科学家经典预言(人类智能上)
人类智能的要素、运作、内涵、意义与源头是什么?
本文,将在演化脉络的视角之下,信息与结构的视角之上,结合神经科学与心理学上的概念和模型,由浅入深、层层递进、深入浅出地剖析解读,有关人类智能的方方面面(如注意力、记忆力、抽象力、创造力、可塑性、直觉、概率、模型等),包括其下层与上层、交织与交错的深刻关联。
从尺度角度来说,本文的探讨属于“宏观黑盒”,并未涉及任何神经运作与脑区功能的细节,仅在最基本的“神经模型”之上,进行更高层级的论述,显然这把更多不确定的细节,都封装在了某个层级之下,所以令本文的观点和结论,更具有通用性和适应性。
而本文所运用的“解析算法”,其核心动作就是:在思考的过程中,强力思考思考的思考,于是就在这种自指调用的循环中,尽量深入递归的层级,在陷入泥潭“脑栈溢出”之前,带着各种有趣的信息,心流地回归现实。
那么对于“黑盒”,塔勒布在《随机生存的智慧》中,说道:
“他们——生下来被放在盒子里,回到家住在盒子里,学习时勾选一个个的盒子,乘着盒子去上班,工作时坐在盒子里,开着盒子去超市买装在盒子里的食物,乘着盒子去健身房,死后被放在盒子里。这些都是符合欧几里得定义的、四四方方的、表面平滑的盒子。”
赫拉利则在《今日简史》中,说道:
“人类害怕被困在盒子里,但没意识到自己早就被困在一个盒子里了——这个盒子就是人类的大脑。”
而在电影《困在时间里的父亲》中,阿兹海默症淋漓尽致地展现了,我们被困在“黑盒”之中,逐渐失去一切的窘迫与恐惧。
是的,黑盒之中,就是有关人类至关重要的一切,而黑盒中的智能,就是人类赖以生存的一切。
相信本文的信息量与洞见密度,将会让我们从不同的视角,重新了解与认识这个我们自身顶上熟悉又陌生的——“黑盒智能”,而越是了解这个“黑盒”,我们就越是能够发掘和运用其中的“智能”。
接下来,就让我们开始这趟“黑盒之旅”吧。
人类智能(中):结构、信息、学习、算法、想法与一切
人类智能(下):智能的源头、语言的作用、虚拟的现实
主题目录如下:
- 人类智能
- 四种推理
- 逻辑与因果
- 大脑的预测
- 在预测之外
智能,是人类最强大的神力,是让人类从自然界与动物界,脱颖而出的利剑与铠甲,是人类文明的基石,是塑造当今世界的底层力量。
人类能够像神一样统治地球,这份统治力正是来自我们的“智能神力”。
好消息是,几乎每个人都天生拥有智能,这是我们的祖先在几十万年前,抽中了智能的“演化”,并遗传给我们的“基因财富”。
那么这个“人类智能”到底是什么,又是如何发挥作用的呢?
从浅层简单的角度来看,人类智能——就是人类的思考能力,而思考可以产生思维,思维可以产生思想,这三者的递进关系,如下:
- 思考——基于信息的推理过程(动词),如思考问题、思考一下——在想。
- 思维——基于模式的思考方法(名词),如逻辑思维、理性思维——怎么想。
- 思想——基于思维的认知结果(名词),如成熟思想、深刻思想——想出什么。
可见,思维的作用,就是承上(思考)启下(思想),而打包一些思考方法成为一个系统,就可以称之为“工具”,如哲学思维、数学思维、科学思维等等,都是一种“思维工具”。
那么,当审视思考本身的行为与过程的时候,我们就会发现,思考主要就是在做一件事情,那就是——推理(Reasoning)。
而从推理角度看,人类智能可主要可以进行,四种推理:
- 第一,演绎推理,又称逻辑推理,由一般到特殊。
- 第二,归纳推理,由特殊到一般。
- 第三,类比推理,由特殊到特殊。
- 第四,溯因推理,又称反绎推理(或反向演绎),由特殊到解释。
其中,类比与溯因的区别在于:
- 类比——是形式不同,但逻辑相同的连接。
- 溯因——是根据现象,寻找最可能的解释。
而在推理背后的支撑之物——就是逻辑,即:所有的推理都要符合逻辑,否则推理过程就不成立。于是,思考就是符合逻辑的推理,思维就是符合逻辑的方法,思想就是符合逻辑的逻辑。
可见,思考需要逻辑,思维内嵌逻辑,思想就是逻辑,所以抽象来看——人类智能就是由“旧逻辑”推理出“新逻辑”的能力。
四种推理第一,演绎推理,从一般到特殊。
例如,已知有一袋绿豆,请问取出一颗是什么颜色?——演绎推理可得,绿色。
演绎,能够让我们对未知事物,做出准确的判断,即:只要前提结论正确,推理过程符合逻辑,推理结论就一定正确——这是人脑主动使用最多的推理方法。
而符合逻辑的意思是,结论与结论之间,不能违反逻辑规律,即满足:
- 同一律,保证描述的是同一个事物。
- 矛盾律,不能同真,必有一假,可以同假,即不能同时成立。
- 排中律,不能同假,必有一真,可以同真,即至少一个成立。
- 无矛盾,不能同真,不能同假,必有真假,即必须一真一假。
那么,“第一原理思维”与“终局思维”,就可以看成是从上到下、从后往前地运用演绎推理——但能够想到这两种思维,并在实际中运用,则需要一些溯因推理。
第二,归纳推理,从特殊到一般。
例如,已知有一袋豆子,每次取出一个都是绿豆,请问这一袋是什么豆子?——归纳推理可得,绿豆。
归纳,能够让我们提取事物,内在统一的抽象信息,但这个结论未必正确——就像上面那袋豆子,取出1000个都是绿色,并不能保证剩下的豆子都是绿色。
既然不准确,那都用演绎推理就是了,为什么还要用归纳推理呢?
原因就在于,归纳可以为演绎提供前提。
显然,真实世界的推理,常常已知前提不足,这时就可以利用归纳推理,得出一个前提,再以此前提进行演绎推理——只是此时,其结论也就是不准确的了,但总比没有结论好。
可见,归纳其实是一种经验推理,经验无法保证逻辑绝对正确,是归纳不准确的底层原因——这是人脑被动使用最多的推理。
换言之,人脑常常会无意识地运用经验归纳(如局部代替整体、个体代替群体,个例代替所有),作为演绎的前提,进行不准确的推理。
但需要指出的是,数学归纳法——是先证明第一张牌会倒,再证明任意一张牌倒了其后继也会倒,那么整个“多米诺骨牌”(无论有多少牌)就都会倒——所以数学归纳法可以保证,无限种情况下,其结论都成立,没有例外——因此它的本质其实是,绝对准确的演绎推理。
第三,类比推理,从特殊到特殊。
例如,细胞运作就像工厂生产,血管分布就像道路规划,基因表达就像公司管理,神经网络就像光纤网络,生物生长就像公司发展。
类比,可以理解为,抽象的外推,即:有抽象才有类比,抽象接近本质,本质通用(即底层逻辑相同)可以外推。
显然,类比的目的,不是提供准确的结论,而是提供视角、概念与启发——这是人脑自动使用的推理方法,常常自动触发,但它的效用取决于,人脑已有的抽象信息。
事实上,通才的“学习迁移”,即是类比思维的大量使用,显然抽象信息不足,是无法“有效迁移”的。
值得一提的是,在中文语境下,“比如”和“例如”都可以引导类比,大部分时候可以通用,但有一种情况“例如”更适合,即:从多个相似事物中给出典型——超级英雄都具有牺牲精神,例如钢铁侠——此时侧重举例,而不是类比。
第四,溯因推理,从特殊到解释。
例如,光为什么无法静止,因为光速没有参考系;单电子为什么能双缝干涉,因为它同时穿过了双缝;薛猫开箱为什么没有生死叠加,因为世界分裂出了两个平行宇宙。
溯因,可以理解为,闪念与洞见,即:大脑遥远区域的长连接,以及潜意识的计算,即直觉。
需要强调的是,颅内“长连接”可以穿越不同功能的脑区——这不仅是“遥远”信息的连接,也是各种脑功能的连接。
可见,溯因的结论,有时是惊为天人的创新,有时则是“异种”——这是人脑不常使用的推理方法,常常是随机触发,但其效用往往也是随机的。
历史上,很多伟大的发明创造,其实都是溯因推理,瞬间激发“顿悟时刻”的结果——这也被称为“尤里卡时刻”(Eureka)或“啊哈时刻”(Aha Moment)。
而类比来说,风险投资就是在构建“长连接”,即把“相隔很远”的资本与创新连接起来,创造具有“洞见”的产品——所以风投的思维模式,常常具有溯因推理。
那么值得指出的是,关于创意、创新、创造,有如下不同:
- 创意,是一种可见的不同——有新颖感,比较表面,带来趣味,不解决问题。
- 创新,是一种深度的不同——有惊奇感,比较本质,带来变革,可解决问题。
- 创造,是一种创新的实践——有成就感,比较复杂,带来产品,能满足需求。
另外,著名的侦探福尔摩斯,有句名言:“当排除掉所有的不可能之后,无论剩下的是什么,不论有多么不可能,它都一定是真相。”
这像是一种“演绎版”的溯因推理,因为“排除掉所有的不可能”,很有演绎的“步骤感”,而有些“不可能的可能”,无法判断是不是可以排除——但“溯因”可以直接定位到它们。
事实上,纯粹的溯因推理,都会存在“跳步”,即没有明确的推理步骤,其过程的“可解释性”都是事后的解读,而这种“不可解释性”是来自于,大脑黑盒的“直觉计算”。
最后,推理的本质与意义。
综上可见,推理的本质,就是根据已知确定未知,即:
- 推理过程——是在逻辑约束下,进行模式的识别与匹配,即定性。
- 推理操作——是在逻辑约束下,进行信息的抽象与连接,即计算。
- 逻辑约束——是在已知前提下,需要关系符合逻辑规律,即合理。
其中,演绎与归纳——是基于精确逻辑的,类比与溯因——则是基于概率统计的。
从某种角度说,闪念、直觉、灵感、顿悟所带来的洞见,就是运用类比与溯因的推理结果,其过程看似没有逻辑,实则背后是大脑“遥远连接”所激发的,信息的“自由”排列组合,其可能蕴含着深刻本质的逻辑。
换言之,类比的逻辑——需要抽象到某个层次才能看见,而溯因的逻辑——需要抽象到更深层次才能看见。
当然,相比演绎,归纳、类比、溯因的准确率是渐次递减的,而如果前提是准确的,演绎就是准确的,所以演绎就成了逻辑的代名词,演绎推理通常就指代“逻辑推理”。
那么推理的意义,就在于——捕获因果,预测未来。
显然,掌握了因果关系,就可以预测未来,而预测未来是为了趋利避害,趋利避害是为了生存,生存压力演化出了预测未来的能力,即:因果推理。
而从因果推理来看,“在意料之外,又在情理之中”——就是没有推理出结果,但可以理解推理过程。
至于,推理如何捕获因果,其关键就在于,逻辑连接了推理与因果,即:推理通过逻辑捕获了因果。
逻辑与因果为什么按照逻辑,应该是这样的?为什么你的逻辑是对的,我的逻辑就是错的?为什么这样符合逻辑,那样就不合逻辑?
原因就在于,逻辑是事物所固有的关系,更准确地说,逻辑是某个角度下客观结构所呈现的客观关系。
简而言之,事物的关系,是一种客观存在,可以被抽象成逻辑。
因此,正确的逻辑——就是可以客观存在的结构关系,错误的逻辑——就是无法客观存在的结构关系。
例如,应用正确的逻辑,在现实中就可以得到“可见”的结果(即预测成功),应用错误的逻辑,在现实中就无法得到“可见”的结果(即预测失败)。
例如,逻辑正确,关系存在,对应的信息就正确,而正确的信息可以消除不确定性,错误的则不行,因为错误的逻辑,对应不存在的关系,“不存在”无法确定客观运作。
可见,逻辑具有可判定的唯一正确答案。
而推理过程中,必须符合的逻辑规律(矛盾律、排中律、无矛盾),其目的就是保证结构关系的客观存在性。
例如,如果逻辑出现了前后矛盾,就必然没有客观存在性,因为矛盾是对立的关系,同一事物在某一时刻,只能客观存在对立关系中的一个,这是客观世界的现实要求。当然,不同事物,或同一事物不同时间,可以出现对立关系。
事实上,有结构就会有关系,有关系就会有逻辑,关系无法脱离结构,就是逻辑无法脱离结构,而结构是无处不在的,所有的事物都会以不同的结构呈现出不同的关系,这意味着逻辑会以不同的形式,无处不在地存在。
那么,在相同的环境和条件下,事物所呈现的各种关系,被观察、被体验、被总结、被验证、被理解,最后掌握了关系的触发与重现,这个客观关系就被称为——规律。
而每当我们对规律有了新的认识,就相当于重新定义了关系,旧逻辑就会被推翻(或变得有条件成立),新逻辑就会被建立。
不过,这里需要特别指出的是,不同的角度看同样的结构,可能会有不同的关系,即有不同的逻辑——因此,同一个事物,不同的理解角度,就会有不同的结论与意义,这有点像是“逻辑的相对性”(类比同时的相对性)——同时,连接将会非线性(接近平方一半)地增加更多的视角,也就是增加更多的逻辑关系。
- 例如,横看成岭侧成峰,远近高低各不同。
- 例如,温故而知新,即是在相同的结构中,发现了新的关系。
所以,换个角度说,推理就是对事物关系的确定,即:正确的推理——得到规律,错误的推理——得到谬误。
著名理论物理学家、圣塔菲研究所前所长——杰弗里·韦斯特(Geoffrey West),在《规模》一书中,曾指出:
“所有的物理定律、及实际上所有的科学定律,都必须可表述为比例不变的「无量纲数」数量之间的「关系」,尽管它们通常不会这样写就。”
无量纲数——是指两个具有相同量纲的物理量的比值,又称无量纲量。量纲——是指物理量的基本属性,如长度、时间、质量等。
而规律可以帮助我们预测未来,谬误则无用或有害,甚至带来灾难,但有时也能带来益处,主要是心理上的正面感受,如:虚幻的确定感与自利性的偏见。
但,规律中的逻辑关系,为什么就可以预测未来呢?
答案就在于,关系意味着存在连接,连接可以传递相互作用,相互作用带来了“因”与“果”,所以是因果关系中,现在的“因”可以预测未来的“果”。
也就是说,逻辑保证了关系的存在性,关系中的相互作用通过因果,连接了现在与未来。
不过需要指出的是,这个相互作用所呈现的结果,可以是确定的即没有概率,也可以是不确定的即有概,所以逻辑可以呈现概率(如微观不确定性),即概率是逻辑的结果(如量子力学)。
由此可见,逻辑就相当于(充当了)一个“层级封装”,在层之上,人脑利用推理形成了智能,在层之下,就是现实世界的各种关系,可以被抽象成逻辑,支撑智能的预测。
而更形象地说,现实世界的客观结构是一个“整体”,人脑结构映射了“世界的部分结构”,并通过智能,推理出了“颅内数据结构”的逻辑关系,这个逻辑关系连接了颅内外的结构,从而可以预测现实世界的未来运作。
也因此,预测未来的关键,就是获取各种结构的逻辑关系——最底层结构的逻辑关系,自然就是宇宙的基本规律,也称之为“第一原理”。
于是,我们可以得到:
- 预测未来 = 确定关系 = 结构 推理
- 预测能力 = 人类智能 = 颅内结构 四种推理
- 颅内结构 = 大脑结构 数据结构
可见,智能的高低(或强弱),就是体现在预测能力之上的,即:智能越高,预测能力就越强。而预测能力越强,就意味着能更好地——应对未来、适应环境、甚至改造环境——这就是进化出智能的意义。
当然,四种推理,分别代表了不同的预测能力,如:
- 演绎——是逻辑预测,在于逻辑力。
- 归纳——是经验预测,在于记忆力。
- 类比——是联想预测,在于联想力。
- 溯因——是洞见预测,在于洞察力。
这里需要指出的是:
- 逻辑力包含抽象力,没有抽象就没有逻辑,语言就是一种抽象,语言支撑了逻辑。
- 想象力可以想象出,毫无逻辑且没有预测效用的结果,所以想象力可以无关推理。
而这些能力,是组合运作的,如:
- 逻辑力 记忆力 = 分析力
- 记忆力 联想力 = 直觉力
- 联想力 洞察力 = 顿悟力
- 逻辑力 记忆力 联想力 洞察力 = 预测力 = 推理力
塔勒布在《反脆弱》中,曾洞见到:“经验不会受到思维漏洞的影响,但推理和研究会。”
这似乎就是,归纳优于演绎的地方,体现出了在复杂世界——实践经验(即躬身入局)会高于颅内模拟的准确率。
显然,真实世界的具体问题,往往都是不确定的复杂系统(包括简单的复杂和复杂的复杂),其难度不在于解方程,而在于没有方程,或不知道该用哪个方程(相比而言数学难在单纯确定的复杂)——这就是演化偏好经验归纳的原因所在。
例如,大自然用实践演化(真实世界),智能用推理演化(逻辑世界),前者是具体数学,后者是抽象数学。
那么,预测的准确率,除了在于智能的高低,还在于——时间与连接两个维度,即:预测的时间越长、连接越多,预测准确率就越低,反之亦反。
用公式表达,就是:预测准确率 = 智能 / (时间 * 连接),即:
- 时间和连接固定,预测准确率与智能成正比;
- 智能固定,预测准确率与时间和连接成反比;
- 如果没有时间就是静止系统,如果没有连接就是封闭系统;
- 静止系统不需要预测,封闭系统的预测在于其内部的连接。
例如,预测一个人在一分钟、一小时、一天后的行为,是越来越难的,而一个人与如果环境发生连接,就可能会改变他的行为,于是连接越多(即交互越多),就越难以预测他的行为;同理,蚂蚁、鸟群、沙堆、粒子、乒乓球等等,万物都是如此。
事实上,连接越多,局部的相互作用就有机会,由正反馈的量变积累成质变,产生非线性的涌现效应——这种不确定性,非线性地增加了预测难度。
不过需要指出的是,有连接不一定时刻都在相互作用(如你不会时刻联系朋友),但可以有相互作用(如你随时可以联系朋友)。
于此,可以将“连接”看成是——相互作用的通道或路径。
当然,人类智能的强大之处,就在于可以发掘事物背后的逻辑关系,这些关系即是——规律(Laws)、原理(Principles)、法则(Rules)、理论(Theories)、模型(Models)、秩序(Orders),通过它们,就可以在更多时间和连接的范围内,进行有效的预测。
例如,牛顿力学,可以有效预测天体运行;统计规律,可以有效预测短期天气;幂律模型,可以有效预测复杂系统的演化;甚至脑神经模型与功能性核磁共振,可以有效预测人脑的即时选择。
而在此,我们还能看到一个正反馈循环,即在「智能预测 = 结构 推理」中,智能预测发现的「新结构」可以增强「结构」本身,于是输出可以增强输入,结果「智能预测」可以正反馈变强。
但同时,我们也会发现,推理是一个计算的过程,所以算力会制约智能预测的增速,尤其是人脑的算力有限,并且人脑的存储也有限,放不下所有的“已知结构”——结果就是,人类的预测能力,不在于个人智能(有限),而在于群体智能的叠加(迭代规律),以及借助外部工具的辅助。
例如,科学体系(可以看成是预测模型与预测工具)的构建与发展,就典型地体现出了群体智能的叠加。
例如,智能创造工具,工具扩展智能,而据「存储 计算 = 预测」可得,工具提高人类预测能力的方式有:
- 一方面,工具提供了,外部的存储、计算、或存储与计算。
- 一方面,工具开发了,大脑的存储、计算、或存储与计算。
那么,更普适地来看待逻辑与关系,我们会发现,所有的感觉都是一种逻辑关系(如饥饿与疼痛),它是本能捕获的因果,可以帮助我们预测自身与环境中的利害程度,而感受与感知(两者有思维,如愉快与危险),则是在感觉(无思维)的基础上,加入了智能预测。
所以,本能也可以进行,一定程度上的有限预测。
大脑的预测直观上,人脑的推理行为,可以按照意识分为两种,即:有意识推理与无意识推理。
换言之,就是有意识预测与无意识预测——是的,推理就是预测未知,不仅未来充满未知,现在和过去也充满未知,所以推理可以预测——现在、过去和未来。
所以,广义的预测,就是根据已知对未知的判断——这也是解决任何问题的手段。
需要说明的是,这里的无意识是指——潜意识与下意识,它们均来自本能系统的运作。
潜意识——是本能潜在的推理预测,代表着你对环境信息的判断和情绪(来自腹内侧前额叶)。
下意识——是本能对外界刺激预设的行为反馈,代表着你对环境信息的非自控行为(来自边缘系统,尤其是其中的杏仁核)。
而从卡尼曼在《思考,快与慢》中所说的——节能系统1与耗能系统2——角度来看:
- 有意识推理——属于耗能系统2,类似手动驾驶模式,也就是智能预测,或称“自上而下”的预测。
- 无意识推理——属于节能系统1,类似自动驾驶模式,也就是本能预测,或称“自下而上”的预测。
那么,智能预测与本能预测的显著区别就在于,前者耗能缓慢容易累,后者节能快速没感觉。
例如,阅读文章,常用词组有错别字,或是文字顺序颠倒,都不会影响我们的阅读理解,甚至都不容易发现,因为在阅读的过程中,潜意识一直都在预测可能出现的文字组合。
例如,我们身处的周围环境,时刻都有很多运动的物体,而潜意识会按照经验中,我们所熟知的物理规律,去预测物体的运动轨迹,以至于我们都难以注意到,这些运动物体的存在。
而一旦出现预测失败——无意识就会切换到有意识,注意力对准“意外事件”,本能切换到智能,开启耗能的推理计算。
例如,面对突然高速飞向自己的皮球,我们会迅速注意到它,并试图“主动”躲避,但一般都会被击中,因为智能计算是耗能缓慢的,而有时我们却能够下意识地“被动”躲避,这是因为下意识是本能计算,它是节能快速的。
事实上,大脑无时无刻不在预测未来,以填补感官没有捕获到的模糊和空白。
例如,一段听不清的音频,听一遍清晰版本,再回去听就能够听清了;一段看不清的文字,看一遍清晰版本,再回去看就能看清了——这就是因为,人脑用预测信息填补了音频文字的空缺。
例如,电影不连贯的画面,却拥有连贯的叙事能力——这就是因为,人脑用预测信息填补了情节画面的空缺。
例如,著名科普作家——比尔·布莱森,在《人体简史》中,指出:
“对于每一次视觉输入,信息都要花一段微小但可感知的时间(大约200毫秒,或者1/5秒),顺着视神经传输到大脑当中,再由大脑进行处理和阐释。为了帮助我们更好地应对这种时间上的滞后,大脑做了一件真正非同凡响的事情,即:它不断地预测世界在1/5秒后的样子,并告诉我们,这就是「当下」。”
所以,毫不夸张地说,大脑一直都在进行着各种预测,甚至说没有预测,就没有判断与选择,就没法做出任何行为与动作——只不过大部预测,都是自动驾驶模式的本能预测,所以我们通常难以察觉,但刻意注意就会发现。
那么,从算法角度来看:
- 本能预测,是把先验算法“硬编码”在神经系统中,情景(即输入信息)一旦抵达阈值,预测就会激发,但情景的反馈,无法修正这个预测,即:先验算法不可改变——如应激反应。
- 智能预测,是把先验算法“软编码”在神经系统中,情景(即输入信息)不仅可以激发预测,其反馈还可以修正这个预测,即:先验算法可以改变——如随机应变。
而从时间角度来看:
- 本能预测——形成了潜意识、下意识与直觉,这是一种短期预测,时刻被动触发,如脑补。
- 智能预测——形成了思考、决策与选择,这是一种长期预测,需要主动控制,如设计规划。
可见,本能预测——就像是硬编码的“快捷算法”,智能预测——就像是软编码的“动态算法”。
然而在实际中,这两种预测并非是独立的,而是混合且互作用的,即:大脑预测 = 本能预测 智能预测。
例如,类比与溯因推理,就是本能预测与智能预测的混合计算——所以准确率不高。
例如,本能预测可以调用智能推理,所以直觉背后可以有认知逻辑(如闪念);智能预测也可以调用本能推理,所以认知背后可以有直觉引导(如洞见)。
但,本能预测是可以“强力约束”智能预测的。
例如,某些情景,同时激发了本能预测与智能预测,此时情景的反馈,就难以修正(本可以修正的)智能预测(因为被本能预测约束了),表现出来的就是——本能偏差、偏见、或谬误,如:幸存者偏差、归因偏差、叙述谬误。
那么,智能预测的绝对优势就在于——动态调整与长期预测。
动态调整在于大脑的可塑性(这个后面说),而长期预测其实一种模拟,即:大脑会映射环境信息,并在颅内模拟环境信息的演化——所以,颅内模拟 = 颅内信息 推理预测。
事实上,模拟,是一个非常高级又非常底层的操作:用一个系统模拟系统自己就是自指(Self-Reference,高级),用一个系统模拟另一个系统就是计算(底层)——大脑意识的产生,就必须要有自指计算,而智能提供了模拟的基础。
例如,理解智能需要智能本身,这是一个自指计算,所以需要意识。
可以说,大脑一直在持续自动地构建一个——“颅内模拟的世界”,并利用感知信息作为“模拟材料”,本能智能作为“模拟工具”。
而简单的模拟是计算,复杂的模拟是预测,高级的模拟是自指——演化是随机计算(即随机简单的模拟),它可以构造出复杂高级的预测与自指。
回到演化视角,有预测就会有误差(有误差就会有注意力),消除预测误差就会增加生存优势,于是消除误差的行为就会得到化学奖励,即:
生存优势 = 预测未来(推理) 消除误差(行为) 化学奖励(快感)。
可见,如果「预测未来 消除误差」的能力越大,生存优势就会越大,而生存压力导致生存优势的“军备竞赛”,则促成了「预测未来 」向着智能涌现的方向演化。
例如,人类对“盐糖脂肪和繁衍”的本能欲望,就会产生极大的预测误差(会带来极大的内驱力),而人类智能则非常擅长消除误差(会想尽一切办法来满足欲望),以获得化学奖励。
其实,如果说大脑时刻都在预测未来,那么大脑就会时刻在试图消除误差,即产生某些行为的驱动力。
例如,如果你想挠痒,但手臂不动,大脑就会产生预测误差,只要你移动手臂去挠痒,就可以消除这个误差。
例如,风沙进入眼睛,就会有不适,为了消除不适,大脑就会产生预测行为,即揉眼睛,你不执行就会产生预测误差,只有执行才可以消除这个误差。
例如,某个场景下的习惯动作,如果不执行就会产生预测误差,此时会不断地下意识想要执行习惯动作,直到执行才能消除这个误差。
可以想象,本能预测产生的误差,动物可以依靠本能行为去消除,而人类可以把这个“本能误差”转化成“智能误差”,然后依靠智能行为去消除。
需要指出的是,误差来自现实对预测的反馈,如果行为无法消除误差,就会产生一个新的预测,新的预测会产生新的误差,新的误差会驱动新的行为——如此循环,直到误差消除,或放弃预测。
那么,本能行为——就是被本能预测(产生的感受)驱动的行为,智能行为——就是被智能预测(产生的逻辑)驱动的行为,两者可以统一(感受和逻辑统一),也可以对立(感受和逻辑对立)。
例如,本能预测到需要喝水(否则对生存不利),这就是口渴的误差,在简单情境下(如生活环境),人类和动物一样用本能行为去找水喝,但在复杂情境下(如沙漠、密室、迷宫),人类可以通过智能行为(即一系列的推理,顺着因果路径)去找水喝。
由此来看,对人类来说,所有的智能预测,其源头最终都会关联到本能预测,因为生存需求最先激发本能预测,如果处理不了才会传递给智能预测。
而在远离生存的一端,智能预测则可以专注于颅内模拟,为了单纯的(无关生存的)快乐,不断循环消除「预测未来」的误差,从而构建出一个平行于人类世界,但关联着现实世界的——逻辑世界。
事实上,只有可预测,才能可证伪,只有可证伪,才能算得上是科学——所以逻辑世界又支撑了科学世界,科学世界又改造了现实世界——这是一个从现实到逻辑、再从逻辑到现实,智能预测实现“自证预言”的故事。
而无法量化没有标准答案的,就是与科学相对的艺术世界,它由本能与智能一同构造,但似乎其中的智能只是在预测,个体不同的由本能(即化学奖励)所主导的目标设定,所以并没有统一的标准。
同理,价值观、人生观、所谓意义,都是故事世界的产物——故事是科学与艺术之外更大的世界,这里不仅没有统一的标准,甚至可以有完全相反、相冲突、相矛盾、不自洽的各种标准。
例如,赫拉利在《今日简史》中,说道:“人类的大脑,这个盒子外面还有一个更大的盒子,也就是充满各种虚构故事的人类社会。”
那么,就纯粹的智能预测而言,韦斯特在《规模》一书中,指出:“一个基于数学或可计算的基本原理,而构建的理论框架——这是智能最好的预测框架。”
是的,就如前文所说,大脑的预测能力是有限的,智能预测的能力不限于大脑之内,而在于消除所有预测误差之后的——逻辑世界。
在预测之外事实上,预测只是本能算法的部分功能——所以预测能力弱,但却是智能算法的核心功能——所以预测能力强。
本能除了预测,还有诸多的控制调节功能,如新陈代谢、自我修复、呼吸心跳、昼夜节律、成长繁衍、精神情绪等等,很多都是主观意识所无法控制和难以调节的。
而智能除了预测,概括起来,可以分为两类功能:一类是支撑预测的,如抽象与计算;一类是对抗本能的,如质疑感受与控制情绪。
事实上,本能带来的负面感受,往往都是本能地“悲观预测”,而智能对抗本能的方法,就是用积极乐观的“正面预测”,来质疑感受并控制情绪,即:改变了思维(是智能)就改变了感受(是本能)——这是颅内模拟的“预测博弈”。
感觉——是对环境信息的生理反应,无思维和想象参与,有对应身体部位,如冷暖、饥饿、疼痛、瘙痒。感受——是对环境信息的心理反应,有思维和想象参与,无对应身体部位,如恐惧、愤怒、开心、孤独。情绪——是持续的心理状态,有持续的多种感受,可以影响思维和想象,可以抵抗环境信息的影响,维持自身的状态。注:感受的心理反应可以被感觉到,如感觉到开心或孤独;有些生理反应可以产生心理反应,反之亦可,如紧张与痛苦。
当然,如果是强烈的本能反应,激发了强烈的电化学风暴,事已至此,智能已经无能为力,只能依靠强大的意志力——如果没有就只能服从本能的差遣了——这是来自意识的强力控制。
那么,从预测角度来看,抽象是语言的基础,抽象和语言是逻辑的基础,抽象、逻辑和计算是推理的基础,推理就是广义的预测。
如果说,逻辑是结构固有的关系,那么抽象就是找出“本质关系”的第一步(空间想象也是一种抽象),接下来有了逻辑,就可以约束四种推理(演绎、归纳、类比、溯因),而推理的具体操作,就是对信息的「搜索、抽象、拆分、连接」,即是对信息的排列组合,也就是计算——用一个系统模拟另一个系统就是计算(如图灵机的纸带),所以信息的排列组合就是模拟。
可见,搜索记忆空间中的“关联信息”,就是推理至关重要的操作,显然没有“关联信息”就无法进行信息的「抽象、拆分、连接」,就无法得到“新关系”进行逻辑判断,自然也就没有推理结果,表现出来感觉的就是——「不知道、没头绪、搞不清、不明白」,即是颅内对未来模拟的一片“空白”。
而搜索记忆的关键,就在于根据“输入信息”去寻找“连接信息”,而这个过程可能会“新建连接”——想法的连接即是创新创造,“短连接”支持了演绎与归纳,“长连接”支持了类比与溯因,洞见则一定是“难连接”,即很难连接的连接(不然很多人都会想到)。
那在大脑中,输入信息是如何去寻找连接信息的?
从生物硬件的角度来说,是神经电脉冲在神经网络结构中“运动”的传递——这其实是带电离子的浓度差,形成电化学驱动力(即扩散力与电动力的合力)驱动离子流动,从而产生电位变化的传递。
例如,一个环境信息激活了一些神经元,其电脉冲会沿着神经连接扩散传递(即同步放电),并会根据激活强度持续地传递一段时间(即幂律衰减),期间一系列的电化学反应(即电信息与化学信息)所形成的路径,就是信息的连接。
那么,输入信息既可以来自环境信息,也可以来自颅内信息,而一旦被注意力捕获,就会“幂律连接”其它信息,这些被“点亮”的信息,可以被注意力继续捕获,接着继续传递,然后再被捕获再传递。
通过这种方式,注意力可以不断“链式搜索”整个记忆空间,而期间会产生各种连接信息,如果某些连接信息符合逻辑,就可以停止搜索,并将所有的已有信息,进行「抽象、拆分、连接」的操作,以得出推理结果。
可以说,控制注意力,在记忆空间搜索的能力,是推理的基石,也是智能重要的组成。
当然,搜索信息的过程可能无果(包括没有满意的结果),此时就需要环境信息输入新信息,这样不仅可以带来“新连接”,以连接本来无法连接的信息(包括直连和串联),也可以调整注意力的“搜索点”,以防止搜索陷在记忆空间的某个局域。
例如,遇到无法解决的问题时,就需要换个环境走走、或换个事情做做,这就是在输入新信息。
例如,头脑风暴可以创意不断,就是因为头脑之间不断互相输入新信息,头脑之内不断用新信息进行信息的排列组合,再输出另一个新信息。
例如,几何证明中引入创造性的“辅助线”,这个新信息就可以串联起原有信息,并得到突破性的视角。
可见,大脑中的信息,并不是随时随地可以任意提取的,检索信息强依赖输入信息,因为我们只能顺着输入信息,去搜索与之关联的连接信息,所以某个信息与输入信息的连接越多或越近,就会越容易被检索到,而两个信息之间的连接越少或越远,就越难以被连接起来。
但在此,不能忽略了潜意识的计算,事实上在意识主动搜索信息的时候,潜意识也在根据输入信息进行关联信息的搜索——这会“点亮”某些信息,以等待着注意力的捕获——为什么那些不可思议的“长连接”(创新)与“难连接”(洞见),能够突然地灵光乍现——这正是本能与智能的混合计算,也是直觉与推理的协同配合。
那么,可以想象是,每次启动智能运作的输入信息,一定是由注意力捕获的环境信息,而在“节能系统1”默认运作的时候,注意力其实是由本能预测控制的——也就是说,我们的行为模式大部分都是,由环境信息刺激本能提出需求(即感觉感受上的想要),然后利用智能去实现需求。
因此,其实是环境信息,主导了大脑的预测,而预测误差主导了我们行为。
但另一方面,大脑结构会决定智能对环境信息的处理——事实上,连接就在于结构,逻辑在于结构,记忆在于结构,搜索在于结构,预测在于“搜索到符合逻辑的连接”也就在于结构,于是智能其实也在于结构。
,人类智能(中):结构、信息、学习、算法、想法与一切
人类智能(下):智能的源头、语言的作用、虚拟的现实
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