對人類智能的思考
人類智能是人類最引以為豪的特質,是人類從動物世界裡脫穎而出的利劍和鎧甲,如今的人類文明從根本上說都是人類智能所創造的。每個人都擁有智能,這是我們的祖先經歷幾百萬年進化而來的天賦。但這個智能的本質到底是什麼呢?它又是如何工作的呢 ?
從最直接的角度來看,智能就是人類的思維和思考能力。當審視自己思考和思維的行為的時候,我發現思考和思維主要是在做兩件是事情,推理和歸納。在推理和歸納的背後做支撐的是,邏輯。所以思考和思維是,邏輯推理與邏輯歸納。
下面就談談,我對推理,歸納,邏輯的理解。
推理
舉一個小例子,已知有一袋綠色的豆子,請問取出一顆是什麼顏色,推理得綠色。推理能夠讓我們對未知的事物,做出分析得出想像中的結果,能夠讓我們對事物的發展,做出想像中的預估。
大腦中的推理行為無時無刻不在發生,主要分為兩種,一種是有意識的推理,一種是潛意識的推理,也可以叫無意識的預測。
有意識的推理,需要耗費很多的大腦資源,需要我們專註思考,需要大腦調用記憶中的各種數據用來支撐推理行為,以得出結論。這種推理主要用於分析問題,解決問題。比如解數學題就是在試圖一步步推理出和正確答案一樣的結果。比如修復故障,查找電腦問題,解決軟體錯誤就是在試圖推理問題根源,並嘗試實踐預估的解決方法。
潛意識的推理,無意識的預測,不需要耗費什麼大腦資源,甚至我們都感覺不到。只有下意識的推理結果與現實嚴重不符的時候,才能引起人們主動意識的注意。比如閱讀文章,常用片語有錯別字,或是文字順序顛倒,都不會影響我們的閱讀理解,甚至都不容易發現。閱讀的過程潛意識一直在預測可能的文字組合。在比如我們周圍環境,時刻都有很多運動的物體,潛意識會按照物理規則去預測運動的結果,只有物體運動違反了物理規則的時候,我們才能注意到這個物體。
大腦無時無刻不在預測未來,填補感覺沒有捕捉到的模糊和空白。比如一段聽不清的音頻,聽一遍清晰版本,在回去聽就能夠聽清了。比如一段看不清的文字,看一遍清晰版本,再回去看就能看清了。因為大腦用預測信息填補了空缺。大腦進行了大量這樣的操作只是我們沒有察覺而已。
可見,推理行為需要根據已知數據,進行某種抽象的模式匹配,然後通過內在的關係,來得出結論。
歸納
舉個例子,有一袋豆子,每次取出一個都是綠豆,請問這一袋是什麼豆子,歸納得綠豆。可見,歸納是提取事物統一的抽象信息,並進行總結歸類。
歸納提供了抽象有序的數據,推理則是使用了這些數據。
邏輯
邏輯就是事物之間的關係,而被理解和掌握的關係,就被看成規律。邏輯本質的關係是物質固有的,在相同的環境和條件下,關係被觀察,被體驗,被理解,被總結。每當對規律有了新的認識,相當於重新定義了關係,過去的邏輯就會被推翻,建立新的邏輯。
邏輯推理,就是對事物關係的猜測,猜對了關係就是一種規律,猜錯了就是毫無邏輯。邏輯歸納,就是對事物關係信息的抽象提取,歸納的是否正確,依賴於關係本身的存在和屬性。
這樣邏輯就充當了一個層,在此之上人腦利用推理和歸納,建立了思維與思考,也就是智能。在此之下,就是這個物質世界所固有的關係,被抽象成邏輯,作為智能基礎。
順著邏輯,我們看到了關係,順著關係,我們將更進一步去了解事物的本質。
結構與關係
結構是事物固有存在的,是信息的排列組合。關係是觀察者從某一個角度看到的排列組合,並且這個角度看到的是可以被觀察者所理解的。這裡的理解包含可感知,有些物質的排列組合所呈現出來的關係無法被感知。所以,不同的角度看相同的結構也會有不同的關係。
更進一步。不可在分的最小物質是什麼 ?無限小又是什麼?那就是比特,就是基本的信息單位。一切都是由比特構成的。物質的屬性是由構成物質信息的數量和排列決定的。
物質由宏觀到微觀的變化過程,就是構成物質信息不斷減少的過程。物質不斷的分割到微觀層面,在不斷的分割,不斷丟失信息,就會不斷丟失特性。到一定程度就難以測量,變成概率,如果再繼續分割。最終,就只剩下一個比特的信息,只有一個屬性,要麼是1,要麼是0。
可以看到,事物就是由比特信息所形成的結構,而邏輯就是結構的屬性,就是結構所呈現的關係。
微觀與宏觀
如果認可了,事物是由最小的信息單位比特所構成的。那麼,比特信息是0還是1呢 ? 這是微觀的隨機行為,而信息構建的物質在宏觀。微觀信息的隨機行為,積累到來到宏觀所呈現的是一種隨機性減弱的趨勢,就是概率。概率連接了微觀與宏觀,代表了微觀隨機性的積累所形成的確定性,就是宏觀。
結構與數據
信息積累所形成的宏觀事物,也叫數據。而信息也是事物結構的基礎單位。可以理解為,結構和數據之間存在一種可以互相轉化的關係,或說結構和數據是同一種事物不同的角度的影像。所以,結構和數據都會呈現固有的關係。邏輯也是數據的屬性。
數據是傳遞信息的結構,而結構可以吸收數據所傳遞的信息,形成新的結構,從而不斷的變化。就像RNA幫助DNA進行複製一樣,RNA就是數據傳遞信息,DNA就是結構。而RNA和DNA都是由同樣更基礎的單位構成。
大腦的結構與數據來源
邏輯作為結構關係轉化為智能的中間產物,它存在於什麼地方呢,必然是產生智能的大腦。大腦的結構就是用來儲存邏輯的,邏輯代表了結構的關係,而大腦神經元所構建的結構就是邏輯對應的結構,這樣結構的關係就被存儲了大腦結構里,就是邏輯被存儲了起來。
如果人類的嬰兒從小被遺失在森林裡,被金剛養大,長大後它會變成人猿泰山。它並不具有正常城市裡長大的嬰兒的智能,不能像普通人類一樣思考。因為它從小沒有接觸人類文明的數據,所以大腦雖然具有了高級進化的智能功能,卻沒有存儲智能的基礎邏輯。
這個大腦神經元結構是如何構建的呢,就是依靠數據傳遞的信息,就是環境信息,大腦無時無刻不在接受環境信息,這些信息源源不斷的傳遞到神經元結構中。這些信息塑造了神經元結構,神經元結構也選擇過濾篩選了信息。就像河流與河床的關係,河床引導河流,河流沖刷改變河床。
神經元細胞,既是信息傳遞和形成的結構,也是信息存儲的結構,也就是記憶。神經元細胞之間的幾何關係,軸突樹突的幾何關係,密度,數量,化學變化都是一種信息的記錄。神經元細胞組建的網路架構,可以動態的修改,就是信息的記憶與丟失。這個結構是河床,其中的化學和電位變化是河流。結構被沖刷,同時在引導電流和化學反應的走向。每個想法觀點,都是大腦中神經脈衝電位的表達。
大腦在最初一片空白,沒有環境信息,沒有上下文,沒有所見所聞,就沒有所感所想。人們以為自己的想法,源於自身獨立的產生。其實大腦憑空變不出什麼想法,任何想法思維都需要數據的參與和構成,而數據是來自外部環境的。當這些環境的信息湧入大腦,塑造了大腦的結構,結構反過來又過濾了信息。
大腦就像一個可以動態改變的篩子或是過濾器,把環境信息按照特定的形式,呈現或理解出來。大腦中所有的想法和信息都只是環境數據的表達。
也有人猜測貝葉斯演算法是人腦的工作模式基礎。其分為兩步,先驗概率與後期分布。先驗概率就是已經形成信息積累的結構,後期分布就是一種概率預期。信息積累結構,結構過濾信息。
大腦數據的轉化
數據信息轉化為神經元結構的過程是排列組合。最開始的大腦具有很強的可塑性,最初的數據會形成基礎的結構。這時候的數據的排列組合是隨機的,形成的結構也非常具有創造性,隨著基礎結構不斷的積累,形成的結構會對環境數據進行篩選和過濾。數據會被拆分到各種尺寸,按照已有的結構進行歸類組合,這其中涉及到模式匹配和識別,這些組合形成了選擇和想法,然後在驅動新數據的形成和獲取。
就像學習過的知識可以忘記,但重要的是學習塑造了大腦的結構,理解強化了結構,從而影響了後續的信息過濾和分析。
人腦使用概率模型,通過組合概率和可能性來得出結論,從而創造出各種假設,並隨著新接收到的信息而連續調整。隨著大腦的成熟,變得更加專業化以執行複雜的功能,因此也變得不那麼靈活,越來越難以隨著時間而改變。年長的學習者發展出了有偏見的觀點,因為他們更多地了解世界並且加強某些神經連接,這阻礙了他們基於很少的信息來形成具有創新性的假設和抽象理論的能力。你知道的越多,你就越依賴於你知道的東西,而對新的東西則不能保持一個開放的態度。
最終我們發現,環境數據塑造了大腦的結構,形成了固化的邏輯關係,這也是性格組成的一部分。
大腦的學習能力
如果說邏輯關係都是數據轉化而來的。那麼,大腦神經元作為固有的基礎功能組件,就是主導了數據信息轉化的處理功過程,包括了推理和歸納。
推理的過程就是,檢索相關事物的邏輯關係,然後隨機的找到潛在一些關係,把這些關係進行排列組合,得出推理結果。
歸納的過程就是,檢索不同事物的邏輯關係,查找對比其中相似的關係,然後提取出來得出結論。
大腦中數據的檢索查找,模式識別與匹配,都依賴神經元固有的生物特性。數據調用的範圍,數據匹配的形式(視覺,聽覺,觸覺,嗅覺等),和數據處理的響應速度,都直接影響了可進行排列組合的數據量。詳細可參看,影響大腦思維速度的因素,大腦如何查找記憶中的數據。
神經脈衝的形成,和神經元的數量,以及之間的幾何關係有關。還有神經元細胞上軸突樹突數量,對應比例,空間關係,作用範圍有關。對待刺激比如溫度,壓力,光照的反應,不僅存在絕對數值反應,還有隻和變化相關的反應。
神經元的基礎特性,決定了大腦的學習能力。這就是為什麼同樣的環境數據,能夠造就不一樣的結果。神經元的結構和功能,是經過了漫長的幾百萬年的進化偶然得到的,這也是為什麼人類簡史中,智人會突然的崛起。因為意外的得到學習能力,環境數據一下子得到了升華和利用,其結果是智力遠遠超過了,其它同時代的類人猿。
最終我們發現,大腦的生物基礎特性,影響了環境數據的處理和邏輯關係的形成,這也是性格組成的另外一部分。
想法,創造力與想像力
一個信息進入大腦,激活了神經元細胞電位變化,會沿著結構傳遞,神經電脈衝在神經網路結構中,依靠運動慣性會持續一段時間,這段時間會產生無數的信息隨機組合。這些隨機組合,對結構產生影響,讓結構所呈現的邏輯關係也在不斷的變化。
所以,只要不斷的接受環境數據,因為慣性大腦就不能停止思考,產生想法。這些微觀的隨機組合被不斷的積累,形成宏觀的確定性和可能性,然後被意識捕捉,過濾,歸類,形成想法和念頭,其中有些被標記為了創造與想像的標籤。
大腦的結構在動態的改變,某個時刻和環境信息,產生互動與對應,就會產生頓悟,靈感,閃念,以及直覺。
直覺是大腦,利用已有結構慣性給出了結果。而這個結構是先前的積累所形成的。所以積累的信息越多越正確,直覺越準確。
創造力和想像力,可以看成一種高級的推理能力,就是把表面不相關的數據信息自由的組合在一起。這種數據的排列組合,越隨機得到的結果越超過固有的認知,想像力就越豐富,所以想像力和創造力並不是在創造,而只是在組合,大腦不能創造宇宙中沒有的東西。而微觀的隨機性,就是信息自由組合的根本動力,也是想法的根本源泉。
想法,並不是我們感覺上的抽象與虛無。每一個想法都是一個物質的實在,是電流在神經元之間電光火石般的碰撞,是一種排列組合,是一種映射,是一種投影,是一種縮放的信息投影。一個想法的產生,就一定對應著這個想法的物質運作,想法對應的數據本身沒有任何限制,甚至現實就是由這些數據構成的。
想法可以通過語言或文字記錄下來。那麼想法本質事什麼,是神經元細胞里的電位變化的組合。那記錄下來的是什麼,就是通過某種文法映射了電位的排列組合。理解一個想法意味著大腦重現了類似的組合。從某種角度來看,人腦想像得到的事物,其實在宇宙中就一定對應一種實現。能想像得到的,就是在大腦中模擬了數據的排列組合,在宇宙中重現需要一些細節的完善,但終究是可以的完成的,只是時間問題。
意識
想法源源不斷的在大腦中被組合出來,意識就是負責處理和監管想法的。我認為意識是物質的,就是大腦的生理結構。大腦的生理結構是不斷進化的,越來越複雜的,意味著意識越來越高級,越來越抽象和深刻。
智能的推理和歸納行為,能夠被意識主觀調用,體現在人類的記憶,回想,總結等行為。意識對大腦中的信息數據進行操作的時候,會產生感受,這是自發的反射,是不受意識控制的。比如,我們可以主觀的回憶過去,卻控制不出觸憶生情。
有意思的地方,在於產生意識的生理結構,可以動態的改變,就是負責意識區域的神經元網路的結構。這樣,意識可以受到身體內部本能的驅動,比如渴了餓了主動找喝的吃的。也可以受到環境數據的影響,比如人的想法和決策可以被外界改變。
理解行為本身,可以看成意識對數據主動的處理。要理解一個信息,首先大腦中要有能關聯的數據,以後對要理解的數據進行抽象數據提取和歸類整合。理解了,就是新的數據被整合到了大腦數據結構裡面了,可以隨時被意識調取使用。
自我意識,是大腦生理結構複雜到一定程度產生的高級功能。可以理解為,大腦形成了一套邏輯信息關係,是用來解讀意識本身的,意識可以讀取這個理解意識本身的數據,就是自我意識。
潛意識,下意識,直覺,我覺得這並不屬於意識範疇。而是神經元被激活後的慣性,激活的反應和作用沿著神經元網路結構持續傳遞一段時間,產生了潛意識,下意識和直覺。
之所以,有時候直覺比主觀意識更準確或說有預見性,是因為意識能夠調取的信息依賴輸入數據和之後的主觀信息檢索查找。而直覺是激活反應沿著已有的結構隨機的慣性運動,從而產生的數據隨機組合。這個數據的組合可能比意識主動調取的數據範圍更大。事實上,直覺能夠把一些意識沒有考慮進去信息加入決策,所以更為準確。
總結
人類智能的來源是,環境信息和大腦結構功能共同的結果。環境信息可以改變大腦結構,大腦結構一方面可以存儲信息形成邏輯關係,一方面進化出了意識,可以使用推理和歸納主觀的操作信息數據,包括環境的和自身的。
智能的目的在於更高效的消費信息。
另外還有一篇,對人工智慧的思考。
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