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记忆的天空:智能进化三部曲

已有 3192 次阅读 2020-5-11 08:14 |系统分类:科研笔记


     相对于人工智能的快速发展,人类对于生命智能的理解显得很肤浅。由于缺失大脑活动原理的理论指导,人们只能用知识考试去评判一个人的智能,用相当于几岁孩子的智能去比对某些高级动物的智能。事实上,大脑智能的源头之谜是有迹可循的。生命智能从产生、提升到进化有其自身的内在规律。“适者生存”迫使生命自我衍化,最终形成生物多样性的缤纷世界,而“优胜劣汰”的残酷竞争促使智能在传承中进化。DNA遗传衍化和智能传承的后天进化异步同行,最终形成以智能等级为台阶的食物链世界。智能进化三部曲将为你开启一个全新的认知视角。

一、良好的记忆功能是生命形成智能的必要条件

  在自然界所有的生命中,但凡缺失记忆功能的动物均处于食物链的底层位置,他们既无智能可言,更与自然竞争无关。自然竞争的核心要素是智能,智能的源头是记忆。缺失记忆,生命智能就是空中楼阁,即使是人类也不例外。严重的失忆症病人几乎可以将自己过往的全部智能清空归零。AD疾病患者的智能可以下坠到饮食起居都无法自理,AD疾病的首要症状是记忆失效。

在任何一种动物群体内部,活得最久的生命一定是智能程度最高的那一部分个体。“优胜劣汰”的核心是淘汰低智能的个体,因为高智能者的记忆效能更高、记忆范围更广、更容易规避竞争风险。在千万年的时间跨度上,智能进化促使大脑向着两个方向衍化。其一,专项记忆类型的神经数量不断增加;其二,视、闻、嗅、味、触等五大类记忆神经元数量均衡增加。前者的衍化使得生命能够承载更多、更细、更容易辨识的同类记忆内容,形成特定的智能竞争优势,比如狗的嗅、鹰的视、蝙蝠的声等专项智能均按此规律衍化。后者的衍化使得大脑形成模块化集群分布,最终通过胼胝体形成各模块互为沟通的记忆神经网络。人类大脑是这一衍化方向的典型代表。有人估算人类大脑约有1000亿个神经元。

衍化形成的大脑仅是智能加工的一个“硬件”。智能的形成和提升需要后天的开发利用。如果错失记忆神经的最佳可塑性时段--成长早期的开发,人脑的智能潜质也会下坠到“猪脑”的活动功能。同样道理,记忆范围的扩大及记忆内容的增加需要后期的不断努力。活到老学到老就是为了更新记忆内容,形成与时代同步的智能?所以,良好的记忆功能是智能产生的前提,而记忆范围的扩张是智能提升的保障。                                              

二、足够数量的记忆内容是智能向上提升的充分条件

 在生存方式相对简单的动物世界,澳大利亚的树袋熊只需学会爬树,就不再有生命安全之忧,其记忆中既无天敌更无竞争。千万年的时光流逝,树袋熊从未遇到过需要增加记忆内容的逼迫。所以,树袋熊的智能水平仍然停留在远古时代。作为比对,非洲草原上的动物每时每刻都要面临着生死考验。草食性动物不仅要防范危机的产生,还必须花大量的时间摄取足够多的食物。肉食性动物在逃避更强的猎食者追杀的同时,更要学会捕猎弱小动物的技能。残酷的竞争迫使他们每天都要增加新的记忆内容,并形成最佳的智能反应。足够数量的记忆内容既是觅食之需,也是避险之道。因此,迫于竞争压力增加记忆内容是智能提升的充分条件之一

在“强食弱肉”的自然环境下,低于种群平均智能的弱智个体存活时间将更短。出壳不久后的小鸟兄弟们会同相残,而鸟妈妈却视而不见、任其发展。不仅如此,鸟妈妈总是将食物喂给头伸得最高的那一只强者,弱小难活的虎仔会被虎妈吃掉,“扶强不扶弱”成为智能进化的重要规律。老鹰会在小鹰成长之后,慢慢地拆除舒适的鸟,下一代个体必须将祖先传承的智能转化为自身的记忆元素,个体的智能才会在群体智能的基础上起步。因此,由记忆效能优秀者承担物种的智能传承任务智能提升的充分条件之二

有人认为,警犬辨识气味的能力是人类的万倍以上。事实并非如此。人类的视、闻、嗅、味、触五类记忆神经均能在专门的训练之后,形成单项智能优势。乐队指挥对声音的辨识、香水师对气味的辨识、品酒师的口感辨识、盲文阅读者的手触辨识、画家对色彩的辨识,所有这些单项智能的提升都是同类记忆内容的不断增加所致。有人称其为“一万小时定律”。因此,尽可多地增加差异化的同类记忆事件数量是单一性智能提升的充分条件之三。

在历史的长河中,伴随着记忆神经元衍化和智能进化的互动,物种之间的智能水平逐渐拉开等级差距。高智能物种发展出复杂的智能技巧。这些智能技巧通常由不同的知识单元组成。显然,物种的智能程度越高,累积的知识单元数量越多,知识被转化为个体记忆及技能所需的时间也越长。因此,智能等级越高,其幼仔成长期所需的时间越长。无智能物种按天计,低智能特种按月计,高智能物种按年计。智能进化最快的人类,变化也最快。原始人或许不到10年,农耕时代的人类大于10年,机械化时代的人类大于15年,信息化时代的人类大于20,现代人类,少数博士生曾至高达30多年。因此,为了将知识转化为记忆内容及技能,延长学习时间是智能提升的充分条件之四

在知识扩张和信息爆炸的当下,任何一个大脑都不可能承载所有的知识。将有限的生命用投身于单一的专业领域学习已成必然。所有的专家、学者、博士、教授都是此类专项智能提升模式的成功者。正是因为有了智能提升的分工合作,现代文明才上升到前所未有的高度。这是人类群体智能提升的充分条件之五。

 三、平缓而活跃的神经活动模式是智慧闪光的最大希望

  无论是人类还是其他动物,每一个物种的智能高度,总是与该物种传承的智能累积总量成正相关。乌鸦会使用工具取食,松鼠会暗藏食物过冬,现代教育条件下的小学生能完整地解释太阳系及其行星的运行理论。所有这些表现都是生命个体将传承的知识转化为记忆后的智能反应,而非生命个体独自形成的智慧创新

智能反应与智慧创新有着本质的区别。前者形成的智能成果属于存量智能,它是传承知识的再加工;后者形成的智能成果属于增量智能,它是在传承的基础上形成的新知识,通常被称为智慧。智慧是生命个体的灵性表现,是智能进化的组成元素。为了说明智能反应与智慧创新的关系,我们可以将智能活动分为四个等级加以说明。

初级智能,可称为条件反射智能。智能特征:以脑内记忆事件为标准对于外部事物做出智能反应,比如觅食取向、永远不变的防范攻击模式等。牛的攻击行为就是初级智能,在斗牛场,进入攻击状态后的斗牛仅对眼前的移动物发起冲击,而不分对错。

二级智能,可称为条件关联智能。智能特征:由A事件刺激,诱发出B事件的智能反应。比如,在毫无预兆的情况下,树上的鸟儿突然惊飞起来,树下觅食的小动物立刻意识到自己周围出现了猎食性的凶猛动物,并迅速逃离现场。

三级智能,可称为逻辑推理智能。智能特征:依托前辈的智能成果,对于外部呈现的客观事件,经过两次或两次以上关联条件转换之后,做出一个符合自然变化趋势的智能反应成果。比如,科学研究的试错性推理、刑事侦察破案推理、医生对于疑难疾病的诊断等都可归为三级智能。

四级智能,可称为智慧型智能。智能特征:产生的智能成果总是超出多数同行的思维预期,经常产生新思想、新创意,发现新规律。

上述四级智能中,前两级属于人类和大部分动物的共性智能。第三级智能多数分布在受过专业训练,或接受过良好教育的人群之中。接受过人类特别训练的警犬或军犬也部分具备三级智能。现代人工智能已完全达到了三级智能标准。第四级智慧型智能仅存在于少数人类个体之中。

人类个体的智能活动能否产生智慧成果涉及的因素极为复杂。除了具备智能提升的充分条件外,平缓而活跃的神经活动模式是智能升华为智慧不可或缺的重要因素。比较一下自己身边的人和事,但凡办成好事,形成好点子的情景都是平心静气、大脑活动处于良好状态的时候。但凡“冲动”或神经疲惫的时候所作的决定,基本都可归为低智能状态。历史上,所有智慧型的杰出人物都具有“任凭地动山摇我自岿然不动”的平静之心。佛教的“心外无物”、“相随心生”或许是人类理解智慧内涵最早的理论。智能活动是神经的电生物融合机制,只有当颅内神经信息的内循环加工不受外部信息干扰的环境下,才会产生出优秀的智能产品--智慧。不同事件的记忆神经网络产生突触关联就是智慧的闪光点。在智能活动的瞬间,唯有平缓而活跃的试探拟合、反复试错,最终才有可能形成一个经得起实践检验的智慧成果。

 在地球出现生命后的亿万年时光中,生命​的大部分时段均在“适者生存”中度过,唯有智慧的源动力才使得生命在衍化中前行。悟透“智能进化三步曲”,你的记忆天空会更精彩!

(原文首发在《人工智能学家》2020.5.9)




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