情感计算pdf皮卡德

A. 牛顿的性格或优点

1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)牛顿诞生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯普的一个自耕农家庭。牛顿出生之前，父亲已去世。牛顿生而孱弱，过了3年,他的母亲再嫁给一位牧师,把孩子留在他祖母身边抚养。8年之后，牧师病故，牛顿的母亲带着后夫所生的一子二女又回到乌尔斯索普。牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自他的家庭处境。牛顿少年时代喜欢摆弄机械小技巧。传说他做过一架磨坊的模型，动力是小老鼠；有一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯，夜间村人看去惊疑是彗星出现。他喜欢绘画、雕刻，尤喜欢刻日晷，家里墙角、窗台上到处安放着他刻划的日晷，用以验看日影的移动，以知时刻。12岁进离家不远的格兰瑟中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民，能赡养家庭，但牛顿本人却无意于此而酷爱读书，以致经常忘了干活。随着年岁增大，牛顿越发爱好读书，喜欢沉思，做科学小试验。他在格兰瑟姆中学读书时，曾寄寓在一位药剂师家里，使他受到化学实验的熏陶。牛顿在中学时代学习成绩并不出众，只是爱好读书，对自然现象有好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤好几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类地记读书心得笔记，又喜欢别出心裁地做些小工具、小技巧、小发明、小试验。当时英国社会渗入基督教新教思想，牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚，这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中，看不出幼年的牛顿是一个才能出众异于常人的儿童。然而格兰瑟姆中学的校长J.斯托克斯，还有牛顿的一位当神父的叔父W.艾斯库别具慧眼，鼓励牛顿上大学读书。牛顿于1661年以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，1664年成为奖学金获得者，1665年获学士学位。17世纪中叶，剑桥大学的教育制度还浸透着浓厚的中世纪经院哲学的气味。当牛顿进入剑桥大学时,那里还在传授一些经院式课程，如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。两年之后三一学院出现了新气象。H.卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲座，规定讲授自然科学知识如地理、物理、天文和数学课程。讲座的第一任教授I.巴罗是一位博学的科学家。就是这位教师把牛顿引向自然科学。在这段学习过程中，牛顿掌握了算术、三角，学习了欧几里得的《几何原理》。他又读了开普勒的《光学》，笛卡儿的《几何学》和《哲学原理》，伽利略的《两大世界体系的》，R.胡克的《显微图集》，还有皇家学会的历史和早期的《哲学学报》等。牛顿在巴罗的门下学习，是他学习的关键时期。巴罗比牛顿大12岁，精于数学和光学，他对牛顿的才华极为赞赏，他认为牛顿的数学才能超过自己。1665～1666年伦敦大疫。剑桥离伦敦不远，为恐波及，学校停课。牛顿于1665年 6月回到故乡乌尔斯索普。
由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学的熏陶和培养，对探索自然现象产生极为浓厚的兴趣。就在1665～1666年这两年之内，他在自然科学领域内思潮奔腾，才华迸发，思考前人从未思考过的问题，踏进前人没有涉及的领域，创建前所未有的惊人业绩。1665年初他创立级数近似法以及把任何幂的二项式化为一个级数的规则。同年11月，创立正流数法（微分）；次年 1月，研究颜色理论；5月，开始研究反流数法（积分）。这一年内,牛顿还开始想到研究重力问题，并想把重力理论推广到月球的运行轨道上去。他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们轨道上的力必定与它们到旋转中心的距离平方成反比。牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说，说的也是在此时发生的轶事。总之，在家乡居住的这两年中，牛顿以比此后任何时候更为旺盛的精力从事科学创造，并关心自然哲学问题。由此可见，牛顿一生的重大科学思想是在他青春年华、思想敏锐短短两年期间孕育、萌发和形成的。

1667年牛顿重返剑桥大学，10月1日被选为三一学院的仲院侣，次年 3月16日选为正院侣。当时巴罗对牛顿的才能有充分认识。1669年10月27日巴罗便让年仅26岁的牛顿接替他担任卢卡斯讲座的教授。牛顿把他的光学讲稿(1670～1672)、算术和代数讲稿(1673～1683)《自然哲学的数学原理》（以下简称《原理》）的第一部分(1684～1685)，还有《宇宙体系》(1687)等手稿送到剑桥大学图书馆收藏。1672年起他被接纳为皇家学会会员，1703年被选为皇家学会主席直到逝世。其间牛顿和国内外科学家通信最多的有R.玻意耳、J.柯林斯、J.夫拉姆斯蒂德、D.格雷果理、E.哈雷、胡克、C.惠更斯、G.W.F.von莱布尼兹和J.沃利斯等。牛顿在写作《原理》之后，厌倦大学教授生活，他得到在大学学生时代结识的一位贵族后裔C.蒙塔古的帮助，于1696年谋得造币厂监督职位，1699年升任厂长，1701年辞去剑桥大学工作。当时英国币制混乱，牛顿运用他的冶金知识，制造新币。因改革币制有功,1705年受封为爵士。晚年研究宗教,著有《圣经里两大错讹的历史考证》等文。牛顿于1727年 3月31日（儒略历20日）在伦敦郊区肯辛顿寓中逝世，以国葬礼葬于伦敦威斯敏斯特教堂。
《光学》和反射式望远镜的发明，光学和力学一样，在古希腊时代就受到注意。用于天文观测的需要,光学仪器的制作很早就得到了发展,光的反射定律早在欧几里得时代已经闻名，但折射定律直到牛顿出生之前不久才为荷兰科学家W.斯涅耳所发现。玻璃的制作早已从阿拉伯辗转传入西欧。16世纪荷兰磨制透镜的手工业大兴。把透镜适当组合成一个系统就可成为显微镜或望远镜。这两种仪器的发明对科学发展起了重大作用。在牛顿之前，伽利略首先把他所制作的望远镜用在天象观测上。枷利略式的望远镜是以一片会聚透镜为目镜、一片发散透镜为物镜的望远镜。还有当时盛行的由两片会聚透镜组成的开普勒望远镜。两种望远镜都无法消除物镜的色散。牛顿发明以金属磨成的反射镜代替会聚透镜作为物镜，这样就避免了物镜的色散。当时牛顿制成的望远镜长6英寸，直径1英寸，放大率为30～40倍。经过改进，1671年他制作了第二架更大的反射式望远镜，并送到皇家学会评审。这台望远镜被皇家学会作为珍贵科学文物收藏起来。为了制造反射式望远镜，牛顿亲自冶炼合金和研磨镜面。牛顿自幼爱好动手制模型，做试验，这对他在光学实验上的成功有极大帮助。光的颜色问题早在公元前就有人在作猜测，把虹的光色和玻璃片的边缘形成的颜色联系起来。从亚里士多德以来到笛卡儿都认为白光是纯洁的、均匀的，是光的本质，而色光只是光的变种。他们都没像牛顿那样认真做过实验。

大约在1663年，牛顿即开始热衷于光学研究，磨玻璃、制作望远镜也在这个时期。1666年，他购得一块玻璃三棱镜，开始研究色散现象。为了这个目的，牛顿在他的《光学》一书中写道:“把我的房间弄暗,在我的窗板上开一个小孔,以便适量的太阳光射入室内,就在入口处安置我的棱镜，光通过棱镜折射达到对面的墙上。”牛顿看到墙上有彩色的光带，光带之长数倍于原来的白光点，他意识到这些彩色就是组成白色太阳光的原始光色。为了证明这一点，牛顿进一步做实验。在光带投射的屏上也打一个小孔，让光带中彩色的一部分穿过第二个小孔，经过放在屏后的第二个棱镜折射投到第二个屏上，又让第一棱镜绕它的轴缓慢转动，只见穿出第二个小孔落在第二屏上的像随着第一棱镜转动而上下移动。于是看到，为第一棱镜折射最大的蓝光,经过第二棱镜也是折射得最大；反之,红光被前后两个棱镜折射得最小。于是牛顿作出结论:“经过第一棱镜折射后所得长方形的彩色光带不是别的，正是由不同的彩色光所组成的白色光经折射而形成的。”也就是说：“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非均匀的混合体。”这就是牛顿的光色理论。它是通过实验建立起来的，牛顿自称这个实验为“关键性实验”。这个实验可说是一个半世纪后 J.von夫琅和费建立光谱术的基础。事实上牛顿在他的《光学》第 1卷命题4问题1中用过1～2英寸长、宽仅1/10或1/20英寸的长方形的孔代替小圆孔,他说所得结果较前更清晰,但没有夫琅和费线的记载。牛顿在这方面做了大量的实验之后，于1672年把他的结论用书信形式送交皇家学会评审。不料竟引起一场尖锐的论战。当时惠更斯反对他，胡克攻击他尤甚。早在1665年胡克就在英国提出光的波动理论，这只是一个假说。惠更斯则把它完整起来，认为空间的以太是无所不在的，他把以太作为振动的媒质，把媒质的每一个质点都看成一个中心，在中心的周围形成一个波，惠更斯成功地用这个物理图像来解释光的反、折射、还以此来研究冰洲石的双折射（但是光的波动学说的确立还有待于一个半世纪之后由英国的T.杨的干涉实验来证明）。牛顿则持光的微粒说，他认为波动说的最大障碍是不能解释光的直线进行。他提出发光物体发射出以直线运动的微粒子、微粒子流冲击视网膜就引起视觉。它也能解释光的折射与反射，甚至经过修改也能解释F.M.格里马尔迪发现的“衍射”现象。但对薄膜形成的彩色，牛顿则承认微粒说不如波动说解释得明快。微粒说与波动说之争在当时是十分激烈的，双方争论持续多年。当年光的微粒说与波动说之争，现在可以引用E.T.惠特克的话来结束这桩公案：“当A.爱因斯坦以M.普朗克的量子原理来解释光电效应，光的微粒思想经过一个世纪的沉寂而在1905年又获得了新生，并因此而导致光量子存在的基本原理。他的思想为实验所充分肯定，特别是光子与电子碰撞所产生的康普顿效应服从经典的碰撞力学定律。而同时,关于光的波动性的实验并没有失效，于是我们不得不承认波动说和微粒假说都是正确的。”无疑,牛顿的《光学》(Opticks)是和他的《原理》同为物理学的巨著，也是科学界的经典著作。《光学》第一版印于1704年，在胡克逝世之后问世。《光学》最后部分以独特的形式附上一份著名的“问题”表，共提出31个“问题”（第一版提出16个“问题”）。在“问题”中所谈到的不仅是光的折射、反射等，还涉及光与真空,甚至重力、天体等问题。在多处谈到光的波动,涉及太阳光与物质的相互作用等问题，这些问题涉及物理学的诸多方面，富有启发性，后人评价这些“问题”是《光学》中最重要的部分，并非虚语。牛顿在《光学》一书中凭借实验的结果与分析，建立了光的理论。但在全书中没有提起不同玻璃具有不同折射率，在全书中也没有做消色差的实验，这或许是由于他当时还没有获得不同质玻璃的三棱镜的缘故。但是牛顿制造反射式望远镜来避免物镜的色散，却是个妙法，迄今大型望远镜的制造还遵从此法。牛顿死后3年(1730)出版了经牛顿生前订校过的《光学》第 4版。现在流行的1931年版本就是根据第4版重印的。

爱因斯坦在为牛顿《光学》1931年重印本所作的序中说：“牛顿的时代早已被淡忘了……牛顿的各种发现已进入公认的知识宝库，尽管如此，他的光学著作的这个新版本还是应当受到我们怀着衷心感激的心情去欢迎的，因为只有这本书才能使我们有幸看到这位伟大人物本人的活动。”
万有引力定律和《自然哲学的数学原理》，16世纪丹麦天文学家第谷对行星绕日运行作了长年累月的观测，他死后德国天文学家开普勒整理并分析了第谷的20年的观测记录，总结出行星运动的著名开普勒三定律。这个发现不仅为经典天文学奠定了基础，更重要的是导致了其后万有引力定律的发现。开普勒在得出行星运动三定律之前，1596年曾提出关于太阳行星间的吸引作用的思想；随之提出物体作圆周运动时出现离心力问题。一般认为伽利略已领悟到离心力,但对它作进一步的认识和计算则有待于牛顿。1664年 1月20日牛顿在他的《算草本》上已提出如何计算物体作圆周运动时的向心力的具体方法。牛顿把推导、计算方法详尽地写入他的《原理》（第 3版）第一编第二章命题4定理4下面推论1中，明确地指出：“因此,由于这些圆弧代表运动物体的速度，向心力就是这个速度的平方除以圆周半径。”从这里可以看出，向心力的求得对于距离平方反比定律的推导是不可少的。顺便提一下，惠更斯从不同途径推导得离心力方程和牛顿的相似，结果于1673年发表。牛顿虽在早年的《算草本》上提出求向心力的方法，但他自己说“惠更斯先生后来所发表的离心力理论，我相信在我之前”。引人注意的是，在《原理》第一编和第三编中，凡提到轨道运行时，牛顿都没有提及离心力一词，总是强调拉向轨道中心的向心力。

关于引力反比于距离平方定律，历史上记载了当时对此发明权的争论，有人以为距离平方反比定律可以从开普勒第三定律直接推出，但缺乏向心力的概念和运动，不可能推出这定律。而向心力的概念与运算都是牛顿最早做出来的。长牛顿7岁的胡克当年就宣称他早已知道引力反比于距离平方定律，但提不出证据来。当《原理》第1版在印刷时,胡克通过哈雷向牛顿要求分享此定律的发明权。牛顿加以拒。在《原理》（第 3版）上述命题 4下的注释中提到距离平方反比定律适用于天体运动时,牛顿说:“雷恩爵士、胡克博士和哈雷博士曾分别注意过。”同时也提及“惠更斯先生在他的出色著作《钟摆的振荡》中曾把重力比之于旋转体的离心力”。这样，人们对距离平方反比定律的发明权就有所了解了。有人认为，1666年牛顿在乌尔斯索普家中试图以地球表面大圆弧上 1度的长度为60英里来计算月地之间的引力；通过实际计算，月球绕地球的周期与实际不能符合，算稿便弃置一旁。1682年牛顿获悉J.皮卡德的地球经度 1度之长为69.1英里的数据，便重行计算，才使计算与实际观测相吻合。牛顿把日常所见的重力和天体运动的引力统一起来，在科学史上有特别重要的意义。行星绕日运动的轨道究竟是什么样？这是当时科学界所关心的问题。这问题答案的公开和《原理》的出版密切相关,科学史上已有生动的记载。1684年1月C.雷恩、哈雷和胡克 3位英国当时科学界著名人士在伦敦相叙讨论行星运动轨道问题。胡克虽说他已通晓，但拿不出计算结果。于是牛顿的好友哈雷专程去剑桥请教牛顿。牛顿告诉哈雷他自己已计算过了，肯定地说，行星绕日轨道是椭圆；但手稿压置多年一时找不到，应允重行计算，约期3个月后交稿。哈雷如约再度访剑桥,牛顿交给一份手稿《论运动》，哈雷大为赞赏。牛顿在此稿基础上另写一书《论物体运动》，1684年12月送交英国皇家学会。此书第一部分主要相当于后来的《原理》第一编及第二编；而其余部分成为《原理》的第三编。哈雷怂恿牛顿写成《原理》全书公开出版，由他出资印刷，并亲自督校。1687年7月《自然哲学的数学原理》(Philosophiae Naturaalis Principia Мathematica)第1版问世, 时距1664年牛顿开始思考并进行草算已23年。《原理》第2版于1713年出版,第3版于1725年出版（见彩图牛顿名著《原理》（1686）扉页）。《原理》原用拉丁文写成。牛顿逝世后2年由A.莫特译成英文付印,即今所见的流行的《原理》英文本。《原理》第一编之前有两部分重要的论述。第一部分为定义。定义共8条，其中有关向心力的有5条。他说，施加于物体的力有不同来源，例如撞击、压力和向心力。向心力一词是牛顿创造的（在另一场合即惠更斯称之为离心力的补充词）。牛顿在定义一章中有长篇诠释，其中提到了一个假想实验：“在高山上发射炮弹、炮力不足，炮弹飞了一阵便以弧形曲线下落地面。假如炮力足够大,炮弹将绕地球面周行,这是向心力的表演。”今日人造卫星的设想在那时牛顿的脑子里已浮现出来了。在定义一章中牛顿尽情阐述了他的时空绝对性概念。他对人们熟知的空间与时间，择名绝对空间和绝对时间。牛顿认为，只有在绝对空间中绝对运动才可以觉察，特别是在物体旋转时。当时惠更斯和英国大主教G.贝克莱对此表示疑问。无论如何，这短短一章定义表达了牛顿对力与时空的基本观点，是研究牛顿的重要原始文献。

在第一编之前,除定义一章外,还有公理或称运动定理一章。在这章里牛顿阐述著名的运动三定律（见牛顿运动定律）。第一运动定律一般称作惯性定律，通常认为已由伽利略和笛卡儿所道出。为了要变更物体运动方向(或称变更运动速度)必须有外力作用，这其间必然会产生质量的概念。质量(原文物质的量)这个基本概念是由牛顿在《原理》第一编定义章中首先提出的，成为物理学中最基本概念之一。他清楚地把质量和重量区分开来，阐明了在各种不同环境中两个量的相互关系。在力学中牛顿用质量表示物体的特征。爱因斯坦指出：“只有引进质量这一新概念之，他（牛顿）才能把力和加速度联系起来。”动量一词牛顿也作了定义。牛顿指出，动量是衡量物质运动的量,它联系物质与运动两个量;物质加倍，动量加倍；物质与运动都加倍；动量即为原来的4倍。随后阐述动量守恒。牛顿在运动三定律之后有7个推论,其中论述到两力同时作用一物体上,则物体加速度方向和力的合成都在两力平行四边形的对角线上。此后还有一段很长的诠释，总论运动三定律的联系性，还用两摆的弹性碰撞和非弹性碰撞实验来阐述运动守恒并说明第二定律和第三定律之间的关系。从上面看，牛顿运动三定律不是分立的,而是相关的。牛顿早年在《算草本》中以碰撞实验研究力，在《原理》中他强调以“冲量”作为力的概念。随后发展这个概念，说无限短促间隙的相关系列冲量就成为连续作用力。这句话就包含以

微分形式表达力的定义。牛顿设想，一质点在直线上作惯性运动，这质点和线外某一定点相联，在相等时间内这联线扫过的面积必然相等；如果在线上某点遇到一个外力，则质点要偏向质点原运动方向与外力方向之间的某一方向上运动。牛顿用他创造的无限小概念极限的方法最终证明了：一个运动着的质点，受到某个定点的外力作用，如果这个外力在质点和定点的联线上，而且力的强度反比于距离二次方，那么这质点运动轨迹很可能是个椭圆，这定点就是椭圆的焦点。于此，牛顿得出行星与太阳之间联线所扫过的面积必然和时间成比例。牛顿又设想，质点在椭圆上从一点经过无限短时间运行，这质点在短暂时间运行所到之处偏离切线的距离反比于从焦点到该点的距离平方。而当椭圆上两点相接近时，牛顿得出，在这极限情况下开普勒的面积定律是关键条件。总之，牛顿得到如下结论：假如面积定律有效，椭圆形轨道意味着指向焦点的力必然反比于距离平方。牛顿于是着意证明，面积定律是作用在运动物体的力指向中心的充分和必要条件。这揭示了开普勒的第一、第二两定律的重要性。《原理》第二编论述在有阻力媒质(气体、液体)内的质点运动。牛顿在这里用了更多的数学方法，而物理涵义较前为少。在第一编里牛顿费尽心力用各种方法证明宇宙间引力（向心力）之存在；而在第二编里，牛顿设想，在媒质中阻力与物体运行速度成正比；又设想与速度平方成正比；甚至认为一部分为速度之比，另一部分为速度平方之比。他还论证过一些其他的问题。在这些工作中牛顿以数学技巧来处理一些看来无实际物理意义的问题。他还研究了气体的弹性和可压缩性。在《原理》第二编中，牛顿用摆在流体中的运动实验测定重量（即地球引）和惯性大小的关系。在经典物理学中这两个量只能由实验来测定。关于声学的研究，《原理》第二编中记载了牛顿从理论上研究声速（见定理48、49、50），所得结果比实测低16％。他认为声速正比于所谓“弹性力”的方根而反比于媒质密度方根。牛顿又研究了声传播的形式，他说声的传播是空气的脉动所致，指出波的脉动只是媒质中质点上下交替运动，与摆的运动无异。在第二编最后文字中牛顿澄清了涡旋假设与天体运动无关。牛顿原想把《原理》第三编写成一般性的总结。但后来改变了计划，标题为“宇宙体系”。在这编里讨论了太阳系的行星、行星的卫星、彗星的运行，以及海洋潮汐的产生。他把这些作用的力叫做引力，即今所谓万有引力。他解释引力是两物体间相互作用的力，太阳对行星有引力使之在轨道上运行，同时行星对太阳也有作用力，这是运动第三定律规定的。只是太阳与行星的质量悬殊太大，太阳的运动微乎其微。行星之间运动相互受到引力干扰，所谓多体问题中的摄动，牛顿在第三编中阐述了太阳对月亮的摄动，土星对木星的摄动。在第三编中还计算了木星卫星的距离与卫星运转周期，作为开普勒第三定律的实例。

1680年11月与1681年 3月大彗星两度出现。牛顿开始以为是在直线上运动的两个不同的彗星，只是方向相反。夫拉姆斯蒂德通过观察提醒牛顿，这只是同一个彗星,绕着太阳运动。于是牛顿通过计算得出,1680年的彗星是以太阳为焦点作抛物线运动，它对太阳的向心力也是服从距离平方反比定律的。1695年哈雷假定这颗1680年彗星的轨道是绕着太阳运行的一个扁而长的椭圆形。哈雷与牛顿对此重作计算。在《原理》第2版和第3版的第三编中有详细的观测记录和推算，预言这颗彗星约以75年绕日运动一周，即今日所知著名的哈雷彗星（中国最早对此彗星的记录在公元前1057年）。最后牛顿在结论中说，“彗星是行星之一种，它绕太阳运行具有极大的偏心率”但他又说“三次观测数据即可定出彗星在抛物线上运动轨道”。

谈牛顿的物理学，不能不提及他在数学上的伟大贡献。《原理》的全名是《自然哲学的数学原理》。所谓自然哲学在那时的含义包括物理、化学等，而主要是物理学。上面提过第一、第二两编的中心是借数学方法来阐明物体运动的规律，因此可以看出数学在《原理》中的重要地位。读者初读《原理》往往以为是作者写作时崇尚古希腊欧几里得的几何的规范。但细读就可发现作者取几何学的形式而实质赋有崭新的内涵。作者在建立几何条件之后，立即引入某种经过精心下定义的所谓极限法。这种方法基于极限术的一组普遍原理，有别于经典式的古希腊几何学。极限学说详述在《原理》第一编第一章11个引理和诠释之中。在那里详细说明了极限的意义：有两个相互依赖的物理量，当两个量逐渐变小时，牛顿称它为流数,它的比率也在逐渐变化,而自变量达到无限小时比率达到一个极限定值，牛顿叫它流率。即今称导数或微商。牛顿发现他的流变术非常有用，反过来此术可以求曲线包围的面，即今所称积分。第一编第八章命题41即为积分术的应用。可以说，《原理》一书的中心内容是论述了牛顿在数学上的伟大创造即微积分术，并且应用这个创造去解决天体运动以及其他相关物理问题。微积分之发明,史家也归功于莱布尼兹,对于这一数学上的伟大发明,牛顿与莱布尼兹孰先孰后,后世论者纷纷；即在当时两方亦就此书信往来，已有争议。试听爱因斯坦如何赞美牛顿的微分发现。他说“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求。微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”。
牛顿一生的重要贡献是集16、17世纪科学先驱们成果的大成，建立起一个完整的力学理论体系，把天地间万物的运动规律概括在一个严密的统一理论中。这是人类认识自然的历史中第一次理论的大综合。以牛顿命名的力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。这一成就，使以牛顿为代表的机械论的自然观，在整个自然科学领域中取得了长达两百年的统治地位。

哲学、宗教和其他

亚里士多德的哲学讲求事物的和谐，求和谐思想是正确的，但亚里士多德认为天上的日、月、星辰的运行轨道是圆形，因为只有圆运动才是完美的、和谐的，而地上的运动，例如重物直线下落是凡俗的。古希腊哲学家的和谐思想不能在天与地之间连贯。到了17世纪，牛顿用引力理论和运动三定律把天上行星和它们的卫星运动规律，同地上重力下坠的现象统一起来，实现了天上人间的统一，这是牛顿在自然哲学上的伟大贡献。众所周知，牛顿在理解光的本质上持微粒说。但他在同胡、惠更斯等讨论光的本质时，说光具有这种或那种本能激发以太的振动。这意味着以太是光振动的媒质(见以太论)。于此，似乎牛顿对光的双重性有所理解；其实不然,他对以太媒质之存在极似空气之无所不在,只是远为稀薄、微细而具有强有力的弹。他又申说，就是由于以太的动物气质才使肌肉收缩和伸长，动物得以运动。他又进一步以以太来解释光的反射与折射，透明与不透明，以及颜色的产生，他甚至于设想地球的引力是由于有如以大气质不断凝聚使然。《原理》第二编第六章诠释的结尾说，从记忆中他曾做实验倾向于以太充斥于所有物体的空隙之中的说法，虽然以太对于引力没有觉察的影响。14、15世纪以来欧洲的学者对以太着了迷，以太学说风靡一时。当时科学巨擘笛卡儿对以太存在深信不疑。他认为行星之运行可以以太旋涡来解释。以太学说成为一时哲学思潮。尊重实验的牛顿也不免卷入这股哲学思潮激流中去，倾向于它存在。当时人们对超距作用看法不一。牛顿曾经指出他的引力相互作用定律，并不认为是最终的解释，而只是从实验中归纳出来的一条规则。因此，牛顿并未就引力本质作出结论。

牛顿在科学上的成就须由他的哲学思想和科学方法来寻根求源。牛顿的学生R.科茨曾在《原理》第 2版序言中道出了其中的奥妙。古希腊、罗马的哲学家凭着对自然现象的观察和思考(中国先秦时代也有类似之处)总结出论断，例如泰勒斯的学说：万物的根源是水。即使像德谟克利特、卢克莱修的原子论，现在来评价还是很高的。但是他们的方法凭天才的臆测、思维与辩论，称之为思辨哲学。到了中世，经院哲学统治着欧洲。科学、哲学沦为神学的奴婢。到15、16世纪，哥白尼、G.布鲁诺、伽利略等人不畏坐牢、火刑等坚持不屈地向教会作斗争，挣脱了侍奉上帝的桎梏。对自然现象的观察、测量和实验的风气逐渐形成了。在物理学科中伽利略的实验工作是实验物理学的开端，牛顿深受其影响。随后牛顿使作为实验科学的物理学形成一个光辉体系，同时也使科学实验

B. 瑞士伯尔尼应用科技大学是大专还是本科

你想问的到底是哪个科学家？？
瑞士的官方语言为：德文(63.7%)、法文(20.4%)、意大利文(6.5%)、列支罗曼语(0.5%)，但是在瑞士说的德语和标准德语不一样，这里的人都说瑞士德语，很有当地特色的语言。

瑞士人好像并没有民族这一说，她是一个联邦制的国家，所以你问是什么民族，实在是答不到你。
著名的伯努利（Bernoulli粻触纲吠蕺杜告森梗缉）和欧拉（Euler） 家族，都来自巴塞尔。伯尔尼的阿尔不莱•冯•哈勒(Albrecht von Haller, 1708-77)在植物学和医学方面作出了贡献。 这些科学家都来自瑞士德语区（巴塞尔和伯尔尼都是德语区城市），所以他们的母语是瑞士德语，但是一般瑞士人会两到三种语言是很平常的事。所以你问他们说什么语言，我想说他们会至少2种语言。但是你要一一弄明白这些科学家的母语是什么话，那就要弄清楚，他们来自瑞士那个地方了，这个你就需要自己去查找了。

还有很多出名的科学家，我可以给你提供文章。

一，诺贝尔奖获得者
瑞士大学及理工学院负有的任务要求标准很高，同时具备高水准的表现。瑞士高等院校在自然科学方面颇有成就，特别是在物理、化学和医药方面。1975年以来， 瑞士科学家在以上领域共获得了七个诺贝尔奖项。

1987年, 瑞士人亚历山大•缪勒(Alexander Müllerand)和德国人格奥尔格•柏诺兹(Georg Bednorz)被授予诺贝尔物理奖。他们发明了一种氧化陶瓷材料，该材料在零下238度仍具有超导电性，这使得大量能源得以节省。

1986年，瑞士人海因里希•罗勒(Heinrich Rohrer)和德国人盖尔德·宾尼(Gerd Binnig)获得了诺贝尔物理奖。他们研究出的旋转式隧道显微镜，该显微镜使人们能够首次观察到原子。一个细小的金属针可以测出表面的不平，然后将信息转换成三维的电脑图像。

理查德·恩斯特的核磁共振研究于1991年获得诺贝尔化学奖。尼寇德鼠标(Nicoud mouse)：光机电脑鼠标由瑞士科学家尼寇德(J.-D.Nicoud)在70年代发明。最新型的感应器是由瑞士电子学与微电子科技中心(CSEM)研制。由硅片制造的人造视网膜可以测量出球体运动的速度及方向，从而控制显示屏上的光标。

2002年，库尔特•维特里希(Kurt Wüthrich)获得的化学奖为瑞士诺贝尔史填写了新的一笔，其获奖成果是将核磁共振应用于蛋白质。

二，19世纪的科学家
19世纪，科学取得了很大的进展，科学家的数量大大增加，并且更加专业化。19世纪后半期建立的大学为科学家提供了学术职位。

很多重要的科学发现对于大众来说可能太过负责，但是有些也很容易理解。

例如，地质学家路易•阿格西（Louis Agassiz，1807-73）发现的地理理论，认为欧亚大陆曾被冰雪覆盖。

苏黎世联邦理工大学的地理学教授阿尔贝特•海姆（Albert Heim，1849-1937）对瑞士山峦形成作出的解释，至今仍被大众接受。

宇航员鲁道夫•沃尔夫（Rudolf Wolf，1816-1893）发明了计算太阳黑子的方程式，可以比较不同时间的太阳黑子。沃尔夫太阳黑子数至今仍被使用。

三，20世纪的科学家
瑞士除了诺贝尔获奖者，还有很多科学家为20世纪的科学发展作出了贡献。

奥古斯特·皮卡德（Auguste Piccard，1884-1962）在苏黎世理工大学担任了多年的实验物理学教授，他进入同温层的飞行和对海洋深潜器的研究闻名世界。

航空学者弗里兹·扎维奇（Fritz Zwicky，1898-1974）大部分时间在美国工作，他的银行系研究具有巨大的突破意义，减少暗物质的存在，研究超级新星。

瑞士最著名的科学家之一荣格（Carl Gustav Jung，1875-1961）创建了分析心理学。

另一名具影响力的心理学家是让•皮亚杰（Jean Piaget，1896-1980)。他是儿童智力发展研究的先锋，他的研究对教育方法产生了巨大的影响。

精神病学家赫尔曼•罗夏（Hermann Rorschach，1884-1922) 发明了罗夏测验：用墨迹来检测对象的性格和情感气质。

C. 软件工程学和管理学以及心理学的关系，详细点

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《人工情感：技术与人文的新融合》

肖峰

来源：《马克思主义与现实》(京)2012年1期

【作者简介】肖峰，中国青年政治学院马克思主义学院常务副院长，华南理工大学思想政治学院特聘教授、博士生导师

【内容提要】人工情感是当代信息技术研究的前沿领域之一，主要是赋予机器以情感识别和表达的功能，其未来的扩展功能还可用于辅助人的情感感受和表达能力的改善和提高，甚至通过“人造情感”来弥补自然情感的不足，从而丰富人的情感世界，克服情感匮乏等人文问题。人工情感技术拓展了技术与人文交融的新境界，成为促进人的全面发展的新手段，同时也提出了需要我们认真对待的新问题。

【关键词】人工情感/技术/人文/发展

技术与人文是广义的科学(即“科技”)与人文的一个组成部分。由于高新技术的飞速发展，它无疑成为最能体现科学与人文关系新变化和新面貌的一个侧面。而“人工情感”(ArtificialEmotion)作为当代信息技术最前沿的领域之一，就是我们开拓技术与人文互动的新疆界。人工情感可视为隶属于人工智能的一个新兴分支或高级阶段，也是将情感纳入认知科学研究范围的产物。从“情感电脑”的构想到“情感计算”的提出，再到“人工情感”的确认，该技术从初级到高级，从现实到预想，已经和将要带来一系列关涉人类“情感世界”的新变化，因此它的价值不仅仅体现在技术的先进性上，更体现在其具有的丰富人文意义上，形成当代技术与人文融合的一种新境界，同时也使我们面临新的人文问题。

一、从情感电脑到人工情感

人工情感始于情感电脑的研究，抑或说“情感电脑”是走向人工情感的初始阶段。目前电脑的一个重要缺陷是只能进行逻辑推理，无法理解人的情绪和情感，其好处是“感情中立”，不影响它所做的“工作”的“公正性”，其坏处是它不能成为可与人交流情感的真正的“伙伴”。因此计算机专家提出了“情感计算”的概念，它是指一个系统其能够对人类的情感进行侦测、分类、组织和回应，表现为计算机在与人互动过程中具有情感信息的识别和加工能力，并能针对人的情感做出智能、灵敏、友好的反应。简单地说，就是能判别用户的心情好坏并显示出合适的调节信息，就可使人对之产生高效而又亲切的感觉。例如，当IBM的深蓝计算机如果在国际象棋的比赛中打败卡斯帕罗夫后给他一些安慰，就具备了情感的功能。

“人工情感”是“情感计算”的自然延伸，它是指用人工的方法和技术模仿、延伸和扩展人的情感，使机器具有识别、理解、表达和生成各种情感特征的能力，从而能理解人的喜乐哀乐并见机行事。与此关联，人工情感还要研究抑制不良情绪的机器算法，探讨情感在决策中的作用模式的机器实现，主要是模拟人脑的控制模式，建立感觉、知觉、情感决定行为的数学模型，情感培养的机器算法，甚至还包括灵感(顿悟)产生的机器实现策略。①一定意义上，它就是情感计算的同义语。

作为一个新的学科，“人工情感”的研究目标是模拟、延伸和扩展人的“自然情感”，这一目标决定了人工情感是一个多学科交叉的研究领域，涉及人类学、心理学、脑科学、认知科学、信息科学、人工智能和哲学等。人工情感的主要研究领域包括：情感识别(EmotionRecognition)、情感度量(EmotionMeasurement)、情感理解(EmotionUnderstanding)、情感表达(EmotionRepresentation)、情感生成(EmotionGeneration)、情感处理(EmotionProcessing)、情感控制(EmotionControl)和情感通信(EmotionCommunication)等等。

近几年来，人工情感的研究在各种技术的辅助下不断取得进展。如通过使用特定的仪器，我们可以对面部的微小表情变化进行研究，甚至可以区分真笑和假笑。脸部运动编码系统通过不同编码和运动单元的组合，可以在脸部形成复杂的表情变化，其成果已经被应用于人脸表情的自动识别与合成。情感智能体研究则希望通过情感交互的行为模式，构筑一个能进行情感识别和生成的类生命体，并以这个模型代替传统计算中的有些应用模型(如电脑游戏的角色)，使电脑和应用程序更加鲜活，能够产生类似于人的一些行为或思维活动，甚至还可以使计算机从认知型变为直觉型。心理学家认为，人工情感是在人工智能理论框架下的一个质的进步。

在笔者看来，“人工情感”不仅具有上述的始源含义，还应该具有“扩展含义”。这就是从赋予计算机以人的情感扩展到赋予人以人工情感，它可能是从超级计算机中产生出来的情感，将其“植入”到人脑中。这就是将人在体外创造的人工情感反馈回人自身，成为补充、丰富和提高人的情感内容和情感能力的一种新途径：我们可视其为“人工情感”的一种哲学预见或技术“升级版”。具体来说，可从如下四个方面来扩展人工情感的功能。

(1)技术性地帮助理解他人的情感。机器情感的研究中首要的任务就是要让机器识别人的情感，而这种能力也常常是人所缺乏的，由此可将其用于提高人识别(他人)情感状态即觉察人的情感变化的水平，也就是我们通常所说的“善解人意”的能力，这是人与人之间实现有效的情感交流的基础条件。(2)技术性地辅助人的情感表达。情感的外部表现即情感表达是一种重要的情感能力。机器的情感表达是当前人工情感研究的一个重要领域，它研究如何在计算机或机器人中表达情感模式(如：喜、怒、哀、乐，爱、恨、恩、仇等方面的表情、姿态、声音、语言、动作、行为等)。将这种技术延伸到人身上，用于辅助人的自然情感，增强人的情感表达能力，尤其是帮助那些情感表达有缺陷的人充分地表达自己，也就是治疗情感的表达障碍或表达缺陷。(3)技术性地制造情感——人造情感。“情感生成”作为人工情感的一个重要研究领域，是在“情感表达”基础上进一步研究如何在计算机或机器人中模拟或生成情感模式，开发虚拟或实体的情感机器人或具有人工情感的计算机及其应用系统。情感生成技术的延伸，就是情感的人工制造，即用人工情感技术不仅解决表达情感的问题，而且解决“制造情感”的问题，借鉴在机器系统中的情感生成，寻找合适的技术手段在人脑中建构能够产生我们所需要的情感状态的生理或物理化学状态。这种技术可以使一个人在自然状态下难以生成的情感随自己的需要油然而生，无论是诗人的激情，还是政治家的亢奋，或是道德家的悲天悯人，以及寻常百姓的恬静，我们需要什么，人工情感技术就可以提供并在我们的身上产生出这种情感。(4)技术性地克服不良情感。如前所述，人工情感还要研究抑制不良情绪的机器算法，其成果应用于人自身，可以帮助我们克服负面的情感，如沮丧、失望、消沉、悲观、急躁等等。

总之，人工情感技术的未来发展可用于帮助我们感受、产生和表达情感，它也可称之为“高级的人工情感”，为人类做出更大的贡献。

二、人工情感的人文价值与意义

对人工情感进行的上述扩展，是将仅仅在机器上模仿人的情感扩展为改善和延伸人自身的情感(能力)，是从人赋予机器一定的情感能力转变为帮助人提高自身的情感能力和水平，是人工情感作为一种新技术在人文功能上的提升。可以说，一旦人工情感在识别、表达和制造情感方面的能力超过了人在这方面的“自然能力”，就可以帮助人实现上述目标，就如同计算机已经帮助人提高了计算能力一样。一旦实现这一目标，人工情感技术就从仅仅用于改善人机交互发展到介入人的日常生活，提高人与人交往的情感水平，这无疑是一种对当前阶段的人工情感的未来愿景，是一种对人机融合的更高期待。可以从如下方面来进一步理解人工情感的人文价值与意义。

(1)克服个人的情感匮乏。情感是人适应生存的心理工具，是心理活动的组织者，也是人际交往的重要手段。一个人如果情感能力匮乏，就难以与他人有较好的沟通，影响相应的社会交往效果，甚至陷入疏离社会的孤独之中，严重影响其事业甚至生活的正常展开。由于情感的重要性，它成为人的认知和实践能力的一个重要组成部分，以至于情商的作用并不亚于智商的作用。所以，提高情商也就成为提高人的能力的一个十分重要的方面。

目前，人工情感的有关研究已经在人脸表情、姿态分析、语音的情感识别和表达方面获得了一定的进展。在未来它如果能够将对方的情感信息直接读出并输入主体的认知系统中，无疑可帮助人克服情感障碍，使人直接“洞见”他人的情感倾向，也可帮助人表达自己生动而丰富的感情。人工情感在这里起到了类似社会“粘合剂”的作用，使人(尤其是情感匮乏的人)迅速融入到情感生态中，摆脱疏离社会的孤独状况。如果说医学是摆脱身体痛苦的技术，人工情感则可能成为摆脱精神痛苦的技术，它们都是实现人道目的的手段，承载着人文的丰富内涵。

从可设想的伦理制约上，人造情感最主要还是作为一种“治疗手段”，其适应人群为情感匮乏的人；这就是人工情感的治疗性功能——使情感功能上的不正常转变为正常。进一步发展则可能走向“增强”的功能——使情感正常者变为情感超常者。如一个人要想成为诗人，却没有足够的激情和想象力，抑或想要成为政治家，却没有亢奋的精神，此时如果人工情感系统向此人“注入”了这些能力，就是对其实施了“情感增强”的操作。然而“情感增强”和“基因增强”一样，通常是会受到限制的。

(2)解决社会的人文困境。人的精神和道德状况是一个社会文明程度的重要标志。在今天的社会中，不时会有“见死不救”、“有难不帮”、“麻木冷漠”的现象发生，形成了一定范围内的社会性“冷漠病”。如果一个社会普遍缺乏对他人的关爱、助人的热情和道德上追求的精神，就陷入了情感上的人文困境。除此以外，“现代性”向日常生活的全面渗透还带来了日益蔓延的焦虑、忧患、紧张、怀疑等“灵魂的纷扰”。这类不良情绪如果趋向普遍，无疑成为一种社会性的精神病态或情感匮乏。而人工情感可视为帮助我们解决上述人文困境的方式之一。以“技术性幸福感”②到更为丰富的技术性情感，特定的现代技术成为提升人的情感境界的“亲密伙伴”，实际地提高人的精神生活的质量。当然，这里所倡导的绝非“技术万能论”，并非主张只靠人工情感技术去解决社会的人文困境，而是主张在使用传统的人文手段时，技术手段也是一种不容忽视的方案。

(3)开拓人的全面发展的新天地。从一般的意义上，人要想成为一个“完整的人”或“全面发展的人”，就要有健康和丰富的情感世界。由于现实的人总处于有限性中，因此人的精神和人的情感世界也是不完全的。而借助人工情感技术可以部分地去克服这种不完全，帮助我们在情感上“趋利避害”，也就是辅助人的情感导向新的进化，“其进化的方向大致表现为情感的形式越来越多，层次越来越高，灵活性越来越强，准确性越来越高，前瞻性越来越好，人可以针对各种复杂的价值关系来及时地、灵活地、准确地调节自己情感反应的方向、大小、形式与层次，从而准确无误地指导自己的行为与思想”③。

人工情感不仅可以扩展人的情感交流的广度，还可以加深这种交流的深度，以至于帮助人进入情感体验的新境界——达到人和人之间情感经验的可通约性，一种新的主体间性，由此完成一场情感认识论的革命。

人工情感也可以帮助人成为情感的真正“主人”。一定程度上，对于人的成功，情感因素甚至比智力因素更重要。特殊情感状态的获得，如人的创造性、高效率的思维、高质量的业绩、新纪录的创造等，都需要在特殊的情感状态下才能达到，而这样的状态又不是轻易获取的，此即所谓“不在状态”——即情感因素不能提供有效的支持。情感虽然是一种“主观”现象，但并不一定能为主体的意志左右，并不是“招之即来，挥之即去”的东西。可以说，“情感”的驾驭并不是件容易的事情。我们经常会感到自己“不由自主”地被突发性情绪控制，不能摆脱我们并不需要的负面情感，经常由“无名的怒火”在心中燃烧，经常感到自己是情绪的奴隶。而人工情感技术可以提高人对自身情感的控制或驾驭能力、识别和表达水平，发展人在主观世界中的自主性和主体性，人也随之成为情感上更丰富的人，性格上更全面的人。所以从哲学上认识人工情感：它无非是一种主观性作为新的对象被能动性所改造，使主观世界成为更符合人的需要的存在。当我们说“性格决定命运”时，由人工情感辅助我们塑造的“好性格”无疑可以改变一个人的命运，促进其生涯的正向发展。

人工情感对人的情感世界的改善甚至可以回馈到人的身体的改善。现代医学发现，人的生理疾病大多数与精神因素相关，因此减少人的负面情绪，改善人的精神状况，是医治生理疾病、恢复身体健康的重要途径。克服负面情绪单靠精神或人文手段是不够的，此时采用人工情感的方式无疑更加有效地达到目标。

从发展的无限性上看，人的自然情感手段有可能不够我们使用，“情何以堪”也许成为“情何以达”，即现有的情感手段难以使人体验和表达新的情感内容。于是必须要有新的情感特征、类型和表现方式不断被人开掘出来，才能不断丰富人的情感生活，满足人类不断增长的情感需要。这样，“情感创新”就如同“知识创新”一样是人的生存和发展所必需的精神条件。人工情感由于在“情感的人工创造”上的功能，无疑可引向情感创新，为人类渴求的新情感提供新的服务。

从马克思主义哲学看，情感的人工化，无非是人的能动性向自身领域的扩展，是“改造世界”向主观的高端领域的深入。如果人的情感是主观的、能动的状态或特征，那么人工情感就是原初的主观能动性被技术性的主观能动性所控制导引，这或许是“能动哲学”或“主体性哲学”的一种新境界。

三、人工情感中的人文问题

人工情感研究目前存在大量争论，围绕初级的人工情感大致有三个主要方面：可能性与不可能性的争论、必要性与不必要性的争论，以及现实性与非现实性的争论。本文主要就高级的人工情感来探讨其中可能引发的人文问题。

(1)情感的真实性问题。“人工的”的英文单词artificial本身就有“假的”(虚假的、做作的、造作的)含义，所以一旦有所谓“人工情感”，自然也可以理解为“假的情感”，而人自身生成的情感才是与之对应的“真的情感”。当人工情感可以随意制造后，就难免担忧“假情感”充斥交往场所，使人与人的真实情感有可能更难被把握。更为根本的问题还在于，这种人工的情感是不是真正意义上的情感？一些研究者认为具有有效情感机制的计算机实际并不存在；情感计算机不是有情感的人的替代物。科学家们一致认为情感不是逻辑，大部分是本能的反应：“科学的结论必须靠头脑来决定；你和谁结婚则可能要用心来决定。”这样的决定就是难以计算的认识活动。或者说，当认为情感是认知的时，强调的是它的精神成分；而当认为情感是身体的时，强调的是它的肉体成分。“计算机没有情感却能表达出情感……而实际上不具有任何内在情感。”④

同时，一种人文的敏感性也会随之产生。人工情感的出现，尤其是人造情感的可能出现，也会使我们面临一些新的生存危险，那就是非自然的、伪装的、虚假的情感现象的泛滥。人不仅在生理上因为物质技术而失去自然的本性，而且还会在精神的核心层面上失去自然的本性，技术不仅操纵我们的物质性生存。而且宰制我们的精神性、情感性生存，当人造情感发展到一定程度，就有可能出现这样的情况：我们的情感不再属于我们自己的，而是属于机器(电脑)的。

当然，也可以换个角度来看待这个问题：我们之所以需要人工物，是因为自然物不能满足我们的需要，人工情感的制造也是基于同样的理由。由此我们可以持这样一种态度，即人工情感如果实在地对我们有用，能用它来解决我们的困难和缺乏，产生出真实的人性的效果，其真假问题也就退居其次了；正如我们常讲汽车轮子是人腿的延长，只要它对我们的交通有用，我们也就不必在意它是不是“真正”的“人腿”了。

(2)情感的属人性问题。人工情感很大程度上是机器造就的或药物刺激的情感，并非源自人自身的生理和心理过程的情感，那么这样的情感是否还具有属人性？

其实，这种担忧也发生于其他人工领域，例如用于治疗的(人造)器官的移植。当越来越多非人的东西被附加到人身上之后，就产生了“我还是我吗”乃至“人将非人”的质疑。其实，“属人性”并非一个永恒固定的概念，人的进化和发展就是不断将那些有利于自己的体外之物(也包括人工制品)不断同化为属己(人)之物。而自从有了对身体的医学治疗之后，尤其是有了人造器官的移植之后，属人性和非属人性的转化就在更多的方面展开，只要那些被移植的人工制品确实是维持人的健康所必需的，以及这些人工物能逐渐减少由它所引起的人体排异反应，越来越“有机地”与人体融合在一起，它们无疑也就被“人化”为人的一部分，从非属人性转变为属人性。这种人机融合体的发展方向无疑也包含人工情感在内，是从人的物质方面的非属人性与属人性之间的转换扩展到精神方面的转换。

这里要避免的无非是技术万能论，即完全抹杀自然进化的功绩，将一切都人工化，使人完全成为人工制品的载体，并被这些东西所主宰，这样的存在物无疑是典型的机器。也就是说，我们谈论的人造情感，其基底或承托还是自然的人本身，这也是保证人工情感之属人性的基础。

(3)情感的个体性与丰富性问题。情感是一种内部的主观体验，情感的表现形式具有高度的变化随机性、特征模糊性和个体差异性，也就是极强的私人性或不可通约性。即使面对同一对象，我所体会的激动与别人所体会的激动也是有所不同的，这种不同甚至不可言说，它构成了人的个性或精神差异性的重要方面。那么人工情感如果是源于同一台机器，当其被引入到不同的人那里后，是否会以同一性淹没上述的差异性，导致人在情感上的趋同化或同质化？例如同是“喜悦”，各人的体验是各不相同的，如果在悲伤时通过人工情感技术使我们进入一种“人造的喜悦”状态，那是一种同质化的技术生成状态吗？于是，情感有必要趋同吗？如果需要趋同，那么“标准”的情感模式是什么？

情感的趋同，还可能表现在技术性地消除负面情感的过程中。我们是否可以通过人工情感技术而让我们时时都处于“欢喜”的状态？如果没有与之对照的负面情感的存在，那么正面的情感也就不复存在。只有在正负情感的对照性体验中才会发现积极情感的价值和存在的意义。

情感世界的差异性和丰富性，与现实世界的纷繁复杂性是对应的，要求情感的趋同，就等同于要求世界上万紫千红的事物都变为同一个颜色。其实，甚至病态的情感模式(如林黛玉式)也会形成一种特殊的美。如果都用“健康标准”要求其被“人工地改造”，那会导致什么情形呢？

所以，即使人工情感技术可以帮助我们日日欢歌、天天高兴，我们也要不时“回过头去”感受一下沮丧和消沉的情绪，让心灵中有一些负面情感的“保留地”。或许这也是人工情感技术可以帮助我们做到的；但只有这样，它才是一种情感功能上“全面”的技术。

(4)情感的复杂性问题。情感和意志是心灵现象中比知识更复杂的东西。人工情感的工作原理，是通过对情感的科学化理解与技术化操作来实现的，情感计算机实际是通过对伴随情感的某些生理特征或行为特征的辨识来认识情感，在方法论上是某种程度的还原论，即将心理事件完全还原为生理事件。且不说是否可以进行这样的还原，即便计算机通过这种方式获得了情感状态(如，高兴还是不高兴)，也不一定能获得情感内容(为什么高兴或不高兴)。一个人可能因为失恋而不高兴，也可能因为失业而不高兴，还可能因为得不到重用而不高兴，此时情感计算系统如何去化解这些不高兴？“识别”表情即使能被机器做到，但更重要和复杂的分析这些表情背后的原因则显得十分遥远，而人的“智力”正是在这方面得以施展的，这就是所谓的真正的“理解人”——一项比认识自然更为复杂的认识活动，其中的许多微妙之处是无法从“机器理解”中得到解决的。

也就是说，虽然科学家可能做出情感计算机，但并不意味着情感完全可以被计算。这也涉及心灵哲学的问题：情感状态作为一种心灵现象是否可以还原为一种神经状态，然后这种神经状态是否可以人工地建构或移植？这是否破坏了情感的神圣性？复杂而神圣的情感是否可表述为显微镜下可观察的神经元的化学或物理活动，进而成为可以被技术性地复制和移植的对象？这正是人工情感的限度问题。也就是说，技术化、科学思维力求对人的精神世界的解释和操作应该是有限的，而不是无限的；人的认识、心理和精神活动中那些神圣的、“附魅”的内容是难以完全被当代信息技术数字化地复制和移植的。

当然，还要警惕人在情感识别、表达和制造上对人工情感的过度依赖，造成自然情感能力的丧失，就如同在记忆、计算上过度依赖工具会造成记忆力和计算能力的退化一样。

所以，人的自然性与技术性之间的张力，在人工情感技术的发展中，同样会尖锐地展现出来。科学精神与人文精神的辩证对接，是我们面对日新月异的科技世界的一个永恒主题。

四、走向技术与人文的新融合

如果不是从人工情感取代自然情感从而过分夸大其意义上去理解这一技术进步，那么它还是可以从多方面为我们理解技术与人文的关系提供新的启示。

人工情感无疑是用技术手段解决人文问题的新尝试。用人文手段解决人的情感问题，是行之千百年的传统路径，具有不可抹杀的历史功绩。但这一路径也不是万能的，否则也就不会有越来越多的“情感问题”乃至社会性的“情感危机”。技术的人文效应，就是技术对人的改变，而这种改变最根本的莫过于精神层面的改变，对精神层面的改变，最激动人心还是对人的情感世界的改变。

可以说，人工情感中的人与技术的互动，也是人与技术之间的互相改变：技术改变人，使人更富有情感，同时人也改变技术，使技术不再是冰冷的工具，而是更加人性化，成为情感的载体和“通信员”。人工情感技术使我们意识到只有自然情感是不够的，尤其是当人的工作和生活中将长时间地与技术性对象打交道时。当人的自然情感因为人与人之间交流的缺失而无法施展时，或者即使施展也得不到回馈时，人无疑希望自己“交往”的直接对象(技术物)能够“被情感化”而与自己形成一个临时的情感互动环境，使人的情感需求得到一种特殊的满足。这应该说是当代信息技术的一种人性化发展，也是人本技术观的一种内在要求。不仅如此，由于人工情感的高级形式(即人造情感)还为我们展示了未来治疗情感匮乏症的可能性，使得“正常的情感生活”可以在技术的辅助下变得不再“奢侈”，也为紧张忙碌的现代人的精神世界增加更多的绿色空间。人工情感可以使人的发展所获得的技术帮助向更广阔的领域扩展，使人在精神世界获得实质性的技术提升，为人的自由而全面的发展提供新的可能。

这也意味着，技术与人文的融合达到了一个新的高度。人工情感形成了情感在人和技术之间的双向给予，这也是人机互动的更高境界：从知性水平的人机互动提升到情感水平的人机互动。

人工情感技术对人的改变甚至可以造就人的新特征。在机器创造出来的情感中长于人自身情感的部分如果被“转移”到人的身体中，成为人的情感的一部分，那么人就成为“情感复合体”——被人工情感改善后的情感存在。于是，人的情感就由两部分情感复合构成：自身本来就有的情感，技术植入的情感(人工情感)。而人工情感技术的进一步发展，就是力求两种情感的融洽共存，和谐共生。

其实，作为人工情感的理论和技术基础的“情感计算”概念，就明确表达了人文与技术融合的新的观念，那就是情感与计算的相关性，或者说情感的可计算性。通常认为，认识活动中复杂的情感因素，认识中非理性的、非逻辑的跳跃等，都不是计算出来的。但在“情感计算”的倡导者看来，机器性的信息机制可以解释认识中“情感”因素，也就是说，认识的知、情、意应该都能得到信息科学的说明和信息技术的模拟。而美国麻省理工学院媒体实验室的罗萨林德·皮卡德教授及其所授领导的课题组明确主张情感的可计算性，认为“情感计算是与情感相关、来源于情感或能够对情感施加影响的计算”，“情感就像思想一样，通过词汇、姿势、音乐、行为以及其他创造性形式的表达来交流”。所以，计算机不一定必须有肉体才能有情感。情感是有可能赋予计算机的，而且从情感计算还可以发展到意志计算。⑤如果说传统计算机(包括应用现有智能计算方法的计算机)只包含了反映理性思维(Thinking)的“脑”(Brain)，那么情感计算将为机器增添具有感情思维(Feeling)的“心”(Heart)。⑥一种更加乐观的观点甚至认为，即使是初级的人工情感，如果能够全面实现的话，“不仅可以使计算机具有友好的、人性化的人机界面，更重要的是能够使计算机具有更高的信息处理速度与效率，具有独立的决策能力和行为控制能力，具有创造性和开拓性的思维能力。到了那个时候，从纯逻辑的角度来看，人与机器人之间已经没有任何区别了，只有机器体与肉体之间的区别了，人与机器人之间就可以实现全面的融合，没有明显的界限和本质的区别，彼此可以相互转换、相互渗透、相互促进，也无所谓人与机器之间存在什么矛盾与冲突，这就是人工情感的最终归宿”⑦。

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