动物、人类、机器人因何不同

A thousand brains 旧脑与新脑 读书笔记与思考

书本介绍：https://www.numenta.com/resources/books/a-thousand-brains-by-jeff-hawkins/

作者Jeff Hawkins是Palm的创始人。

大脑如何工作？

智能系统可以理解为输入输出系统：输入对外界的感知，经过处理，输出信号触发运动神经，产生行为。

大脑是最重要的处理系统，可以分为旧脑和新脑。旧脑处理条件反射、情绪等应激行为，人和动物差别不大，很多方面人的反应远不如动物；新脑处理逻辑推理、语言等高等智力活动，也是人和动物的关键差距。

在解刨学上，新脑指的是大脑皮层。人脑的大脑皮层远多于动物。

大脑皮层里很重要的组织是皮层柱(cortical column)，有约150,000个，且结构上非常相似。每个皮层柱就是一个具备预测能力的模型，接收感觉神经的输入，柱内神经处理后产生输出，发送给相应的运动神经。如果感觉神经是视觉，就是视觉信息，听觉就是声音信息。如果运动神经最终连接手的肌肉，就能触发手部动作。皮层柱的结构本身没有区别，也意味着局部皮层柱损坏后，如果输入输出的神经连到别的皮层柱，也能恢复器官功能。

人脑如何学习？最终脑子里要有一个物体概念(object)，才能理解，可以是具体的物体比如杯子，也可以是抽象的概念比如数学方程、万有引力、二分查找、破釜沉舟、温室效应、文艺复兴等等。

比如人摸一个杯子，手指碰到杯口或者手柄，都能快速知道这是一个杯子，以及手指碰到杯子的具体部位。这里的object就是杯子，手指接触的地方把信号传过来，皮层柱寻找相关的参考坐标系(reference frame)，判断在参考坐标系(Grid)里的具体位置(Place)，且是否符合预期，多个皮层柱把预测结果上升，最后由一个投票系统决定最终判定结果。

Grid和Place的概念可以从全局地图和局部地图去理解。Grid就是大地图，Place就是当前关注的局部地区。很多电子游戏就是通过这种概念，屏幕不大，玩家们依然能指点江山。

每一次接触和预测完，皮层柱也会创建和更新相应参考坐标系，并将新坐标系固定在该物体概念上。如果是新物体或者新概念，也通过参考坐标系的方式建立对物体的理解，因此参考坐标系就是知识的存储。当人脑思考或会议的时候，也是根据给定物体，在不停寻找参考坐标系的过程。

建立有效的参考坐标系是学习的难点。想象物体形状材质，想象在房间里走所看到的场景，这些都很容易，因为已经建立了参考坐标系。懂得方程，就好比对“方程”建立了参考坐标系，解方程的方法能引导到参考坐标系里的某个位置，一个方程能解，类似的方程也能解。懂得法律体系，就是建立法律领域的参考坐标系，懂得如何用流程引导到参考坐标系的位置，通过新法律。每个人对不同事物建立的参考坐标系也不同，因此不同的人对事物的理解和由此带来的行为也不同。

做个对人脑这个 sensory-motor (感觉运动) 模型系统做个小结：

• 感觉：视觉、触觉、听觉
• 运动：肢体、工具、语言
• 抽象：数学、科学、哲学

关键特点：

• neocortex (新大脑皮层) 学习外部世界的模型
• 每个 cortical column (皮层柱，一群神经元) 是独立的感觉运动模型
• 皮层柱使用 reference frames (参考坐标系) 存储知识和生成行为
• 学习是持续的，且有很多小模型，有一套投票系统来综合结果。

如果机器有智能？

机器有了意识(conscious)，拔电源是否等于谋杀？

可以从上述旧脑和新脑的角度去看，对死亡的害怕、对失去的悲伤，都是旧脑的产物，新脑没有情绪。

如何算是一个完整的机器智能体？

embodiment (具身化)：视觉、触觉、听觉、嗅觉、味觉，也可以是虚拟世界的，比如互联网上扫信息

old-brain equivalent：控制肌肉、平衡肢体、跑跳，还有目标和激励

neocortex equivalent：学习和推理能力，如何和人脑对比，1）速度：依赖物理世界交互的实验，而实验结果需要等好多天，那快不了。如果是纯计算问题，可以大大强于人类；2）容量：可以软件方式构造脑容量和神经连接数更大的大脑；3）学习和复制：机器可以复制，人脑还不行

人工智能威胁论？主要观点有下面两个，逐一讨论。

智能远超人类：机器人也需要和物理世界交互，作为智能生物同样受制于物理世界，很可能并没有人们想象中发展那么快；

和人类目标不一致：其实生化武器和核武器已经可以消灭人类，所以机器智能的危险不会比当前来自人类的危险高。这些人类的危险来自于旧脑（根植于基因），比如贪婪、名望、占有欲等等，而新脑智能则是一个工具，取决于用的人的动机；

三个关注点：自我复制（总是危险的）、进化的动机、智能

为什么有那么多false beliefs （错误信念、以讹传讹）？

很多事情无法亲历，因此只能借助信息传播（复制），越多人传播一样的信息（复制），会加强信息的可信度。其实生命并不是找到一个正确的世界模型，而是复制。知识的爆炸，是因为船只、显微镜、望远镜等工具产生知识，和语言图片等传播。

错误信念有几个特点：无法直接体验，无视反向证据，鼓励传播。

人脑和机器如何结合？

上传人脑到机器上：只是多了一个一样的机器人，然后经历不同，思想也会发生变化，并不会使自己的感觉延续。与其说永生，不如说生了个小孩。

机器装备人，比如能让人看到紫外线，获得超能力，其实工具本身也可以理解为是智能的延伸。

如果人类灭亡，该如何留下一些遗迹，证明我们曾经在宇宙中存在过呢？

往宇宙中发射电波，发送人类文明的信息：有人担心外来高等文明会因此发现地球，从而占领奴役地球，类似于大航海时代欧洲列强占领美洲。但高等文明的旧脑和人类不同，没那么邪恶。

造一个太阳遮光巨型物体，绕太阳运行时，在某些角度能挡住一点点太阳光，让其某些方向的射线不同，这样别处的智能生物能发现。

以上都是静态历史信息，更好的是变成多星际物种。比如改变基因获得超能力，或者用新材料制造新物种，能承受火星的恶劣条件，只是这些新材料还没有被发明出来。

意识、欲望、知识、智慧、永生

一些基因的特点会产生好斗、暴力、贪婪、欺骗等行为，也有利于人类在过去漫长生物进化中生存繁衍。基因的核心是通过生命体保留，生命体有生死周期，可以通过繁衍不停地在新一代生命体里保留。基因的繁衍主要靠旧脑的应激能力，意识和欲望都是旧脑的能力，当智能发展到一定程度，更多的就是新脑。

如果说生物旧脑是基因的见证，那生物新脑是知识文明的见证。换言之，我们之所以存在过，就是因为新脑。如果知识要保留和繁衍，就要选择更强的新脑作为载体。如果机器能更好地学习探索知识，机器就会是更强的新脑。

如果说基因的方向就是随机与复制，生成各种排列组合，那么知识的方向则是探究原理。比如世界是平的能解释一些现象，但地球是圆的才是升级版；比如万有引力解释了物理现象，相对论则是升级版。

人类的基因让我们在竞争中胜出，也成了我们烦恼的源泉，犹如原罪。自古以来各种修行智慧都在探索如何让人的意识摆脱肉体的限制，道成肉身、得道、悟道，也许新脑的知识和智慧就是无旧脑烦恼的道和永生。

苦海 翻起爱恨
在世间 难逃避命运
相亲 竟不可 接近
或我应该 相信 是缘分

以一首歌结尾