个染色体的结合开始，这种结合
生物遗传学告诉我们“怀孕时，人的个体以一种特殊的
从双亲的每一个那里得到
是超过
上保证了除同卵双
可能的结合中之一种。这个事实，加上从一个染
色体到另一个之间的基因交换现象，实
生子之外，不曾有过两个人具有相同的遗传构成。③”
这就奠定了人脑的思维差异性的生理基
人的社会存在的多样性，使人的思维具有多样性，多结
构，多水平性，多层次性。人的思维活动实际上是一个系
统，这个系统就可以划分为若干不可分割地联系着的子系
统，如认识子系统，其中实现着认识的机能
保证活动和行为的调节作用
调节子系统，
交际子系统，是在人和别人交
心
往的过程中形成和实现的等。每一个子系统还可以进一步划
分，如认识系统可划分为感觉、知觉、表象和语言、推理、
计算、形象思维活动等功能。上述的差异性，多样性，多结
构，多层次性使得我们认识思维规律有了可能，因为在客观
世界中如果一种物质一个过程是不可分的，那么我们就无法
认识它的内部结构和相互联系。我们认为人类思维活动，
～ ～
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地研究某一个人或某一种
理活动中复杂的过程尽管具有多序列性，某些子过程之间
存在着交叉、重叠，从根本上来说仍然是可分的，因为任何
一个思维过程它最终都必须由驱动若干神经元来加以实现，
正如恩格斯所说，“终有一天，我们可以用实验方法把思维
归结，为脑子中的分子和化学的运动。”人的想维活动的
这一性质使我们有可能具体地个
思维活动规律，把握它的整个过程，并且有可能用人工的方
法实现它。当然，研究的方法除了分解之外还有综合。
世界上除了物质和物质的运动之外，没有别的任何东
西，一切客观存在的物质和物质运动的形式都是可以被认识
的。思维不过是脑这种物质的运动形式，它同样是可以被认
识的。既然能认识它，就可以设法用人工的方法模拟它，实
现它。今天人类认识了飞行的机理就已经造出了飞机、火
箭、航天飞机、宇宙飞船等飞行器，实现了千百年来飞行的
幻想，大大超出了自然界原有的鸟类人类认识了能量的释
放规律，造出了各种形式的核电站，释放了原子能，超过自己
肌肉所能释放的能量的亿万倍。既然是这样，人类为什么不
能认识自己的思维规律，认识脑的机能和结构，在将来的某
一天用人工方法实现思维的功能甚至在许多方面超过人呢？
人类仍然在不断地发展进化之中，正如钱老所指出的：
“现在人脑的重量就比我们祖先的重些。一个英国统计资料
说，现代英国成年男性平均脑重
现代英国成年女性平均脑重
克，每年还增长
克，每年还在增长
因此人的脑子还是不断发展的” 。另一方面人类社会也在不
断发展，由低级走向高级，作为客观外界反映的思维活动的
规律也在不断地发展进化过程之中。因此人类存在一天，认
克；
克。
～
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分子本身，而是
识思维规律的努力永远也不会完结。
我们现在看一千年前的老祖宗，觉得一切都那么原始
落后。那么，一千年以后的人们该怎样看待我们今天的科学
技术和认识水平呢？可以这样说：人类现在仍处于童年时
期
二、脑、思维与数学
思维是人脑的信息活动过程，这种信息过程的许多机制
同数学有着密切的关系。
遗传学告诉我们：遗传信息不是
它的结构的性质。而这种结构奥秘要依靠适当的数字工具才
能真正搞清楚，并且正确地进行描述。
。
神经脉冲沿轴突传导服从“全或无”定律，即神经纤维
在任何时刻只能处于两种状态之一：有脉冲，而且是最大可
能幅度的脉冲，或无脉冲。这一事实表明，神经网络在许多
情况下实际上服从逻辑代数所指示的数学规律
更高级的生物相互作用常常是不连续的，具有二进制的
或者“断言的”本性，生物作用的“强度”概念常常是难以
定义的。图样要么是成功地被识别，要么就根本识别不了。
。如果被认识了，结果可以要么是真的，要么是假的
形成环境表象和判断预测是脑的最基本的中心操作。脑
必须构造周围有关环境的精确的配置图（包括现实三维空间
中的或社会上人与人相互关系的），它还必须为环境中有关事
件的进程建立精确的“时间表”。为了作到这一点，脑必须
显示人与人有关的客体的时空位形，以及相关的因果关系，
脑在与环境相互作用过程中显示的这种关系以及全部对称性
和周期性，在所有认识工作中都起主要的作用。而这些无疑
～
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罗素和阿尔弗来德诺斯怀
。
。
地同经典物理学表象、欧几里德几何、宏观的不可逆的因果
关系和逻辑学有不解之缘
人脑的问题求解过程中通过内省法，行为分析等方法导
出的思维模式和信息推演结构完全可以用图论，组合数学工
具进行描述，例如树状结构、网络结构、关系结构等等。纽
威尔萧和西蒙有效地利用启发式方法编制的“逻辑理论
家”程序连续证明了伯特兰
德海的《数学原》中的个定理中个
为了发现有关的因果关系，人脑往往进入搜索有关信
的状态。在这种搜索操作中脑是按照“随机搜索”的方式进
行的，我们自己往往有这样的经验：按照预定计划的搜索并
不一定是最佳和最自然的方式。这种“随机搜索”方式是可
以找出适当的数学工具来进行描述的。人的梦幻能否看作现
有信息的随机地离散片断的放大与组合呢？我想，我们甚至
可以用随机数发生器，夸张、放大（缩小）输入计算机的影
片，并且随机地将其各个片断连接起来构成一个模拟人的梦
幻的序列。类似地，我们是否可以将解决某一问题的有关大
量材料输入计算机，并随机地进行组合，然后用计算机进行
判断，确定因果关系，用随机法对付“信息爆炸”问题，也
许是一个有效的途径。
人的感官和脑的模式识别问题其本质是数学问题，虽然
这个过程是非常复杂的。就拿视觉来说吧，人的眼睛和脑具
有信息压缩、特征抽取、特征选择、分类鉴别的功能，能
识别具有旋转、位移、比例等几何变换和光度变换的物体和
对象，能极为迅速地捕捉住对象的拓扑特性，抽取对象的边
缘、孤立点等等。近年来提出的关于视觉信息全息存贮的理
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一层意思
论是很值得研究的。
人的语言的结构和文法是可以用数学来进行描述的，
给出了文法的数学模型。
特别值得一提的是我们认为模糊数学的方法是很有前
途的一种方法，因为人脑每天处理的信息中有相当一部分
是模糊信息，许多关系和结构也是“模糊”的，例如“大”、
“小”、“多”、“少”，“高低”、“可能是”、“比较
清楚”、“几乎”、“如何”等等，因此模糊量、模糊关
系、模糊拓扑、模糊控制、模糊识别等等工具和描述方式在
思维科学中必将占有显著的地位，近几年来在模式识别领域
中已把模糊数学方法同统计法和语言结构法并列为三大方
法。
描述生物系统的相互作用需要许多的数学工具，它考虑
到这些不同种类的非连续性，它能够定量地适应非连续跃
迁、非线性、分枝、不稳定性的出现，或者生物量的“断言
的” 变化。汤姆的突变理论是在这个方面迈出的重要一
步。
苏联的一些心理学家认为抽象代数几何学，如由法国数
格罗学家太狄克引入科学之中的抽象数学空间的新类对
心理学的研究看来是很有作用的。认为很可能为心理学和
数学的接近开辟新的可能性。
运筹学、对策论、系统论、抽象代数、拓扑学、离散数
学、图论等许多工具都被引入思维科学的许多具体的研究领
域。
之所以强调各种数学工具对研究思维规律的重要性还有
人之所以能创造出各种数学工具去描述客观世界
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学的研究中去另一方面在思维科学这个广阔而又
的各种时空结构是不是因为自己的脑和思维活动本身就存在
着类似于这些工具中所具有的最一般的信息结构呢？
仅从上面挂一漏万的罗列之中，我们就可以深深感到思
维科学研究同数学的密切关系。
我们一方面要把各种已有的数学工具“移殖”到思维科
百
花争艳、五彩斑斓的园地有许许多多的新的数学方法等待我
们去发掘。需要有一大批，尤其是年轻一代的数学工作者深
入到这个领域里来施展他们的才能。
三、我们的几点看法
（一）研究思维学的主要途径有三种：第一种是心理学
方法，也可称为宏观的研究方法；第二种是神经生理学方法，
即微观的研究方法
智能研究方法。
第三种是借助电子计算机模
此外，最近几年脑化学研
人脑中有
展，在美国召开的一次国际脑化学学术会议上，报导已发现
多种不同的化合物充当信息传递介质，而且某
息传输（处理）通
些科学家的研究结果表明不同的传递化学介质对应着不同信
。认为脑化学的研究同神经生理学的研
究结合起来有可能发现人脑结构的线索。看来生化学家将来
也会参加思维科学研究的行列。
近年来由于将信息、信息处理和系统论、控制论的成果
引入心理学，由于采用了电子计算机为代表的一系列的技
术，心理学发生了很大的变化。可以这样说，现代心理学在
一定方面综合了社会科学、自然科学和技术科学的成就，在
当前人脑的微观结构还不可能很快搞清楚的情况下，心理学
方法仍然是思维科学研究的主要环节。即使在将来脑的微观
拟的人工
得很大进
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多个其
结构搞得比较清楚的时候，也仍然需要更深入地以系统论、
控制论“强化”的心理学研究来完成从微观到宏观的过渡，
因为人脑是含有一百亿个神经细胞的巨系统，一个国家如果
仅把单个单个的人研究清楚了，而没有宏观的系统分析仍然
不可能真正认识这个国家，人脑更是如此。
英国生理学家布莱因曾经十分生动地举例说：如果
人们通过放大镜来观察毯子，那么，他看到的是一条条
联系，而心理学所
线，而不是完整的毯子模样。要观察完整的毯子的模样，不
用放大镜他就分不清一条一条的线。他认为，生理学所研究
的恰好是一条一条的“线”和它们之间
研究的则是它们的整体组织。布莱因断言：“我们完全弄明
白毯子是怎样用线组成的一天，是一定会到来的。”
我们认为计算机模拟的人工智能既是思维科学研究成
果的一种“载体”，又是思维科学研究的重要工具或途径。
近二十年模式识别和人工智能方面已经获得了很大的进展，
某些成果已经运用于军事、工业生产、医疗诊断和科学研究
等许多领域，这些已经构造出来的智能系统是思维科学研究
成果的“载体”。另一方面则是将生理研究获得的关于微观
结构的知识同心理研究的结果结合起来，提出某种人脑微观
结构的假说，构造出一种数学模型，然后在计算机上用软件
进行研究，将计算的结果同心理实验的结果进行对比，发现
问题，然后反馈回去修正假说和模型，继续进行模拟研究，
该系
构成一种闭环的研究过程，逐步逼近真实的结构。实际上计算
机是思维科学研究十分方便的“实验室”。前不久报导的美
国科学家研究出的一个计算机视觉模拟系统就是一例，
统由六层“神经元”组成，每一个“神经元”同
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们诚恳地希望来自不同学科的同志打破
他“神经元”联接，可以抽取天鹅的形态概念。全部用计算
机软件实现。目前国内计算机模拟条件逐步得到改善，应该
重视这方面的研究。
在进行模拟研究的过程中，我们不应该盲目照搬模仿生
物，跟随自然亦步亦趋，因为这样不一定能推动科学前进，
有时还会阻碍它的发展。人脑是在几百万年前开始进化至今
的，我们完全可以发挥人的创造性对生物原型进行提炼、简
化、规整化等（当然必须是科学的），创造出新的功能相同甚
至某些方面更好的结构。
进行人工智能研究的另一重要目的是试图构造出新的功
能更强的信息处理机，目前日本和美国争相研制的第五代计
算机就是这种努力的重要组成部分，智能化是最重要的特
点。
（二）目前国际心理学界有苏联和欧美两派，观点存在
分歧，国内实际上受到�