我反问，先有汽车还是先有关于汽车的意识?先有三峡大坝还是先有三峡工程的构想与蓝图?
如果说是先有汽车，那么设计汽车的机构就应当解散;如果说是先把三峡大坝修起来再构想、设计、画蓝图，住在“江之尾”的同胞必然闻风而逃。
问题十分清楚:“物质”“存在”这类概念实在也太大太含混，不能放在一锅熬糊，除非是为了撑住人家。对有一类(或者说绝大部分)物质与存在来说，真是物质在前而意识在后，存在在前而思维在后;而就另外一类物质与存在来说，却是意识在前而物质在后，思维在前而存在在后，规划在前而行动在后，蓝图在前而产品在后，也如一位名人所揭示的那样，革命的理论在前而革命的运动在后。
第一类物质是自然存在物，或者叫自然物质，或者叫自然世界;第二部分是人造存在物，或者叫做人造物质，或者叫做人工世界。通过这样划分以后，全部问题就清楚了。
第一，人是自然世界的产物，自然在前，人在后，自然存在在前，人的思维在后。对于这自然世界来说，物质在前而意识在后，存在在前而思维在后。
第二，人造物质和人工世界是人类改变自然世界的产物，对于这类对象来说，是人在前而人造物质在后。高楼大厦飞机火箭也是客观存在，也是物质世界的组成部分，然而它们肯定出现在人之后。
第三，创造人工世界以前，人们首先要认识客观对象，尔后才有目的有预期地行动，行动获得成功才得到成果，才有人工世界出现，进一步的结论就是，对于人造世界来说，意识在前而物质在后，思维在前而存在在后。
第四，改变世界的目标首先出现在人的头脑之中，汽车的设计在前，汽车产品在后;三峡大坝的设计在前而三峡大坝的物质存在在后。汽车、飞机、水库、卫星都是人们已经实现的目标，是物化的知识和意志。
更推而广之，整个人工世界是人类知识和人类精神的创造物，是在精神驱动下的行动的产物，人工世界就是物化的人类知识和人类精神。黑格尔认为精神是客观世界的创造者，绝对精神过渡到它的彼岸而成为自然界、社会和人类本身。他错误了，自然界的确先于人类和人类精神而存在。如果黑格尔把由精神到物质的转变过程限定在人工世界，那他就完全正确了。
首先存在自然世界，然后有了人类，人类再创造了一个人工世界，这就是答案，就象阿里巴巴打开宝库那样简单。可是谁蒙上了我们的眼睛，让我们看不清这个简单的事实?那就是理论，是我们大脑之中的某种思维模式。理论可以擦亮人的眼睛，但是，理论也常常蒙蔽视听。用马斯洛 (Abraham H.Maslow,1908-1970)的术语，就是成了“使人失明的知识”。
“物质存在”的概念苍白无力。实际上，物质不仅存在着，更重要的是它必然以特定的“结构”而存在着。物理过程之可以预测、客观世界之可以认识，都依赖于结构的特异性和相对稳定性。我们正是通过对结构的理解而认识世界的。仅仅声称世界是物质的，物质是运动的，知识是客观存在的反映，已经毫无意义。尤其是，你生病的时候，大概不会随意找个人，请他对你的客观存在“反映”一个处方。你会去看一个值得信赖的医生，其根本原因在于，你相信他拥有更好的知识模式，更能帮助你恢复健康。
再多说两句。除开“物质”概念以外，还有一个重要的基本概念同样必须重新审查，这就是“意识”。
近代唯物主义把“意识”定义为“客观世界在大脑中的反映”，认为意识在任何时候都只能是意识到了的客观存在。仔细分析，这里的意识概念实际上与感觉概念较为接近，然而唯物主义体系中使用“意识”时往往还涵盖了知识概念(它认定知识是客观世界的反映)。于是问题就出来了:当唯物主义谈到意识是客观世界的反映时，他们使用的是前一种含义(感觉)，而谈到意识对客观世界的反作用时，他们使用着知识的涵义(感觉谈不上对客观世界的反作用)。这种概念混淆极其有害，它把人的大脑神经活动还原为普通动物的神经活动，抹杀了人与动物的根本差别。其结果，唯物主义弄不清楚人类知识的特殊地位，也看不见一个人工世界，更不知道人工世界是如何出现的。因此，历史唯物主义对人类文明史的进程、动力和道路做出了错误的描述。
可以理解，唯物主义的主要大师在世时，科学家还没有发现大脑中的第二信号系统，哲学家的时代局限性在所难免。马、恩辞世后，唯物主义没有重要的基础理论推进，不能有力地解答科学和社会发展提出的各种问题。来者无权责怪古人，但是到20世纪末，我们也不能老捧着一碗19世纪泡的茶了。
7.11 认识论的简略回顾及小结
人们很早就已经关注知识起源这个认识论问题了。中国古代有一种典型的看法，认为上古圣人是生而知之，后世贤哲从而和之，主要是继承前人的知识，也还可以“格物致知”，获得一些新知识。雅典的亚里斯多德学派则把一切知识都来自感官作为一个基本原理。
近代认识论是从科学革命之后开始计程的。17世纪的英国哲学家托马斯.霍布斯(Thomas Hobbes，1588-1679)认为一切知识归根结底都导源于感觉即感官知觉。为了反对唯心主义的认识论，霍布斯坚决主张“一个人的心灵中是没有概念的，概念不是原来就有的，它完全地或者部分地是依靠感官产生的。”感官感觉与外部世界是什么关系呢?霍布斯认为感觉经验是物质撞击或者压迫感官的运动所产生的，通过这样的桥梁他把物质、感觉、观念彼此联结起来。17世纪的思想家就是这样开始研究认识论问题的。在这种原始的认识论中间，他没有能够仔细区别“经验、感觉、知觉、概念、心灵、感官”等等概念，只是把它们搅拌在一起，自然十分粗糙。但是霍布斯的主张却是17世纪唯物主义认识论的起点之一。
英国哲学家约翰.洛克(John Locke，1632-1704)在近代思想史占有重要地位。洛克出生于都灵顿一个清教徒家庭，在伦敦的威斯敏特学校毕业后进入牛津大学。他曾经想当一个牧师，但由于主张自由和宽容，转向医学和哲学，最后成为一名哲学家。针对当时流行的人一出生就具有“天赋观念”的笛卡尔主义观点，他提出一切观念都起源于经验，并由此建立了经验主义的认识论。洛克把观念分为简单观念与复杂观念，认为所有简单观念都从感觉(外部知觉)或者从反省(内部知觉)中产生，而一切复杂观念都由简单观念构成。洛克分析说，当物体刺激感官时，就产生了感觉观念，而心灵理解与感觉观念有关的活动则产生出反省观念。
洛克假设心灵最初如同一张白纸，上面没有任何字迹，没有任何观念，心灵后来是通过经验而获得了观念。洛克同时认为全部心灵观念的内容最终都受人类感觉范围的限制。他提出了如下的命题:理智中唯有来自感官的东西。不过当洛克详细列举并考察了人类的观念后，遇到了矛盾，于是又提出当灵魂反省和考察时，可以供给理智另外一套观念，这套观念不能从外面取得，它完全来自自身的内部。洛克最后承认心灵能够发明它自己的观念，而不只是对简单观念进行复合。
洛克的经验主义认识论受到德国哲学家莱布尼兹的反对。莱布尼兹认为心灵本质上是活动的，而不是象洛克所说的那样，是一个为经验在上面打上印记而准备的白板。
洛克对人的思维的本质也感到困惑。他说我们也许永远不可能知道，上帝是否给用某种按一定方式排列起来的物质堆赋以思维的能力。洛克声明，我不愿象玄学家那样测大海的深度，我们的测深锤到不了那里。我只想测入港口的水深，好让自己的船安全出入。他还真有下台的办法。
18世纪法国学者孔狄亚克认为，一个人刚出生时，他的心灵首先感受着不同的感觉，如光亮、颜色、疼痛、快乐、运动、静止，这些感觉就是人最初级的思想。接下来，人开始对各种感觉在他身上所引起的东西进行反省，在反省中对心灵各种不同的活动形成了一些观念，这就是第二级思想。孔狄亚克的结论是，“根据外界客体对中我们所起的作用，我们就能够通过各种感官接受着各种不同的观念，而且，根据对感觉在我们的心灵中所引起的活动进行反省，我们就获得了一切我们不能取自外界事务的观念。”
孔狄亚克把观念与感觉总是混为一谈，他认为感觉是这样的一些观念，即我们一旦丧失了感官，就再也无法获得它们。
孔狄亚克谈到了“注意”。它解释说，“所谓注意于一件事物， 就是对它所产生的知觉，比对象它一样地作用于我们感官的其它事物所产生的知觉具有更多的意识，而且，对这件事物的注意越强烈，我们对其它事物所产生的知觉能记忆得起来的也就越少。”与现代比起来，孔狄亚克的概念尽管比较混乱，但他已经关注到了“注意”与一般感觉还是有差异的。在这点上已经接近了现代使用“观察”与“注意”的涵义。
与洛克一样，孔狄亚克同样分出了简单观念和复合观念。他把若干知觉的结合或集合体称为复合观念。他认为在简单观念中，精神纯粹是被动的，譬如它绝不能给出一个从未见到过的颜色的观念。相反，在复合观念的派衍中，精神却是主动的，精神可以按照样板或者以它的选择把一些简单观念结合起来，形成复合观念。
孔狄亚克认为，我们并非真正在地创造着观念，我们只不过是通过组合和分解来组成我们通过感官而获得的观念罢了。这当然是典型的18世纪唯物主义观点了。
在认识论和心理学历史上一个争议很大的重要人物是乔治.贝克莱(George Berkeley，1685-1753)。贝克莱出生于爱尔兰，毕业于都柏林三一学院。1709年发表《视觉新论》，1710年发表《人类知识原理》。1724年就任伦敦德里教长，1734年当选克罗因的主教。
贝克莱以主观唯心主义而出名，被人骂得一无是处，其实至少在有一个问题上他是正确的。贝克莱认为必须承认，事实上必须坚认，籍助于无表象思维或概念，知识也是可能的。
尽管当时的术语存在许多混乱，但是贝克莱这个观点对于认识论却是一个重要贡献。他注意到的正是思维活动的一个重要特点:知识是通过概念思维而形成的。经验主义者强调思维是对现实世界的反映，强调心灵受感官限制，这只讲到了认识活动的前半部分，即获得信息的阶段。而贝克莱强调的是认识活动的后半部分，即处理信息得出结论的阶段。当时各执一端，否认对方，贝克莱否定物质存在于精神之外，而经验主义则不承认理智有独立于感官的意义。
德国哲学家伊曼努尔.康德(Immanual Kant，1724-1804)对经验主义和唯心主义两者进行了结合。他在《纯粹理性批判》中指出，人类知识的来源，既包括外来的感觉材料，也包括心灵的活动。康德认为知觉和概念是我们一切知识的两个元素，没有感性，就没有对象给我们，没有知性，就没有东西可思维。康德的一大功绩是划清了感觉和思维的界限，他认定知性不能感知，感官不能思维。
哲学家们对知识的理解限于对象、感官、心灵的水平上，研究孰是第一，孰是第二的问题，即在知识的表现层面上进行讨论。他们都没有研究心理过程伴随着的生理因素。
18世纪的英国医生戴维.哈特莱(David Hartley，1705-1757)曾经用物理学的方法来研究心理过程。他注意到人由肉体和心灵这两部分组成，并且假定神经过程和心理过程相伴生。他把光学中的振动理论运用到人的神经系统，认为外部对象首先在对它们留下印象的神经中引起微小的髓质粒子振动，这些振动沿着神经路线向上传播到脑，然后在脑中引起粒子的微小振动。尽管哈特莱的研究显得很粗糙，甚至带有明显的物理学色彩，但他开辟了心理学与生理学相结合的研究方向。
20世纪初，巴甫洛夫研究高级神经系统获得进展，为认识论研究建立了一个新的里程碑。一般说来，即使在纯粹哲学领域，自然科学家的贡献也比哲学家重要得多。不但巴甫洛夫的研究影响了哲学认识，普朗克、爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森堡以及遗传科学家的研究都深刻地改变着传统的哲学观点。
经验主义的认识论肯定知识、观念不是从先天来的，否定了“天赋观念”和先验论，在这方面完全正确。但是轮到确定知识与观念的来源时，经验主义就错了。否定先验论以后，经验主义能够想到的唯一出路就是知识来源于实际经验。否定一个理论相当容易，只需要找到这个理论的“死机点”，就可以一击而溃。建立新理论体系就困难多了，遍地陷阱，无法保证新理论不遭灭顶。正如我们前面所讨论过的，大脑中的信号联接与外部事件之间缺少一条“同构隧道”，新理论同样可能暗含“死机点”．
洛克不能肯定大脑这个“物质堆”是否有思维能力，而他的理论问题就恰巧出在这里。大脑不是一般的“物质堆”，它不但有思维能力，而且有创造概念的能力，有创造知识的能力。于是这后面的结论就跟洛克的结论完全不同了。
20世纪中在认识论研究方面一个极有影响的学者是大名鼎鼎的皮亚杰。皮亚杰承认主体不依赖于客体而存在，但为了认识客体，主体应该作用于客体，改变客体，因此他得出结论说，知识的源泉既不在于主体，也不在于客体，而在于主体和客体不可分割的相互作用之中。
其实，皮亚杰这个观点仍然太含混。我们可以明确地肯定，知识就来自于主体的创造，知识的源泉在于主体。至于知识应该与客观对象的性质尽可能一致，那是因为知识的功用就在于理解和描述客观世界。
在对一般智力活动的研究中，皮亚杰强调动作经验、动作图式的重要作用，认为智力结构是在动作基础上形成的，进一步他就直接为知识和智力划上等号，作出了一般认识论方面的结论。皮亚杰无疑忽略了符号化的智力活动与一般智力活动的差异，而这个差异对于人类认识论具有根本性的意义，忽略这一点必然导致理论失误。
综合我们前面的讨论，在认识论方面可以做一个小结:
1．自然世界先于人类而存在，也先于人类意识存在，在这个范畴中是物质先于意识;人工世界是人类创造物，它是首先有了人的意识而后出现的，在人工世界的范畴中，是先有意识后有物质。
2．个人的知识不是先天得来的，而是后天获得的。知识以概念符号(第二信号)为载体传播，只能被第二信号系统识别。“物质存在决定意识”的命题并不恰当，人们的文化意识一般取决于社会的文化存在而不是物质存在。
3．就人类知识的起源来看，知识是大脑第二信号系统的创造物，它产生于以抽象概念符号为对象的抽象思维，是个人主动创新的产物。个人知识用语言符号表达出来后，成为人类的知识。
4．知识不是主体对客体的反映(Reflect或者Mirror)，而是主体对客体的描述(Describe)。在理论上不能证明大脑中的信号联接与外部事件联接具有同构关系，因此人类知识永远是不完备的。
7.12 知识模式与人工智能
人的大脑中大约有140-160亿个脑细胞，一个大脑神经细胞包含着树突、胞体与轴突三部分。树突是神经细胞的信息输入口， 它接受神经冲动并且把它传到胞体。轴突是神经细胞的信息输出口，它将神经冲动传到其它神经细胞的树突。
一个神经元细胞受到刺激时(比如外部刺激作用于感受器的感受细胞)，将产生电流，减小膜电位的幅度，使细胞内的电位更正，这个过程在专业上叫做去极化过程。如果去极化达到临界(阈值)水平，细胞内相对细胞外的电位为正，就叫做神经兴奋。神经兴奋在神经纤维中引起冲动，当这些冲动到达轴突终端，会引起兴奋性神经递质(如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等)从神经末稍释放，引起其它神经细胞的膜去极化过程，由此传递神经兴奋信号。如果神经细胞中传递的是神经抑制信号，则在轴突末端释放出抑制性神经递质，如r-氨基丁酸，甘氨酸等，这些递质作用于其它神经元，引起后者的膜超极化，产生抑制作用，由此传递神经抑制信号。
一个神经元的树突能形成多达1500个以上的突触，可以同时接受许多不同神经元的信息输入;另一方面，一个神经细胞的轴突终端具有几个到上万个突触，可以将信息输出到许多不同的神经元。一个细胞从其它细胞接受兴奋性和抑制性输入称为会集，一个细胞向许多细胞输出兴奋性和抑制性信号称为分散，一个细胞把所有出入的兴奋性和抑制性信号加在一起的过程称为整合。
大脑神经细胞数量巨大，每个细胞又可以与很多个其它细胞联系。树突触及其它神经元的轴突顶端，但是通常不形成细胞质桥，而是留下一定的距离(大约200埃)，它保证了神经细联结的高度灵活性和可塑性。
为了适应外部无限变化的环境，大脑细胞这种后天重组联结的方式极为经济。如果完全依赖先天固定的神经细胞特异联接，不断发展的大脑就需要无限多个特异联接线路──理论上讲就需要一个无限庞大的大脑。而且这个大脑的使用效率反而降得非常低:任何一个个体所能够遇到的释放机会毕竟是有限的，绝大多数神经细胞特异联接可能永远不会使用。这样庞大无效的硬件绝不会在大自然中出现，自然进化的优选方案是用有限的通用神经元承担无限发展的任务。
重要的不仅在于大脑神经细胞的后天重组联结，更在于它们的联结方式：大脑中的通用神经元，经过初始化联结，形成特定的结构(模式)，据此识别和处理外部信息。在这里居于核心地位的是中枢模式发生器（CPG），CPG能向网络中的神经细胞发出兴奋性或抑制性电位，它通过控制运动神经元的实际放电顺序来协调人的肌体运动。应该说，模式是智能的基础。
动物智能的本质在于把来自感官的信号转化成为神经系统能识别的模式，人类智能的水平更高些，要求把信号组织成为可以用抽象符号系统表达的模式，即转换为知识模式，然后依据知识模式驱动行为，等等。
神经系统为什么会以模式的方式工作，我相信其原因在于这是一种经济高效的方式，因此被大自然选中，发展起来。低级神经系统的固定联结模式已经被神经解剖所证实，大脑细胞的联结模式还难以获得神经解剖学的证实，但是已经被功能性实验所证实。
一般认为大脑神经细胞很多，能够处理大量数据，其实这包含着一种误解。至少，大脑能够同时处理的离散数据非常有限。曾获生物学诺贝尔奖的杜博斯说过，人的能力，大概充其量能够记住500个人，大脑同一时刻能够想起其容貌和名字的人不过就这么多。人脑处理离散数据的能力上限为103。仅仅这种数据能力肯定不能满足生存适应的需要。为了处理更大的数据量，大脑神经系统采用的方案是处理模式。神经系统以抽象模式作中介，易于处理大量同类数据，而保存模抽象模式所需的神经元数量相对要少得多。通过模式，大脑可以很容易地把握住数据之间的关联。
人工智能的一个重要组成部分是专家系统，它通过电脑来模拟专家的思维活动，表现专门知识。大脑神经系统的结构与功能，给我们一个极为重要的启示:专家系统应该以通用数据单元为基础，以知识模式为核心。
大脑神经细胞没有采用先天的固定联结方案，原则上，专家系统对信号的识别和反应模式同样不能预先固定。也就是说，系统的I/O关系不能由程序员确定，只能由用户决定。系统工作的根据不是预定的规则，而是在使用过程中由数据形成的模式。专家系统的初始状态理论上可以是一片空白，系统通过初始化学习建立模式，然后依据已有的模式分析、处理新的数据，作出判断。
1956年人工智能(AI)概念问世。纽维尔(A.Newell)提出物理符号系统假设，奠定了AI可以成立的理论基础。他认为，物理符号系统是智能行为的充要条件，计算机是一种物理符号系统，因此能象人脑一样表现出智能行为。
作为人工智能领域初期开拓者之一，赫伯特.西蒙 (H.A.Simon)曾经研究过对弈问题。开始他把对弈算法归结为对状态空间的搜索，这就出现了遍历问题，遍历的直接结果就是组合爆炸，在理论和实践上很难克服这个困难。遍历可能获得理论上的完备性，然而对于人的思维来说，在多数情况下它太不经济，甚至根本办不到。遍历只能在状态空间很少的时候采用，决不是大脑思维的一般方式。必须用更经济的方式处理问题，模式就是一种可以接受的方案。棋手下棋时，最重要的思考特征是棋式( chess patterns)，而不是遍历，他绝不会对全部可能性空间进行逐一的彻底分析。西蒙研究这些问题后，提出了有限合理性原理。根据这个原理，智能系统首先是用“试错法”积累知识，然后利用知识帮助求解，知识不足的时候才进行新的计算和搜索。而且人们只能追求有限合理的目标，避免复杂度太高的计算和搜索。
近几年，以日本第五代计算机计划为代表的人工智能基础研究受挫，人们再次进行更深的理论思考。日本第五代计算机的领袖人物渊一博就承认人工智能的理论基础还不明确。
现在人工智能领域中描述知识的基本方法是产生式(IF-THEN方式)，最常用的工具是函数式语言(以LISP为代表)和逻辑式语言(以PROLOG为代表)，后者被日本第五代计算机计划选用。在这种方式下，一个知识要表述为很多专门规则，这些规则又由专用程序来表达。一个系统要表达很多知识，就要有很多专用的规则和程序。
对比一下大脑，大脑中并没有为特定知识预定细胞联结通路。于是可以说，我们现在构造人工智能系统的基本思路就出了问题。人工智能(尤其是专家系统)的基石到底是程序还是数据?我认为应该是后者。第一，纯粹从技术角度来看，一切用程序表达的知识规则和逻辑问题都可以用数据表达出来，逆命题却不能成立；第二，程序只能专用，数据却有通用功能，这一点尤其重要。通用数据具有比预定规则更为根本的地位，我们不难理解把产生式规则放在第一位的人工智能研究(包括第五代计算机计划)陷入的困境，事实上，构建这类系统的基础理论具有严重缺陷。
再看软件工具。如果要更接近大脑的工作方式，软件工具应该具有以下功能:第一，面向大规模数据处理，尤其是并行处理；第二，由通用数据形成知识结构(模式)；第三，用模式的数据匹配方式形成工作核心(而不是用程序预定规则！)。无论是LISP或者是PROLOG语言都不能满足这些要求，也就是说，下一代人工智能语言必须重新设计，改弦更张。
冯.诺伊曼(John Von Neumann，1903-1957) 计算机是程序驱动的顺序计算机，人们已经认识到它的局限性，现在正在研究非冯.诺伊曼型的计算机，其中包括采用数据驱动的并行机。数据如何驱动机器呢?最重要的在于:必须以数据模式为中介。如果说历来系统的I/O关系以程序为中介，实际上是I(nput)-P(rogram)-O(utput)关系，那么新的I/O关系必需以数据为中介，形成I(nput)-D(atas)-O(utput)关系。更进一步说，中介D不是不相关的数据，而是组织化的数据，是由数据形成的结构(Structure)或模式，于是智能系统的I/O关系可以更准确地表达为I-S(D)-O。在这个系统中，作为中介的结构本身也可以通过数据交换来产生和改变。总之，是数据决定一切而不是程序决定一切。
近年来，人工智能研究没有多少建树，而神经科学和非线性科学取得重大进展，70年代被打入冷宫的人工神经网络研究重新复苏，取得了积极的成果。神经网络系统模拟大脑神经元的联结方式和功能，其优点在于可以进行大规模并行处理，具有很强的鲁棒性、容错性和自学习能力。然而，对于神经网络系统的研究也不是一致看好，还有许多基础性的重大困难有待克服。第一，模拟神经细胞的功能很不容易；第二，现有的神经网络系统都只能应用于特殊用途，照现有机制，还不可能建成通用的神经网络系统。
实际上，神经网络系统研究的基础理论仍然是薄弱的。首先，人们对大脑神经系统的了解还很不够，仅仅认识了神经细胞远不等于懂得了神经系统的整体工作方式，而后者更具有根本性的意义。第二，神经网络系统依据的理论是联接主义，而联接主义本身的哲学基础就不够坚强，难以深刻揭示智能活动的本质，当然不能为人工智能指示出未来的方向。
如果以“结构”作为人工智能的理论基础，整个局面就改观了。结构包容了网络的整体概念，结构(模式)概念能够把握住思维的本质，使我们得以跳出机械模拟神经细胞元的陷阱。结构还有更深刻的哲学意义：它是描述有序化世界的一个基础概念。事物的结构是事物的本质所在，而对结构理解和描述是我们认识世界的基本方式。可以认为，人工智能系统的目标就是通过模拟人的思维结构，达到描述世界结构的目的。
在结构(模式)的支持下，专家系统可以补充缺失的信息，实现信息增殖，也就是说，以数据为基础以模式为核心的计算机将具有知识创新能力（在神经网络系统中可以看到这个苗头）。历史上，计算机一直只能在信息完整的条件下做出特定的判断，现在它却可以创造性地增进信息量，非常令人鼓舞。AI的热情支持者们甚至认为，人的大脑与电脑只有构成物质的不同，它们可以执行同样的算法，把爱因斯坦的全部思想算法用计算机表现出来，这个计算机的功能就更爱因斯坦一样了。
有些热衷于人工智能的哲学思考者认为可能对电脑赋于感情和道义方面的色彩，宣称人工智能为理解精神品质提供了途径，电脑可能将拥有痛苦和快乐的感受，从而受到一种内在的力量驱动。更有甚者还预言会不可避免地出现“机器暴动”，机器人会确立它们的独立王国，进入“机器人时代”，人类则将从属于机器。
英国学者罗杰.彭罗斯评论这类观点说，大量的人被电脑专家引入歧途，而这些电脑专家又依序地被物理学家引入歧途，物理学家却甚至不知道发生了任何事情!
关键问题在于，快乐、痛苦之类的情感体验本质上只属于生命世界，与硅片世界毫不相关。石头没有感情，电脑的情感体验和独立意志纯属无稽之谈。同样，内驱力是生物增进生存利益的行为指向，电脑没有生存和繁衍的自身利益，也不具备智能主动发展的内驱力。
智能机器和人类的最后差别将归结到人的两重性:人具有动物属性和文化属性，机器不具有动物属性;人类有生存利益，机器没有生存利益;人类是创新活动的驱动者和决策者，机器不可能是真正的驱动者和决策者。美国作家阿西摩夫(Isaac Asimov,1920-1992)在一篇有名的科幻小说《机器人》中，为机器人定了三条法规:1，机器人决不能伤害人;2.机器人必须按人的旨意行动;3.机器人在将要受到伤害时必须马上逃离。这意谓着设计者已经规定了智能机器的基本行为准则，在这种限制下，智能机器的发展本身决不会对人类带来威胁，尽管人类会变得越来越依赖它们。
当然，如果出现建立在某种动物生命体上的高智能机器，情况就完全不同了，高智能与生存利益结合在一起的智能生命，倒是可能对人类形成真正的挑战。
第八章: 奠定近代文明基础的自然认知
8.1
知识的三个层面
知识是用语言符号表述的人类生存智慧，其内容包括两个大类，第一类是人对世界的理解，第二类是人的基本行为准则，前者可以称为认知，后者可以叫做生存策略。
在这两者中间，获得行为准则(生存策略)是目的，而认知却是基础。 一切理性的生存策略都依赖于特定的认知，正确的认知是行为成功的保证，而认知错误则会导致行为失误。可以肯定，认知在整个知识系统中具有决定性的意义，它是知识的主体，一般谈到知识的时候，首先也就是指对客观事物的认知。
知识大体上包括三个层面的内容。
第一个层面是自然认知或自然知识( 简称第Ⅰ认知)，其中包括对自然世界质的认知、量的认知、自然对象相互关系的认知，还包括把人作为客体的认知。
第二个层面是人与自然关系的知识(第Ⅱ认知)，它包括人在自然世界中处于何等地位，有什么权利，自然物质处于何等地位，尤其是自然生物居于何等地位，有什么权利，自然世界与人类生存生活的关系，人施加于自然世界的作用对后者带来的影响，人与自然相互作用的短期与长期估价，等等。
第三个层面是人与人之间关系的知识(第Ⅲ认知)，它包括个人在人群中的地位、个体与个体的关系、个体与群体的关系、群体与群体的关系、民族、社会、阶级、政党、国家这些方面的知识。
一般说来，这三个层面的认知，并不是同步建立起来的，它们相互独立，又相互协调。按心理学的解释，人们总是倾向于形成统一的知识体系，以避免心理冲突。考虑到整个人类首先还是作为一个高等动物出现在地球之上，动物本性依然是这个物种的基本本性，人类仍然象其它动物一样依赖大自然的乳汁喂养，需要在自然环境中适应与发展，我们应该承认在这三个认知层面之中，第Ⅰ认知具有最基本的意义。人类的认知协调以第Ⅰ认知为基础，第Ⅱ认知依存于第Ⅰ认知，而第Ⅲ认知对第Ⅰ、第Ⅱ认知也有依存关系。如果知道某种植物的果实有毒(第Ⅰ认知)，就不会认为它可以作为食物(第Ⅱ认识);知道生命离不开水(第Ⅰ认知)，选择生存环境时就会考虑供水问题(第Ⅱ认知)。而第Ⅰ认知和第Ⅱ认知的变化，也会导致第Ⅲ认知的改变。认为自然资源无限(第Ⅰ、第Ⅱ认知)，人们就认为个人可以无限扩张、尽力占有自然资源，相互不会发生冲突(第Ⅲ认知)。随着对自然资源认知的改变，人们也会修正对经济以及一般社会活动的基本观念。
第Ⅰ认知主要是自然科学家们完成的作业，他们的工作对于建立人类知识体系、对于人类文明发展具有根本性的意义。哥白尼从天文学研究引发的第Ⅰ认知革命，由牛顿完成。人类在这个基础上建立了一个科学-产业-社会体系，人称工业社会;20世纪初的第Ⅰ认知革命产生了相对论和量子力学，在此基础上出现了一个新的科学-产业-社会体系，人称信息社会或后工业社会;自孟德尔开始的遗传科学研究，在20世纪已经揭开了生命的秘密，它必将对未来的产业和社会，对整个人类的生存方式带来更大的影响，恐怕以后的社会应该叫做“生态社会”;神经科学方面的研究，将揭开这个世界更重要的秘密，其深远的意义现在几乎无法估量。
第Ⅰ认知的进步，是人类一切进步的基础，第Ⅰ认知革命，才是真正的人类革命。这恐怕是许多十分张扬的社会革命家们做不到的。
8.2 哥白尼转换
大地是什么，大海是什么，星星是什么，世界的起源，世界的本质，甚至世界的目的何在，这些问题在整个文明史中一直困扰着人类。远古的神话故事中就透露出先祖们对世界的认识，每个时代、 每个民族甚至个人都用属于自己的特殊方式表达对世界的理解，试探性地回答这类问题。艺术家常常借助于声音和形象描述生命与运动，通过世界的表象披露世界的本质;科学家则更多借助于逻辑符号描述世界的结构和生命，用世界的本质说明世界的表象。无论是艺术家还是科学家，理解世界同样需要高度的敏感和创造能力，需要细微的观察和思辨能力。
古希腊神话说，世界始于混沌，自混沌之中产生出大地之神盖娅，盖娅生下天神乌拉诺斯，后来的诸神配合生出了太阳、月亮、星星等等。从公元前7世纪开始，古希腊最初的哲学家拒绝采用超自然的力来解释这个世界。米利都的泰勒斯(Thales，公元前624-547年)最早考虑把世界的根源归结为某种实在的物质，而万物都是这种物质的某种表现形式或者都是由它衍生出来的，这个思想无疑是人类走向理论科学的第一步，泰勒斯于是被人们尊称为“科学之祖”。哪一种物质可以被视为世界的本原呢?泰勒斯曾经到埃及观测洪水，看见每次洪水退去以后，留下了肥沃的淤泥，在这些泥土上人们可以得到丰硕的收获。更重要的是，这些淤泥之中还留下了无数微小的胚芽和幼虫，留下了生命。于是泰勒斯提出了水成论，认为所有的东西都导源于水，“水生万物，万物复归于水。”直到17世纪，荷兰科学家还用实验验证“水成说”。他在大缸里装满土，种上一棵小柳树，记录下总重量。以后就经常为之浇水。树苗长大了，开花结果了，再来称量，发现土的重量与原来相差不多。那么树的增重是从哪里来的呢?他们认为是从水中来的，树干、树枝、树叶和花果都是由水变来的。植物来自于水，而动物依赖植物生存，因此他们还进一步推论动物也来自于水，一切生物都来自于水。
泰勒斯之后的阿拉克西米尼(Anaximene，约公元前570-前522年)认为原初物质是“气”(air)，不同凝聚程度的气就成为火、水、土;赫拉克利特(Heraklitos，公元前6世纪)认为万物都在变动，世界的本原是火，整个世界就是“一团永恒的活火”，是一个对立的统一体; 毕达哥拉斯则以数作为世界的基础，他的理论认为，1是点，2是线，3是面，由面生出体，由体生出四大元素──水、火、土、气，而这四大元素又构成世界上的万事万物。
公元前5世纪，德谟克利特(Democritus，公元前460-370)认为世界上的各种物质是由不可再分割的原子组成，各种原子的原质都相同，只是形状和大小不同，原子本身保持不变，既不能创造，也不能毁灭，而物质的千变万化不过是因为原子的分离和重新组合造成的。
公元前480年，以雅典为首的希腊联军打败波斯军队，雅典成为希腊的盟主，希腊哲学主流也从爱奥尼亚学派转变雅典学派，自然哲学让位于神创的目的论哲学，其自然观实际上是倒退了。雅典学派的开创者苏格拉底(Socrotes，前469-前399)认为神按一定目的创造了自然界，世界是神的智慧的体现。这种基本观点使苏格拉底反对深入研究自然，认为那会侵犯神的领域。苏格拉底更关注与自然力对立的“人类理想”。苏格拉底的学生柏拉图继承了老师的观点，认为宇宙是由某种意志创造出来的。柏拉图尝试着从“神圣观念”开始构建世界模型。柏拉图的学生亚里斯多德（Aristotle，384-322
B.C.)则依据目的论的基本观点，建立了人类文明史上第一个系统的科学思想体系。亚里斯多德的研究覆盖了天文学、物理学、化学、生物学、医学等科学领域，他还把伦理学、逻辑学和自然科学统一起来，成为古希腊科学的集大成者和科学方法的奠基者。尽管今天人们已经放弃了目的论，但是亚里斯多德的贡献仍然不可磨灭:透辟的思想本身就具有不朽的价值，它可以独立于物理世界而存在。
在中国古代，《易经》和《道德经》分别提出了关于世界起源的看法，《道德经》讲，道生一，一生二，二生三，三生万物，这是春秋战国时代一些知识分子对世界起源的认识。两千多年前，中国伟大诗人屈原在《天问》中发问:
邃古之初，谁传道之?
上下未形，何由考之?
冥昭瞢暗，谁能极之?
冯翼惟像，何以识之?
明明暗暗，惟时何为?
阴阳三合，何本何化?
圜则九重，孰营度之?
惟兹何功，孰初作之?
应该说，屈原的提问是十分深刻的，他不但问到天地宇宙的起源，而且要求要证明有关假说的根据。在屈原以后，他的同胞和后代没有人能够很好地回答这些问题。三国时代吴国道士徐整在《三五历纪》中，加工了民间传说，提出了盘古开天辟地的说法。“天地混沌如鸡子，盘古生其中。万八千岁，天地开辟，阳清为天，阴浊为地”，“天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈。如此万八千岁，天数极高，地数极深，盘古极长。”这种传说只作为神话流传下来，并没有被作为进一步考证研究的参照系，也没有引导出对世界起源的更深刻的思考。
无论是在东方还是在西方，研究自然世界最有代表性的是“天”的概念。天首先是指头上的苍天和星体、宇宙，扩展为泛指人身外的整个自然界，表示万事万物。天的起源就是世界的起源。早年人们对自然知之甚少，“天”神秘莫测，却支配着人生人世。生死有命，富贵在天，人的修短苦乐、寿夭穷通，都系于“天”，这就形成了“天命观”;稍后发展为天道观，认为天也有规律可循，人可以而且应该依照天道规律办事。这意味着人们对自然世界的理解增加了，大自然的神秘感已经稍减，人的力量也就随之增强。战国末期赵人荀况(约公元前313-前238年)在《天论》中指出，“天行有常，不为尧存，不为桀亡。应之以治则吉，应之以乱则凶。强本而节用，则天不能贫;养备而动时，则天不能病;循道而不忒，则天不能祸。”人世治乱兴衰有自己的规则，应该把人的行为与自然现象区别开来;荀况还进一步提出制天命而用之，人们对大自然有了更深刻的理解，要利用自然规律为自己服务，知识带来了力量。从荀子开始到现代“与天奋斗，其乐无穷”，人的力量无限膨胀，人类闹翻了天。
对自然世界的认知，构成了整个人类文化的基础，那是真正的知识大海。我们这里，只能选择汇入大海的一条河流，即构成近代文明框架的一条主要科学线索进行讨论。
近代科学革命是在意大利从天文学开始的。对比起来，中国古代文化中缺乏古希腊文化那种非功利的纯科学研究传统 。尽管孔子很早就提出过“格物致知”的命题，但事实上中国没有建立起自然科学思维的理论框架，也很少有知识分子献身于无利可图无官可做的自然观察及其研究。东方文化还有一个缺陷是理论不予量化，无法证伪，很难比较优劣，无法通过比较而进步。再加上中国古代天文观察和研究由皇家独占，历朝严禁公众研究和学习天文，私藏天学书籍的要充军、鲸面、判死刑。朝廷甚至悬巨赏鼓励检举揭发私习天学者。这种天文学当然不能成为近代科学的起点。
1543年被科学史家确定为文艺复兴和科学革命开始的年代，这一年有3部著作问世，改变了整个中世纪几乎长期凝固了的世界观。
一部是帕多瓦大学解剖学家维萨留斯(A.Vesalius，1514-1564)的7卷巨著《人体结构》，这部著作奠定了近代解剖学的基础。在16世纪，人体解剖是理发师做的工作而不是医生的事情，维萨留斯打破这个惯例，亲自动手作人体解剖，研究人体结构并且进行教学活动。为了得到一副完整的人的骨骼进行研究，维萨留斯还数次到一个绞刑架上去行窃。
一千多年前的古罗马医学权威盖伦(C.Galen，129-199)，认为人的大腿骨原来是弯曲的，只是后来因为要穿裤子才使它变直了。维萨留斯通过骨骼比较，发现盖仑是错的，而且这类错误有两百处之多。维萨留斯在帕多瓦大学对解剖学进行改革，把解剖和讲演同时进行。他还发明了新的仪器，创立了新的技术。出版《人体结构》时，他坚持“真实地描写人体的构造，而不管这种描写与古代权威的观点有什么不同。”他还聪明地采用了文艺复兴时期出现的新传播技术，最早在书中采用了技术性的人体解剖插图。维萨留斯把人作为一个客体进行研究，寻求人自身的真实，拒绝把人和神混在一起，这不但是对医学科学的贡献，而且是人文主义运动的精神起点之一。维萨留斯受到宗教界和正统哲学家们围攻，最后被迫前往耶路撒冷作忏悔朝圣，于归途中不幸遇难身亡。
第二本书是阿基米德的希腊文数学与物理学著作的第一个译本。文艺复兴时代重新发现和传播古希腊文化，从中汲取了古代的科学知识。按照怀特海德的说法，除开数学一项外，1500年欧洲知道的东西还不如纪元前212年去世的阿基米德知道得多，文艺复兴时期的人们还得从阿基米德开始。阿基米德提供给16世纪的欧洲人一些完全不同于亚里斯多德的思路，改变了他们头脑中的世界图像。比如说，在亚里斯多德体系中，物体的本性是静止不动，现在人们却发现了阿基米德的观点不同，于是他们开始思考如果物体的本性是保持沿直线继续运动的倾向，会出现什么情况。于是，奇迹就出现了。什么叫做思想解放?放弃传统僵化的思想路线就是思想解放。
第三本书是尼古拉·哥白尼(Nicholas Copernicus,1473-1543)的著作《天体运行论》。哥白尼出生于维斯杜拉河畔的托伦城，在克拉科夫大学读了三年书，后来又在意大利的波洛尼亚、帕多瓦和斐拉拉大学攻读。他在大学期间养成了用天文仪器观察天象的习惯，并且对数学和天文学产生了浓厚的兴趣。用哥白尼自己的话来说，“在人类智慧所哺育的名目众多的文化和技术领域，我认为必须用最强烈的感情和极度的热忱来促进对最美好的、最值得了解的事物的研究。这就是探索宇宙的神奇运转、星体的运动、大小、距离和出没以及天界中其他现象成因的学科。”“难道还有什么东西比起当然包括一切美好事物的苍穹更加美丽的吗?”
柏拉图的学生欧多克索斯(Eudoxus
of Cnidus，约公元前408-355)曾经建立过一个天体运行的同心球模型。在这个模型中，地球位于宇宙的中心。地球外面有27个同心球，其中恒星球位于最外层。从外到里依次分布着土星、木星、火星、太阳、金星、水星和月亮。每个行星占了4个同心球，太阳和月亮各占3个。欧多克索斯认为每颗行星都镶嵌在一个同心球的赤道上，这个球的两极又镶嵌在外面一层同心球上，依此类推。每层球的轴指向、旋转速度、旋转方向各不相同，于是形成了天体复杂的运动轨迹。稍后，柏拉图的另一个学生亚里斯多德建立了一个更广泛的物理学和哲学体系，加强了同心球模型的地位，因此这个模型具有十分深远影响。但丁(Dante)在《神曲》(《Divine
Comdey》)中还描述宇宙是一个十层的同心球天体，从里到外依次是月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天、水晶天，最外层是天府。同心球中间座落着不动的地球，除了上帝居住的第十层天，其它天体都绕着地球由东向西每24小时旋转一周。
由于天文观察发现了行星在空中停留、回行、对地球的距离变化以及速度改变，同心球模型很难精确定量地解释这些现象，为了克服天文学理论的困难，以托勒密(Claudius Ptolemy，90-168)为首的亚历山大里亚的天文学家构造了偏心圆和本轮体系。在这个模型中，行星绕地球运行的轨道由均轮和本轮复合而成，通过调节本轮和均轮的偏心圆，就可以设法与观测的结果相吻合。托勒密体系开始看来非常成功，它只需要少量几个本轮描述行星的视运动，就可以得到与观测大致符合的结论。可是随着观察精度的提高，需要不断补充本轮轨道，于是整个体系日趋复杂，到了哥白尼时代，大约要用80个天球和复杂的本轮来描述行星运动，才能够与观察结果大致吻合。
哥白尼通过持久的天文观测、严格的计算和缜密的思考，发现已经成为人们“常识”的天文学知识“很不可靠”，信奉托勒密体系的学者们“甚至对回归年都不能确定和测出一个固定的长度”， 而且用同心圆或者偏心圆体系描述的宇宙结构缺乏“真实的对称性”，其中或者“遗漏了某些重要的东西，或者就是塞进了一些外来的、毫不相干的东西”，“这些片断彼此完全不协调，把它们拼凑在一起就成为一个怪物。”哥白尼说，“于是，我对传统天文学在关于天球运动的研究中的紊乱状态思考良久”，“我不辞辛苦重读了我所能得到的一切哲学家的著作，希望了解是否有人提出过与天文学教师在学校里所讲授的不相同的天球运动。”他首先在西塞罗的著作中查到，赫塞塔斯设想过地球在运动，后来还查到毕达哥拉斯学派的费罗劳斯和埃克范图斯主张地球在运动，庞都斯的赫拉克利德也主张地球在运动。
哥白尼自述说“从这些资料受启发，我也开始考虑地球的可动性”，经过长期、认真的研究，他终于发现:“如果把其他行星的运动与地球的轨道运行联系在一起，并按每颗行星的运转来计算，那么不仅可以对所有的行星和球体得出他们的观测现象，还可以使它们的顺序和大小以及苍穹本身全都联系在一起了，以致不能移动某一部分的任何东西而不在其他部分和整个宇宙中引起混乱。”在1510-1514年写成的手稿中，哥白尼已经构建了日心说的主要框架:宇宙的中间是太阳，太阳外边依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星， 土星轨道外面是遥远的和静止不动的恒星球。地球和其他天体在一起，绕太阳作匀速圆周运动。他写道:“太阳静居于群星的中央。在这个辉煌无比的殿堂中，它能同时照耀一切，难道谁还能够把它放在另一个比这更好的位置上吗?……太阳俨然高踞王位之上，君临着环绕它的群星。”《天体运行论》中记载着日食、月食、火星冲日、木星冲日、土星冲日、黄赤交角、春分点的移动等27项观测实例和大量计算以及描述天体运行的几何图形。
《天体运行论》一书耗费了哥白尼三十多年时间，是他毕生心血的结晶。然而他一开始就知道，“某些人一旦听到在我所写的这本关于宇宙中天球运转的书中我赋予地球以某些运动，就会大叫大嚷，宣称我和这种信念都应当立刻被革除掉。”他知道那些除非有利可图，懒于进行任何学术工作，象雄蜂那样终日游荡的哲学家们，会从《圣经》中断章取义，对他的著作吹毛求疵，妄加非议。于是他年复一年地修订手稿，在朋友们中间传阅。尘世的生命快到尽头了，哥白尼才同意把手稿送去发表。1543年，这部著作在纽伦堡印出。1543年5月24日，当哥白尼收到样书时，已经双目失明，他摸了摸书的封面，几个小时后就长逝了。这本书最初发表时的书名叫作《托伦的尼古拉.哥白尼论天球的运行》，书中几乎每一页都与原稿不同。出版者还告诫人们:这本书只能作为进行天文计算的权宜之用，“谁也不要指望从天文学得到任何肯定的东西”，天文学研究也不能用来动摇教会的宇宙模型，使“早已在坚实基础上创立的人文科学”“陷入一片混乱”，否则在结束这项研究时，他就会“比起刚开始研究时成为一个更大的傻瓜。”
直到两百多年后人们发现了哥白尼的手稿，《天体运行论》才得以按照哥白尼的原稿重印出版。
历史不止一次告诉我们，探索世界真相带来的影响大多数超过了探索者最放肆的估计。哥白尼身在教会之中，他认为自己的工作是在混乱不清的数据中找出对称和秩序，这是对上帝的尊敬，是对上帝存在的证明。可是政教合一的极权统治者却不这样看，在他们心目中，对天地神人合一的宗教教义的任何微小的修改，都可能诱发人们对教义的普遍怀疑，其后果不堪设想，而日心说居然把地球降格为隶属于太阳的一个普通行星，简直是抄了上帝的家。如果《创世纪》关于上帝创造世界万物的记载，仅仅是虚构的故事，而不是不可动摇的真理， 那么人们就会追问天堂和地狱是否真实可靠。上帝在哪里的问题终究会演变为上帝是否存在的问题，这对宗教统治的地位是一个严重威胁。
后人评价哥白尼时指出，他的巨大影响主要并不在于实际天文学体系的成就，事实上，日心说在很短的时间内就被布鲁诺放弃了──太阳也不是宇宙的中心。重要的是哥白尼动摇了中世纪铁板一块的思想体系，引发人们的怀疑、观察和思考，导致了一场思想解放运动。既然《圣经》并没有穷尽人类的全部知识， 那么何必事事要到《圣经》中去找答案?既然《圣经》并不完全正确，并非放之四海而皆准千秋万代都管用，为什么自己不可以去观察去思考去寻求真正的答案呢?《圣经》既然有第一个错误，而且是一个根本性的错误，为什么不可以怀疑它包含着其它错误呢?
人类开始醒悟了，发现理智并非信仰祭坛上的贡物，理智的真正功能是怀疑和思考。大脑毕竟不是冰冻豆腐，它逐渐复苏了，人性复苏了，对大自然的热爱和对人生的热爱一起复苏了。恢复思维功能的大脑酝酿了一场伟大的思想革命，这场革命改变了人们厌恶研究自然和依赖书本服从权威的习惯，培养出大批献身于观察自然现象、研究自然科学的新人。
一个中子击破了牢不可破的原子核，引发了科学的链式反应。从此，科学与人类文明进入了一个崭新的时代。
8.3 殉难的布鲁诺
与战战兢兢的哥白尼不同，勇敢无畏的乔尔丹诺·布鲁诺(Giordano Bruno，1548-1600)，公开扬起宇宙无限性和世界多样性的旗帜，发展了哥白尼的理论。
布鲁诺生于意大利南部的一个小镇，从小就富于幻想，喜欢观看星空，少年时代就怀疑并嘲笑宗教信仰和宗教仪式。18岁时，他曾把圣像从僧房中扔出去，并因此受到圣多米尼克修道院当局的警告和恐吓。
他参加各种社会活动，遍读禁书，很早就接触到了哥白尼的观点。他说:“当我还是一个小孩子、不会用哲学思维判断是非的时候，我认为这样想是发疯了，我觉得这是某人为了进行狡猾的诡辩才提出来的一种学说。”“当初入思辨境界的时候”，他还认为哥白尼是错的。到了二十几岁的时候，他终于认识到哥白尼学说是“最为正确”的了。他称哥白尼的《天体运行论》是一部“丰碑式的著作”，说它“在青春初显的年代震憾了我们的心灵。”一经完成这个转变，布鲁诺立刻成为哥白尼理论的忠实信徒和宣传者。
布鲁诺推进了从哥白尼开始的思想解放运动。哥白尼想说地球不是宇宙的中心，太阳也不是宇宙的中心，宇宙中心的概念毫无用处。但他不敢直接说出口，只说这不过是一个方便的假设。布鲁诺道出了哥白尼藏在书缝里的话，提出了宇宙无限的命题。他告诉人们，恒星不过就是散布在无限空间中的一个个太阳，是无数个象我们一样的行星系的中心。太阳也就是一个普通的恒星而不是宇宙的中心。“我们之视月球为天空，正如我们自己是月球的天空一样。”一切都是相对的，没有绝对的宇宙等级。布鲁诺把慧星看作是一种行星，还猜测太阳系的行星不止是当时已经知道的那几个，甚至还认为遥远的星球上也有和我们一样的人存在。
布鲁诺公开肯定宇宙是永恒的，不是上帝创造的;宇宙就是一切，除开宇宙一无所有;宇宙中的物质遵从共同的规则，它们永恒地变化、运动和发展着。这些观念立即就成为天文学、物理学乃至于一切自然科学的哲学基石。因此有人甚至认为布鲁诺才完成了真正的思想革命。
神学家和经院哲学家愤怒了，这种理论“简直是要把世界翻个底朝天”。而布鲁诺却冷静地回答说，就是要把颠倒了的世界再颠倒过来。面对宗教统治的高压，布鲁诺毫不退让。他对自己的思辨不加约束，公开询问在这无限的宇宙中，是否有那么多人需要赎罪，是否有那么多的救世主化身? 他模仿传教士的口吻讽刺说:“你们要避恶从善，要逐出你们心里那致人死命的傲慢，要安心于精神上的贫乏，要蔑视思维，要弃绝理性，要熄灭灼热的智慧之光，不然的话，它将燃烧起来，将你们烧死，使你们化为灰烬;要避开那些只会增加你们痛苦的学位;要放弃理智，成为神圣信仰的俘虏。”
他严厉抨击教会的“神圣博士”“因循不前，袖起手来或垂下手来，闭上眼睛，取缔一切真正的探索与研究，谴责所有人类思维，弃绝任何自然感情”，“他们不会象亚当那样摘食认识之树上的禁果”，也不“象普罗米修斯那样从朱庇特那里偷来天火点燃理性之光。”他们象驴子一般，“上帝扳开驴子的嘴，于是驴子也就开始说话了。”他们使得不到知识论证的东西受到愚蠢和无知的庇护，而智者之智、仁者之仁反而受到愚昧无知者的批判与谴责。
布鲁诺肯定人应该具有自由的思想。他反对教条主义，主张怀疑，“谁要想从事哲学，那就得首先怀疑一切。”在《反对当代数学家和哲学家论纲》的前言中，他写道:“给未经研究过的东西下定义是应受指责的;用别人的头脑进行思考是卑鄙的;俯首听命是出卖灵魂、卑躬屈节、与人类自由不相称的;按照风习去信仰是愚蠢的。”他申明一个基本原则:“一个权威，不管他多么博学出众、名震遐迩，总不能当作论据来使用。”
布鲁诺反对听天由命，逆来顺受，反对那种连“瓦塔士家牛粪中要生出几只蜗牛，罗伦莎梳头时要掉几根头发”都由上帝预定的宗教宿命论。他宣称自己的哲学就是要“使人类精神获得自由，使人类精神能够自由地去进行认识活动。”
布鲁诺向往能够“以最方便、最高尚的方式表现人类理智的完善，并最符合自然的真理。”他充满激情地赞美生命，赞美自然，认为宇宙及其内在的规律和秩序无限美好，充满活力，人的最高生命力在于尽情地爱宇宙。
在古希腊哲人那里，可以看得见对自然和谐的美学般的热爱，中世纪它几乎消逝了。文艺复兴运动重新了点燃这种激情，她再次成为激励科学进步的强大动力。
1592年5月，布鲁诺因宣扬异端的罪名在威尼斯被捕。不久后，教皇克莱芒八世亲自干预，把他引渡到罗马宗教裁判所。在牢狱中，布鲁诺仍不思“悔过”，对着同窗囚犯，他继续宣讲新思想。受了八年的折磨后，1599年1月， 宗教裁判所给他送来一张清单，指控他犯有八条异端罪行，同时“交待政策”:他要么放弃这些观点，被流放几年后恢复自由，要么死在火刑场上。布鲁诺宁死也不投降。9月底，教庭宣布给他最后40天期限，可直到12月份，布鲁诺仍然声明说，他不打算招供，他没有做任何需要反悔的事情。教皇下令对他按顽固异端分子处置。
17世纪刚开始，1600年2月17日，在意大利罗马，宗教裁判所以“异端思想”的罪名，把布鲁诺烧死在鲜花广场。
布鲁诺生前预言说:“很快世界将发生一场普遍的变革，因为要想让这种败坏状态继续下去，已经不可能了。”
19世纪末，人们在鲜花广场上为布鲁诺建立了纪念像，塑像的台座上刻着:
“献给乔尔丹诺.布鲁诺 ──他所见预到的时代的人们”。
8.4 伽利略
伽利略.伽利莱(Galileo Galilei，1564-1642)在米开朗基罗逝世的那一年生于比萨一个破落贵族家里。中学时代的伽利略就极为勤奋并且具有独立思想。在比萨大学学习期间，他读了欧几里德和阿基米德的著作，兴趣从医学转移到物理学。由于贫穷，他没有能够读到大学毕业，但因才能突出，25岁时就被比萨大学礼聘，主持数学讲座。三年以后，帕多瓦大学（the University of Padua）请伽利略任教，他在那里度过了18年时光。
伽利略独立不阿，才智过人，遇事追根问底。他发现人们奉为圭皋的亚里斯多德物理理论包含许多严重的错误，转而接受了哥白尼的日心说。1597年他在给开普勒的信中说到:“我许多年来已经是哥白尼理论的信徒，这个理论给我解释了许多现象的道理，而若按照那些公认的观点，则它们根本无法理解。我已收集了许多论据来驳斥后者，但我不敢公布这些论据。……当然，如果象你这样的人所在多有的话，我是敢这样做的。但是事实并非如此，所以我必须把它们搁置起来。”
1609年7月，他听说荷兰有人把两片玻璃透镜配在一起放大远处的景物，也就尝试着这样做，于是他制成了最早的天文望远镜。他用自制的30倍望远镜观察天空，发现了木星有四颗卫星绕着它旋转，这与“地心说”理论不相一致;他发现了大量肉眼看不见的恒星，而这也不符合《圣经》的教义。他提问说，如果宇宙仅仅是为了人类的利益而创造出来的，那么上帝创造这些人看不见的东西放在天上干什么呢?他发现在望远镜中，恒星并没有放大多少，这意味着恒星极其遥远;他发现了月球上的山谷，还根据其阴影的长度估算了山的高度。伽利略向威尼斯共和国的首领们演示望远镜，威尼斯人大为惊奇，于1610年聘请他为比萨大学的首席数学教授，年薪从520提高到1000佛罗伦萨银币，而且不必担任教学工作。
1610年10月他观察到太阳黑子，并于当年发表了《星界信使》，公布两年来的一系列重大天文发现。他说:“我已经发现了四颗行星，他们是在我之前的任何一位天文学家所未曾了解和观察到的。……它如此清楚地出现在感官前，以致古往今来烦扰哲学家们的所有争辩立即为我们眼睛看到的无可辩驳的证据所破除，从而使我们摆脱了有关这一科目的罗唆的争论，因为银河系只不过是一团成串地聚集在一起的数不清的星体。”
这部著作对神学和传统哲学给予了粉碎性的打击，触怒了“神圣的宗教”。教会和哲学家们合力围剿这位异端分子。1616年，宗教裁判所警告伽利略，要他停止讲授哥白尼的学说，因为它“违背圣经”。 伽利略用更加深入的科学研究来回答他们。1632年，他再一次走出来，讲述“自然的语言”，以补充“圣经的语言”。2月21日，伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》在佛罗伦萨出版，在书中他细致地对比了地心说和日心说。从表面上看来，两种理论都可以解释行星的运动现象，但是地心说有一个难以克服的问题：地球静止不动，各个星球绕地球旋转的周期不同，月球28天一周，火星两年，木星12年，土星要30年，越远的星球周期越长，恒星星空更为遥远，却突然变为每天绕地球一周。这不但缺乏整体的和谐，而且考虑到遥远星空绕地球旋转需要的巨大速度，地心说就常识来看也不能接受。“只要我们想一下，同微小的地球相比恒星球层多么辽远无垠……而且想到一天一夜之间恒星球层自转一周所需要的运动速度之大，我就无法使自己相信，为何有人竟会认为天球旋转而地球静止不动更为合理更为可信。”他还指出，无论怎样也不能想象，恒星怎能固定在一个天球上，既要迅速旋转甚至作群体运动，还要使它们相对距离完好地保持不变。他说，我觉得假定他们不动比假定他们运动容易得多，方便得多，应当把行星的视运动归结为“同整个宇宙相比显得微不足道的天体”即地球本身的运动。伽利略坚持认为，哥白尼提出的地球绕着太阳运动的观点更合理。他公开嘲笑那些抱着教义不放的人们说:“圣经所指出的是通往天堂的路，而不是天空自己走的路。”
除开宗教方面的困难，日心说在学术方面受到的责难，主要是来自亚里斯多德时代的论据和观点。第一个责难是如果地球在运动，应该观察到恒星位置的相对变化，即恒星视差。伽利略在《对话》中解释说，恒星离地球太遥远了，至少是太阳到地球距离的一万倍，这种视差太小，观察不到。第二个责难是如果地球在运动，那么向上抛出的物体就不会落回原处，因为在物体升降的时间中，地球已经转过了一点了。对此，伽利略提出惯性定律给以回答。伽利略举运动的船为例子说明惯性作用。如果人们从帆船的桅杆顶上丢下一块石头，可以发现，无论船处于静止状态或者快速运动状态，石头总是落在桅杆基部的甲板上，不会落到船尾的后甲板上。这就说明石头抛出之后，仍然在作水平方向的运动，而且石头的运动速度与船的速度相同。石头保持继续运动的性质就是惯性。同样，由于惯性，在地面向上抛出的物体和地面上的物体以相同速度在向东运动，因此它会落在原处。亚里斯多德还留下一个问题，如果地球转动，那么抛出的物体应该由于离心力的作用而脱离地球表面。《对话》的解答是，由于地球绕轴转动比较缓慢，离心力远小于引力，所以物体仍然留在地球表面，而不会飞离地球。
现在看起来多么微不足道的问题，一个中学生都可以正确回答，而在几百年前，却是整个人类都难以逾越的障碍!
伽利略还面临一个动力学问题，这个问题关系到整个物理世界的基本图像。亚里斯多德采用马车模型建立了物理世界的图像，在这个图像中物体就象马车一样，本性是静止的，只有受到外力作用下才发生运动，没有施力者，马车就会停止。在亚里斯多德心目中，整个宇宙就是一架大马车，也有一种力量在推动它，这个力量就来自上帝。伽利略放弃了宇宙的马车模型，代之以惯性概念。在伽利略的世界图像中，物体的本性是惯性，惯性使物体保持匀速直线运动，静止只是它的一种特例。这就把亚里斯多德的静止世界转变成为一个匀速运动世界，而且从宇宙运动中驱逐了上帝。伽利略的世界图像使人们把注意力由速度转移到加速度方面，而沿着这两种不同的研究路线，最后的结论背如燕越。比如开普勒和牛顿都研究支持行星在轨道上运动的力，前者按照亚里斯多德的世界模型，寻求推动行星运动的切向力;后者则是采用伽利略的世界图像，寻求变换行星运动方向的径向力，因为在这种模型中，行星切向是作惯性运动，不需要外力。开普勒在这方面的努力当然是毫无结果，而牛顿却获得了“万有引力”。 伽利略的世界为牛顿体系作了铺垫，牛顿声称自己“站在巨人肩上”，这个巨人首先就是伽利略。20世纪中，爱因斯坦还谈到:“从亚里斯多德的思想方法转变为伽利略的思想方法，这个转变成为科学基础的最重要的一块转角石。这个转机一旦实现，以后发展的路线就很清楚了。”
