15. 整体的哲学思考
前言:
写这篇文章的初衷,是广涵同学在复习DSP的时候,发现事隔多年印象竟然不深刻了,许多道理说不出个所以然。睡前突然想,以往的知识正是因为有了哲学上的求根溯源、深刻思考背后的根本,才与我产生紧密的联系,把知识化为己用。复习DSP如此痛苦,何不想一想它的哲学上的归属呢?这样让它真正地成为我的一部分。
正文:
信息的来源有两部分,一个是这原本的世界,一个是人们的心智折射出的世界。
原本的世界是所有信息的最原始材料,人的心智折射出的世界也是通过原始材料进行处理所得的结果。
人们到这世界上,一来研究最原始的世界,获得关于这个世界的最基本原理,这是科学;二来人们发现别人的心智产生的世界也是美妙的,原本的世界经过每个人独特的折射,产生的艺术作品,比如画作、音乐、雕塑、武术等。
人类加工产生的世界,依然要用人类的感官形式表达出来,比如用视觉、听觉、触觉的形式。比如,武术是一种掌握自己身体的艺术,习练者可以和自己的内心和身体对话,因此有少林心意把和禅武医一说。
除了这两个方面的研究,人们也希望把自己的精神世界主观世界和物理世界联系起来。科学家探求精神世界极致真实地反映这个物理世界,然而路漫漫修远。宗教为有些人填补了内心的这片空白,就像解开了心结,获得这份联系的人们仿佛终于找到了意义。也有的人,试图从哲学中去寻找生存的意义。
人存在的意义,或许就是通过所思所想所行所见,塑造出自己的世界。两个心智结合,生存下去,把这个世界和心智一同传递下去。
人类作为一个整体,生物圈作为一个整体,甚至宇宙作为一个整体,在探寻和体验宇宙本身,探寻可能性的疆域。所有的心智作为整体在成长,留下智慧的宝库。
人们研究的学科有哪些呢?无论是多少,都是围绕着物理世界的信息,和人们主观处理过的信息来研究的。
所听所看所想,人们要表达出来,往往借助语言系统。这里就有了语言学,帮助人们把精妙微妙的意思准确地表达出来。对语言掌握越好的人,越能把自己的想法准确地表达出来,假如心智产生的想法如海水拍岸,千变万化,那么他的表达也会变幻无穷。(例子,《龙珠复活的F》英文配音版中的弗利萨)平庸的语言利用者,说话会发生多种细微意思都映射到同一句话上的情况。至于艺术和文学作品中的语言风格,则是语言模糊性所允许的同一意思的不同表达,由此产生的。
世界原始的信息,和人们产生的信息,人类能够直接感受的,有声音和图像,以空气震动和电磁波的形式传递。为了能够随时随地获取远处的信息,人们开始研究信息传递——一些理科,比如电磁波,研究电磁波的物理特性,为应用作准备;物理学,作为基础的基础,支持电磁波的理论。而应用学科,信号与系统,研究信号是什么样的,是怎么处理的;数字信号处理,研究信号如何才能处理得到人们想要的结果,怎么把声音等信号过滤和处理;光通信、无线通信,研究如何把信号以最小的衰减传递出去,能够被尽量完整准确地接收;计算机网络,研究网线传输和WIFI传输信息时,是如何架构的,如何在物理上和逻辑上确保信息接收无误。
研究了信息如何传递,人们也会研究如何对信息进行处理。最老派的办法是人自己处理,然而当海量信息需要处理的时候,人们希望机器能够帮自己干活,摆脱重复性无创造性的工作。于是,有了这些研究信息处理的学科——首先是冯诺依曼的二进制计算机原理,提出能进行逻辑运算和数据存储的机器;然后有汇编语言,把机器语言让人可以读懂;再到高级程序语言和编译原理的研究,让人只按照逻辑来研究算法成为了可能;计算机只能读懂数字和逻辑,因此人们还必须具备数学知识作为工具,包括代数和几何,把任务转换成数学和逻辑表达,交给计算机进行处理;配合其他应用学科,比如数字图像处理,如何对视觉图片进行处理;计算机视觉,如何对图像进行理解;DSP,如何对声音进行处理。利用一些工具,比如机器学习,研究如何用统计数学和逻辑,让机器对模式进行识别,人工智能由此而来;比如计算智能,通过引入随机性,利用计算能力,找寻凹凸不平的问题曲面的最优解,学习鸟群的swarm intelligence,也有学习基因传递的genetic algorithm等等。
这些需要被传递和处理的信息,一部分是关于这个物理世界的描述的。比如,物理研究宇宙的根本机理和运作方式,化学研究微观粒子的有机组合与变化,生物研究大分子产生的有机体以及他们作为整体形成的生态系统。
另外很大一部分是关于人们之间的心智的——人们还专门研究其他心智的成果。所以人们研究历史,看历史的跌宕起伏,从中拾掇古人的智慧,从古人的成功中获取经验,从古人的失败中总结教训。人们也研究地理和人文,研究当代的人类作为一个群体,有着怎样的现状,他们的心智和成果是什么样的。社会学科研究人与人之间的关系,研究人们如何合作生存,如何组建政府,社会如何劳动分工和成果分配,等等。人们研究如何利用智慧提供可交换价值,并获取财富,于是有了商业,有了各个职业。
想了这些之后,再思考DSP,就觉得有用多了。信号如何采样,如何才能完全恢复。为什么Z域,什么物理含义;为什么DTFT是一种特殊情况,为啥把信号看作正弦余弦信号的叠加而不是别的信号叠加;怎么证明勾股定理;为什么自然对数这么神奇;等等。有了一开始的思考,思考就会求根溯源、深入下去,以获取最深刻的联系,如此才能满足好奇心,才真的把知识学到手了。
与诸君共勉。
10/21/2015
宁广涵