计算机与人脑

<FONT size=3><STRONG>　　　　　　　　 汉译世界学术名著丛书

　　　　　　　　　 　　出版说明

</STRONG></FONT>

　　我馆历来重视移译世界各国学术名著。从五十年代起，更致力于翻译出版马克思主义诞生以前的古典学术著作，同时适当介绍当代具有定评的各派代表作品。幸赖著译界鼎力襄助，三十年来印行不下三百余种。我们确信只有用人类创造的全部知识财富来丰富自己的头脑，才能够建成现代化的社会主义社会。这些书籍所蕴藏的思想财富和学术价值，为学人所熟知，毋需赘述。这些译本过去以单行本印行，难见系统，汇编为丛书，才能相得益彰，蔚为大观，既便于研读查考，又利于文化积累。为此，我们从1981年至2000年先后分九辑印行了名著三百六十余种。现继续编印第十辑。到2004年底出版至四百种。今后在积累单本著作的基础上仍将陆续以名著版印行。由于采用原纸型，译文末能重新校订，体例也不完全统一，凡是原来译本可用的序跋，都一仍其旧，个别序跋予以订正或删除。读书界完全懂得要用正确的分析态度去研读这些著作，汲取其对我有用的精华，剔除其不合时宜的糟粕，这一点也无需我们多说。希望海内外读书界、著译界给我们批评、建议，帮助我们把这套丛书出好。


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　商务印书馆编辑部

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2003年10月

　　人类的劳动和智慧，创造了机器。机器是人手的延长。最近大约二十年来出现的现代自动控制技术(其中以大型的电子计算机为最典型)，也是人手和人脑的劳动产物，它们能够对思惟的某些特征进行模拟，代替了人脑的某些思惟功能，可以说，它们也是人脑的“延长”。在科学技术上，把以电子计算机为代表的自动机来和人脑作此较探讨，是自动机理论研究中的一个重要方面，对自动机的研究设计有帮助(当然，应该牢记，两者有着本质的区别)。同时，这些比较研究，对于探索人脑思惟的活动过程，也可能有一定意义。

　　《计算机和人脑》一书，是这方面研究的重要材料。著者冯•诺意曼是这个研究领域的开拓者之一，在本书中，他企图对他自己的和其他人的有关研究成果进行概括。本书共分两部分。第一部分讲计算机，概述模拟计算机和数字计算机的一些最基本的设计思想和理论基础，探讨其中的若干问题，并对这两类计算机的特征及其比较，加以评述。第二部分讲人脑，著者从数学的角度，主要是从逻辑和统计数学的角度，讨论了神经系统的刺激—反应和记忆等问题，提出神经系统具有数字部分和模拟部分两方面的特征，探讨了神经系统的控制及逻辑结构。所有这些讨论，都注意了拿人造的自动机(计算机)和“天然的自动机”(人脑)来作技术比较。他认为，人脑的“逻辑深度”和“算术深度”都比计算机小得多，但有许多现代计算机所不能比拟的优越性。比如，同样容积的神经元比人造元件能完成更多的运算，能同时处理更多的信息，记忆容量也大得多，每个神经元件的准确度较低而其综合的可靠性较高等等；人脑和计算机，无论在控制或逻辑结构上，都有巨大区别。通过这些比较和探讨，提出了一些富于启发性的、值得进一步进行实验和理论探讨的问题。在这些方面，可供对自动机理论、控制论、计算技术、仿生学等有兴趣的读者批判地参考。当然，书中的许多议论是预测性的，随着对人脑思惟过程和自动技术的研究成果之增加，肯定会有许多预测需要更改。

　　应该指出，近年来，围绕着自动技术的新成就和自动机理论的发展，产生了一股反动的思潮。资产阶级的“思想家”们(其中也有自然科学家)，歪曲和利用这方面的成就，把人脑和自动机等同起来，鼓吹“机器能够思惟”、“出现了有生命、有意识、有理智的机器”、“机器比人聪明”、“人类将被机器统治”等等谬论，作出种种反动的、谬误的哲学概括和社会政治方面的结论。我们应该以马克思列宁主义为武器，和这些反动思潮作斗争，彻底批判这些反动思想；同时，对自动控制技术和自动机理论研究的成果，作出正确的哲学评价和社会政治结论，以促进这些新兴科学技术的健康发展。

　　冯•诺意曼在本书中，虽然还没有作出直接的社会政治结论，可是在若干理论概括中，其哲学观点是错误的。例如，冯•诺意曼在作了人脑和计算机的各种技术上的比较后，作出这样的推论：既然神经系统和计算机的逻辑结构有很大区别，那么，我们现在所用的逻辑和数学，也就和语言一样，同是历史的、偶然的表达形式(参阅本书第十六章)。译者认为这个推论是谬误的。因为逻辑思惟的形式，不是人们主观任意的产物，而是客观物质世界中各种事物的一定关系在人脑中的反映。这些思惟的形式，固然有必要借助于语言来表达、来形成，同一思想也可以用不同语言来表达、来形成，但是，其思惟规则却是同一的。冯•诺意曼的这个错误推论，和唯心主义的逻辑实证主义很相似。逻辑实证主义者认为：逻辑的规律、规则，是一种“纯粹”思惟的假定与任意的产物，它和对客观现实的认识无关，只是一种人为的设置。译者希望，本书能为研究控制论哲学问题的读者，提供一份分析、批判的素材。

　　本书根据耶鲁大学出版社一九五八年版译出。原书是冯•诺意曼为耶鲁大学西利曼讲座(Silliman Lectures)准备的讲稿。讲座原定在1956年春举行，因冯•诺意曼患病并于1957年春病故，这个讲稿没有写完，因此这是一本未完成的稿子。在讲稿的许多地方，并没有把意思展开和解释清楚。译者虽然力求确切地翻译，但原书内容涉及计算技术、数学、神经生理学等许多方面，因限于水平，译文中错误与不确切之处定必难免，欢迎读者予以指正。

　　原书冠有冯•诺意曼妻子所写的纪念性的序言，因与本书内容无关，不附在这个译本中。但序中追述了冯•诺意曼的一些经历情况，对分析他的学术思想可能有些用处，译者再参照别的书籍，据而编写了一份不完备的材料，作为本书附录，以供读者参考。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　译 者

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1999年

　　这本书是自动机(以电子计算机为代表)理论研究中的重要材料之一。原书是冯•诺意曼在1955—1956年准备讲演用的未完成稿。著者从数学的角度，主要是从逻辑和统计数学的角度，探讨计算机的运算和人脑思维的过程，进行了一些比较研究。书中的许多技术推论带有预测性，尚待今后实验研究及进一步探讨才能判断其是否正确。至于书中的一些理论概括，其哲学观点是错误的，希望读者以分析、批判的态度来研究。
　　本书适合于自动机理论、控制论、计算技术和仿生学等方面的读者参考，对控制论问题有兴趣的哲学工作者，也可以阅读本书提供的材料。

引言


　　　　　　　　　　　<STRONG>　　　第一部分　计算机


</STRONG>第一章　模拟方法

　常用的基本运算

　不常用的基本运算

第二章　数字方法

　符号，它们的组合与体现

　数字计算机的类型及其基本元件

　并行和串行綫路

　常用的基本运算

第三章　逻辑控制

　插入式控制

　逻辑带的控制

　每一基本运算只需要一个器官的原理

　<STRONG>由此引起的特殊记忆器官的需要

</STRONG>　用“控制序列”点的控制

　记忆存储控制

　记忆存储控制的运算方式

　控制的混合方式

第四章　混合数字方法

　数的混合表现，以及在此基础上建造的计算机

第五章　准确度

　需要高度的准确度(数字的)之理由

第六章　现代模拟计算机的特征

第七章　现代数字计算机的特征

　作用元件，速度的问题

　所需的作用元件的数目

　记忆器官的存取时间和记忆容量

　以作用器官构成的记忆寄存器

　记忆器官的谱系原理

　记忆元件，存取问题

　存取时间的概念之复杂性

　直接地址的原理


<STRONG>　　　　　　　　　　　　　第二部分　人脑

</STRONG>

第八章　神经元功能简述

第九章　神经脉冲的本质

　刺激的过程

　由脉冲引起的刺激脉冲的机制，它的数字特性

　神经反应、疲乏和恢复的时间特性

　神经元的大小，它和人造元件的比较

　能量的消耗，与人造元件的比较

　比较的总结

第十章　刺激的判据

　最简单的—基本的逻辑制据

　更复杂的刺激判据

　阀值

　总和时间

　接收器的刺激判据

第十一章　神经系统内的记忆问题

　估计神经系统中记忆容量的原理

　运用上述规则估计记忆容量

　记忆的各种可能的物理体现

　和人造计算机相比拟

　记忆的基础元件不需要和基本作用器官的元件相同

第十二章　神经系统的数字部分和模拟部分

　遗传机制在上述问题中的作用

第十三章　代码，及其在机器功能的控制中之作用

　完全码的概念

　短码的概念

　短码的功能

第十四章　神经系统的逻辑结构

　数字方法的重要性

　数字方法和逻辑的相互作用

　预计需要高准确度的理由

第十五章　使用的记数系统之本质：它不是数字的而是统计的

　算术运算中的恶化现象；算术深度和逻辑深度的作用

　算术的准确度或逻辑的可靠度，它们的相互转换

　可以运用的信息系统的其他统计特性

第十六章　人脑的语言不是数学的语言

附录　关于本书著者冯•诺意曼