08模拟人脑,计算机不可或缺的4大思维
尽管人脑的思维模式极为精巧,我们仍然可以通过软件对人脑进行模拟。要想做到这一点,计算机必须要具备准确的沟通、记忆和计算能力,具有计算的通用性和冯·诺依曼结构,并且能够按大脑核心算法进行创造性思考。
我们的大脑外在形态好似一块法国乡村面包,内在像是一个拥挤的化学实验室,充斥着无间断的神经元对话。可以把大脑想象成一堆发光体;一个鼠灰色的细胞“议会”;一个梦工厂;一个住在球状头骨内的小小君王;一团杂乱的神经细胞,微小但无处不在,导演着一切人生戏剧;一个变幻无常的乐园;或是一个名叫“头骨”的“衣橱”里塞满了各式各样名叫“自我”的“行头”,挤得皱皱巴巴的,仿佛小小的运动随身包里装了太多衣服。
戴安·艾克曼,美国知名女作家
大脑会存在是因为为了维持生存必须对资源进行分配,而且随着空间和时间的变化,威胁生存的因素也在不断变化。
约翰·奥尔曼,美国著名马克思主义者
现代大脑地图给人一种有趣的古旧感——就像一张中世纪的地图,已知世界被散布着不知名怪兽的未知之地环绕。
大卫·班布里基,知名生殖生物学家
在数学中你并没有理解什么东西,你只是习惯了它们而己。(www.xing528.com)
约翰·冯·诺依曼,数学家、计算机之父
自从20世纪中期计算机出现以来,关于计算机的能力极限以及人脑能否被视为一种形式的计算机的争论就没有间断过。对于后一个问题,舆论共识已经发生转变,从认为这两种信息处理实体在本质上是相同的,转变为认为两者存在本质上的不同。那么大脑是否可被视为计算机呢?
20世纪40年代,计算机开始成为时髦的话题,被视为“思考机器”。1946年,世界上第一台电子数字积分计算机ENIAC问世,被媒体称为“巨脑”(giant brain)。随着计算机在接下来的几十年里走入大众市场,广告常常称其为普通人脑无法企及的、拥有超能力的“大脑”(见图8-1)。
图8-11957年的一则广告,寓意电脑是一个巨型的大脑
计算机程序使这种机器名副其实。由卡内基·梅隆大学的赫伯特·西蒙、J.C.肖(J.C.Shaw)和艾伦·纽厄尔(Allen Newell)发明的“通用问题解算机”(general problem solver),成功证明了罗素和阿尔弗雷德·诺斯·怀特海(Alfred NorthWhitehead)在他们1913年出版的著作《数学原理》(Principia Mathematica)中无法论证的定理。在接下来的几十年里,计算机在解决数学问题、诊断疾病、下国际象棋等智力运动方面凸显出大大超越人脑的优势,但在控制机器人系鞋带,或是学习5岁大儿童就能理解的常用语言方面却困难重重,计算机现在才刚刚能够掌握这些技能。具有讽刺意味的是,计算机的进化与人类智能的成熟方向正好相反。
关于计算机和人脑在某种程度上是否等同的问题至今仍存在争议。在序言中我提到,关于人脑的复杂性可以查到无数种引证。同样,在谷歌上搜索“大脑不等同于计算机的引证”,也可以得到上百万条链接结果。在我看来,这些链接的内容都无异于在说“苹果酱不是苹果”。从技术上看这种说法没有错,但苹果可以做出苹果酱。或者,“计算机不是文字处理器”之类的说法可能更加贴切一些。尽管计算机和文字处理器存在于不同的概念层面是事实,但是计算机在运行文字处理软件时就变成了文字处理器,反过来则不然。同样,计算机如果运行“大脑软件”则可以变成人脑。这正是很多研究人员,包括我自己正在尝试的事情。
那么问题就变成了我们是否可以找到一种算法使计算机变成等同于人脑的存在。由于具有内在通用性(仅受容量大小制约),一台计算机可以运行我们定义的各种算法,人脑却只能运行一套特定的算法。尽管人脑的模式相当精巧,不仅有极大的可塑性,还可以在自身经验的基础上重建联结,但这些功能我们可以通过软件进行仿真。
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