在现代计算机科学的发展过程中，编程语言不仅是技术工具，更成为哲学探讨的重要领域。程序语言中的“意义”和“指称”问题，源自语言哲学的经典命题，却在编程语义学中表现出特殊的复杂性。这种复杂性关乎软件的正确性验证、模拟程序能否成为理论模型以及程序与现实世界的关联等核心问题。深入理解这些概念，有助于从根本上把握编程语言的内涵和计算机科学的哲学基础。 编程语言的起点是语法规则，明确语言构造的合法形式。而语义则赋予这些构造以具体含义，即如何解释和执行指令。
对于命令式高层编程语言而言，关键是弄清楚语义是如何定义语言构造的意义，进而这些意义能否确指外部实体，从而实现程序的“指称”。 哲学中经典的意义与指称问题最初由弗雷格提出，核心是探讨词语的意义是否源自于其所指对象，还是意义先行决定指称。在自然语言中，“意义决定指称”的弗雷格式观点被广泛认同且深入发展。然而，当这一问题被搬到编程语言领域时，情况变得复杂和微妙。 编程语言的几大主流语义定义分别为操作语义、指称语义、博弈语义和公理语义。操作语义通过定义程序执行时状态转换规则，刻画指令在抽象机器上执行的具体过程。
每条指令背后是一系列状态变迁，整体构成程序运行的轨迹。指称语义则采用数学域模型，将语言构造映射到抽象函数或集合，实现形式化的语义解释。博弈语义则视计算为程序与环境间的对话，细腻捕捉交互过程中的策略与行为。公理语义关注以逻辑公理系统诠释程序，通过形式证明确保程序满足预定性质。 这四种语义在哲学上体现出对“意义”的不同理解。操作语义强调行为过程，指称语义强调数学抽象，博弈语义侧重交互策略，公理语义则以逻辑证明为中心。
它们构建了对编程语言意义的多元视角，共同支撑软件的形式验证和可靠运行。 尽管语义帮助定义程序构造的“意义”，但要判定程序是否具备指称性，即程序代码及其语义是否直接指向外部世界，是另一个层面的难题。从哲学角度看，程序的语义往往是对抽象机器状态和转移的描述，这种抽象机器是对实现程序的物理机器的理想化模型，因此程序语义本质上指向的是内部执行机制，而非外部实体。 这一观点反驳了某些外部主义学派所持的程序即理论模型、程序语义即指称现实对象的主张。程序语义虽然具备确切的内涵和执行效果，但其“指称”更准确地说是指向实现细节，而非现实世界的对象或过程。 在探讨指称理论时，哲学界存在多种流派。
描述论强调通过特定的描述性内容确定指称对象，符合传统的语义描述方式。但在程序语义中，抽象机器及其各语义呈现的均为形式化且多义的模型，难以实现对唯一外部对象的直接指称。多重实现性导致同一程序语义可对应多种物理机器状态，破坏了一对一指称关系。 字符论提出指称是语境函数，指称依赖于具体语境参数。虽然这一理论对自然语言的指称动态相当适用，但编程语言语义缺乏对应的“语境执行”机制，语义对指令的解释在不同实现上保持稳定，缺乏动态指称转换。 因果论依赖于命名与物理对象间的因果联系链，但程序语义中的抽象概念与物理存储或硬件之间并没有直接的因果指称链条。
意向论则强调言语者意图对指称的塑造，这一理论在程序设计和验证中尤为关键。开发者的意图决定了程序语义与特定物理机器以及外部环境的对应方式。即因开发者意图建立程序与实现硬件的对应关系，才能实现从程序语义到物理执行的“指称”。 因此，程序意义与指称不存在简单的“意义决定指称”关系。程序意义本身为抽象、形式化内容，仅借助开发者等主体的意向行为，语义才能关联特定物理实体。换言之，意义和指称在编程语言中是相互依存但非简单决定关系，还涉及实践与意图的综合因素。
这一哲学分析对计算机科学实践也具有指导意义。当我们谈论程序的正确性时，语义提供了形式基础，说明程序能够实现预期操作；指称则涉及程序能否真正映射现实环境的特征，进而影响程序运行的可靠性和实际效果。单纯的形式语义分析并不能完全保证程序在真实世界的行为符合预期，必须结合系统实现及测试验证，从而确保指称关系和实际环境的一致性。 此外，关于模拟程序是否可视为经验系统的理论，语义与指称分析提供了重要视角。模拟程序通过抽象模型描述目标系统，但其语义指向的是模拟机的内部机制，而非直接指向被模拟的客观世界。模拟与现实的联系更多借助外部映射关系及意向行为，非由编程语义本身决定。
总结来看，程序语言中的意义主要体现在对程序指令及其执行机制的形式化描述，语义表现为各种对抽象机器状态和操作的规范阐释。指称则涉及程序语义与物理计算机执行、乃至更广泛的现实环境之间的关联。这种指称关系不是单靠语义内涵可固有确定，而是通过开发者意图、系统实现及验证实践等多因素共同建立的。 理解这一点有助摆脱将程序语义直接等同于现实指称的误区，促使我们在软件开发、验证与理论建构过程中更加关注意向性和实现细节。它还提示哲学家和计算机科学家应更深入合作，探讨语言和符号系统中的意义、指称以及表征之间的边界和桥梁。 未来，随着人工智能、数字孪生等技术的发展，程序语义与指称的研究将更加复杂，涉及更多动态交互、环境感知和自适应机制。
哲学上的意义与指称问题，将为理解和设计新一代智能系统，提供理论基础和思辨工具。探索编程语言的深层语义结构及其指称功能，仍是计算机科学哲学中一条富有挑战性的前沿。
