機器中的靈魂會是量子比特麼？

意識上傳是科幻小說影視中極其常見的題材，它的内容聽起來異常簡單：通過掃描我們大腦中記錄着的資訊，将我們的意識從肉體轉移到計算機中。

假如這種過程可實作，那麼最誘人的成果就是可以将意識轉移到耐用的計算機網絡中以獲得無比的長壽，而且可能讓意識生活在沒有現實煩惱的虛拟世界中。甚至有人将“高等外星生物大都選擇把自己上傳到虛拟世界生活”作為費米悖論的解釋。另一方面，它也具有嚴重的悖論性質，例如：若計算機中的意識是透過資料拷貝生成的，那麼原本大腦中的意識怎麼辦呢？它和前者算是不同的個人嗎？既然上傳後的意識是以資料作為基礎的，如果将資料拷貝很多份，是不是生成的就是很多個“相同的靈魂”？具備這兩種特征，無怪乎意識上傳會深受科幻愛好者歡迎。

若是論起現實中的可行性，意識上傳至少不強于強人工智能，畢竟有意識的機器是前者的先決條件。可惜，我們

目前 還沒有找到合适的科學方法來判斷一台人造的機器有沒有意識，因為我們不知道 怎樣

從實驗結果唯一确定人的【意識】。我們能從實驗結果分析出實驗對象/被試的一部分心理特征，但這遠遠談不上唯一性，例如，你可能被判斷為具有偏執狂的特征，但其他人（具有不同的意識）也可以有同樣的特征。阿蘭·圖靈當初考慮類似的問題時，他承認“機器能否思考”是很難回答的，是以他将它替換成了“機器能否模仿人類”（見圖靈測試）。

學界有相反的聲音認為：即使機器成功地模仿人類，它也并不真的具有意識。約翰·塞爾的中文屋就是一個代表性異常突出的例子，在這個思想實驗中，塞爾坐在密室中接收用中文寫的問題，然後通過從用英語事先寫好的“百科辭典”中機械地查找這些“鬼畫符”，然後照貓畫虎抄下辭典上回答這問句的“鬼畫符”送出去回應。屋外人将會覺得：塞爾讀懂了他的提問并能作答。但是，塞爾從頭到尾都蒙在鼓裡。一台仿真人類意識的機器就像裝作懂中文的塞爾一樣，從未有過任何意識。是以，要将意識上傳到這樣的機器中是注定失敗的。

令我驚訝的是，自命為唯物論者的人會很快被這麼低級的論述說服，退化到身心二進制論的立場上，進而淪為曆史上"機器中的靈魂"這一短語原本批評的對象。他們會同意人的精神确實有機器永遠無法了解并企及的方面，并稱其為“創造力”“想象力”“非理性”等等，反正是某個尚未得到完全解釋的東西。但他們不會承認，他們相信的這個東西其實就是

靈魂

。

中文屋的死穴，就在于它根本沒有區分機器和人類的能力。固然中文屋裡那種用查找表來回答問題的方式不是人腦的作風，但它也同樣不是足夠優秀的算法的作風。如果僅因為是“用機器做的”就能将後者等同于不包含任何了解的純檢索，那又為何不能把人腦中的神經活動貶為其同類？實際上，中文屋說明的事情不過是：并沒法保證任何看起來聰明靈活的對象（可以是機器也可以是人類）100%有意識。我完全可以用中文屋的邏輯懷疑任何人并沒有思考能力，因為沒有任何生理學的證據表明他的神經活動不是把現成的反應機械地檢索出來而已，隻是這些反應恰好都對應了合理的對答。

如果除去和人工智能這個領域強硬扯上的關系，中文屋并不是個見解獨到的論述。它不過是哲學僵屍的同類。而它對圖靈測試和強AI的合理性是半點影響都沒有的，任何人如果繼續質疑通過圖靈測試的機器沒有意識，那麼他也有完全同樣強度的理由質疑測試中的人類（“對照組”）沒有意識。如果他決定忽略後者的可能性，那麼這一結論也同樣支援他忽略前者的可能性。在任何一種情況下，圖靈測試的有效性都不減少。

即使從曆史角度來看，中文屋也根本沒有超越阿蘭·圖靈的思想，圖靈本人在中文屋提出30年前，就考慮到了“我們其實也無法确定彼此是否有意識”這個因素，并寫道“與其在此糾纏反複，不若以人間常理度之（instead of arguing continually over this point it is usual to have the polite convention that everyone thinks）”。圖靈測試不過是對機器沿用“人間常理”，如果不能具體解明機器異于人之處究竟為何，質疑它不過是質疑人間常理本身，并無更多新洞察。

有趣的是，确實存在認可中文屋觀點的學者試圖具體指出這個機器異于人之處，更形象地說，他們在尋找這個機器裡沒給裝上的靈魂。《皇帝新腦》作者羅傑·彭羅斯就是其中之一，筆者已撰文解析過其立論之錯謬所在。雖然如此，彭羅斯的結論卻是一個不乏贊同之聲的結論（讀者可從量子心靈說這詞條略窺其一二），除了彭羅斯的詭異理由外尚有其他原因可誘導人們到這種結論：

人類的意識機制中量子效應不可或缺，進而常用的數字計算機不可能承載人類的意識，不可能具備人類的自由意志。

例如主題同為意識上傳的這篇專欄文章（非論文）就試圖向大衆宣傳這種想法（原文出處見于連結）：

問題是，雲端的硬體能支援自我意識的産生麼？我想這個問題與自由意志有關系。如果我們相信人腦産生的自我意識是有自由意志的，這種自由意志應該是來自于量子實體規律，人腦内應該有一部分用到了量子實體。經典的實體學中，一切都是被初始條件與邊界條件決定的，不存在自由意志。依賴于經典實體進行編碼和運算的計算機，也不可能有自由意志，因而不能産生類似人的自我意識。從這個角度上來講，要能備份具有自由意志的人的意識，必須要做出真正的量子計算機。

我可以了解想要強調量子計算有重大特殊意義的企圖，但如果量子力學的非決定論性是保證自由意志的關鍵，那麼哪裡還要什麼量子計算？配有量子随機源的普通數字計算機就足夠了。可應用于現實問題的量子計算機還遙遙無期，但高效實用的量子随機源早就研發成功了。諷刺性的是，阻礙量子計算機實作的，恰恰是那些導緻量子随機源成功的因素。因為量子疊加态非常容易被退相幹效應破壞，而對于量子随機源來講，正是退相幹的結果（過去一度稱為“波函數坍縮”）産生了所需的非決定論性。可見，即使做出真正實用的量子計算機，那也不會在模拟人的自由意志上有任何勝于現有裝置的優勢，因為它異于現代數字計算機的地方幾乎和非決定論或真随機性是毫無關系的。

根據我所知的情況，量子計算的優勢其實是對非正交量子态的利用，也即：單步計算輸出的量子态可以和輸入态并不正交（進而是不可分辨的狀态）。而“經典”的計算裝置中單步計算總是将系統轉移到可分辨的狀态（不同的磁緻電阻，不同的電位等都導緻可分辨的狀态）。有限系統的不可分辨态是無窮多的，正是這種靈活性給了量子計算機走“捷徑”的能力。有的說法會認為利用量子疊加态是量子計算的優勢，這其實并沒有表達不同的意思，因為量子疊加态是不和相應的本征态正交的。例如Toffoli門，如果和能引入非正交性的π/4門一起使用就可以組成通用的量子計算機，但如果單獨使用就隻是普通的可逆計算機了。

相應地，如果這種捷徑不存在，那麼量子計算就沒有不可替代的優勢。現有的計算理論也支援這個說法，一般的問題上量子計算不提供存儲空間上的優勢（在穩定可靠的經典計算機上模拟實作量子算法并不占用顯著多于後者的空間資源），隻提供時間上的優勢。并且這一優勢也并不歸結于量子的真随機性，因為一般認為BPP!=BQP，即：存在量子計算能快速求解的問題，對引入真随機性的傳統計算機依然是難的，當然後者也不提供任何量子計算沒有的優勢。

能夠保證量子計算的絕對優勢的問題，當然是模拟量子效應非常顯著的實體體系。是以，除非人腦真的是罕見穩定的宏觀量子系統，我不覺得所謂量子機器學習算法會是以比傳統機器學習更加特殊，另外，别忘了傳統的算法不需要很難穩定運作的量子計算機來運作，人腦也是如此。

盡管量子計算這個課題自有其科學意義，也頗需要一番唇舌來解釋它有别于傳統計算之處，但我們現在看到，它幾乎不會是人差別于機器的根本原因。同理，所有訴諸于“人的自由意志”來否定機器産生意識的可能的說法幾乎全部都是失敗的，它們或者引入含義不明的假設，或者與我們已知的實體直接沖突。

雖然如此，量子力學的描述确實允許我們用一種新的方式來提出問題，我們可以這樣問：如果某個體系總是包含着一個有意識的人腦的全部實體資訊，并保持同步演化，那麼後者會有同樣的意識麼？

更嚴格地說：設B是某個清醒思考着某個問題的人腦，其必存在密度矩陣ρB(t)，若存在不含時的一一映射f将其映射為另一系統C的密度矩陣ρC(t)（見量子信道），則C是否也會有同樣的意識？注意到ρB(t)總可以透過f的逆映射從ρC(t)中複原出來，而一般我們認為體系的密度矩陣包含了其所有實體資訊，因為所有可觀測量的期望值都被密度矩陣所确定。

這種提法并不克服上述的無法檢驗人造系統有無意識的問題，但它提供了更廣的視野。例如，自然界會不會早已存在這樣的f，并将人腦的意識映射到通常認為無生命的事物中呢？因為C完全可能是不被視作生物的無機體系。

原文釋出時間為：2016.04.18

本文作者：十酒三

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