The Computer Science Interpretation of "Self awareness"
大脑神经网络所处的两种状态:警醒与睡梦
引用计算机科学的知识,将警醒和睡梦看作是两个运行的程序,且这两个程序不能同时运行(忽略中间状态)。
认知停机问题
“停机问题”是计算机科学中的一个著名问题,将其推广到认知科学领域,我将它称作“认知停机问题”。
对于警醒和睡眠这两个运行的程序,都存在运行和停止的问题。唐常杰老师证明梦境中是不可能检测出梦境是否会醒过来的[1][2][3]。可以将唐氏定理简单地表述为:
定理1:一个人在做梦的时候,不存在一种方法来判断这个梦什么时候会终止。
另一种等效的表述:
定理2:一个人在做梦的过程中,不存在一种方法可以证明自己是在做梦。
证明:
(同停机问题的证明以及唐常杰的证明)
既然警醒与睡梦是两个可以互相转换的状态,将上述定理推广到警醒状态,则可以表示为:
定理3:一个人在警醒状态下,不存在一种方法可以证明自己进入睡梦状态。
或者等效地表述为:
定理4:一个人在警醒状态下,不存在一种方法能够证明自己是警醒的。
证明:(同睡梦过程的证明一致)
上述定理还可以这样理解:
如果一个正在做梦的人能够知道自己的梦将要中止,那他就不再是处于做梦的状态。如果一个人知道自己进入了睡梦状态,则他这个时候他肯定就是警醒的。
如果一个人能够证明自己现在是警醒的,由于警醒与睡梦是两个不同的状态,只能二选一,则他就能够证明自己进入了睡梦状态。
定理4很奇怪,如果一个人不能够证明自己是警醒的,那他又如何去理性地完成各种任务?这主要是由于一个人是处于外界环境中,且与其他人有着不断的信息交流的。通过这些外界条件,一个人可以准确地判断出自己是否处于警醒状态。要让一个人完全不受外界条件的影响,可以采用感觉剥夺的方式。
如果一个人完全处于感觉剥夺状态会如何?我读书的时候上心理学课,老师说心理学家曾经做过这样的实验,实验结果非常残酷。
“我”是一个什么东东?
从上述的“认知停机问题”出发,可以对“我”这一概念进行初步探讨。
一个人可以问这样一些问题,诸如“我”是什么概念,为什么“我”与众不同?为什么“我”知道这些东西而其他人却不知道?如果没有了“我”,这个世界还存在吗?……等等,如果不借助外界条件,一个人是无法解释清楚这些概念的。但如果你面对其他人,你则可以很有信心地告诉他,“他”是一个什么样的含义。
如果将上述的4个定理综合在一起,可以表述如下:
定理5:一个人不论在什么状态下,都不能够证明自己处于什么样的状态。
证明自己状态的唯一方法就是通过外界条件来实现。
因此我们可以这样认为,人们经常用到的“我”的概念,完全是相对于外界物质条件、其他人等参照物而形成的。离开了这些东西,“我”就不存在。此时大脑神经网络系统无法从外界获得任何的感觉输入和输出。当然大脑中存储的过去已经形成的“我”的知识还会起作用,但这只是一种如同计算机硬盘中存储的数据那样的东西而已,“自我意识”会逐渐淡化。
这种情况下大脑神经网络的运行,就完全等同于一台始终都运行着的计算机。
让计算机具备“自我”
由此推测,如果要让计算机获得如同人类一样的“自我意识”,有个性,应该让一个计算机程序在运行的时候,能够从与其他程序的交流过程中,逐渐形成“自我意识”,并逐渐形成计算机的“个性”。
附睡眠和警醒转换状态图:
参考文献:
[1] 唐常杰 递归梦的判定性与图灵停机问题--盗梦空间科普札记之三
http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=379947
[1] 唐常杰 用科学家的目光看《盗梦空间》
http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=379573
[1] 唐常杰 盗梦空间科普札记之一:梦里乾坤嵌套深,醒来可知在哪层?
http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=379224