整个系统的组织方式。也许一个足够庞大的信息网络,能够通过内部关系逐渐形成越来越接近理解的结构。

这一争论至今没有结果。

然而,它揭示了意识研究中的一个核心难题。信息可以存在而没有意义,符号可以存在而没有理解,计算可以发生而没有体验。如何从符号走向意义,又如何从意义走向体验,仍然是当代认知科学、人工智能和意识研究中最深刻的问题之一。

也许,符号接地问题之所以如此重要,正是因为它提醒我们:智能不仅仅是操作符号。真正困难的问题在于解释符号如何与现实建立联系,如何获得意义,以及这些意义最终如何成为一个主体所体验到的世界的一部分。下一步,当我们继续讨论信息、意义与意识的关系时,这个问题将变得越来越重要,因为它直接关系到一个更大的谜题——理解究竟是什么,而意识是否必须建立在真正的理解之上。


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