2.3 认知机器的自组织：复杂系统的演化 

    与耗散结构相伴而生的自组织理论、认知四要素说和最小自由能原理，共同构成包括认知机器在内的复杂系统演化的理论基础[10,13]。开放系统在无外部主体统一规划、指令干预的前提下，内部海量微观要素依托局部相互作用，自发协同、聚合，逐步形成宏观有序结构、统一行为与整体功能的演化过程，称为“自组织”。与之相对的概念为 “他组织”。在自组织过程中，网络重构、信息流重组都会消耗自由能，因此自组织系统也会遵循最小自由能原理，天然选择能耗最低的演化路径[12]。 

    人们习惯将生物智能归为自然自组织演化产 物，将计算机产生的计算智能、扫地机器人产生 的清扫智能等定义为人类设计的 “他组织” 系统， 这也是两类智能被割裂的原因[3]。其实，自组织 与他组织并非绝对对立，二者可共存于同一系统[14]。 

    对于个体生命而言，人脑的动态自组织从未 停止。婴儿从母胎里带来的初始认知核，即生物 神经网络在出生前已经通过漫长的胚胎发育过 程，形成了初始的连接拓扑、兴奋与抑制的动态 平衡以及稳定的信息传播模式[1]。出生后通过感 知外界信息流、开展互动学习，不断建立、强化、 修剪神经元突触，神经网络自发重构，依托持续 流转的信息流形成专属的思维软构体[15]；复杂学 习、深度思考会提升自由能消耗，系统会自发减 少此类行为，表现为 “不愿动脑”，该倾向是自组 织系统的能效选择[25]。成年人学习新知识、新技 能时，大脑同样会发生突触重塑，优先形成低能 耗的思维链路，均是典型的自组织行为。人脑海 量神经元依靠局部电信号交互，依托四要素流转 完成认知活动，自组织是人类智能运作的核心机 制[1]。人体组织排他性是人体免疫系统为生存进 化出的自我保护机制，既然个体生命能够被成功 地植入人工心脏、人工耳蜗、人工晶体、芯片、假 牙和假肢之类的人造物，乃至更多，提升了其生 活质量，甚至也提升了认知能力，那么，人的认知 也可以认为是“基础设施自组织 + 内部运行局部 他组织” 的复合系统[23]。 

    反观人工智能系统，早期预置了固定的硬件 和软件，运行路径被硬软件预先设定，难以自主 优化自由能消耗。但在最新的计算机系统和认知 机器里，尤其是深度学习、强化学习、类脑人工网 络、具身智能机器人，已经深度融合自组织机 制[19]。以深度学习神经网络为例：人类仅搭建基 础人工网络框架、设定学习规则，在海量数据流 的训练过程中，系统依托误差反向传播、节点局 部交互，自发调整网络权重、优化连接，在自组织 过程中，算法会主动收敛至智力（自由能）消耗最 小的权重组合，完成特征提取与任务执行，这正是认知机器的 “省力、省思考” 倾向[20]。强化学习 智能体在未知环境中自主探索时，也会优先选择 简单、消耗低的认知路径，本质也是最小变分自 由能原理[17]。 

    由此可见，认知机器属于 “基础设施他组 织 + 内部运行局部自组织” 的复合系统。人类完 成机架、电源、主板、时钟、硬件架构、集成电路、 基础网络、底层操作系统和中间件、初始认知核 等的预设置[8]。物质硬构体不会新陈代谢，操作 系统和中间件限定基础的流转模式。但是，可交 互、会学习、自组织、自成长的认知机器，在学习 的过程中，在解释现象、解决问题的过程中，依托 思维软构体和信息流开展内部自组织，实现认知 模式的自转换，实现网络迭代、新的思维软构体 生成、演化与认知能力升级[18]。认知机器和人脑 的差异仅体现在自组织起点与外部干预形式：一 个是“他组织”在前，另一个是“自组织”在前。从 更长远的时间看，都可以认为是复合系统。二者 微观上的运作逻辑、能效约束规则相同，依靠机 器具身交互，依托四要素流转形成宏观能力，以 最小自由能为运行底线[8]。智能与新的思维软构 体的涌现，是开放耗散系统演化的结果；而系统 自动规避内部资源的高消耗行为倾向，是能量规 则下的物理本能。可以认为，完全的自组织和完 全的他组织系统只不过是两种极端形态而已[14]。

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