心智計算理論:智能即計算

2020-12-13 DeepSci

01

關於心智有兩個深刻的問題:「智能怎麼產生」、「意識怎麼產生」。

如果說隨著認知神經科學的發展,智能能夠部分地從「謎」變成問題的話,那麼,意識則仍然是謎中之謎。

所以我們還是先探討,人類關於智能這個問題的發現,和回答。

智能有幾層含義,第一層是指一種能力傾向(通常用智商來衡量);第二層則是一種理性的、像人類一樣的思維。

這樣說可能還是比較籠統,就像人們對心智的認識一樣:我們都熟悉它,甚至一見到就可以判斷出對面的物體是否具有智能,但我們很難清晰描述它。

作家戴維亞歷山大史密斯對智能的特點做了描述,他認為:

首先,即使這個智能體做決策所依賴的規則不為人類理解,但我們可以看出其行為是在一套理性的規則指導下進行的;其次,它們看重某些事情,想要什麼東西,並且在面臨障礙的時候仍然去追求。

歸納出來的定義就是:智能是面對障礙,根據理性規則或遵循事實做出決策,從而達到目標的能力。

從這個定義大家一定已經想到了:那,計算機不就是一個很好的例子嗎?

對,這源自數學家艾倫·圖靈的研究:圖靈機。

他當時的設想是這樣的:可以設計這樣的一臺假想機器,能夠根據機器的內部程序,輸入符號和輸出符號相應地和海量合理解釋中的任意一條相匹配。

這意味著我們可以建造一臺機器來模擬這個世界,並對之作出預測。

也意味著我們可以製造一臺機器含有理性思維,在某種意義上「思考」。

計算機最初的設計是為了模仿假想的心智計算機,一種新的理解人類智能的方式誕生了。

從而,人類對心智中智能的理解也從某種特殊的精神、物質、能量上移開了。

我們意識到有這樣的一種東西:它是兩個東西之間的關聯,這種關聯是由一些規則決定的,並且凡是有差異的地方它就會出現。

這就是,信息。

心智計算理論隨之出現,它認為,智能即計算。

02

「心智是如何和物質發生作用的。」是一直困擾著思想家們的問題。

傑瑞·福多說:

自怨自艾能讓一個人哭泣,洋蔥也能。

我們無形的信念、欲望、想像、計劃和目標如何反映並撬動我們所處的這個世界呢?

計算機的出現很好地解釋了一些東西。

比如,在計算機中,信念是記憶、欲望是目標、思考是計算、知覺是感受器、行動是引發目標的執行操作。

當然在這個時候你一定會反駁,什麼啊,計算機並不是真的理解或嘗試做任何事情,如此類比,根本是概念不清。

而且,人類的信念、欲望和知覺,是伴隨著一些感受的,也是有意識的,而這些都是機器所沒有的。

確實。

不過我們開頭說了,且讓我們先只看心智中的「智能」部分,關於意識這個謎,就先謹慎地,放在一邊吧。

繼續說智能這個話題。

說起神經科學,大家多少可能都對一些詞彙感到熟悉,比如:

神經元軸突、神經突觸,軸突跨越長長的間隔高保真地傳輸信息,當它的電信號在突出被轉換成化學信號時,信息點物理形勢發生了變化,而信息本身則保持不變……

另外我們也聽說過基因編碼等詞彙。

信息處理是大腦的基本活動這個觀點,已經滲透到各個角落,也已經深入人心。

03

最初接觸心理學的時候印象最深刻的詞之一就是「心理表徵」。

這個詞跟柏拉圖的山洞理論對應:頭蓋骨就是我們的山洞,心理表徵則是影子,內部表徵的信息,就是我們對這個世界的一切所知。

當時對埃裡克·坎德爾經典的自傳《追尋記憶的痕跡》印象深刻,不僅認識了長時記憶與短時記憶、外顯記憶與內隱記憶這些概念,甚至記住了「突觸聯繫強度的改變是學習和短時記憶的細胞機制」這樣學術性很強的話。

擁有這些概念讓我受益匪淺,拿現在流行的拼圖理論或者心理組塊等概念來說吧,這些都是基於心理表徵、突觸連接等基本概念之上而形成的。

人們只不過發現,所謂高手,或許就是通過不斷的刻意練習,擁有很多穩定的組塊,並且可以將其轉化為可隨時調用的一個個套路,在潛意識中發揮作用。

心理學試著歸納了幾種主要格式的表徵。

視覺影像。就像一個二維的、圖像般馬賽克中的模版。語音表徵。就像播放磁帶一樣的一段音節,這是短期記憶的重要組成部分。語法表徵。動詞、名詞、詞組、從句、詞幹、詞根、因素、音節等,它讓我們的理解出現了層級。

另一個特殊的,是心理語言。

心理語言中存儲著我們的概念性知識,當你讀完一本書、看完一部電影、你忘掉了幾乎所有的細節,得到的是它們的內容和要義。

這是心智的通用語言,心智模塊之間是通過心理語言來進行信息交流的。

我們可以描述我們所看到的,想像我們聽到的描述,執行指令。

相比較其他表徵,這種信息是存儲在長期儲存的海馬及連接結構,容納負責決策的迴路的額葉,而不是直接連接到處理原始感覺輸入的區域。

而絕大多數輸入纖維攜帶的是神經科學家稱之為「高度加工」的輸入,這些輸入來自於離最初級的感覺區域往下走好幾站地的區域。

輸入的組成包括:物體代碼、單詞代碼和其他複雜概念的代碼。

通過對智能的定義,心智計算理論的概念以及心智模塊間的通用語言的描述,我想我們可以感覺到,即使人類的心智只是一個用生物組織做的機器人的機載電腦,其複雜、微妙和靈活性也是令人讚嘆的。

而我們,不需要用神靈或者神秘力量來解釋一切,也不需要為了表現得更具有科學性,而忽略自己所感知的真實性。

我們更不需要宣稱人類是基因的傀儡或者幾條捆綁的條件關聯之類的。

我們既擁有人類思維的敏捷性和洞察力,又能夠掌握解釋人類思維的機械框架。

除了神經科學的發展,與心智計算理論相對應的,還有人工智慧的存在。

雖然現在我們離真正的「強人工智慧」看起來還很遙遠,但是,誰也不知道人工智慧最終將達到什麼程度,它又將經歷什麼樣的變遷。

是啊,誰知道呢!

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