受认知神经智能启发的AI计算机架构

在机组冷态启机时，随着定子温度的升高，定子由于热膨胀而向外扩展，从而导致定子与转子间气隙发生变化。如定子相对热膨胀过大或不同部位相对热膨胀不均匀，将会导致气隙不均匀，从而产生较大的磁拉力不平衡，影响机组正常运行。

通过监测各气隙传感器测量得到的平均气隙的长期变化趋势，可实时掌握定子的相对热膨胀状态。

图7-48所示为某700MW混流式发电机开机运行2h内8个气隙测点平均气隙的变化趋势图，各测点平均气隙最大变化0.8mm，最小变化0.4mm，可见该发电机定子相对热膨胀不大，不会影响机组的稳定运行。

图7-48　开机后各测点平均气隙变化趋势

图7-49　开机后各测点平均气隙变化趋势

图7-49所示为某700MW机组开机运行2h内8个气隙测点平均气隙的变化趋势图，各测点平均气隙最大变化1.32mm，最小变化0.76mm，可见各部位定子相对热膨胀相差较大，各部位定子相对热膨胀数据见表7-6。热稳定过程定子圆度、转子圆度和定子与转子中心变化趋势如图7-50所示，由图可见，在热稳定过程中，转子不圆度有明显的改善，定子不圆度也有所改善，转子中心向207°方位（-X向为180°，-Y向为270°）偏移了约0.3mm。

表7-6　各部位定子相对热膨胀　单位：mm

意识图灵机的机制

我们能意识到短时记忆里的东西，不多也不少。在意识图灵机中，所有繁重工作都是由处理器完成的，它们在长时记忆中无意识地运作。假设意识图灵机确实是描述人类意识的合适模型，那么我们只能意识到长时记忆处理器传入短时记忆的主旨。你意识到的“主旨”是什么？它一定是以下几种之一：最典型的是内在声音，你能听到强调你想法的内在声音；内在图像，可能是一张地图或一个梦境；还有感觉、感受等。意识图灵机的意识被定义为所有长时记忆处理器对短时记忆内容的觉察，但这个定义仍没有回答一个问题：是什么让我们感受到意识？

我们的回答是，所有长时记忆处理器都知道短时记忆的内容，一些长时记忆处理器专门负责意识，由于它们在长时记忆中，它们会知道短时记忆的内容：内在语言处理器把短时记忆的大脑语言翻译成外部世界所能听到的语言；内在视觉处理器将所有短时记忆的大脑图像翻译成外部世界所能看得到的图像，你在梦境中能见到它的样子；第三个能够引发意识的是从短时记忆广播而来的内部和外部感知，无论是梦境中还是现实中，所有意识图灵机能意识到的信息都来自短时记忆。这些感知从短时记忆广播出去被所有长时记忆处理器接收，使得梦境中的内在画面和真实世界的外在画面变得难以分辨。

意识能为图灵机带来什么？通过从短时记忆广播，意识使得长时记忆处理器专注于生成对真实环境的当前最佳解释，并会持续地验证这个解释，帮助意识图灵机解决一致性问题（比如内克尔立方体）。它能对意识图灵机认为值得关注的问题、想法或思考保持关注。它给了意识图灵机解决预期外问题的能力，即用现有工具应对复杂的真实世界。

现在我们还面对一个大问题：意识图灵机是否能感觉到自身拥有意识？我们认为能，但是我们该怎样证明意识图灵机感受到了意识？其实没有这个必要去证明。我们对意识定义的合理性完全取决于它对于意识能做出的解释、意识图灵机能简洁而自然地解释多少概念、这些解释是否符合我们直觉上对意识的理解，以及意识图灵机能对设计者预期外的场景做出怎样的回应。

意识图灵机能意识到什么？短时记忆内容，从定义来看，这就是它的定义；短时记忆中的数据块是什么？它是一个指向长时记忆中位置的指针；为什么短时记忆容量这么小？为了保证所有长时记忆处理器注意到同一个被意识到的想法，我们可以给出更多这样的例子；长时记忆处理器如何决定权重的符号？对婴儿来说，饥饿和疼痛是负值，食物和爱是正值，这些符号是天生的，在后来的人生中如果一个主旨的符号不明确，那么意识图灵机会将其设置为当时情绪对应的符号。但不能仅仅依据疼痛是负值而快乐是正值就得出意识图灵机能感受疼痛和快乐的结论，那么，是什么让意识图灵机真正感受到疼痛和快乐？

这需要我们思考简单问题和意识难题。简单问题就是让机器人模拟感觉，比如疼痛和快乐；意识难题是让机器人体验感觉，比如疼痛和快乐。但是，首先我们需要把模拟和体验区分开来。例如，在一种名为“无痛症”的疾病中，患者知道他应该有痛的感觉，但却感受不到痛苦。由脑震荡引发“无痛症”的成年人知道什么是疼痛，声称他们能有痛感，但是说“没关系”，“他们说疼痛仍然存在，只是不再困扰他们了”。我们设计的机器人就是“无痛症”，我们知道怎样让机器人看起来像在承受疼痛，但是我们不知道如何让机器人感受疼痛。(www.xing528.com)

我们提出了3个建议来解释极度疼痛。第一个是广播，极度疼痛是一个演员（数据块），它占据了整个舞台（短时记忆），它阻止其他演员登上舞台。有且只有疼痛信息能被广播，每个处理器才能知道疼痛。在极端情况下，除了痛苦，没有任何信息能进入短时记忆。这里有些证据表明，在导致极大痛苦的情况下，普通人不能保持思考而“无痛症”的人能正常思考。由史密斯（Smith）和艾尔斯（Ayres）发表在教育心理学综述上的文章《持续疼痛对短时记忆和学习的影响》中提到，持续经历低程度疼痛6个月或以上的参与者在各种测试中的表现比无疼痛参与者明显差。尽管广播能够解释部分疼痛，但仍不能解释突发的剧痛，比如韧带撕裂。这该怎么解释呢？

第二个是中断。突发的剧痛，当手指触碰一个点着的炉子时，所有无意识处理器都被中断了。中断（与广播有所不同）告知所有长时记忆处理器停止手头的工作，迫使它们把全部注意力集中到引发中断的事件上。这与广播不同，广播把信息发送给处理器但并不强迫它们停止当前的工作。

最后，我们对痛苦的第三个解释是恶性循环。疼痛导致恐惧，恐惧导致疼痛，这是许多可能可以把注意力保持在疼痛上的循环之一。

这是一个奥利弗·萨克斯（Oliver Sacks）和公牛的例子。

奥利弗·萨克斯和公牛

这是许多呈现疼痛的循环图之一，恐惧向左进入愤怒、焦虑等。

有关意识图灵机，还有一些问题：意识需要哪些长时记忆处理器？不需要哪些长时记忆处理器？

大多数长时记忆处理器是不被意识所需要的，比如：视觉和听觉处理器【海伦·凯勒（Hellen Keller）失去了视觉和听觉，但仍然是有意识的】；面部识别处理器（如果你患有脸盲症，会失去辨认人脸的能力，无法认出自己的家人，无法认出镜子里的自己，但你仍然是有意识的）；危险警告处理器（患者S.M.的杏仁核钙化了，她感觉不到恐惧，从没感受过任何恐惧，但她仍是有意识的）；计划和教养处理器【菲尼亚斯·盖奇（Phineas Gage）失去整个前额叶，他的整个人格发生了变化，但是在他后来的人生中他在智利驾驶公共马车，六匹马拉动的公共马车在长达77英里的路途来回可不是一项简单任务】；陈述性记忆处理器（患者H.M.在失去海马体后丧失了建立永久记忆的能力，但是他仍可以建立程序性记忆）；程序性记忆处理器（患者W.O.失去了建立陈述性记忆和程序性记忆的能力，是一个只有90分钟记忆的人）。

大多数长时记忆处理器不被意识所需

上图是这些人的照片，H.M.在左下角，中间是菲尼亚斯·盖奇，你可以看到那根穿过他的头骨并损坏前额叶的管子。

有些长时记忆处理器是意识所必需的。对于意识来说，必须要有内在对话处理器，用于评论和计划你当前的行为，不一定要内在语言，只需要是某种内在对话即可；需要视觉模型处理器，用于区分自我和非我；需要动机和精力；需要最小限度的思考能力，包括思考的动机。如果你失去内在对话处理器和视觉模型处理器，你的意识会发生什么变化？吉尔·波特·泰勒（Jill Bolte Taylor）是一位神经科学家，她在中风后失去了整个左半边大脑功能，丧失了说话能力。她没有能力分辨外部世界和内部世界，她说这个世界美极了，所有东西都是一体的。但她知道自己确实有生命危险，必须想办法求助，尽管她不能拨通电话。她仍然有能力思考，她声称自己失去了很大一部分意识，但她仍能求助。事实上在这之后，她的左脑再也没有恢复正常，但她成功地训练了自己的右脑，并写下了上图中这本了不起的书《左脑中风，右脑开悟》（My Stroke of Insight）。

接下来是乔治·盖洛普（George Gallup）的镜子测试。这个测试被心理学家用来测试自我意识。乔治·盖洛普说，如果你在动物不注意的时候在它的额头做一个标记，当这个动物在镜子里看见自己时，如果它会试着把标记弄下来，这就是自我意识的信号。在一只大象的额头画一个“X”标记，在镜子面前大象会用鼻子探向额头，想要把那个“X”抹掉。要做到这一点，大象必须要区分视觉模型，分辨自我和非我。它试图移除自己头上的标记，而不是镜子里大象额头上的标记。当然，它还需要动机和精力去完成这些动作、去进行思考。是的，大象通过了自我意识的镜子测试。狗呢？狗的视觉不算发达，但是它能通过一种类似的嗅觉实验。大猩猩没能通过镜子测试，因为大猩猩不会直视另一只大猩猩的眼睛，当大猩猩在镜子里看到自己时，它打碎了镜子。海豚也通过了镜子测试。那么鱼呢？有一位神奇的女士名叫坦普尔·格朗丹（Temple Grandin），她认为除了鱼类及其比鱼类低等的物种，其他所有动物都是有意识的。但是有这么一种叫裂唇鱼的鱼，大约2英尺长，你可以买一条放在鱼缸里，当它学会在镜子里分辨自己后，如果你在它的前额做上标记，当它看见自己后，会试图移除那个标记，然后回到镜子前检查。蚂蚁可以通过镜子测试吗？在红蚁属的3种蚂蚁头上做标记，然后它们在镜子里看到自己，你就能发现它们会走近镜子端详自己，然后回去试着擦掉那个标记，再走回镜子看是否擦掉了。那么儿童呢？儿童直到2岁才能在镜子里认出自己。

有意识的行动是怎么变得无意识的？处理器之间会产生连接，这种连接会降低短时记忆的负荷。这个理论可用来解释梦境的某些方面。其中一个处理器作为梦境生成器。生成梦境并不复杂，只需几个数据块就能生成图像，这些图像被广播出去，梦境接收器即所有处理器会对其做出反应。这还能很好地解释正念的原理。