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【读书笔记】How to create a mind : secret of human thought

已有 5079 次阅读 2014-5-5 21:43 |系统分类:科研笔记

“假如记忆可以移植”是某一年的高考作文题。它假设“记忆”同人的器官一样,可以“移植”到其他人的身体里。但是记忆不是普通的“器官”,而在某种程度上代表了“人”本身。如果你能够接受:“一个人在被移植了其他人的记忆后,将拥有两个人的人格”的说法,读完这本《如何创造智能——揭秘人的思维》后,你可以能会接受更疯狂的观点:“未来,机器将拥有同人一样的智能,而以生物体为基础的人将同智能机器完全融合,并定义为新的人类。”也就是说,人不只可以移植(或者说分享)记忆给其他人,还可以将记忆移植(或者说拷贝)到智能机器上。更重要的是,这些并不是科幻小说式的假设,而是非常严谨的科学预测。

全书分为11个章节。很短的第一章介绍了思维实验(Thought Experiments)对于科学发现的重要性。很快第二章就举了两个小例子来证明我们的大脑是线性地记忆特征和构造多个层次的模式来认知世界的,而第三章就具体介绍了如何通过分层的结构来模式识别和存储记忆。从第四章开始就步入正题,具体分析了生物脑部结构的特点,主要是重复性和灵活性。重复性就是说大脑里神经元的结构是非常相似的,能够记忆不同的内容,主要是连接方式的区别;而灵活性则强调了不但冗余的结构可以有相同的功能,相同的结构也可以处理不同的任务。因此,如果我们想人造一个大脑出来,可能并不需要记录已有大脑的每一个细节,而只要有一个数学上等价的模型来模拟不同的功能就可以了。

那么我们需要模拟哪些功能元呢?第五章逐一介绍了对于底层次大脑的功能组件的研究进展。具体包含:接受数据的感觉系统,综合数据的丘脑,负责短期记忆的海马体,负责协调动作的小脑,和造成情绪反应的机理。而我们人类大脑特别强大的新皮层,则是负责复杂的认知,像人的天赋,创造力和爱的能力等等。所以,模拟大脑的重点,就在于如何用机器实现大脑新皮层的功能。

第七章介绍了科学家在人工智能研究中的努力。首先在125页给出了时间表,也就是按照计算机的处理速度和存储能力来看,在今年(也就是2014年),人类可以模拟出老鼠的大脑,而完全模拟出人类的大脑则要等到2023年左右。这个是如何做到的呢?在20世纪中叶,非常热门的神经网络(Neural Nets)就是在这个背景下产生的。不过,由于它自身的一些根本性的弱点,现在并不是主流。作者接着介绍了他自己实现过的用语法和聚类来做语音识别。但是这需要人去定义语法,而为了让机器自己能够学习出语言规则,可以用分层的隐马尔科夫模型(Hierarchical Hidden Markov Models)和遗传算法(Genetic Algorithms)去得到最优化的语音识别模块。最后,应用到商业软件(如Siri)中的则是同时利用数据规则和语法规则构建的综合模型。作者认为,模拟整个大脑完全可以采用相类似的技术:先建立许多复杂的自组织模型学习不同具体功能,然后用更高层次的模型将底层模块连接起来,达到让机器一步一步学习的效果。

第八章从理论的角度对比了人脑和电脑,也是我最有共鸣的部分。因为里面介绍说计算机的鼻祖,冯·诺伊曼,在晚年的研究中提到:基于图灵模型所构造的计算机是完全可以模拟人脑的运行的。而这个就是我在大二学完计算机的基础理论后所反复困惑的一个问题。由于那个时候看的都是中文教材,也没有计算机理论方面老师的提点,我是问了武汉大学教哲学的一个老师这样的问题:能否用计算机模拟人的思维——对于逻辑的部分按照计算机的语言执行,对于非逻辑的部分采用随机数来给出不确定的答案。当然,哲学老师根本就不大懂我在说神马,而这个我所困惑问题,竟然前人已经有分析过啦~

翻开第九章,感觉更加亲切了,因为小标题就是:谁有意识(Who Is Conscious?)。而我在写本文的电脑桌旁就贴着2005年科学杂志上的一篇论文:意识的生物基础是什么(What Is the Biological Basis of Consciousness?)。书中的这一章有很多很有趣的讨论。因为哲学思维不强的人常常会靠自己的直觉来定义概念,而却无视掉很简单延伸后的逻辑漏洞,作者在这里整理了各种理论,然后一一分析其合理性。同样的,书中另外被反复讨论的哲学概念还有:自由意志(Free Will)和自我认定(Identity)。由于论述较多,并且对于这些概念的理解并不存在标准的答案,感兴趣的读者可以自己翻阅。

第十章基本是延续了前作《奇点就要来了》中的论述:由于以信息技术为载体的计算机硬件和软件能力都是指数式的发展,在未来的十几年里面,人类发明的计算机将拥有模拟人脑的能力。而最后一章记录了各种争论点作为补充。

后记中,作者表达了自己对世界的展望:“智能是为了能更好的生存而产生的”,“智能或者说科技的进步带来的是更好的生活,而不是更坏(因为我们变得有能力知道灾难在发生,所以感觉是灾难更多了)”,“人类相对于其他动物的飞跃在于更大的大脑新皮层,而未来人相对于现在的飞跃将在于同智能机器的融合”,“这一切都将在21世纪完成”。

而我呢,已经很坚信,将在五年左右的时间里,将研究方向转到对人脑的研究上面去。这不但是因为计算机科技的发展和大脑图像数据的激增,更是因为如果真的破解了智能,传统理解的“科学研究”将会慢慢消失,逐渐被全世界联网的集体智慧所取代。或许,这是最后一个能够作为“个人”有所创造的机会了。


观点摘录:

Page 9: My goal in this book is definitely not to add another quotation to the millions that already exist attesting to how complex the brain is, but rather to impress you with the power of its simplicity.

Page 72: Our dreams are created by our neocortex, and thus their substance can be revealing of the content and connections found there. The relaxation of the constraints on our thinking that exist while we are awake is also useful in revealing neocortical content that we otherwise would be unable to access directly. It also reasonable to conclude that the patterns that end up in our dreams represent important matters to us and thereby clues in understanding our unresolved desires and fears.

Page 108: A lot of the pleasure-fear struggle is already obsolete for humans, as the old brain evolved long before even primitive human society got started... To the extend that we are not directly engaged in mortal combat and hunting for food, we have succeeded in at least partially sublimating our ancient drives to more creative endeavors.

Page 192: Von Neumann applied the concept of the universality of computation to conclude that even though the architecture and building blocks appear to be radically different between brain and computer, we can nonetheless conclude that a von Neumann machine can simulate the processing in a brain.

Page 239: Thus even though our decisions are determined (because our bodies and brains are part of a deterministic universe), they are nonetheless inherently unpredictable because we live in (and are part of) a class IV automaton. We cannot predict the future of a class IV automaton except to let the future unfold. For Dr. Wolfram, this is sufficient to allow for free will.

Page 282: In either scenario, waking up the universe, and then intelligently deciding its fate by infusing it with our human intelligence in its nonbiological form, is our destiny.


图书信息:

AuthorKurzweil, Ray.
TitleHow to create a mind : the secret of human thought revealed / Ray Kurzweil.
PublisherNew York : Viking, 2012.

图书目录:


Introduction1
Capter 1Thought experiments on the world13
Capter 2Thought experiments on thinking25
Capter 3A model of the neocortex: the pattern recognition theory of mind34
Capter 4The biological neocortex75
Capter 5The old brain93
Capter 6Transcendent abilities109
Capter 7The biologically inspired digital neocortex121
Capter 8The mind as computer179
Capter 9Thought experiments on the mind199
Capter 10The law of accelerating returns applied to the brain248
Capter 11Objections266

Epilogue277

Notes283

Index321





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