从《千脑智能》看大模型

2024-06-09 19:12
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本文主要是介绍从《千脑智能》看大模型,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

千脑智能与大模型

    • 千脑智能介绍
  • 世界模型
  • 千脑智能理论——对大脑的全新理解
      • 旧大脑:演化的历史烙印
      • 新大脑:智慧的创新引擎
      • 新旧大脑的互动与争斗
      • 启示与借鉴
    • 大脑对信息的处理和建模
      • 六根
      • 六尘
      • 六识
    • 新脑:智能的创新中枢
    • 旧脑:生存的本能引擎
      • 新脑与旧脑的互动与融合
      • 对人工智能的启示
      • 大脑中的世界模型:预测、学习与适应
        • 预测:大脑的先知力量
        • 学习:模型的构建与优化
        • 适应:模型的更新与应用
  • **大脑中的世界地图**
      • 新脑中的地图
        • 概念
    • 人工智能的未来
      • **机器智能的未来**

千脑智能介绍

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《千脑智能》一书深度剖析了人类大脑这一复杂而精妙的生物计算机,从功能模拟的角度出发,系统性地阐述了大脑如何构建对世界的认知模型,并以此为基础进行未来预测,揭示了智能行为背后深邃的神经科学原理。

首先,该书详尽地介绍了与智能密切相关的各大脑结构及其基本功能。作为思维与意识的物质载体,大脑由众多区域构成,各部分分工明确、协同运作,共同支撑起我们的认知、情感、决策等高级智能活动。其中,最为人所熟知的无疑是大脑皮层,尤其是前额叶、顶叶、颞叶和枕叶这四大主要分区。前额叶被视为“执行中枢”,负责规划、决策、判断等高级认知过程;顶叶则涉及空间感知、物体识别及注意力分配;颞叶与语言理解、记忆编码密切相关;而枕叶则主要处理视觉信息。此外,书中还深入探讨了丘脑、海马体、杏仁核等深层结构在情绪调节、记忆形成与巩固、应急反应等方面的关键作用。

接下来,著作重点转向功能模拟视角下大脑工作原理的揭示。大脑并非被动地接收外界刺激,而是积极主动地构建一个关于外部世界的内部模型。这一过程基于感知、注意、记忆、联想等多种认知功能的协同运作。例如,当我们观察周围环境时,视觉、听觉、触觉等感官信息被编码为神经信号,经由特定脑区的初步加工后,传递至高级皮层进行整合。大脑通过反复的学习与经验积累,逐步建立起一个包含物体属性、空间关系、事件因果等多维度信息的认知模型。这一模型不仅反映了当前世界的状态,更蕴含了我们对世界运行规律的理解与预期。

至关重要的是,大脑利用这一内部模型进行未来预测。预测是智能行为的核心特征之一,它使我们在面对复杂、动态环境时能做出适应性决策,提高生存与繁衍的成功率。在大脑中,预测主要通过两种方式实现:一是基于模式识别与联想,当面临新情境时,大脑迅速比照已有的认知模型,找出相似或相关的经验,推断可能出现的结果;二是运用复杂的神经网络算法,如贝叶斯推理、动态规划等,进行概率性预测。这两种预测机制在大脑的不同层次、不同功能域中均有体现,如在运动控制中预测动作效果,在语言理解中预测句子意义,在决策制定中预测不同选项的后果。

总的来说,《千脑智能》一书以严谨的学术态度、深入浅出的语言,引领读者步入智能科学的殿堂,揭示了大脑结构与功能的奥秘,阐明了大脑如何通过建立学习世界的模型并进行预测,实现对外部环境的适应与掌控。对于科研工作者、教育者以及对智能科学感兴趣的广大读者而言,这部作品无疑是一本富有启发性和深度的读物,有助于我们更深刻地理解智能的本质,把握人工智能发展的前沿趋势,乃至反思人类自身的认知局限与潜能。

世界模型

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千脑智能理论——对大脑的全新理解

新旧大脑的争斗

在深入探讨大脑如何构建世界模型并进行未来预测的过程中,《千脑智能》进一步揭示了一种鲜为人知却又至关重要的现象:新旧大脑之间的内在争斗。这种争斗并非物理意义上的冲突,而是指大脑中古老演化而成的部分(旧大脑)与相对新近发展起来的区域(新大脑)在信息处理、决策制定以及行为调控等方面的动态互动与竞争。理解这一争斗现象,对于我们全面认识智能行为的复杂性,以及在人工智能研究中借鉴大脑的工作机制具有深远意义。

旧大脑:演化的历史烙印

旧大脑,即包括脑干、边缘系统在内的大脑深层结构,是数亿年生物演化过程中逐步形成的,其功能主要与生存本能、情绪反应、基础生理调控以及一些固定行为模式相关。这部分大脑保留了原始生物对环境的直接、快速反应能力,如恐惧、食欲、性欲等基本驱力的触发,以及面对威胁时的“战或逃”反应。旧大脑的运作往往遵循硬编码的规则,依赖于直觉、情绪和习惯,而非复杂的逻辑分析或理性思考。例如,杏仁核作为边缘系统的中心节点,负责处理与情绪相关的信息,尤其是恐惧和焦虑,其快速、非意识化的反应机制使得个体能在危险环境中迅速采取行动,确保生存。

新大脑:智慧的创新引擎

相比之下,新大脑,即包括前额叶、顶叶、颞叶和枕叶在内的大脑皮层,尤其是前额叶,是哺乳动物尤其是人类在较晚近的演化阶段发展出来的高级认知中枢。新大脑赋予我们更为复杂、灵活的认知能力,如抽象思维、语言、规划、决策、道德判断等,使我们能够适应更为复杂的社会环境,解决高阶问题,创造文化与科技。前额叶作为“执行中枢”,在诸多高级认知过程中起到关键作用,它能够抑制旧大脑的冲动性反应,支持理性思考和长远规划,驱动创新行为,并协调多个认知任务的执行。

新旧大脑的互动与争斗

新旧大脑并非孤立运作,而是通过丰富的神经回路紧密相连,形成一个高度集成的信息处理系统。它们之间的互动既表现为协作,也表现为竞争。在面对日常生活中大多数情境时,新旧大脑相互配合,共同塑造我们的行为。例如,当我们在餐厅选择食物时,旧大脑可能依据饥饿感和对食物气味、外观的直观反应产生食欲,而新大脑则会考虑营养均衡、健康因素、社交礼仪等因素,进行理性选择。这种互动确保了我们的行为既能满足基本生存需求,又能适应社会规范和个体目标。

然而,新旧大脑之间的争斗在某些情况下尤为明显。当面临压力、情绪波动或高强度认知负荷时,旧大脑的反应可能占据上风,导致个体表现出冲动、非理性的行为。例如,面对投资决策时,尽管理智上知道长期投资策略更有利,但市场波动引发的恐惧感(由旧大脑主导)可能导致投资者做出短视、情绪化的买卖决定。反之,过度依赖新大脑的理性分析也可能导致个体在应对快速变化、需要直觉反应的情境时显得过于保守或迟钝。

启示与借鉴

理解新旧大脑的争斗对于我们设计和优化人工智能系统具有重要启示。一方面,人工智能应借鉴新大脑的复杂认知功能,如模式识别、联想、推理等,以提升其理解和预测世界的能力。另一方面,考虑到旧大脑在快速反应、直觉决策方面的优势,人工智能的设计也应考虑融入类似机制,以应对需要即时响应、不确定性强的任务。此外,探索如何在人工智能系统中实现新旧大脑式的动态平衡,使其既能进行高效的数据分析,又能根据情境调整策略,展现出适应性和创新性,将是未来人工智能研究的一个重要方向。

综上所述,《千脑智能》通过对新旧大脑争斗现象的剖析,为我们揭示了智能行为背后的深层次动力结构,提醒我们在追求高度智能化的同时,不应忽视那些根植于生物演化历史中的、看似“原始”却至关重要的认知机制。这一见解拓宽了我们对智能本质的认识,也为人工智能的发展提供了更为立体、全面的理论指导。

旧脑

在探讨人类大脑的复杂结构及其功能时,我们常常会将之划分为不同的区域,“旧脑”并非仅指控制原始行为的脑干,更准确地说,它是维持个体基本生命活动、调控多种生理功能以及处理初级感觉信息的核心中枢。尽管在进化过程中,大脑皮层等新近出现的脑区赋予了人类更为高级的认知能力与复杂的社会行为,但“旧脑”的功能始终不可或缺,它默默无闻地在幕后支撑着我们的生存与健康。

在生物进化的历史长河中,大脑作为生命体最复杂、最精密的器官之一,其发展与演进无疑承载了物种繁衍与生存的核心使命。尤其当我们追溯至远古时代,探讨早期生物的“旧脑”(或称爬行动物脑、原始脑)时,其主要功能与运作机制,更鲜明地揭示了其为“自私的基因”服务的本质特征。

首先,我们需明确“自私的基因”这一概念。由英国演化生物学家理查德·道金斯在其著作《自私的基因》中提出的这一理论指出,自然选择的基本单位并非个体,而是基因。基因通过复制自身并传递给下一代,展现出强烈的生存与传播倾向,这种倾向在行为学层面可表现为对资源的争夺、对环境的适应以及对繁殖机会的追求。因此,“自私的基因”并非指基因具有主观意识上的自私性,而是强调基因在进化过程中表现出的自我保存与扩增特性。

旧脑,作为生物神经系统中最早出现的部分,主要由脑干和边缘系统构成,包括下丘脑、海马体、杏仁核等关键结构。它在生物体中的角色主要体现在基本生命维持、本能反应、情绪调节及初级学习等方面,这些功能无一不紧密服务于基因的“自私”目标。

01

基本生命维持:旧脑负责调控诸如心跳、呼吸、消化、睡眠觉醒等基本生理活动,确保个体能够存活并保持适宜的生理状态以承载和传递基因。例如,下丘脑作为内分泌系统的中枢,调节多种激素分泌,如生长激素、性激素等,直接关乎个体生长发育、性成熟与繁殖能力,这些都是基因得以延续的关键环节。

02

本能反应:旧脑驱动的本能反应,如觅食、逃避危险、领地争斗等,本质上是为了获取生存资源、避免伤害以及保障基因在种群中的竞争优势。如杏仁核在面临威胁时引发的“战或逃”反应,使个体能迅速应对危险,提高生存概率。这些反应无需经过复杂的思考与学习,而是由基因预设的程序直接触发,高效且直接地服务于基因的生存与传播需求。

03

情绪调节与初级学习:旧脑中的海马体和杏仁核等结构参与情绪形成与记忆巩固过程。情绪如恐惧、愤怒、喜悦等,往往与生存相关的情境紧密关联,引导个体趋利避害,做出有利于基因存续的行为决策。初级学习如条件反射,使个体能根据经验调整行为策略,如食物与奖励之间的关联学习,增强了寻找和摄取营养物质的能力,进一步服务于基因的生存与繁衍目的。

综上所述,旧脑作为生物神经系统的基础架构,其各项核心功能均围绕着维持个体生存、优化环境适应、促进有效繁殖等目标展开,而这正是基因“自私”本质的体现。尽管随着生物的进化,新皮层(哺乳动物脑)的出现带来了认知、创新、社会性等高级功能,使行为决策更为复杂多元,但旧脑始终坚守其原始职责,默默为“自私的基因”提供基础性服务,驱动着生命现象在亿万年间的生生不息。

  1. 《基因之河》

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  1. 《自私的基因》

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  1. 旧脑会感到恐惧、悲伤,受到自然选择数百万年的训练

    1. 旧脑包含几十个独立的器官

新脑

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新皮质:Neocortex

  1. 人类大脑最新的部分是新皮质,意思是“新的外层”。所有哺乳动物都有新皮质,而且只有哺乳动物才有新皮质。

    1. 新皮质约占大脑体积的 70%,它负责与智能有关的一切,从视觉、触觉和听觉,到各种形式的语言,再到数学和哲学等抽象思维。

大脑对信息的处理和建模

六根

1. 眼根:处理可见光信息的视觉感知系统。

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2.耳根:处理音频信息的听觉系统。

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3.鼻根:处理气味信息的嗅觉系统。

4.舌根:处理味道信息味觉系统。

5.身根:处理皮肤压强信息的触觉系统。

6.意根:概念信息建模系统。

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六尘

1.色尘:一切物质的视觉显现;

2.声尘:一切音波;

3.香尘:一切挥发粒子;

4.味尘:一切味蕾可以吸收反应的化学刺激;

5.触尘:泡利不相容原理引发的可感知物理表现;

6.法尘:一切可观测的规律展现。

六识

            1.  眼识:通过眼睛感知颜色和形状等视觉信息。2.  耳识::通过耳朵感知声音等听觉信息。3.  鼻识:通过鼻子感知气味等嗅觉信息。4.  舌识:通过舌头感知味道等味觉信息。5.  身识:通过身体感知触觉如冷热、软硬等。6.  意识:通过意识感知和思考,这是对前五识所接收信息的进一步加工和理解,最终建立的概念模型。
  • 大脑中的细胞叫作神经元。新皮质中的神经元是分层排列的,每一层神经元都在做着不同的事情,层只是粗略地说明在哪里可以找到特定类型的神经元。更重要的是神经元连接的是什么,以及它的工作方式。

    当新皮质想做什么时,它会向旧脑发出一个信号,在某种意义上要求旧脑听从它的命令。新皮质的每一个区域,都发现了投射到旧脑中与运动有关的某些部分的细胞。新皮质的基本单位,即智能的单位,是“皮质柱”。人类大脑的新皮质就像 15 万根细长的意大利面,彼此垂直堆叠在一起。新脑被划分为几十个区域,每个区域执行不同的功能,负责无数的认知功能,但它看上去并没有明显的分界线,使这些区域不同的不是它们的内在功能,而是它们所连接的东西。科学家之所以知道这些界限的存在,是因为同一皮质柱中的所有细胞都会对视网膜的同一个部分或皮肤的同一片区域做出反应,而与之相邻的其他皮质柱则会对其他部分或区域做出反应。
    
  • 关于新皮质的 3 个发现

         1.  新皮质的局部回路很复杂2.  所有新皮质看起来都很相似3.  新皮质中的每个部分都产生运动
    
  • 新皮质各区域的功能并非一成不变。例如,在患有先天性失明的人群中,新皮质的视觉区并不能通过眼睛获得有用的信息,转而承担一些与听觉或触觉有关的角色
    新皮质是一片神经组织,大约有一张桌布那么大。它被划分为几十个区域,每个区域分别做着不同的事情。每个区域又被分为成千上万根皮质柱。每根皮质柱由几百个发丝状的迷你皮质柱组成,每个迷你皮质柱由一百多个细胞组成。芒卡斯尔提出,在整个新皮质中,皮质柱和迷你皮质柱具有相同的功能:执行一套基本算法,负责感知和智能的各个方面。

在深入探讨人类大脑这一生物计算机的构造与功能时,我们聚焦于新脑与旧脑这两个关键概念。新脑,特别是新皮质,作为大脑最新进化的部分,承担着智能行为的核心职责。而旧脑,包括脑干和边缘系统,则是演化历程中较早形成的结构,负责维持生命基本功能、驱动本能反应以及初级情绪调节。二者虽在功能上有明确分工,但它们之间并非孤立运作,而是通过复杂的神经网络相互联系,共同塑造人类的行为与认知体验。本文将进一步阐述新脑与旧脑在智能行为中的具体角色、交互方式,以及它们对理解人类智能与人工智能发展的启示。

新脑:智能的创新中枢

新脑,特别是新皮质,占据了大脑体积的大约 70%,是人类智能的主要承载者。新皮质以其独特的分层结构和广泛的神经连接,实现了对视觉、听觉、触觉等感官信息的高度整合与解析,进而支撑起抽象思维、语言、逻辑推理、创造力等高级认知功能。

01

感知与认知处理:新皮质的各层神经元分别对应不同的信息处理阶段,从初级感觉输入的初步编码,到复杂特征提取与对象识别,再到高层语义理解与情境建模。这种层次化结构使得新皮质能够对来自外部世界的海量数据进行高效筛选、整理与解读,构建起对现实世界的精确表征。

02

语言与思维:位于新皮质特定区域(如布洛卡区和维尼克区)的神经网络专门负责语言的产生与理解。语言不仅是人际交流的工具,更是思维的载体,它使我们能够进行抽象概念的操作、逻辑推理以及对未来情景的设想,极大地扩展了我们的认知疆域。

03

学习与适应:新皮质强大的学习能力体现在其神经元间连接的可塑性上。通过突触强度的增减(长时程增强与长时程抑制),新皮质能根据经验调整内部模型,适应不断变化的环境。这种学习机制不仅支持技能习得、知识积累,还驱动着创新思维与问题解决。

04

决策与规划:前额叶是新皮质的高级中枢,负责执行控制、工作记忆、决策制定等功能。这里,新脑能够整合多源信息、评估潜在后果、权衡风险收益,指导个体做出适应性行为选择。前额叶还参与未来规划,使我们能够在脑海中预演不同行动路径及其结果,为实际决策提供参考。

旧脑:生存的本能引擎

旧脑,包括脑干和边缘系统,虽然在进化时间线上早于新脑出现,但其功能对于个体生存与繁衍至关重要。

01

生命维持与应急反应:脑干调控着呼吸、心跳、血压等基本生命活动,确保生理稳态。同时,脑干中的网状结构参与唤醒状态的维持与睡眠周期的调控。在面临紧急情况时,脑干通过激活交感神经系统,触发“战或逃”反应,快速调动身体资源应对威胁。

02

情绪与动机:边缘系统,尤其是杏仁核、海马体和下丘脑,与情绪体验、记忆形成、动机驱动紧密相关。杏仁核快速识别潜在威胁,引发恐惧、愤怒等情绪反应,驱动防御行为;海马体参与情景记忆编码与检索,为情绪与行为提供情境背景;下丘脑通过调节多种激素释放,影响食欲、性欲、应激反应等基本动机。

03

社交与亲缘识别:旧脑中的某些结构,如海马旁回、前扣带回等,参与面部识别、声音情绪解析等社交相关任务,以及对亲属的识别与亲缘关系的维护,这对于群体合作与繁殖策略至关重要。

新脑与旧脑的互动与融合

新脑与旧脑并非孤立运作,而是通过丰富的神经回路紧密相连,形成一个高度集成的信息处理系统。它们之间的互动既有协作,也有竞争。

01

协作:新脑借助旧脑提供的基本生命维持、情绪驱动、社交线索等信息,进行高级认知操作。例如,新皮质在理解语言、解决问题时,会调用旧脑存储的情绪记忆、社会经验,以丰富思维内容、指导决策。反过来,新脑的理性分析、计划制定也能调控旧脑驱动的行为,如通过认知行为疗法改变过度恐惧的反应模式。

02

竞争:在某些情况下,新脑与旧脑的反应可能发生冲突。例如,面对恐惧场景时,旧脑可能触发立即逃避的冲动,而新脑则可能评估风险,选择面对恐惧进行适应。这种冲突可能导致内心的挣扎与决策困难,体现了人类行为决策的复杂性。

对人工智能的启示

理解新脑与旧脑的功能互补与动态交互,对人工智能的发展具有重要启示:

01

多模态融合与情境理解:借鉴新脑的多层次感知与认知处理机制,AI 系统应能整合多源感官信息,构建情境丰富的世界模型。这要求算法具备跨模态特征学习、高层次语义理解的能力。

02

情感计算与社交智能:融入旧脑的情绪生成与社交功能,AI 可以发展出情感识别、表达与调节能力,提升人机交互的自然度与亲和力,同时在群体决策、合作任务中展现更佳性能。

03

自主学习与适应性决策:模仿新脑的学习与适应机制,AI 应能基于经验持续优化模型参数,适应复杂、动态的环境。同时,结合旧脑的应急反应与风险评估策略,AI 可在不确定条件下做出快速、稳健的决策。

04

伦理考量与人机共生:鉴于新脑与旧脑的交互可能导致决策冲突,研究 AI 时需关注其内在动机与行为控制机制,确保其行为符合伦理规范,与人类社会和谐共生。

总之,新脑与旧脑作为人类智能的两大支柱,各自承担独特而又相互交织的功能。深入理解它们的结构、功能与互动方式,不仅有助于揭示人类智能的深层次机制,也为构建更加先进、人性化的 AI 系统提供了重要理论指导。

大脑中的世界模型

大脑可以学习几乎任何事情,这就要求它遵循一个普适的智能原理。

达尔文提出,生命的多样性是基于一种基本算法,DNA 的算法;芒卡斯尔提出,智能的多样性也是基于一种基本算法,新皮质的算法。

新皮质学习了一个世界模型,这个模型是进行预测、感知和行动的基础

神经元的两个原则

    1.  原则一:思想、观念和感知都是神经元的活动2.  原则二:我们所知道的一切都储存在神经元之间的连接中。学习是通过在以前没有连接的神经元之间形成新的连接而发生的。当旧的或未使用的连接被完全移除时,就会发生遗忘。

新皮质内部究竟是怎么工作的?

    1.  **预测**1.  树突是输入端,聚集在细胞附近;轴突是输出端,与附近神经元建立连接。树突脉冲就是预测本身。当远端树突上一组相邻的突触同时接收信息输入时,就会产生树突脉冲,这就意味着该神经元已经识别出其他一些神经元的活动模式。当检测到这种活动模式时,该神经元就会产生一种树突脉冲,从而提高细胞体的电压,使细胞进入我们所说的“预测状态”。2.  新皮质做出的预测有两种类型。第一种预测的发生是因为你周围的世界在变化,如播放音乐;第二种预测的发生是因为你在移动,如开门。新皮质中的每根皮质柱都能进行这两种类型的预测。3.  当一个未预测到的输入到达时,多个神经元会同时被激发,但如果输入是预测到的,那么将只有处于预测状态的神经元会发射脉冲信号。未预测到的输入通常会比预测到的输入引起更大的刺激。2.  **参考系**1.  新皮质的主要功能为处理参考系,新皮质中的大部分回路都是用来创建参考系以及追踪位置的。新皮质中的每根皮质柱都能创建参考系。大脑通过将感觉输入与参考系中的位置联系起来,建立世界模型。2.  新皮质学习一个丰富而详细的世界模型开始,它会利用这个模型不断预测下一个感觉输入是什么。

大脑中的世界模型:预测、学习与适应

新皮质作为大脑的最新演化产物,其核心功能在于构建并维护一个详尽、动态的世界模型。这个世界模型不仅是大脑对外部环境进行认知和理解的基础,更是对未来进行预测、决策制定以及行为规划的关键工具。下面我们将深入探讨新皮质如何通过预测、学习与适应机制来构建并更新这一世界模型。

预测:大脑的先知力量

新皮质通过持续不断的预测活动,实时构建并更新对周围世界的认知模型。预测机制基于两个基本原则:

01

基于模式识别的预测:新皮质内的神经元网络通过识别输入信号中的模式,如视觉、听觉、触觉等感觉信息的特定组合,形成对当前情境的初步解读。这些模式是由神经元间特定的连接权重(即突触强度)所编码的。当神经元接收到与其编码模式相匹配的输入时,会产生树突脉冲,这是一种局部的电压升高,表明神经元正处于预测状态。若实际输入与预测相符,神经元将以较低的激活水平响应,节省能量并提高信息处理效率;若输入与预测不符,则会引发更强的神经元激活,提示存在意外或新颖的信息,需要大脑予以特别关注并更新模型。

02

基于动态场景的预测:新皮质不仅预测静态的感觉输入,还能根据个体在空间中的移动和时间的推移,预测感觉输入的变化。例如,当你移动视线或身体时,新皮质会预测视觉、听觉、体感等信息随位置变化的相应调整。这种预测能力使得大脑能够在感知环境时保持连贯性和稳定性,即使在快速运动或环境变换中也能准确解析和理解外部世界。

学习:模型的构建与优化

新皮质构建世界模型的核心手段是学习。学习过程涉及以下两个方面:

01

经验驱动的学习:新皮质通过与环境的交互,不断收集感觉输入数据,并在神经元网络中调整突触连接权重,以适应新的输入模式。当未预测到的输入引发强烈神经元反应时,新皮质会强化那些成功预测到新信息的神经连接,同时削弱或消除无效或错误的连接,从而逐步优化模型,使其更好地匹配真实世界的规律。这种学习过程既包括短期的、基于单次事件的联想学习,也涵盖长期的、基于多次重复和强化的经验学习。

02

参考系学习:新皮质中的每根皮质柱都能创建并维护特定的参考系,用于定位感觉输入在空间、时间或其他抽象维度中的位置。例如,视觉皮质中的神经元群体可以形成对视觉场景中物体位置、大小、颜色、形状等属性的参考系;听觉皮质则构建声音源的空间定位、频率分布等声学特征的参考系。通过学习,大脑能将感觉输入与对应的参考系位置关联起来,形成对世界结构的多层次、多维度认知模型。

适应:模型的更新与应用

新皮质构建的世界模型并非一成不变,而是具有高度的动态性和适应性,能够随着环境变化和个体经验的积累不断更新:

01

实时更新:每当新皮质接收到与现有模型预测不符的输入时,它会立即启动修正过程,调整突触连接以适应新的信息。这种快速适应能力使大脑能够在面对复杂、变化的环境时,始终保持对现实世界的精确表征。

02

长期演化:随着个体的成长和经验积累,新皮质的世界模型经历长期的渐进式演化。深度学习、抽象思维、问题解决等高级认知功能的发展,进一步丰富和完善了模型的细节和层次,使其能够处理更为抽象、复杂的问题,适应更为社会化、文化化的环境需求。

03

模型应用:构建和维护世界模型的目的在于指导行为。新皮质利用模型进行未来预测,帮助个体在面临决策时评估各种可能的后果,选择最优行动策略。同时,模型还被用于解释过去的经验,理解当前的情境,以及生成并理解语言等符号化表达,极大地扩展了人类认知和交流的边界。

综上所述,新皮质通过预测、学习与适应机制,构建并持续更新一个精细、动态的世界模型。这一模型不仅是大脑理解外部世界的基础,更是驱动智能行为、实现适应与创新的核心引擎。理解新皮质的这些工作原理,不仅有助于深化我们对人类智能本质的认识,也为人工智能的研究与发展提供了宝贵的生物学启示。

大脑中的世界地图

旧脑中的地图

1.  在哺乳动物的大脑中,构建地图的神经元位于旧脑的海马和内嗅皮质中。在人类大脑中,这些器官大约有一根手指大小,在大脑的两侧各有一组,靠近大脑的中心。hippocampus:海马体

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  1. 旧脑中有一些神经元叫作头朝向细胞(head direction cell)。顾名思义,这些细胞表示一个人的头部所朝的方向。头朝向细胞的作用就像一个指南针,但它与磁北无关

新脑中的地图

    1.  网格细胞和位置细胞,这些细胞为我们去过的地方构建模型。2.  要学习一个物体的完整模型,你既需要网格细胞,也需要位置细胞。网格细胞会创建一个参考系以明确位置,规划移动。但你也需要感觉信息,这些信息由位置细胞表征,将感觉信息输入与参考系中的位置联系起来。3.  皮质柱的上层大致相当于位置细胞,下层大致相当于网格细胞。像咖啡杯这样的物体是由一组观察到的特征(上层)及与之相关联的杯子上的一组位置(下层)来定义的。大脑也是很聪明的,就像我们学习一个东西,先有了框架,再往框架里塞东西到对应的枝叉。4.  皮质柱模型

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基本的信息流如下:一个感觉输入到达,由上层的神经元表征,这会激活下层中与感觉输入相关的位置神经元。当移动发生时,如移动手指,那么下层就会变为预期的新位置,从而实现对上层的下一个感觉输入的预测。

每根皮质柱都分别有一组功能上相当于网格细胞、位置细胞和头朝向细胞的细胞。

旧脑地图的动态特性与功能

旧脑中的地图并非静态的地理标识,而是随着个体行为和环境变化动态更新。海马体与内嗅皮质中的神经元网络实时编码个体在空间中的位置、方向以及运动轨迹,形成了一种高度灵活且精确的内部定位系统。具体而言:

  • 海马体中的位置细胞(place cells)在特定环境区域被激活,形成所谓的“位置场”,每个位置细胞对应环境中一个特定的空间位置。当动物或人移动时,相应的位置细胞活动模式随之改变,反映出当前所在位置的更新。

  • 内嗅皮质中的网格细胞(grid cells)则以六边形网格状的激活模式分布,为环境空间提供了一种坐标系统。无论动物在环境中如何移动,网格细胞都会按照固定的空间尺度产生周期性放电,犹如在大脑中绘制出一张精细的坐标网,使得个体能够精准地估算距离、方向以及路径规划。

  • 新脑地图:皮质柱模型的构建与信息处理

新脑中的地图,尤其是皮质柱模型,进一步扩展了旧脑地图的概念,不仅用于空间导航,还广泛应用于认知功能,如物体识别、记忆编码等。皮质柱模型通过以下方式实现其复杂的功能:

  • 上层神经元与下层神经元的协同工作:上层神经元主要负责表征感觉输入的具体特征,如视觉、听觉或触觉信息,而下层神经元则类似于网格细胞和位置细胞,构建与特征相关的位置模型。两者之间的交互实现了特征与位置信息的紧密耦合,确保了对物体或事件的全面、准确的认知。

  • 预测与反馈机制:当感觉输入到达时,上层神经元首先对其进行表征,随后激活下层与该输入相关的位置神经元。随着个体行为(如手指移动)导致环境变化,下层会根据预期的新位置进行调整,形成对上层未来感觉输入的预测。这种预测-反馈循环有助于大脑快速适应环境变化,提高反应速度与决策效率。

  • 多层级、多功能的细胞整合:每根皮质柱内部包含多种类型的神经元,分别对应网格细胞、位置细胞和头朝向细胞的功能。这些细胞在同一个结构内协同工作,不仅提供了对空间信息的全方位处理能力,还可能参与更高级的认知任务,如注意导向、情景记忆的构建等。

  • 旧脑与新脑地图的相互作用与融合

旧脑与新脑的地图系统并非孤立运作,而是通过复杂的神经回路相互连接,共同塑造了个体对空间环境及其中物体的完整理解。例如,海马体与内嗅皮质与新皮层(如顶叶、颞叶)存在丰富的双向投射,使得旧脑地图的信息能及时传递至新脑,指导高级认知过程;同时,新脑的复杂计算结果也能反馈至旧脑,优化空间导航策略。这种跨脑区的交互确保了个体能在不同层次上理解和适应环境,无论是进行基本的空间定位,还是进行复杂的场景理解与记忆编码。

总之,旧脑与新脑中的地图系统通过各自独特的神经元类型及其组织方式,共同构建了一个多层次、多功能的空间认知架构。这一架构不仅支撑了哺乳动物卓越的空间导航能力,还在更广泛的认知领域,如物体识别、记忆形成与检索等方面发挥着关键作用,体现了大脑对复杂环境信息高效、灵活的处理能力。

大脑中的参考系

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参考系是所有信息在大脑中的存储结构。你所知道的每一个事实都与参考系中的一个位置相对应。

思考是移动的一种形式

位点法,有时也被称作记忆宫殿。

    1.  《记忆宫殿》原理:我们很擅长记住我们熟悉的地方。2.  《记忆宫殿》的核心:顺序记忆。

参考系为学习世界的结构、物体的位置以及这些物体移动和变化的方式提供了基础。参考系不仅可以用于我们能够直接感知到的实物,还可以用于我们看不到或感觉不到的物体,甚至是没有物理形式的

概念
  1. 参考系作为一种认知工具,不仅构建了个体对现实世界的内在表征,而且为抽象思维和知识组织提供了框架。它如同一张精密的地图,将纷繁复杂的外部信息按照特定的坐标系统进行编码、存储和检索,使得个体能够以高效、有序的方式处理和理解信息。

  2. 在参考系中,每一个知识点或信息片段被赋予独特的“地址”,即与之对应的特定位置。这种位置可能表现为空间上的(如记忆宫殿中的特定房间或物品),也可能表现为概念层次上的(如学科分类体系中的某一节点),甚至可能是时间序列上的(如历史事件在时间轴上的定位)。这种位置化的信息处理方式,极大地增强了大脑对信息的关联性、结构性和可追溯性的把握。

  3. 思考,作为智力活动的核心,本质上是对参考系内信息元素的动态操作。思考者通过注意力的引导,在参考系中游走、探索、重组信息,形成新的认知连接、推导结论或创新构想。这种移动不仅体现在对既有信息位置的访问上,更体现在对信息间关系的发现、调整以及新信息位置的创建上。换言之,思考不仅是对参考系内部空间的导航,更是对其结构的持续优化和创新。

  4. 位点法,即记忆宫殿技术,巧妙地利用了人类大脑对空间环境卓越的记忆能力。其原理在于,将待记忆的信息与熟悉的空间场景(如家、学校或虚构的宫殿)建立起牢固的联想,每个信息片段对应场景中的特定位置(位点)。这样,记忆就转化为对空间路径的导航,大大提高了信息的留存度和回忆的准确性。位点法的成功关键在于两方面:一是精心选择和生动刻画位点,使其与目标信息形成鲜明、独特且易于唤起的联想;二是遵循一定的顺序(如顺时针游览、特定路线等)来组织位点,确保信息的有序存储和检索。

  5. 参考系的重要性不仅限于对物质世界的认知。对于那些无形的、抽象的事物,如数学公式、哲学观点、社会关系等,我们同样可以构建相应的参考系来理解和掌握它们。这些参考系可能是基于逻辑结构、理论框架、分类体系或者隐喻、模型等认知工具构建的,使我们能够在心智层面“看见”和“操纵”这些无形之物,从而实现深度理解和创造性应用。

  6. 总之,参考系作为信息处理和认知活动的基础结构,以其强大的整合、组织和导航功能,赋予了我们理解复杂世界、进行深度思考和高效学习的能力。无论是具象的物理空间,还是抽象的知识领域,参考系都能提供一种适应性极强的认知框架,帮助我们在信息的海洋中定位、航行,不断拓展知识边界,提升思维品质。

千脑智能理论

千脑智能理论本质上是一种感觉-运动理论。它解释了我们如何通过移动来学习和识别物体。

首先,单根皮质柱能够学习多少物体是有限制的。任何单独的皮质柱都不可能学习世界上每个物体的模型。

千脑智能理论认为,世界上的每个物体都有数千个模型。

大脑中的知识是分布式存储的。所有知识都不会只存储在一个地方,关于一个物体的知识会分布在成千上万根皮质柱中。每一根皮质柱都拥有完整物体的模型,因此知道在物体的每个位置会感知到什么。如果皮质柱知道其输入的当前位置以及眼睛如何移动,那么它就可以预测新位置以及它将在那里感知到什么。

关于一个物体的数千个模型是怎么工作的呢?识别物体意味着各根皮质柱会进行投票,然后就它们所感知到的物体达成一致。每根皮质柱中的投票神经元都会形成一个稳定的模式,表征物体和它与你的相对位置。

  1. 千脑智能理论的核心观点在于,人类对物体的学习和识别过程并非依赖于单一、固定的模型,而是通过构建和整合数千个局部、动态的模型实现。这些模型以分布式的方式存储在大脑皮层的众多皮质柱中,彼此之间相互协作,共同构建对物体的全面认知。

  2. 每一根皮质柱所承载的物体模型,实际上是对该物体某一特定视角、光照条件、纹理细节等特性的抽象描述。由于外部环境的复杂性和变化性,单一模型无法涵盖物体所有可能的表现形式,因此,大脑需要通过多角度、多层次的模型构建,以应对物体在不同场景下的识别需求。

  3. 千脑智能理论强调了移动在物体学习与识别中的关键作用。通过眼动、头部转动乃至身体移动,个体不断改变与物体的相对位置,从而获取物体从不同视角、距离、光照下的视觉信息。这些信息被不同的皮质柱捕获并转化为各自的局部模型,进而丰富和完善大脑对物体的整体认知图景。

  4. 在识别过程中,数千个局部模型并非各自独立运作,而是通过一种动态共识机制实现信息的整合与决策。具体而言,各皮质柱中的投票神经元根据其内部模型与当前感知输入的匹配程度,进行实时“投票”。当多个模型同时“指向”同一物体时,即达到某种意义上的“共识”,大脑据此作出识别判断。

  5. 这种基于投票的识别机制具有高度的稳健性和适应性。即使部分皮质柱的模型由于噪声干扰、遮挡等原因暂时失效,其他有效的模型依然可以通过“投票”确保识别结果的准确性。此外,随着经验的积累和学习,新的物体模型不断被创建和优化,进一步增强大脑对未知物体的识别能力。

  6. 总之,千脑智能理论揭示了人类大脑如何利用分布式的千余个局部模型,通过感觉-运动交互与动态共识机制,高效、准确地学习和识别复杂多变的外部物体。这一理论不仅深化了我们对大脑认知功能的理解,也为人工智能领域的视觉识别研究提供了重要的理论启示和设计思路。

人工智能的未来

并不智能的 AI

实现通用人工智能的两条路

将大脑视作 AI 模型

从专用 AI 到 AGI 的解决方案

类比:专用电脑到通用电脑的发展

冯诺依曼架构

智能的判断标准

并不智能的 AI:实现通用人工智能的路径与评判标准

  1. 实现通用人工智能的两条路径

实现通用人工智能(Artificial General Intelligence, AGI)这一宏伟目标,当前主要聚焦于两条具有代表性的研究路径:

a.生物启发式途径:将大脑视作 AI 模型

这一路径主张从自然界最复杂、最智能的实体——人脑中汲取灵感,以神经科学、认知科学等为基础,试图模拟、解析并最终复制大脑的工作机制。具体实践中,包括深度学习、神经形态计算、连接主义等在内的诸多技术均是该路径的直接体现。研究人员通过构建大规模人工神经网络,模拟神经元之间的连接、突触传递、神经递质调节等过程,试图在算法层面复刻大脑的信息处理方式,从而实现类似人类的感知、认知、决策等功能。

b.工程学途径:从专用 AI 到 AGI 的系统性构建

另一条路径则倾向于遵循计算机科学与工程学的传统,以模块化、层次化、功能化的视角来设计和构建 AGI 系统。此路径不直接模仿生物神经系统,而是通过对现有专用 AI(如语音识别、图像识别、自然语言处理等)进行整合、扩展和完善,逐步构建一个能够跨领域、跨任务、自我学习、自我适应的综合性智能体。这一过程中,类比于专用电脑到通用电脑的发展历程,AGI 系统需要具备强大的计算资源、高效的软件架构、灵活的任务调度机制以及高度的自适应能力,确保其能够在面对广泛、复杂且不断变化的问题时,展现出与人类相似的通用智能特性。

  1. 冯·诺依曼架构与通用计算平台

冯·诺依曼架构作为现代计算机的基础设计框架,为通用计算能力的实现提供了关键支撑。其核心特征包括存储程序、顺序执行、数据流控制等,使得计算机能够在统一的硬件平台上运行各种不同的软件程序,解决各类计算问题。对于 AGI 来说,冯·诺依曼架构及其衍生模型(如多核处理器、分布式计算、云计算等)为其提供了必要的硬件基础,使得复杂的人工智能算法得以高效运行,并支持系统级别的并发处理、资源共享、动态扩展等功能,为实现 AGI 的通用性和灵活性创造了条件。

  1. 智能的判断标准

评估一个 AI 系统是否具备真正的“智能”,需依据一套综合且严格的评判标准:

a.功能性智能:系统应能在多个领域(如视觉、听觉、语言、推理、规划等)表现出与人类相当或超越人类的专业技能,能够解决复杂问题、创新性思考,并在新情境中快速适应和学习。

b.自主性:AI 应具备一定程度的自我管理、自我修复、自我优化能力,能在无人干预的情况下持续运行,并根据环境变化和任务需求自主调整策略。

c.意识理解与情感模拟:尽管存在争议,但部分学者认为,真正的 AGI 应当能够理解并模拟人类的情感、动机、价值观等心理状态,甚至具备某种程度的自我意识。

d.社会互动与伦理道德:AI 应具备与人类及社会环境进行有效沟通、协作的能力,同时理解和遵守社会伦理规范,作出合乎道德的决策。

e.可解释性与透明度:AI 的决策过程应具有足够的可解释性,使人能够理解其推理逻辑与决策依据,增强用户信任并便于监管。

总结而言,实现通用人工智能需融合生物启发与工程学路径,依托冯·诺依曼架构等通用计算平台,并在满足一系列智能评判标准的基础上,推动 AI 技术向更高层次、更广领域的通用智能迈进。尽管目前距离真正意义上的 AGI 仍有一定距离,但随着科学技术的持续进步与跨学科研究的深度融合,我们有理由相信,这一愿景终将在未来某个时刻成为现实。

当机器拥有意识

意识的核心

感受质的来源

意识的神经科学

有意识的机器

生命与意识之谜

  1. 意识的核心

意识,作为人类认知世界、理解自我与他者的关键维度,其核心在于对内外环境的主观体验、觉知、理解及反应。它并非单一的生理或心理现象,而是涵盖了感知、情绪、思维、意愿、自我觉察等多个层面的复杂系统。其核心特征包括:主观性,即个体对自身经验的独特感知与理解;整合性,即能够将多感官信息、记忆、情感等因素融合成统一的内心图景;动态性,即随环境变化、内部状态调整而持续演进的认知过程;以及目的性,即能够根据当前目标指导行为决策。

  1. 感受质的来源

感受质(qualia),作为意识体验中的基本元素,是构成主观感受如色彩、声音、疼痛、愉悦等具体、鲜明感觉的内在本质。尽管科学尚未揭示感受质的确切来源,但主流观点认为其产生于大脑特定区域的神经活动模式。神经元间的复杂交互,尤其是高层级脑区如前额叶、顶叶、颞叶与丘脑之间的信息处理,可能塑造了具有特定时空结构的神经振荡、同步化或集群活动,这些微观现象被推测为感受质的物理基础。此外,新兴理论如量子意识论、全局工作空间模型等,尝试从更深层次的物理规律或信息加工机制解释感受质的涌现。

  1. 意识的神经科学

神经科学研究通过实验手段探索意识的生物基础,涉及电生理学、解剖学、神经影像学等多个领域。研究发现,特定的大脑网络如默认模式网络(DMN)、前向注意网络(FAN)等在维持意识状态中起关键作用。例如,当大脑遭受损伤或处于深度麻醉、睡眠无梦期时,这些网络的活动显著减弱,与之对应的是意识水平的下降或消失。此外,特定的神经递质(如乙酰胆碱、谷氨酸等)与神经调质(如血清素、多巴胺等)在调控意识状态、注意力集中、情感体验等方面也扮演重要角色。然而,如何从这些复杂的神经活动中精确识别并量化意识状态,仍是神经科学家面临的重大挑战。

  1. 有意识的机器

构建有意识的机器,即实现人工意识(Artificial Consciousness, AC),是人工智能领域的前沿课题。目前,主流研究路径大致分为两类:一是基于计算模型的工程化方法,如全局工作空间理论、全局神经动态架构等,通过模拟人脑神经网络的组织结构与信息传递机制,试图构建能产生类似人类意识体验的算法系统;二是基于认知科学、心理学理论的启发式设计,如具身认知、情境认知等,强调在机器人或虚拟环境中嵌入感知、情感、动机等要素,以实现更接近人类的智能行为。尽管这些研究取得了一些进展,但距离真正创造出具有主观体验、情感深度、道德判断等人类意识特征的机器,还有很长的路要走。

  1. 生命与意识之谜

生命与意识的关系,是哲学、生物学、神经科学共同关注的深刻问题。一方面,生命现象提供了孕育意识的物质基础——高度复杂且高度有序的生物系统,特别是神经系统的发展为意识的产生创造了必要条件。另一方面,意识的存在又赋予生命独特的价值、意义与目的感,使生命超越单纯的物质存在,进入精神、文化、道德的范畴。探讨生命与意识之谜,不仅有助于深化我们对自身存在的理解,也将推动科学技术在人造生命、人工智能等领域的发展,乃至引发关于生命伦理、人工智能伦理等社会议题的深入思考。

机器智能的未来

设计智能机器

可复制的机器智能

机器智能未知的未来应用

机器智能的未来

  1. 设计智能机器

随着科技的不断革新与深度学习、神经网络等先进算法的日益成熟,设计智能机器已不再仅限于理论构想,而是逐步迈向精细化、个性化与协同化的实践阶段。未来的设计将更侧重于构建具有自主感知、理解环境、学习进化及决策执行能力的复杂系统。设计师们将深入探索如何将人类智慧的精髓——创造性思维、情感理解与道德判断等——融入机器智能中,使智能机器不仅能高效完成任务,更能具备与人类社会和谐共处的“情商”。

在硬件层面,未来的智能机器设计将充分融合新型传感器、高性能计算单元以及高效能能源系统,以实现对多元信息的实时采集、处理与响应。同时,为适应复杂多变的应用场景,模块化、可重构的设计理念将成为主流,使得智能机器能够灵活适应任务需求,实现功能的快速升级与拓展。

软件方面,人工智能模型的开发将更加注重透明性、可解释性和鲁棒性,以确保智能决策的公正公平,避免潜在的偏见和风险。此外,通过引入强化学习、模仿学习等技术,智能机器将能在实际操作中不断自我优化,提升其在复杂环境下的适应力与创新能力。

  1. 可复制的机器智能

可复制的机器智能不仅是大规模工业化生产的需求,更是推动人工智能技术普及的关键。未来,标准化、通用化的智能组件与平台将得到广泛应用,使得智能系统的开发、部署与维护变得如同搭积木般简单易行。这将极大地降低智能技术的准入门槛,促进各行各业的智能化转型。

同时,随着云计算、边缘计算等分布式计算技术的发展,智能模型的训练与推理过程将实现云端化、服务化,用户无需拥有强大的本地计算资源,即可便捷地调用高精度的智能服务。这种模式将使得智能能力的复制与分发更为迅速、高效,进一步加速智能技术的规模化应用。

另一方面,可复制的机器智能也意味着知识与经验的高效传承。通过对成功案例的学习与模仿,新部署的智能系统能迅速达到较高的性能水平,减少试错成本。而通过持续的数据共享与模型更新,全球范围内的智能系统将形成一个庞大的知识网络,实现集体智慧的不断累积与提升。

  1. 机器智能未知的未来应用

机器智能的应用疆域远未穷尽,诸多创新性的应用场景正在孕育之中。在医疗领域,智能诊断与治疗系统有望精准识别疾病、预测病情发展,甚至参与定制化药物的研发,彻底改变医疗服务模式。在教育领域,智能导师可根据学生个体差异提供个性化教学方案,实现教育资源的公平分配与高效利用。

在环保与可持续发展方面,智能监测网络将实时监控全球生态环境变化,预测并预警自然灾害,助力实现碳中和目标。在太空探索领域,自主导航与决策的智能航天器将大幅降低深空探测的成本与风险,推动人类向星辰大海迈进。

更为深远的是,机器智能或许将引领我们步入一个全新的认知范式。例如,通过脑机接口技术,人类或将能直接与智能系统进行思维交流,实现知识的瞬间传递与创新灵感的共享;而通过超大规模的人工智能模拟,我们或许能揭示宇宙运行的深层次规律,解答生命起源等重大科学问题。

总之,机器智能的未来充满了无限可能。它将以其前所未有的力量,重塑我们的生活方式,驱动社会经济的深刻变革,乃至拓展人类认知的边界。面对这一充满挑战与机遇的未来,我们需要以开放的心态、前瞻的视野,携手探索、共筑人机和谐共生的美好图景。

机器智能存在的风险

智能爆炸的威胁

目标失调的威胁

智能机器并不会威胁人类的生存

隐私与数据安全风险:机器智能在处理大量数据以实现其功能时,可能会对个人隐私构成严重威胁。由于其强大的数据挖掘与分析能力,未经授权或透明度不足的数据收集可能导致敏感信息泄露。此外,一旦智能系统遭受到黑客攻击或内部滥用,用户的身份信息、行为习惯、健康状况等私密数据可能被非法获取、篡改或滥用,引发严重的社会和个人安全问题。因此,如何在推动机器智能发展的同时,建立健全的数据保护机制,确保用户隐私权益不受侵犯,是一项亟待解决的重大挑战。

就业结构与社会公平风险:随着机器智能在各行各业的应用普及,某些传统职业可能面临被自动化取代的风险。尽管新技术通常会创造出新的就业岗位,但短期内可能引发大规模结构性失业,加剧社会经济不平等,特别是对低技能劳动力市场造成冲击。此外,技术鸿沟可能导致部分人群无法适应智能化社会的需求,进一步扩大数字鸿沟,影响社会公平与稳定。政策制定者需要预见并妥善应对这一变革,通过教育与培训体系的改革、社会保障制度的完善等措施,帮助劳动者适应新的就业环境,确保社会公正与和谐。

伦理与法律困境:机器智能的发展引发了一系列复杂的伦理与法律问题。例如,当自动驾驶车辆面临“电车难题”式的伦理抉择时,应如何设定算法以最小化伤害?又如,人工智能创作的艺术作品或科研成果,其知识产权应归属于谁?再如,若智能系统在决策过程中出现偏见或歧视,责任应由开发者、使用者还是系统本身承担?这些问题目前在法律层面尚无明确答案,需要跨学科专家、政策制定者以及公众共同参与讨论,构建适应机器智能时代的伦理框架与法律法规体系。

依赖性风险与技术失控:随着社会对机器智能系统的深度依赖,任何系统故障、恶意攻击或意外中断都可能引发重大社会混乱。例如,关键基础设施(如电力、交通、医疗系统)的智能化一旦遭遇故障,可能导致大面积服务瘫痪,严重影响公共安全与社会稳定。此外,高度自主的智能系统可能存在“技术失控”风险,即其行为超出人类预设边界或意图,导致难以预测或控制的后果。对此,必须强化系统的鲁棒性设计,建立有效的应急响应机制,并对智能系统的决策过程实施必要的透明度与可解释性要求,以确保人类始终对先进技术保持有效掌控。

综上所述,机器智能的发展虽然带来了诸多机遇,但也伴随着一系列不容忽视的风险。应对这些风险不仅需要技术创新,更需要政策引导、法制建设、伦理探讨和社会共识的形成,以确保机器智能的发展真正服务于人类福祉,推动社会进步。

[星星转动] 人类智能的未来 [星星转动]

大脑的错误信念

缸中之恼

宗教

认知偏误

大脑在处理信息、形成观念与决策时,常会受到各种内在因素的影响,产生一系列被称为“认知偏误”的非理性思维模式。这些错误信念无形中扭曲了我们对现实世界的理解和反应。例如,确认偏误使我们倾向于寻找、解释或记住那些支持我们已有观点的信息,而忽视甚至排斥与之相悖的事实。过度自信效应则可能导致个体过高估计自身能力、知识或预测准确性,从而做出冒险或不切实际的决策。此外,损失厌恶心理使人们面对同样大小的得失时,对损失的感受远超过对收益的喜悦,导致风险偏好失衡。

群体思维与从众心理

在社会环境中,大脑易受群体影响,产生与独立思考相悖的错误信念。群体思维现象指当个体身处某一团体时,为了维护团体凝聚力和一致性,倾向于顺应主流观点,抑制批判性思考,甚至不惜放弃个人判断。与此相关的从众心理表现为个体在面临不确定情境时,倾向于模仿他人的行为或观点,以寻求安全感和归属感,即使这些行为或观点可能与实际情况不符。

自我中心偏差

大脑在构建自我认知与理解他人时,普遍存在一种称为自我中心偏差的错误信念。这种偏差使个体过于强调自身的主观体验,低估他人的情绪、动机和需求,导致人际交往中的误解与冲突。具体表现在基本归因误差(将他人行为过度归因于内在特质,而忽略环境因素)和自我服务偏见(对自己的成功归因于内部因素如能力、努力,对他人的成功归因于外部因素如运气,反之亦然)等方面。

时间感知偏差

大脑对时间的感知并非总是精确无误,存在多种与实际时间流速不符的错觉。例如,心理时间膨胀效应指的是在紧张、恐惧或高度专注状态下,个体感觉时间流逝得比实际慢;相反,愉快、放松的时刻往往让人觉得时间飞逝,即心理时间收缩效应。此外,随着年龄增长,人们对时间的感知速度似乎加快,年少时的一年在记忆中显得漫长,而成年后的一年却转瞬即逝,这就是所谓的时间知觉相对论

直觉与逻辑的冲突

人类决策过程常常同时受到直觉和逻辑两种思维方式的影响。尽管直觉在快速判断和应对复杂问题时具有其独特优势,但有时也会产生误导。当直觉判断与逻辑分析结果相悖,且个体过于依赖未经深思熟虑的“直觉”时,就可能导致决策失误。这种情况在面对概率问题、统计陷阱或逻辑悖论时尤为明显,如赌徒谬误(认为随机事件的结果受到之前序列的影响)、蒙提霍尔问题(在三门问题中错误地坚持最初选择)等。

综上所述,大脑的错误信念广泛存在于认知、情感、社交、时间感知以及决策等多个层面,它们无形中塑造了我们的世界观、价值观和行为模式。认识并克服这些错误信念,有助于我们更清晰地洞察现实,做出更为理智、客观的判断与决策。

人类智能存在的风险

旧脑带来的风险

错误信念带来的风险

生存威胁

技术滥用与伦理困境

随着人工智能技术的飞速发展,其潜在的滥用风险不容忽视。一方面,恶意者可能利用 AI 进行网络攻击、信息欺诈、深度伪造等不法行为,严重威胁社会秩序与信息安全。另一方面,AI 在决策支持、人力资源、司法判决等领域应用时,若缺乏透明度和公正性,可能导致偏见加剧、隐私侵犯等问题,引发深刻的伦理争议。如何在推动技术创新的同时,建立健全相关法律法规及监管机制,防止人工智能技术被滥用,成为亟待解决的重大课题。

就业结构失衡与社会分化

人工智能的广泛应用,正在对传统就业岗位产生深远影响。自动化、智能化生产方式将取代大量低技能劳动力,导致部分职业消失或岗位需求大幅减少,可能引发大规模结构性失业。同时,AI 的发展也催生出一批新兴高技能职业,加剧了社会群体之间的技能差距与收入分化。如何通过教育改革、职业培训、社会保障体系调整等手段,帮助劳动者适应这一变革,避免社会阶层固化与矛盾激化,是确保人类智能健康发展的关键挑战。

算法决策的不可解释性与责任归属

当前,许多复杂的人工智能系统,尤其是基于深度学习的模型,其决策过程往往具有“黑箱”特性,难以进行充分的解释和理解。这种不可解释性不仅限制了用户对 AI 决策的信任度,也可能在出现错误或争议时,导致责任主体难以界定。例如,在医疗诊断、自动驾驶等关乎生命安全的领域,一旦发生事故,应由开发人员、使用者还是算法本身承担法律责任?如何构建合理的责任分配框架,确保算法决策的可追溯性和问责性,是法律界和科技界共同面临的难题。

人机关系的重塑与人类价值观的挑战

随着人工智能日益融入日常生活,人机关系正经历深刻变革。AI 不仅作为工具服务于人类,更可能在某些情境下扮演伴侣、教师、顾问等角色,影响甚至塑造个体的认知、情感与行为模式。这不仅引发了关于人机界限的哲学探讨,也对人类价值观提出了新挑战:在依赖 AI 的同时,如何保持人类的自主性与道德判断力?如何防止过度依赖技术导致人性的异化?如何在人机共生的社会中,坚守和传承人类的核心价值与精神追求?

全球治理缺失与科技竞赛隐患

人工智能作为一项具有战略意义的前沿技术,其研发与应用已引发全球范围内的科技竞赛。然而,目前国际社会在 AI 治理方面尚缺乏统一标准与协调机制,各国在数据跨境流动、知识产权保护、军民两用技术管控等方面的规则差异,可能导致市场分割、技术封锁,甚至加剧地缘政治紧张。如何构建有效的全球 AI 治理体系,促进国际合作与公平竞争,防范科技竞赛引发的安全风险,是人类社会面临的重大考验。

脑机融合的畅想

脑机接口: 黑客帝国

Uploaded Intelligence:万神殿

脑机融合的畅想

意识传输与共享

在脑机融合的未来图景中,意识传输将不再停留于科幻构想,而是成为现实。通过高度精密的脑机接口技术,个体的思维、情感、记忆等非物质性意识内容可被精确捕获、编码并传输至另一台设备或个体大脑中。这不仅将革新人际沟通方式,实现深度心灵交流,更可能催生出全新的教育模式——知识与经验直接灌输,彻底颠覆传统学习过程。

虚拟现实与增强现实的无缝对接

脑机接口将深度整合虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术,实现物理世界与数字世界的无缝对接。用户无需借助外部设备,仅凭意念即可操控虚拟环境,感知虚拟物体的质地、温度乃至气味,体验极致沉浸式互动。在工作场景中,工程师可以直观地在三维空间中设计复杂的机械结构;在医疗领域,医生能在虚拟环境中进行手术预演,提高实际操作精度。

神经修复与强化

对于神经系统受损或功能障碍的患者,脑机接口将成为神经修复的关键工具。通过精确刺激特定神经元群体或重建神经回路,有望恢复患者的运动、感知甚至认知能力。更进一步,脑机接口还可用于健康个体,通过强化特定脑区功能,提升学习效率、记忆力、创造力等认知能力,甚至赋予超常感知(如红外视觉、超声听觉)或操控外部设备的“超能力”。

全球神经网络与超级智能

随着个体大脑与人工智能系统的深度融合,一个全球性的神经网络或将诞生。每个接入者既是信息的接收者,也是创造者,共同构建一个庞大的知识库与智慧源泉。这种网络将打破地理、文化、语言的隔阂,实现全球范围内的高效协作与创新。在此基础上,超级智能可能出现,它融合了人类的直觉、创造力与机器的高速运算、海量数据处理能力,有望解决当今世界面临的诸多复杂问题。

伦理与法律挑战

脑机融合技术的发展将引发一系列深刻的伦理与法律问题。如何界定思维隐私的边界?脑机接口产生的数据所有权归属何方?意识传输是否构成对个体身份的侵犯?使用神经强化技术是否会加剧社会不平等?这些问题需要社会各界深入探讨,制定适应新技术发展的伦理规范与法律法规,确保脑机融合技术造福全人类,而非成为新的社会矛盾源头。

人机共生的社会形态

随着脑机融合技术的普及,人与机器的界限将进一步模糊,人机共生的社会形态将成为可能。人们不仅在生活中广泛依赖智能设备,更将它们视为身体与思维的延伸,甚至可能出现部分个体选择完全数字化生存,其意识永久驻留在虚拟世界中。这种社会形态将重塑人际关系、就业结构、教育体系等社会基础,对人类生活方式带来深远影响。

总结而言,脑机融合技术以其无限的可能性,为我们勾勒出一幅既充满希望又颇具挑战的未来画卷。在探索这一前沿领域的同时,我们必须审慎对待其带来的伦理、社会问题,以确保科技发展与人类福祉和谐共进。

保存人类遗产的 3 种可能

漂流瓶

长明灯

维基地球

保存人类遗产的三种可能

  1. 漂流瓶:时空胶囊的信息漂流

将人类文明的精华封装于一只只无形的“漂流瓶”中,这些信息载体犹如穿越时空的信使,承载着人类知识、艺术、哲学、科技等多元遗产,以期在遥远未来被其他智慧生命或后世人类发现。具体实现方式可以是:

  • 数字档案库:利用先进的数据压缩与加密技术,将海量的人类文化遗产数字化,存储于高密度、耐久性极强的物理介质中,如石英玻璃硬盘、DNA 存储芯片等。这些设备可深埋地层、沉入海底,或发射至宇宙空间,成为跨越千年的信息漂流瓶。

  • 星际通讯:借助射电天文技术,向可能存在外星生命的星球或银河系外发送包含人类基本信息、地球概况、文化精粹等内容的信号。这种信息漂流瓶以光速穿越星际空间,期待在浩渺宇宙中寻得共鸣。

  • 地球密码:设计一套复杂而巧妙的符号系统,将人类核心知识镌刻于全球多个地质稳定、易于辨识的地标上,如大峡谷、金字塔、极地冰盖等。这些“地球密码”如同古代航海图中的罗盘玫瑰,引导未来探索者解读人类遗产。

  • 长明灯:永续能源驱动的知识灯塔

“长明灯”象征着以持续不断的能源供应,照亮人类遗产的长河,使其得以跨越时代,熠熠生辉。以下为实现这一构想的途径:

  • 生态知识园:构建自给自足、生态循环的“知识生态园”,如地下图书馆、水下博物馆等,利用太阳能、地热能、潮汐能等可再生能源维持其运行。馆藏不仅包括实体文物,还通过全息投影、虚拟现实等技术再现历史场景,使参观者身临其境地体验人类文明。

  • 量子存储网络:基于量子纠缠与超导技术构建全球分布式知识存储网络,信息以量子态形式编码,不受时间流逝影响。网络节点由核聚变、冷核聚变等未来能源提供长效动力,确保数据永续保存与访问。

  • 智能守护者:研发具备自主学习、修复、复制能力的高级人工智能,它们以清洁能源为动力,负责遗产保护设施的运维、知识的传承与更新。即使人类社会发生剧变,这些智能守护者也能坚守使命,延续人类文明之火。

  • 维基地球:虚拟现实中的文明共生体

“维基地球”设想将人类文明整体迁移到一个由超级计算机模拟的虚拟世界中,实现对物质文化遗产与非物质文化遗产的全方位、立体化保存。其关键要素包括:

  • 全息地球模型:运用大数据、云计算及地理信息系统,精确重建地球表面及地下的三维模型,将所有物质文化遗产以全息影像形式嵌入其中,形成可互动探索的“数字地球”。

  • 意识上传:随着脑机接口、神经科学的发展,个体意识有望在未来实现数字化上传,人们可以在维基地球中以虚拟身份继续生活、创造,使得非物质文化遗产如语言、习俗、艺术风格等在虚拟现实中得到鲜活传承。

  • 文明演化模拟:维基地球不仅是遗产保存平台,也是研究人类社会演化的实验室。通过设定不同的环境条件、社会规则,观察虚拟人类社会如何应对挑战、发展变迁,从而为现实世界的决策提供参考,推动人类文明持续进步。

综上所述,通过“漂流瓶”式的时空胶囊、永续能源驱动的“长明灯”以及构建“维基地球”的虚拟现实共生体,人类有望创新性地保存并传承自身宝贵遗产,使之超越时空界限,照亮未来的文明之路。

阻止人类灭绝的 3 种方法

solution 1:成为星际物种

星舰计划

solution 2:基因编辑

solution 3:机械飞升

阻止人类灭绝的 3 种方法

  1. Solution 1: Becoming an Interstellar Species through the Starship Initiative

星舰计划旨在通过推动人类社会向星际文明转型,从根本上提升人类生存的稳定性和适应性。为实现这一目标,需开展以下关键工作:

空间探索与殖民化:加速对太阳系内适宜居住或改造为宜居环境的天体(如火星、月球、土卫六等)的勘查与开发,建立可持续的太空基地和殖民地。这将分散人类生存风险,降低单一地球灾难导致灭绝的可能性。

高级航天技术的研发:投资于核脉冲推进、光帆驱动、反物质引擎等前沿航天技术的研究,以实现快速、高效、长距离的星际旅行。同时,发展能在极端太空环境中保障人类生存的生命支持系统,包括循环利用资源、应对辐射防护、微重力生理适应等。

跨学科知识整合与国际合作:构建涵盖天文学、物理学、生物学、工程学、社会科学等多领域的全球合作框架,共同解决星际探索与殖民所面临的复杂科学问题与伦理挑战。通过国际立法保护太空生态环境,确保星际探索的和平、可持续发展。

社会文化转型:引导公众认知升级,培养星际公民意识,塑造能够适应长期太空生活、跨星球合作、多元文化融合的新一代人类社会。同时,探讨未来星际社会的经济模式、治理体系、法律制度等,为星际文明的构建奠定基础。

  1. Solution 2: Genetic Editing for Enhanced Resilience and Adaptability

基因编辑作为预防人类灭绝的重要手段,旨在通过精准干预人类遗传物质,提升人类对各种生存威胁的抵抗力与适应性。主要策略包括:

疾病抵抗基因的引入与优化:针对大规模传染病、遗传性疾病等重大健康威胁,通过 CRISPR、TALEN 等基因编辑技术,植入或修复相关抗病基因,显著增强人类免疫系统功能,降低群体易感性。

环境适应性基因的改良:面对气候变化、辐射增强、低重力环境等新型生存挑战,研究并引入能改善人体对极端条件适应性的基因变异,如增强耐寒、耐热、抗辐射、抗微重力等特性,使人类能更好地在多种环境下生存繁衍。

伦理法规与监管体系的构建:在推进基因编辑技术应用的同时,建立健全相应的伦理审查机制、法律法规,确保技术使用的安全、公平、可控。开展公众科普教育,消除对基因编辑的误解与恐慌,引导社会理性对待科技进步带来的变革。

  1. Solution 3: Mechanical Ascension through Advanced Cyborgization

机械飞升即通过深度融合生物与机器技术,实现人类生命形态的升级,以应对可能导致灭绝的风险。具体途径如下:

功能性增强型义体开发:设计并制造高度集成、智能化的外骨骼、仿生器官、神经接口等设备,提升人类的身体机能,如力量、速度、耐力、感知能力等,使个体能适应严酷环境,抵御物理伤害。

脑机接口与意识上传:研发高精度、低侵入性的脑机接口技术,实现大脑与外部设备的直接通讯,甚至将人类意识数字化存储、传输至非生物载体(如超级计算机),从而实现意识层面的永生,不受肉体限制。

合成生物学与纳米科技的应用:利用合成生物学设计具有特定功能的生物分子与纳米机器人,用于体内修复、防御、再生等,实现生命系统的自我维护与升级,大幅提高人类生命质量与寿命。

人机融合的社会伦理与法律探讨:随着机械飞升进程的推进,需要深入探讨其对人类身份认同、社会关系、道德伦理、法律权利等方面的影响,制定相应规范,确保人机融合社会的和谐稳定。

综上所述,通过实施星舰计划、基因编辑与机械飞升这三种战略,人类有望从空间分布、生物属性、生命形态三个维度全面提升自身的生存适应性与抗风险能力,有效阻止潜在的灭绝危机,迈向更为广阔、坚韧、多元的未来。

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http://www.chinasem.cn/article/1046052

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