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但是，假若我们过分坚持人脑是一部值得推崇的数字计算机，那我们就要受到某种非常公正的批评了。批评可以部分来自生理学家，部分来自心理学家，后者是跟那些不喜欢用机器作对比的心理学家们多少持着相反意见的。我讲过，数字计算机中有程序带，它决定所要完成的操作程序，而程序带在过去经验基础上的变化就和学习的过程相当。在人脑中，最最显见的类似于程序带的地方就是突触阈的确定性，即激发一个与之相连的输出神经元的那些输入神经元要在彼此之间作出精确组合的确定性。我们已经知道，这些阈值随着温度而变化；我们没有理由认为，它们不随血液的化学成分以及许多自身根本没有全或无性质的现象而变化。因此，在考虑学习问题时，采用神经系统的全或无理论，我们就必需特别当心，如果我们对这个概念还没有做过理论上的批判，而又没有特定的实验证据来支持这个假设的话。
常常有人说，任何一个适用于机器的学习理论都是不存在的。也有人说，就我们目前的认识水平而言，我所能提出的任何一种学习理论都不免为时过早，它和神经系统的实际情况大概不对头。我希望从这两种批判意见的夹缝中穿过去。一方面，我希望提出一种制造学习机器的方法，要求这个方法不仅能够使我造出一些特定的学习机器，而且能够给我提供一种制造多种多样学习机器的一般工程技术。只有在我达到这种一般性的程度时，我才能够免除下述的批评：我所主张的类似于学习的那种机械过程事实上是某种与学习的本质完全无关的东西。
另一方面，我希望使用与描述神经系统以及人和动物的行为的实际过程不太不同的语言来描述这种机器。我充分了解到，我在表述人的实际机制时不可能期望在每个细节上都是正确的，我甚至可能在原则上发生错误。但虽然如此，只要我提出一种能够用那些属于人心和人脑方面的概念对之进行文字描述，那我就是给出一个免于受到批评的起点，也是给出一个用以和其他理论所能得到的成果进行比较的准绳。
在十七世纪末叶，洛克认为人心的内容就是他称之为观念的那种东西构成的。对他说来，人心完全是被动的，是一块干干净净的黑板，是tabula rasa（一张白纸），个人经验就是他在这张白纸上面所写下的印象。如果这些印象经常地出现，或是同时地出现，或是在某一序列中出现，或是在我们往往归之于因果联系的那些情况中出现，那么，按照洛克的意见，这些印象或观念便具有某种能动的趋势把各个组成部分粘合在一起而形成复合观念。观念粘合的机制就在于观念自身之中，但是，洛克在其所有的著作中，有一个令人感到奇怪的反对描述这种机制的意图。他的理论与现实的关系只能是火车的照片与行进中的实际火车的关系。它是一张任何部分都是静止不动的图表。如果我们考虑到洛克学说产生的时代，这一点就不值得惊奇了。动力学的观点，动态地描述事物的观点，首先是在天文学中而非首先在工程学或心理学中获得其重要性的，这项工作要归功于牛顿，但牛顿不是洛克的先驱者，而是他的同时代人。
在许多世纪中，科学在亚里士多德冲动的驱使之下，着重于分类工作而把现代的研究冲动即研究现象发生作用的方式扔在一边。的确，当植物和动物还有待于调查研究的时候，要是不经过一个不断搜集材料以描述自然史的过程，我们就很难理解生物学如何能够进入真正的动力学时代。伟大的植物学家林耐（Linnaeus）就是一个例子。对于林耐讲来，种和类都是固定不变的亚里士多德式的形式，而不是进化过程的路标；但是，我们只有根据林耐的全面描述，才有可能找到令人信服的进化实例。早期的自然史家都是知识领域中的实干的拓荒者，他们围攻和占领新领域的欲望太强烈了，以致对于他们所观察到的新形式不能十分细致地作出解释。拓荒者之后来了讲究操作的农场主，自然主义者之后来了现代的科学家。
在上做纪最后四分之一和本世纪最初四分之一的年代里，另一位伟大学者，巴甫洛夫，以其独特方法从本质上研究了以前洛克研究过的同一个领域。但是，他的条件反射的研究是实验地进行的，而不是象洛克那样理论地进行的。除此以外，他认为条件反射是在下等动物中出现的东西，而不是在人体中出现的东西。下等动物不会讲人的语言，但是，它们能讲行为语。在它们的比较显眼的行为中，就其动机而言，大多数都是情绪方面的行为，而它们的情绪又大部和食物相关。巴甫洛夫正是从食物和唾液的生理征候而开始其研究的。我们可以很容易地把一根小管插入狗的唾腺中，并观测唾液在食物刺激出现时的分泌情况。
通常，许多东西都和食物没有什么联系，例如，视的对象、听的声音等等，它们对唾液不会产生任何的影响。但是，巴甫洛夫观察到，如果狗在进食时系统地出现某种对象或某种声音，那么，这个对象或声音单独出现时也足以激起唾液。这就是说，唾液的反射受到过去联想的制约。
这里，在动物反射的水平上，存在着某种类似于洛克的观念联想的东西，即反射应答所产生的联想，其情绪内容显然是很强烈的。我们现在考察一下那些性质相当复杂的为产生巴甫洛夫型的条件反射所必需的前提。首先，它们一般是动物生活中居于重要地位的东西，在上述情况下，就是食物，虽则在反射的最后形式中食物因素可以全部消除掉。我们还可只用畜牧场周围的电网为例，说明原始刺激在巴甫洛夫的条件反射中的重要性。
在畜牧场上，要建造一个足够牢固的线网来圈住牲口，不是一桩容易做到的事情。因此，比较经济的办法就是用一两根较细的、通有高压电流的导线来代替这种笨重类型的线网，一当动物身体触及电网从而使电流短路时，动物就受到了一个十分可观的电击。这种电网要能在开头一两次承受住了牲畜的压力，但继此以后，电网的作用，不在于它能够承受机械压力，而在于牲畜已经养成力图避免与电网接触的条件反射。在这里，反射的原始扳机乃是痛苦，而避免痛苦对于任何动物的生命延续讲来则是一枚极为重要的事情。形成该反射的扳机是牲口对于电网的视觉。除饥饿和痛苦外，还存在着其他的产生条件反射的板机。对于生物的这些情绪状态，我们可以用拟人的语言来讲述它们，但我们用不着这样一种的拟人主义，即把这些东西说成具有动物经验中所不具有的重要意义。动物的这些经验，无论我们可否称之为情绪的，都能够产生强烈的反射。在形成一般的条件反射时，反射应答使转移到这些扳机状态之一。这个扳机状态经常伴随原始扳机而出现。对于引起给定的应答，刺激物可变，这在神经方面一定是互为相关的：导致应答的突触通路是开着的，不然的话，就应当关着，或者说，不导致应答的突触通路是关着的，不然的话，就应当开着；这样就构戍了控制论所讲的程序带中的变化。
程序带中的这种变化是在旧的、强有力的、引起特定反应的自然刺激和新的、伴随而来的刺激之间经过多次反复的联系而后产生的。看来旧刺激在其活动的同时似乎具有一种能力，即改变其消息通路的渗透性。有趣的是，新的、起作用的刺激除了重复伴随原始刺激这一事实外，几乎没有其他的要求。所以，原始刺激在其出现之时似乎对于所有输送消息的通路都产生了一个长期的效应，至少对其中的大多数通路是这样的。刺激的代替物之具有任意性表明了原始刺激的变形效应极为丰富多样，它不是被限制在少数特定的通路上面的。因此，我们可以认为，原始刺激能够释放出某种一般性的消息，但它仅在原始刺激起作用之时才在那些消息通路中起到作用。这种作用的效应也许不是经久的，但它至少是相当长期地存在着。看来发生这种第二级活动的最合理的场所就在突触之中，因为这个地方最便于改变它们的阈值。
非直达消息这个概念，大家并不生疏。这种消息在找到接收者之前不停地传播出去，然后，它使接收者受到它的刺激。这类消息经常被用作警报。火警就是通知全城居民的信号，特别是通知消防人员的，不论他们呆在何处。在矿井中，当我们发现沼气而要求远处通道上的所有人员离开时，我们便在通风口处把一瓶乙基硫醇打破。我们没有理由认为神经系统中不会有这类消息。如果我去建造一架普通类型的学习机，那我就非常乐意采用这样的方法：把一般地传播“敬告所有与此事有关者”式的语息和特定通路的消息两者结合起来。设计种种电方法来执行此项任务，应该不难。当然，这完全不等于说，动物的学习实际就是采取传播性的和通道性的两种语息相结合的方式。坦白地说，我认为动物的学习完全可能就是这样，但是，我们的证据不足，所见它还只是一种猜想。
至于说到这些“敬告所有与此事有关者”式的消息的性质时，那我还是站在玄想较多的基础上面而假定它们的存在的。它们也许的确是神经性质的，但我宁愿倾向于把它们看作非数字的、类似于产生反射与思想的机制。把突触的活动归因于化学现象，这是自明之理。实际上，在一根神经的活动中，我们不可能把化学势和电势分开来；说某一特定活动是化学的，这几乎是毫无意义的话。但虽然如此，假定突触变化的原因或伴随物中，至少有一个原因或伴随物，不论其来源为何，可以局部地表现为化学变化，这跟流行观点不相抵触。这种变化的出现完全可以局部地取决于神经所传送出来的信号的。我们至少可以同样地设想：这类变化可以部分地起因于化学变化，而化学变化一般是通过血液而非通过神经来传送的。我们又可以设想：“敬告所有与此事有关者”式的消息是由神经来传送的，这些消息自身局部地表现为化学活动的形式，伴随着突触的变化而出现。作为一个工程师，我认为，比较经济地传送“敬告所有与此事有关者”式的消息的办法似乎是通过血液，而不是通过神经。但是，我没有证据。
让我们记住：“敬告所有与此事有关者”式的消息所起的作用，在一定程度上，是和那种把全部新的统计资料都送进仪器的防空控制装置中的变化相似，而不是和那些只把特定的数字资料直接送进仪器的防空控制装置中的变化相似。在上述两种相似的情况中，都有一种也许是长期积累起来的活动，由于长期持续之故，这种活动将有种种效果产生出来。
条件反射对其刺激作出迅速的应答，并不必然地标志着条件反射的建立过程也是比较迅速的。因此，我认为，下述看法是适宜的：使得这种条件化得以产生的消息乃是通过血液流的缓慢而又普遍的传播作用带来的。
设定饥饿、痛苦或任何其他刺激的固定影响可以通过血液引起条件反射，这就已经把我所需的观点作了相当的限制了。要是我企图去确定这种未知的由血液带来的影响的性质，要是这种影响存在的话，那我的观点就要受到更大的限制了。血液自身带有种种物质，可以直接地或间接地改变神经的活动，这在我看来是一桩非常可能的事情；某些荷尔蒙或内分泌的活动至少暗示了这个事实。但是，这并不等于说，决定学习阈值的那种作用就是特定荷尔蒙的产物。此外，它虽然引导我们在饥饿和电网所引起的痛苦之间找出某种可以称之为情绪的共同物，但如果认为情绪就是决定反射的全部条件，而对反射条件的特殊性不作任何进一步的讨论，那就肯定跑得太远了。
但虽然如此，了解下述一点是有意义的：那种被我们主观地称之为情绪的现象，也许并不单纯是神经活动中的一种没有用处的附带现象，它很可能控制着学习过程中的以及其他类似过程中的某一重要阶段。我并不是说，它一定是这样的，但是，我要说，那些在人与其他生命体的情绪和现代类型的自动机的应答之间截然划上一条不可逾越的鸿沟的心理学家们，在他们作出否定的结论时，应当象我作出肯定的结论时那样地小心谨慎。
第四章 语言的机制和历史
理所当然，没有一种通讯理论能对语言问题避而不论。事实上，语言，从某种意义讲来，就是通讯自身的别称，更不用说，这个词可以用来描述通讯得以进行的信码了。在本章后一部分，我们将会看到，编码消息和译码消息的采用，不仅对人是重耍的，而且对其他生命体以及人所使用的机器也是重要的。飞鸟之间的通讯，猴子之间的通讯，昆虫之间的通讯以及一切诸如此类的通讯，都在一定程度上使用了信号或符号，这些信号或符号只有建立该信码系统的参与者才能理解。
人类通讯和其他动物通讯的不同之处就在于：（甲）所用的信码是精巧而复杂的；（乙）这种信码具有高度的任意性。许多动物都能使用信号来沟通彼此之间的情绪，并在这些情绪信号的沟通中表示敌人或同类异性的出现，而且这类消息是细腻到极为丰富多样的地步的。这些消息大都是暂时性的，并不存贮起来。把这些信号译成人语，则其中大部分是语助词和感叹词；虽然有些信号可以粗略地用某些字眼来表示，它们似应赋予名词或形容词的形式，但是，动物在使用它们时是不会相应地作出任何语法形式的区分的。总之，人们可以认为，动物的语言首先在于传达情绪，其次在于传达事物的出现，至于事物之间的比较复杂的关系，那就完全不能传达了。
动物的语言除在通讯性质方面有上述的限制外，它们还非常普遍地受到物种的约束，在该物种的历史上一成不变。一只狮子的咆哮声和别的狮子的咆哮声极其相近。然而，有些动物，例如，鹦鹉、燕雀和乌鸦，似乎能够学会周围环境的声音，特别是能够学会其他动物和人的喊叫声；它们还能够改进或扩大自己的语汇，虽则改进的范围非常有限。但即使是上述这些动物，也不象人那样方便地使用任何可以发出的声音作为信码来表示这种或那种意义，不象人那样方便地把这种信码传达给周围的人群，使得信码系统成为公认的、为该群内部所理解的语言，而对该群外部讲求，则又几乎没有意义可言。
鸟类之能够在极大的局限性下模仿人语，那是因为它们都具有下述若干共同的特征：它们都是社会生物，寿命较长，又具有记忆力，后者除以人的精确记忆作为衡量的标准外，从任何方面看来都是极好的。毫无疑问，会讲话的鸟，在专门教导之下，能够学会运用人和动物的声音，而且，如果人们留心去听，其中至少具有某种可以理解的因素。然而，除人以外，在动物界中，即使是最会发音的动物也不能象人那样地善于给予新音以意义，并在语言记忆的范围内把特定的信码化了的声音存贮起来，更没有能力去形成罗素之用来表示关系、类和其他实体等“高级逻辑类型”的符号。
但虽然如此，我还是要指出：语言不是生命体所独具的属性，而是生命体和人造机器在一定程度上可以共有的东西。我还要进一步指出：人在语言方面的优越性最清楚不过地代表了一种可能性，这种可能性是赋予人的，而不是赋予人的近亲——类人猿的。但是，我将表明，这仅仅是作为可能性而加之于人的，它必须通过学习才能成为有益的东西。
通常，我们都把通讯和语言仅仅看作人与人之间的联系手段。但是，要使人向机器、机器向人以及机器向机器讲话，那也是完全办得到的。举例说，在我国西部和加拿大北部的荒僻地区，有许多地方造于建立电站，这些地方和工人居住的任何居民点相距很远，要是为了这些电站的缘故而去建造新的居民点的话，那么这些电站就嫌太小了，虽则它们又渡有小到可以被电力系统予以放弃的程度。因此，经营这些电站的理想方法是，不用留驻人员，在管理师定期前往检查的前后几个月内，让它们实际上处于无人照管的状态中。
耍做到这一点，有两桩事情是必要的。一是引进自动化机器，要它保证在发电机没有达到正确的频率、电压和周相以前，不可能和汇流条或连接环接通；还要它以同样方式来防止电的、机械的和水力方面的偶然事故。如果电站的日常运转不会中断，也不会不正常的话，那么这种管理方式就够用了。
但是，情况不会这样简单。发电系统的负载是由许多可变因素来决定的。其中有经常变化的工业方面的需要，有使系统的某一部分停止运转的临时事故，甚至还得包括天上的乌云在内，它可以使成千上万的办公室和家庭在白昼打开电灯。这样一来，自动电站就得跟那些有工人管理的电站一样，必须处在负载调度员的经常监督之下，他一定得能够给机器发布命令，而他是把相应的码化信号发给电站来做到这一点的，发讯的办法或是通过为此而设计的特定线路，或是通过已有的电报线或电话线，或是利用电线本身作为传送系统。另一方面，要�