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人类对心智和大脑的发掘与人类对自然的理解与征服同样悠久。哺乳动物的神经系统,也许是自然界最强大的器官。它具有约个神经元和个突触,耗能却仅约20W。某种程度上,人类对于科学和机器的狂热,就是在复制自身的心智。当科学研究进入21世纪,科学家们则试图借助“理性的自负”真正破解大脑与心智之谜:大脑的信息编码与储存,神经元的传导和对于情绪认知的控制,是否可以与计算机科学相联系?古典哲学家认为,人生下来就是一张白纸。那么,人类能否向控制机器一样在这张白纸上肆意涂鸦?科学与伦理从来都是一对双生子,每当科学向前一步,人类对于道德和自我的困惑也向更深层次突破了一层。
英国曼彻斯特大学动物学教授、神经科学家马修·科布的新书《大脑传》就是这样一部作品,它既展示了人类不断破解大脑与神经背后的历程,也展示了科学与人文之间永恒的冲突。当知识的自负使人类不断征服了脑科学的未知领域时,困惑也随之而来——我们是否有资格改造并控制人性?假使我们真正地澄清了自身的心智与知识的迷雾,我们又该期待怎样的未来?
下文经出版社授权,摘编自《大脑传》第十二章。作者在本章中梳理了20世纪60年代以来科学家如何将脑科学运用到计算机科学与人工智能领域。以及科学家对人类心智之谜的困惑所在:假如人脑就是一台计算机,那么人为什么会有这样或那样的价值观,这些价值观又是为何会引领我们塑造了今天的世界?
《大脑传》,[英]马科·修布著,张今译,新思文化·中信出版社年3月版。
在计算机时代初期,科学家们对这些新机器与脑之间的相似之处感到无比震撼。受到这种启发,不同的科学家采用了三种不同的方式来使用计算机。有些科学家忽略了生物学,专注于让计算机尽可能更智能,这个领域后来被称为“人工智能”(这个概念是约翰·麦卡锡在年提出的),以各种方式为现代生活做出了积极的贡献(至少目前是这样)。对于理解脑是如何工作的,最富有成效的方法并非来自创造超级智能机器的尝试,而是那些构建脑功能模型的努力,这些研究探索的是模型中神经元之间交互连接的规则。如果你喜欢,可以把这个领域称为“神经元代数”(neuronalalgebra)。
模拟神经系统的早期尝试出现在年,当时IBM(国际商业机器公司)的研究人员检验了赫布的猜想(神经元的组合是脑的基本功能单元)。他们使用的是IBM的第一款商用计算机—IBM。这是一种真空管计算机,由11个大型部件组成,几乎占据了一个房间(总共只售出了19台)。这个团队模拟了一个由个神经元组成的网络。尽管这些组件最初并没有连接到一起,但就像赫布提出的那样,它们很快就形成了一些组合,并且自发地以波的形式同步它们的活动。虽然这个非常粗糙的模型存在局限性,但这表明神经系统环路的某些特征源自一些非常基本的规则。
计算机是另一种人脑吗?
最早使用计算机模型来阐释脑运作机制的人之一是数学家奥利弗·塞尔弗里奇(OliverSelfridge)。他是维纳的学生,与皮茨、麦卡洛克和莱特文也关系密切。年,塞尔弗里奇展示了一个被他称为“群魔”(Pandemonium)的分级处理系统,这个系统是在他有关机器模式识别的研究工作的基础上开发出来的。塞尔弗里奇以创建一种简单的单元—“数据恶魔”(datademon)为出发点,这些单元可以通过将某一特征(比如一条线)与预先设定的内部模板进行比较来识别环境中的元素。这些“数据恶魔”会把它们检测到了什么报告给更高一级的“恶魔”—“计算恶魔”(
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