人造意识是否能够实现?否则还谈什么人工智能

自古以来,人类就不停地探索自我,其中永恒的话题之一就是如何才能永生。2012年3月初,俄罗斯媒体大亨德米特里·伊茨科夫(Dmitry Itskov)宣布了他的“2045计划”——将人脑移植到机器上,以“机械战警”的形态实现永生。

那么这条途径到底有没有可能走得通呢?在讨论所有的技术难题之前的,首先要问一个问题:人脑和计算机的差异到底有多大,有没有可能最终变成一回事?

而关于以上这个“计算机到底有没有可能完全模拟人脑”的争论,虽然可能在很长时间内都无法定论,但是每次的探讨与思索,都会给人一些新的启发。至少,无论大小,我们又向着真理的方向迈进了一步。然而,在“人工意识”被实现之前,所谓的“人工智能”到底能智能到哪里去呢?

在所有科研相关的争论当中,关于大脑基本特性的争论总是引起人们的兴趣。但是讨论这些问题的人往往不是生物学家、心理学家或者神经学家,而是数学家、计算机学家和物理学家。

但最后的结论往往是,我们的思想可能源自神秘的、仍未被揭示的自然法则。而关键的问题在于:计算机能完全模拟我们的大脑么?或者反过来,你的大脑是一台计算机么?

计算机能模拟人脑么?

从理论上来说,模拟人脑应该是可行的。我们可以模仿人脑的物理、化学和电子结构,将所有的细节都输入计算机,从而产生与真实的人脑相似的输出结果。

但实际上,我们还缺少三个重要因素。首先,我们还无法足够细致地扫描大脑中所有的“电路”。其次,我们还不了解控制所有神经元和脑细胞工作的原理。最后,我们还没有足够强大的计算机来运行整个模拟系统。

继用计算机模拟出果蝇的脑神经元后,目前在哺乳动物领域,最前沿的进展也不过是模拟出了大鼠的31000个神经元网络。而人脑中共有860亿个神经元,按照这上述三个问题相关技术的进步速度来预测,至少要到2070年才能完成它的模拟。

果蝇脑神经元影像

果蝇脑神经元影像

“大脑的确遵循着某种运算法则”是个相对保守的回答,麻省理工学院的计算机科学家斯科特·阿隆森(Scott Aaronson)在最近的讨论中表示。我们的大脑并没有任何明显的特征是一台足够强大的计算机不能模拟的。

与一台真正意义上的数字计算机不同,大脑通过化学脉冲和电信号复杂的交互作用进行工作。它们远超过你正用来看这篇文章的玩意儿(手机、平板、笔记本或是台式机),就像梵高的画作远超过街边墙上的涂鸦一样。

问题是,大脑所遵循的基本算法是否和电脑完全一样?

关于大脑的算法,我们可以试着这样想:我们都知道计算机可以模拟小型的物理系统。比如,空间中两个物体的相互作用、一个电子脉冲或者一个化学反应。我们也知道,我们的思想产生于大脑中无数的物理反应。因此,一台强大的计算机可以简单粗暴地以原子级的精度,对你的大脑进行模拟。

如果这是可能的,那么你的大脑(延伸说来就是你的思想)一定是遵循某种“算法”的。

信息在人脑中传递的时序,红色区域接受信息的时间早于蓝色区域。这是否代表了人脑也遵循着某种“算法”?

人脑是一台计算机么?

阿隆森还指出,对于该争论无论是他的支持者,还是反对者都不需要对神经科学有任何了解,也不必知道大脑是如何运算的。他们只需要知道什么样的事情大脑可以做,然后与电脑能做的事情进行比较。

与阿隆森持反对意见的“潘洛斯阶梯”的提出者、牛津大学著名的数学物理学家罗杰·潘洛斯(Roger Penrose)。由于潘洛斯对于思想的不同看法,而在圈内很受追捧。他认为意识具有某种超能力。无论计算机有多么强大,意识总能完成某些对于计算机而言不可能的任务。

潘洛斯阶梯:四条楼梯,四角相连,但是每条楼梯都是向上的,因此可以无限延伸发展

潘洛斯阶梯:四条楼梯,四角相连,但是每条楼梯都是向上的,因此可以无限延伸发展

因此,大脑一定遵循某些奇特的、未经发现的物理原理,这些规律可能在量子层面下才能被发现。它们能够让大脑生成普通计算机或者算法无法得出的结果。

有意思的是,潘洛斯并没有将人类意识扯到诸如:感情、审美这类抽象的概念上。相反,他指向了一些特定的数学和计算上的事实。这些是我们都知道的事实,但是在常规逻辑界限内很难被证明。

阿隆森在博客上回应了潘洛斯,包括对他们所讨论内容的总结。最有趣的是,这两位观点争锋相对的人却达成了以下共识:

阿隆森说:我们的思想可能遵循或不遵循与计算机一样的物理定律。但是意识与计算机最重要的区别在于:意识不能被逆转或复制。

我们可以认同阿隆森的观点。但首先,我们要试想一下,如果我们确定大脑是台计算机,将会出现哪些奇怪的问题。阿隆森举出了一些例子(我们之后会对它们进行详细分析):

我们会问:如果意识可以通过计算来还原,那什么样的运算量才足以产生意识呢?如果地球上的每个人都作为大脑的一个神经元,并通过传递纸条来交流呢?如果传纸条的速度足够快会发生什么?或者我们建立一个巨大的查询表,你的每个可能的反应都可以在最多5分钟内被硬编码,这能生成你的意识吗?

我们同样可以问:如果人工智能是以严格加密的形式运行,而它唯一的解码秘钥被放在另一个星系呢?这能产生意识吗?如果为了纠正错误,硬件运行了三次人工智能编码,最后取多数票:这会产生三个意识吗?

我们可以将你“传真”到火星吗:把你放到扫描仪中,将你大脑的状态转为纯信息,之后再用火星上的仪器将这些信息在一个新的躯体中重建?假设我们这么做了,我们该怎么处理你留在地球的“原型”:它应该被安乐死吗?你愿意尝试这个吗?

或者像哲学家亚当·艾格尔(Adam Elga)所提出的:你或许可以这样威胁一个人工智能:“要么你按我说的做,要么我就复制一千个你,并让它们同时遭受可怕的折磨。”

如果以上那些假设或问题让你如堕五里云雾,下面总结或许可以让你豁然开朗:

计算机上运行的程序是可复制、可编辑,并且可预测的,它们缺少自由意志。更重要的是,它们缺少“个性”。你可以将它们复制无数次,因此原型对它来说无关紧要。

更进一步来说,如果你的意识像软件一样,那么折磨你是没有任何意义的。无需拔掉你的指甲,我可以一直向你输入那种“十指连心”的痛苦。

因此阿隆森提出了一个折衷的想法来解释这些问题:你的思想永远不会活在一个笔记本电脑中,但这并不意味着没有思想能存在于笔记本电脑中。不过这个思想不会是一个真实人类思想的完美复制,它不具备真正的意识。

他认为,一个真正的意识应该“参与到热力学的时间流中”。

思维的时空的唯一性

热力学第二定律告诉我们,熵(一个封闭系统的无序性,也可以称之为系统的混乱程度),永远不会随时间推移而减少。你的房间不会自己打扫干净,你书包中散放的耳机线永远是纠缠在一起的,鱼释放出来的光永远不会变回细胞中的化学能。当我们想要逆转熵变时,结果总是不完美的,我们需要外部的能量源来完成。

而计算机软件并不是遵循真实物理规律的。你可以在你的电脑上记录0和1,对它们进行复制、存储,或者将它们写入另一台笔记本电脑。只要你一直小心处理,它们会保持永远不变。

但真正的意识并不具备这样的特性,就算你的思想是通过运算得来,这种运算也是取决于无法复制的纳米级效应。换句话说,你的大脑在一个维度中对你的思想进行编码和处理,其熵不允许我们对它进行复制和逆转。量子力学中的一课就是,我们永远不能得知一个纳米级系统中的每个细节。

又看懵了?来个例子:你大脑释放的热能,正以红外辐射的形式光速前进到达宇宙中。没有任何办法能让你的大脑重新回收这些热能。

这些热能曾经与你的思想、记忆和决策有关,并且永远没有办法得知,在什么样的消耗量或时间点,这些热能将会被耗尽。也许这就足以告诉我们,永远不可能稳定地、详细地对你的大脑进行回溯或者复制。就如电影《星际穿越》(Interstellar)中四维空间中的一个个独立存在的三维空间截面。

电影《星际穿越》中四维空间中的三维空间截面

电影《星际穿越》中四维空间中的三维空间截面

虽然阿隆森并没有证实这个观点,但如果万一它是正确的,就可能产生这种结果:如果你的思想是通过运算得来,哪怕在某种程度上它仍与我们所知的计算机不同,未来的科学家还是有可能将你的一个版本“传真”到火星,或者将它上传到一个新型的计算机中。但到达那里的思想并不是真正的你。

世界上只有一个真正的你,并且它只可能存在于你的大脑中。

编后语:其实做完这篇文章,DT君的感受是苦涩的。首先,将原本属于生物学、物理学、化学范畴的事情,拿到数学,甚至哲学的层面讨论,很容易因失去依据而跑偏;再者,再先进的人工智能终究也是代码和算法,只是与人脑的行为方式类似。因此两者到底在运作机制上有那些异同,目前难以解释清楚,而机器到底能不能产生人类意识,可能需要很长时间的探索才能得出一个答案来。

电影《超验骇客》(Transcendence)截图

电影《超验骇客》(Transcendence)截图

有一部2014年上映的,由约翰尼·德普(Johnny Depp)出演的不太卖座的电影,叫《超验骇客》。读完这篇文章再去看看,或者能有完全不一样的心得。

参考:《Cell》杂志、TechInsider、Scienceblogs

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