【摘要】生命由細胞組成，依托物質形成有序復雜結構并逐步演進。人體細胞、組織、器官、系統的層次結構和分工協作是生命的本質特征，為人類發明認知機器提供啟示。信息技術使人類擁有介入精神、意識、認知性活動而非客觀物質性活動，這是質的改變，并非傳統意義上的工業革命，應將圖靈機和電子計算機的誕生作為“智能時代”的起始標志。將生命體的認知機制從人的智慧中剝離，通過物理機器具象化實現，構建通過硅基機器實現碳基生命智能的物理路徑。認知物理學是認知科學和物理學跨界的新范式。物質、能量、結構、時間構成的“認知四要素說”，是統攬人和機器認知的第一性原理。智能時代，應該讓人更加智慧、機器更加智能，形成迭代共進的良性循環，這正是人類生命價值的意義所在。

【關鍵詞】細胞物理學 負熵 信息革命 思維軟構體 認知物理學

【中圖分類號】 B842.1/O4 【文獻標識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2025.15.002

【作者簡介】李德毅，清華大學特聘教授，中國工程院院士，國際歐亞科學院院士，中國人工智能學會名譽理事長，中國指揮與控制學會名譽理事長，“吳文俊人工智能最高成就獎”獲得者。研究方向為計算機工程、不確定性人工智能、認知的形式化、機器認知、智能駕駛。謝耘，北京郵電大學兼職教授，首都科技領軍人才，北京東方通科技股份有限公司首席科學家。研究方向為信息技術應用、技術與產品創新，主要著作有《智能化未來：“暴力計算”開創的奇跡》《創新的真相：技術邏輯與市場局限的沖突與融合》等。

生命究竟是什么？智能又如何從物質中誕生？從古希臘哲人對生命起源的深刻思索，到現代科學家對細胞分子的觀測，人類從未停止對生命本質的追問。對生命與智能的探索，始終在科學與哲學的交匯地帶碰撞激蕩。隨著物理學、化學與生物學的交叉融合，籠罩在生命之上的神秘面紗被層層揭開。作為生命演化的高階產物，智能的核心或許正是這種有序結構對外界環境的動態響應與適應性學習。

本文圍繞看似神秘的生命與人類智能，嘗試回答以下關鍵問題：人類為何會將第三次認知革命簡單“誤讀”為信息革命？“死”的機器是如何“活”過來并具備認知能力，超越個人認知能力的？智能時代，人類自身如何實現進一步躍升？這些問題不僅關乎對生命與智能本質的理解，更深刻影響人類文明未來走向。

生命和細胞物理學

為了討論生命智能，研究人一生的認知活動規律，構建認知機器，使之成為人工智能，我們首先需要了解薛定諤的細胞物理學。他于1944年出版的《生命是什么——活細胞的物理學》[1]一書，頗具啟發性。

生命進化的過程，依托于相同或不同的物質，一步步形成有序又復雜的結構。結構性即組織的有序性，而有序性又體現在分工上，即每個部分在各自位置上各司其職，從而為某種整體目的而持續運轉。于是，從無機物到有機物，從有機小分子到有機大分子，從生物大分子到原始單細胞，從單細胞到多細胞；從植物到動物，從蛋白質到動物細胞，從細胞到組織到器官，從低等動物到高等動物，從高等動物到人類，生命一直在進化。[2]細胞內各單元都有特定的結構和功能，這種分工與協作不僅是細胞結構體最能彰顯生命本質的特征，也為人類發明認知機器提供了關鍵啟示——認知機器在認知螺旋中實現從感知到認知、再到行動的過程，正是這種分工協作的體現。

任何生命都無法逃避自然界的“熵增法則”，最終都會走向死亡。生命體大多由氫、碳、氮、氧、硫、磷、鈣、鐵等化學元素，按照復雜的、多層次的化合結構形成，依靠能量維持新陳代謝，依靠負熵維持生命。細胞是所有生命的基本結構和最小單位，一個細胞就是一個充滿活力的世界——眾多物質圍繞細胞核忙碌工作，其目的是確保細胞核的分裂。細胞核的分裂是生產或復制，意味著下一代新生命的開始。目前，人類對生物的研究已進入生物物理學領域，尤其是分子生物學階段。[3]生物物理學研究能量、信息和生命的關系，而分子生物學是研究生命物質基礎的學科，關注細胞成分的物理和化學性質及其與生命現象的關系問題。例如，遺傳信息的傳遞，基因的結構、復制、轉錄、翻譯，細胞信號的傳導等。分子生物學在一個更為精細的世界里，為我們揭示自身存在的全新圖景。

薛定諤指出：從原理層面而言，物理學和化學能夠詮釋生命現象。基因是一種非周期性的晶體或固體，突變是由基因分子中的量子躍遷引起的，突變論即物理學中的量子論，基因和遺傳模式可以用量子理論加以闡釋，染色體是遺傳的“密碼本”。后來DNA雙螺旋分子結構的發現，進一步證實了細胞物理學的判斷是正確的。

生命是物質的，由細胞組成，但充其量是生命物質。如果說達爾文的生物進化論在宏觀層面把人從神的位置上拉了下來，那么薛定諤的細胞物理學則在微觀層面徹底剝去人類的神秘“外衣”。他們的研究表明，生命是平等的，人類與其他生命一樣，沒有什么特別之處；人的動物性在嬰兒期和終老階段，表現得尤為突出。生命不過是物質在宇宙中呈現的一種現象，在一代代的生存中進化，通過繁衍實現生命種群之延續。

在太陽系的八大行星中，地球是目前已知唯一存在生命現象的星球。地球的表面是一個生命圈層，植物與動物是這一圈層的主要承載者，而在該圈層及整個生命鏈條中，人類往往自視為處于最高端或主導地位。但這種認知的依據是什么？相較于其他高等生物，人之為“人”的特殊性究竟在哪里？除了基本的生存與繁衍需求，人類的高明還表現在哪些方面？

被“誤讀”的信息革命

物理學研究的對象是物質與能量。對于上述問題，長期以來，不少人試圖用“信息”“信息技術”及“信息時代”進行解釋，將信息與能量、生命置于并列地位。許多觀點認為信息是“客觀世界的構成要素”，更有甚者聲稱“信息是與物質、能量并列的宇宙三基元”。

“信息時代”的說法始于20世紀70年代，泛指微電子技術、計算機和互聯網的普及。可惜，在人類集體意識中，“信息時代”的稱謂并未站在人類整體文明進程的高度，去標志某一特定的科學發現或者技術突破的價值。歐美學界認為人類在1969年進入信息時代，中國學者則以1984年作為本土信息時代的開端。“信息時代”這一稱謂的尷尬之處在于，信息的發端可追溯至語言和文字的誕生、印刷術的發明等歷史節點，若將其視作人類新的文明時代的起點，全球尚無公認的標志性歷史事件，也沒有被大眾普遍認可的權威時間節點。至于將“信息革命”解讀為第四次工業革命，更是一種“誤讀”。我們有必要重新回顧人之為人的人類文明，因為這是其他高等生物不具備的特質。

從遠古開始，無論是石器時代、農耕時代還是工業時代，人類作為地球上的物種之一，面臨的最大問題是生存和繁衍過程中的物質滿足。人類始終沿著這條主線發展，持續強化自身在物質世界中的獲取能力和行為能力，征服并改造物質世界，以確保生存與繁衍。而實現這種能力躍升的關鍵，便是不斷發明作用于物質之上的工具——物質性工具。

近400萬年的自然進化，使人類形成基因優勢，得以脫離蒙昧、發明工具；300萬年間逐步形成語言優勢；6000年前發明文字和教育。[4]文明的存續依托記憶，人腦產生記憶，文字成為歷史載體，形成人類的文化優勢和教育優勢，這可以看作第一次認知革命。近500年來，人們借助物質和能量發明動力機器，形成科技優勢，解放人的體力，大大擴展人類活動的物理空間，形成第二次認知革命。現代科學發端于對物質世界的認識，進而衍生出物質科學和工程技術，作用于物質之上，滿足人類的物質需求。改變物質的存在狀態或者性質，主要依賴物理學和化學。這類科學和技術可統稱為“物質性、能量性的科學和技術”，用以解釋宇宙中物體的規律。近100年來，人類發明各式各樣的傳感器和智能的機器，讓無“生命”的機器“活”起來，努力實現包括認知大模型在內的認知形式化，解放人的智力，形成智能優勢，從而邁入第三次認知革命。[5]三次認知革命，一次比一次以更快的節奏到來。

農業革命本質上是工具革命，基于物質和結構。人類發明創造各種各樣的勞動工具，以此拓展自身的體力，實現生產力的躍升。工業革命本質上是動力革命，基于物質、結構和能量，歷經蒸汽機、發動機、航空、電力、原子能、太空飛行等重大科技的突破和躍升，大大解放人類的體力和體能，提升人類生存質量與活動空間。如果說蒸汽機的發明是第一次工業革命的起點，電力和計算機分別是人類第二次、第三次工業革命的標志，那么，把信息革命說成是第四次工業革命，就過于牽強附會，實則誤讀了信息和信息革命的實質。因為信息并不是能源或能量，不是物質層面的存在。今天，我們有必要重新認識究竟是什么成就了人類，重新認識信息，重新認識計算機之父和人工智能之父艾倫·圖靈的歷史貢獻。

人類認知的歷史，是在渴望的驅動下，不懈追求認知的確定性，而又不時顯現認知的不確定性的歷史。[6]作為一個物種，人類在宇宙中歷經世代進化并延續至今，進化軌跡并非單靠某一代人的主觀努力就能改變，其進化方向也難以預測和改變。但人類已然創造并持續推進的文明，以及相伴而生的農業革命、工業革命與認知革命，始終在并行發展中交織起伏。將人類的智能通過文字、文化和教育，借助發明和創造延伸到體外，轉化為工具和機器乃至人工智能，迭代為長期存在于物理世界的人造物，構建起支撐人類后續發展的新的智能環境生態，成為滋養后代智能和智慧、推動人類文明持續發展的核心力量，這才是人之為人的特殊性，是其他高等生物未能做到的，也是人類生命除生存和繁衍之外的另一個重要意義所在。

認知科學與信息技術是與人類精神活動和智能活動直接相關的科學與技術，人類語言文字的出現與教育的誕生，以及哲學、文學、藝術、音樂、數學和通用可編程電子計算機的誕生，開辟了“結構性、時間性的科學和技術”，既可與“物質性、能量性的科學和技術”比肩，更可用以思維、想象、創造乃至幻想，解釋人類的精神世界。從19世紀到21世紀中葉，這250年是人類歷史上科學與技術的爆發期和興旺期，科學與技術大大改變了全社會的形態和人類生活。在科學層面，人類實現以數學、物理學、相對論、量子物理、化學、生命科學、認知科學、社會科學為代表的重大突破；在技術和工程層面，人類取得全方位的進展，如合成材料、電力、核能、無線通信、航空、航天、計算機、虛擬現實、人工智能等。回顧這個爆發期與興旺期的科技歷史事件和杰出科學家群體，計算機和人工智能之父艾倫·圖靈提出的圖靈機和圖靈測試，開創了用能量激活非生命的物質機器的嘗試——依托時序形成思維，讓機器“活”起來，由此開啟計算智能和語言智能的全新征程。筆者認為，人們遠遠低估了艾倫·圖靈、馮·諾依曼這一代科學家對認知科學和信息技術的突破性貢獻。從早期的電子管通用電子計算機、晶體管計算機，到現在基于集成電路芯片的電腦筆記本、手機和機器駕駛腦，它們已不再是傳統的算盤、手搖計算器等算力工具或者動力機器。物質硬構體雖無法實現新陳代謝，但卻能實現階躍式更新，它們不再是“死”工具，一旦通電，便能依托時鐘驅動思維軟構體工作，成為擁有潛在思維能力的“活”機器。正是艾倫·圖靈，基于物質、結構、能量和時間，通過自舉激活讓“死”的物質“活”過來，[7]使機器賴負熵為生，在時序更迭中持續計算、思考；發明可以計算和思維的機器，用思維軟構體的自我復制，完成人類智能的非生命實現，證明認知可以用物理學的方法來實現，由此催生人工智能，開創人類歷史上的第三次認知革命。自此，人類智能可以與人工智能迭代發展，人類進入了一個新的文明進步時代。石器時代和農耕時代，人類發明的工具還不是機器；工業革命時代，人類發明的機器還不會思維；當前，我們已經能夠發明可交互、會學習、自成長的認知機器，它們不但能思維，還可進行變換尺度的暴力思維，或濃縮，或擴展。人類智能和人工智能的迭代發展，使人類能夠以超自然進化的速度，改善生存和繁衍的物理世界：從野蠻走向文明，從早先的“覓食者”躍升為“種植者”“勞動者”“建設者”，現今又進一步躍升為“創造者”。

因此，應該還歷史以真面貌，消除對信息和信息革命的誤讀，將圖靈機和電子計算機的誕生作為“智能時代”的起始標志。信息并不是構成客觀世界的要素，不具備客觀性或物質性，而是屬于人類精神世界的。信息是人類所認知的物理對象的特征、狀態及其變化的人工表述，為人類所獨有。包括信息在內的思維軟構體，源于人類的認知活動，是抽象的結果、想象的現實。信息技術的意義在于，它使人類歷史上首次擁有介入精神、意識、認知性活動，而非客觀物質性活動的技術。這是一個歷史性的質變，而不是傳統意義上的工業革命。[8]

機器和認知物理學

認知物理學是認知科學和物理學跨界的新范式。物質、能量、結構、時間構成的“認知四要素說”，[9]成為統攬人和機器認知的第一性原理。交叉研究彌合了生物學和物理學之間的鴻溝，填補了生物認知和機器認知、人的智能和人工智能之間“缺失的連接”。通過厘清機器在認知層面如何像人又不像人的底層邏輯，為從生命智能轉變到非生命智能找到了關鍵突破口。將生命體的認知機制從人的智慧中剝離，通過物理機器的具象化實現，構建起人工智能的基礎。這不僅從科學理論層面闡釋了智能的本質，更找到一條通過硅基機器實現碳基生命智能的物理路徑。正如個體胚胎發育濃縮重演物種自然進化的歷程，人類文明濃縮重演人類進步的歷程，教育讓個體得以濃縮重演人類認知的歷程，[10]那么，依靠對物質、能量、結構和時間的精細掌控，具備自我復用能力且被激活的機器，同樣能夠對人類認知進行濃縮或擴展。由此，人類擁有的知識和智能，可以用物理機器來解釋并實現，可以傳承甚至永在。認知物理學，已然成為智能時代的一門科學。

認知物理學研究發現，通過人的感官，人腦把物質世界構建在一個主觀的“空無”結構之中，即空間。人腦對物質世界的反映，形成了關于空間的主觀認知。空間是人類描述物質存在與運動的“虛空”載體，是一個主觀虛構的場所或參照系。人腦神經網絡中的瞬時記憶、工作記憶和長期記憶，賦予了記憶連續性，這是人類創造時間、描述和解釋物質運動和能量變化的生物學基礎。因此，空間和時間都是人類認知的精神產物——思維軟構體，并非脫離物質運動的獨立存在物——物質硬構體。世界是物質的，物質是運動的，人類則通過空間結構和時間度量，完成對運動的物質世界的主觀描摹。從科學的涌現邏輯來看，物理學基于原子，涌現出化學；化學基于分子，涌現出生物學；生物學基于細胞，涌現出人類學；人類學基于人腦，通過抽象、聯想和交互，涌現出認知物理學。原子、分子、細胞、器官、人腦，都寄生了不同層次、不同尺度的結構，塑造萬物之形，體現萬物整體之魂，形與魂乃精神產物，是思維軟構體。正是思維軟構體和物質硬構體的糾纏，疊加不同層次或者不同尺度的一次次涌現，才演化出越來越復雜的、不可逆轉且難以簡單還原的宇宙和人類社會。在物質、能量、結構和時間的相互作用中，人類智能和人工智能迭代發展，永無休止。

香農開創的信息論，主要討論信息編碼和信息編碼傳輸的不確定性問題，指出在不同噪聲情況下傳輸速率與失真的定量關系，提出香農極限，[11]但并沒有觸及信息自身。維納說“信息不是物質，不是能量”，[12]但沒有說明信息究竟是什么。事實上，信息是人類思考、思維過程中對物質存在或者運動變化的一種指代，是物質硬構體的鏡像，是結構和時間的衍生物，是思維軟構體的冰山一角。而結構和時間，才是把生命智能與非生命智能緊密聯系在一起的“橋”。機器能夠在宕機后重新激活，而物質的機器成為思維的活體是有條件的。物質硬構體雖會老化，可以被置換，但自身無須新陳代謝。激活機器的鑰匙是時鐘、時序和遞歸，在能量驅動下，思維軟構體和物質硬構體通過糾纏建立時間秩序。思維軟構體可以自我復制、自我復用，抽象形成結構，就有了數學；聯想引發類比和推理，就有了泛化能力；具身交互可以在物理世界獲得驗證。通過抽象、聯想和交互，機器就有了認知迭代能力，也就具備了生命的部分特質——像人又不像人，能夠多次激活。[13]

所謂智力或者智能，只是相對于體力、體能的類比說法，主要依靠后天的學習和實踐。智能的量綱不是牛頓，也不是焦耳，它是無量綱的。無論是人的認知還是機器認知，無論是人的智能或是人工智能，均可統一定義為“學習的能力，以及解釋、解決現實問題的能力”。人類智能是人工智能的“原生家庭”，而人工智能或機器智能則是人類智能的體外延伸，構成人類智能的文明生態。[14]人的智能與意識緊密聯系，但機器智能能夠擺脫人的意識、欲望、情感和信仰的困擾。機器長于思維，長于控物，長于一以貫之的工具性，服從人賦予它的使命，成為物理世界的存在物。借助機器，能夠提高人類社會的認知能力和生產能力，發展經濟，這正是人類智慧所在。需要明確的是，物質的機器無須具有，也不可能具有生命的意識、欲望、情感和信仰，它無須達到，也不可能達到人之為人的全部智慧。[15]

人類文明因記憶而存續，而記憶是智能之母。在類腦研究中，類腦記憶比類腦計算更重要。記憶與遺忘是同一塊硬幣的兩個面，記憶偏向結構，遺忘偏向時間。霍普菲爾德和辛頓借助固體物理學的方法，即人工神經網絡方法，實現了機器學習，尤其是深度學習，這一范式屬于基于記憶驅動的經驗認知模式。進一步來看，認知機器中表達記憶智能的，是預置的、可訓練、可重置的“智痕元胞”網絡。[16]以智痕元胞作為寄生在機器人工神經元之上的思維軟構體，用智痕元胞之間的連接強度和變化體現物理神經元之間的突觸間隙神經遞質的作用，便可實現記憶的調整和控制，完成記憶的重塑。記憶網絡具有冪律分布、無標度、自相似和小世界特性等數學屬性。[17]當特定注意力觸發網絡時，其在特定側面、特定尺度上的整體拓撲狀態被激活，進而完成回憶與再認的記憶提取過程。用納秒甚至皮秒級響應的電子電路和集成芯片，可以濃縮毫秒級響應的神經系統生物化學過程的信號傳遞和處理，形成暴力思維和多元認知。如此一來，一個百歲生物人畢生的思維活動，便可能被認知機器在一分鐘內濃縮重演。

突破計算機器中孤立計算、忽視記憶和孤立思維、忽視具身的局限后，類腦認知的物理機器有望成為一種通用結構。其物質硬構體可采用CPU、DPU、GPU、TPU、QPU、FPGA、SSD等并行處理單元，形成分布式、并行化、異構化系統，且自身無需新陳代謝。[18]認知機器被激活后，可用于構造虛擬機器人，成為人的智能代理，也可用于打造替代人類勞動崗位、形態各異的具身機器人。在機器多元認知的螺旋上升中，存在的認知模式有記憶驅動的經驗模式、知識驅動的推理模式、聯想驅動的創造模式和假設驅動的發現模式。這些模式雖均帶有不確定性，[19]卻共同開辟了各智其智、智人之智、智智與共的新一代人工智能，構建了人類文明的新生態。

大多數情況下，機器依靠記憶驅動或知識驅動，既能接受指導學習和強化學習，也能自主學習，完成由人設定的任務目標，實現使命對齊，并展現出一定的泛化（通用）能力。至于創造，只是極少數智能機器在特定環境中，經由難得的聯想驅動或假設驅動的結果，是人機使命對齊、共生共創、反復迭代的結果，可遇不可求。不過，隨著時間的推移，這類小概率事件的發生，終將成為一種必然；而一旦發生，機器認知對人類文明的貢獻是巨大的。未來已來，智能時代各式各樣的智能體，都將成為人類認知的代理。認知物理學，終將成為屬于所有人的物理學。

沿著薛定諤“生命賴負熵為生”的思路，機器在時鐘、集成電路芯片構成的機器主板、BIOS和OS的支撐下，依靠ROM-BIOS引導加載第一批控制指令，類似于承載生命基因編碼的DNA，被稱作機器預置的初始認知核。[20]人的智能固然和基因相關，但主要依賴后天學習和積累。每一代人都必須從零開始，重新接受教育，通過終身學習與實踐構建認知，且個體認知具有獨立性，其反應速度受限于生物器官的生理特性，這一局限難以突破。機器則不同。認知機器的誕生，體現人類文明的發展和演進。機器的初始認知核反映科學技術發展的累積性，外部干預可升級換代機器的物質、能量、結構并對其進行重新激活；通過物質硬構體和思維軟構造體，預置特定領域的背景，壓縮并預置豐富的數據、經驗、常識和知識，因而具備很高的認知起點。此外，機器配置的傳感器更趨豐富多樣，其具身行為智能在短時間內即可發生顛覆性變化，還能擁有多元智能，實現智智與共。這是生命智能和機器智能最大的不同。激活機器的鑰匙是時鐘、時序和遞歸。[21]機器的自舉過程，是認知核中的硬構體和軟構體糾纏形成的正反饋過程，它引發涌現，讓機器有了認知的能力。人工智能和人類智能的同一性，都源于結構、時間、物質和能量組成的“認知四要素說”。它們在物理上同源，數學上同構，操作上同序，差異僅在于思維周期濃縮或者擴展的尺度。由此，圖靈測試將不再局限于“模仿游戲”，既可以用人的智能為基準測試機器智能，也可以用機器智能為基準測試人類智能。

結語

工業革命以來，人們長期在生產線上如同機器般勞作，這種狀態正迎來根本性的轉變。人類創造認知機器，用機器替代、拓展人類的體能和智能，這就是我們身處的智能時代。認知機器在物理空間的具身系統和具身智能，依靠感知智能和行為智能支撐。這是一種交互式、直覺化的快速思維方式，能夠處理日常生活中的大部分任務，如識別物體、表情、語言理解和作出簡單決策等。感知智能常常以經驗為基礎，通過模式識別、聯想和類比，快速完成與外部世界的交互，因此也被稱為交互智能。而機器在認知空間的認知系統和認知智能，依靠記憶智能和計算智能支撐。這是一種分析式的思維方式，通過邏輯推理、規劃和長期決策，需要投入更多注意力和算力來運作，以便處理較復雜的問題。

認知機器的能力超過個體認知能力是必然的，但要讓機器真正進化為人工生命，仍有漫長的路要走。[22]智能時代人類文明的發展，應該讓人發揮人的智慧，機器發揮機器的智能，用人的智慧培育機器想象力和創造力，用機器暴力思維、創新思維的成果反饋人類，形成迭代共進的良性循環，這正是人類生命價值的彰顯。與千萬年的人類文明相比，一代又一代人的人生雖短暫，卻一定會用人造智能物改善自身生存和繁衍的物理環境，借助長期積存于物理世界的、包括各式各樣的認知機器在內的實體存在，確保人類自身更加智慧、更加自律、更加尊嚴、更加優雅地生活。

注釋

[1]S. Erwin, What Is Life? With Mind and Matter and Autobiographical Sketches, India: Cambridge University Press, 2012.

[2]查理·達爾文：《物種起源》，韓安、韓樂理譯，北京：新星出版社，2020年。

[3]菲利普·納爾蓀：《生物物理學：能量、信息、生命》，黎明、戴陸如譯，上海科學技術出版社，2019年。

[4]吳軍：《文明之光》，北京：人民郵電出版社，2017年。

[5]D. Y. Li, "Cognitive Physics—The Enlightenment by Schrödinger, Turing, and Wiener and Beyond," Intelligent Computing, 2023, 2.

[6]李德毅、杜溢：《不確定性人工智能（第二版）》，北京：國防工業出版社，2014年。

[7]A. M.Turing, "Computing Machinery and Intelligence (1950)," The Essential Turing: The Ideas That Gave Birth to the Computer Age, 2012, pp. 433-464.

[8]謝耘：《工具的覺醒—智能、理解和信息技術的本質》，北京：機械工業出版社，2025年。

[9]李德毅等：《機器認知四要素說》，《中國基礎科學》，2023年第3期。

[10]李德毅、馬楠：《人工智能看教育》，《高等工程教育研究》，2023年第3期。

[11]楊義先等：《通信簡史》，北京：人民郵電出版社，2020年。

[12]維納：《人有人的用處》，陳步譯，北京大學出版社，2014年。

[13]李德毅：《機器如何像人一樣認知》，《中國計算機學會通訊》，2022年第10期。李德毅：《機器如何不像人那樣認知》，《中國計算機學會通訊》，2024年第7期。

[14]李德毅：《論智能的困擾和釋放》，《智能系統學報》，2024年第1期。

[15]李德毅：《人工智能看智慧》，《科學與社會》，2023年第4期。

[16][20]李德毅等：《認知機器的結構和激活》，《智能系統學報》，2024年第6期。

[17]李德毅：《網絡時代人工智能研究與發展》，《智能系統學報》，2009年第1期。

[18]李德毅等：《認知的形式化》，《中國基礎科學》，2024年第2期。

[19]李德毅等：《認知機器如何創造》，《中國基礎科學》，2024年第6期。

[21]尼克：《馮諾依曼與人工智能》，《人工智能簡史（第2版）》，北京：人民郵電出版社，2021年。李德毅：《認知物理學基礎：認知自然和人類自身的奠基石》，《人民論壇·學術前沿》，2024年第14期。

[22]D. Y. Li; W. He and Y. K. Guo, "Why AI Still Doesn't Have Consciousness?" CAAI Tansactions on Intelligenice Technology, 2021, 6(2).

Cognitive Machines: The Inanimate Embodiment of Intelligence

Li Deyi Xie Yun

Abstract: Life is composed of cells, forming ordered complex structures through material substrates and evolving progressively. The hierarchical organization and collaborative division of labor among human cells, tissues, organs, and systems constitute the essential characteristics of life, offering inspiration for humanity's invention of cognitive machines. Information technology enables human intervention in mental, conscious, and cognitive activities—rather than objective physical activities—representing a qualitative shift distinct from traditional industrial revolutions. The advent of the Turing machine and electronic computer should thus be regarded as the inception marker of the "Intelligence Era". By decoupling cognitive mechanisms from human biological intelligence and physically materializing them through machines, we establish a pathway for realizing carbon-based life's intelligence via silicon-based machines. Cognitive physics emerges as a novel cross-disciplinary paradigm bridging cognitive science and physics. The "Four Fundamental Elements of Cognition" consisting of matter, energy, structure, and time is the first principle governing the cognition of both humans and machines. In the Intelligence Era, humanity should cultivate greater wisdom while enhancing machine intelligence, fostering a virtuous cycle of iterative co-advancement—this embodies the intrinsic value of human existence.

Keywords: cellular physics, negative entropy, information revolution, soft constructs of thought, cognitive physics

責 編∕張 貝 美 編∕梁麗琛