理論上最好的編程語言: 哲學基礎篇

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2016 年 3 月份，谷歌圍棋人工智慧 AlphaGo 以 4:1 的總比分下贏了韓國圍棋選手李世石，這個事件再次將 AI（Artificial Intelligence）的概念和技術推向了輿論的風口浪尖。雖然媒體對這個事件進行了各式各樣的渲染，但我對這件事情的反應非常平淡——僅僅是想到了中學課本中的《荀子.勸學篇》：

登高而招，臂非加長也，而見者遠；

順風而呼，聲非加疾也，而聞者彰。

假輿馬者，非利足也，而致千里；

假舟楫者，非能水也，而絕江河。

馬奔跑的速度總是比人快，而舟船能在水面上呆著的時間也比人長了很多很多。善於利用工具的人類往往比不利用工具的人類強了一個層次。而人類利用的工具也在人類歷史的長河中為人所改造進化，從自然存在的東西變為了人造的東西。這個 世界 -> 人類 -> 人造工具 的過程如下圖所示:

這裡，我用 input output inout（也就是一對 input output 的壓縮） 來表現不同認知實體間的相互作用。

這樣，我們可以明確認識到哲學上的"矛盾螺旋"（"否定之否定"）實際上就是人類與人類外部世界間 input output 循環磨合的過程。在這個過程中，我們對世界進行了改造，誕生了 artificial tools（人造工具）這塊認知實體。

編程語言就是 artificial tools 中的一部分。而依照編程語言規範而寫出的程序源代碼，即是可被編譯器編譯以用於控制機器行為的文本。

為了更清楚地表達"程序源代碼"和普通文本的不同，這裡我要從"數據結構"（Data Structure，縮寫 DS）這個概念里分出一個新概念: 可運行數據結構（Runnable Data Structure，縮寫 RDS）。它相比其他數據結構的最大特點就是具有輸入輸出（至少是具有輸出功能）。可運行數據結構，根據其輸入輸出是否具有記憶性，又可分為函數（function）和狀態機（state machine）兩類，如下圖所示:

• 函數（function）的輸出只取決於之前特定時刻的輸入（或者無輸入，只給出特定的輸出），無狀態（記憶）。函數自身只有被調用這種使用方式，調用即是運行。
• 狀態機（state machine）的輸出則取決於之前特定時刻的輸入和狀態（或者無輸入，根據狀態和時鐘不斷計算出輸出）。狀態機自身則有調用、掛起（就緒）、自動終止、被動終止等使用方式。

其實，如果不把狀態機的語義限定在可運行數據結構這個類別下的話，它還可以是操作系統中的"進程"，或者是"進程"中的"線程"，又或者是操作系統，乃至計算機（硬體）本身。

一個 RDS 要麼是函數，要麼是狀態機。每一個 RDS 可以包含多個 RDS，也就是可以有嵌套結構。被包含的 RDS 稱為子 RDS，包含這子 RDS 的 RDS 稱為父 RDS。一般來說，父 RDS 便是子 RDS 的運行時上下文。

程序源代碼，即是 RDS 中，便於人類記憶與閱讀的一種。因此，它可以是函數表達、狀態機表達、或者由多個子 RDS 組合而成的表達。它之所以能生效，仰賴於編譯器和編譯的目標環境。我們的目標就是用一種編程語言（源代碼）去適配不同的編譯目標環境，使得對不同的編譯目標環境，該編程語言都能充分地利用該編譯目標環境的資源。

這裡再將 RDS 可以控制的物理硬體稱為可運行器件（Runnable Device，縮寫 RD），將正在運行的可運行數據結構稱為 RDS-IR （Runnable Data Structure In Run，注意 DS 和 RDS 都是可存儲的數據，而 RDS-IR 則是運行中的 RDS 了）。這樣就可以將一個正在運行的 IT 系統展示為 RDS-IR 和 RD 組成的，如下圖所示的組合:

從圖中可以看到 ，很多 RD 可以聚在一起組成新 RD，一個 RDS-IR 可以有很多子 RDS-IR，這種嵌套式的結構可以持續許多級。箭頭代表通信鏈路。在物理硬體里，一個子 RD 要和父 RD 以外的 RD 通信，則必須通過父 RD 的通信介面才行。

那麼，一個子 RDS-IR 要和父 RDS-IR 以外的 RDS-IR 通信，是否理應通過父 RDS-IR 的通信介面才行呢？

當我們把整個 IT 系統用這種方式抽象出來之後，好像能隱約地覺察到什麼。但是這種覺察在感覺上還是相當不可靠，也不具體。接下來，將結合編程語言與程序發展的歷史，來具體探究 OOWA 設計時，應當遵循的幾項原則。

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