新机器智能

作者简介

杰夫·霍金斯 ？ 科技界一代传奇，美国知名发明家、计算机科学家和神经科学家，于2003年当选美国国家工程院院士。Palm掌上电脑创始人，Numenta公司创始人。 ？ 1992年创立Palm公司。1996年，该公司推出的创新产品PalmPolit一经上市便取得了创奇般的成功，18个月内销量超过100万台，将苹果和微软的同期产品远远甩在身后。 ？ 多年来深耕对大脑的探索，致力于解释大脑是如何工作的。他认为只有把人类智能弄明白，才能制造出像人类大脑一样工作的机器智能，著有《千脑智能》《新机器智能》。桑德拉·布莱克斯利 科学作家，《纽约时报》撰稿人。

内容简介

第3章 人类大脑的层次结构 新皮质的可塑性 这种忽视部分原因在于，人们没有找到相应的工具来研究信息如何在六层结构的新皮质内流动。我们目前使用的工具还比较粗糙，通常只能用来研究新皮质中的哪些位置，可以产生各种能力，但无法探究这些能力是何时以及如何产生的。例如，我们通过现在流行的新闻报道可知，许多神经科学都认同这样的观点：大脑是高度专业化的模块的集合。功能成像技术，如功能性磁共振成像（fMRI）和正电子发射型计算机断层显像（PET），几乎只关注脑图和前面提到的功能区。通常在这些实验中，被试会躺下，把头放在扫描仪内，并执行某种思维任务或运动任务。这些任务可能是玩电子游戏、做动词变位、阅读句子、看不同的面孔、给图片命名、想象某事、记忆清单上的内容、做财务决策等。扫描仪检测出在做这些任务时，哪些脑区比平时更活跃，并在被试大脑的图像上绘制彩色斑点以精准定位这些脑区。这些脑区的功能可能是完成这些任务的关键。数以千计的功能成像实验已经完成，接下来研究人员还会开展成千上万的此类实验。在整个过程中，我们正在逐步绘制一幅成人大脑的典型图像，标明各个功能发挥作用的位置。这样一来，人们可以很容易地说出：“这是面部识别区，这是数学区，这是音乐区。”由于我们不知道大脑是如何完成这些任务的，因此自然会假设 大脑是以不同的方式执行各类活动的。 但它确实是这样吗？越来越多引人注目的证据都表明芒卡斯尔的观点是正确的。有一些极好的例子证明了新皮质极其灵活。任何一个人，只要得到适当的培养，并处于合适的环境中，他就能学会成千上万种口语中的任何一种。同样，他也可以学习手语、书面语言、音乐语言、数学语言、计算机语言和肢体语言。他可以学会在寒冷的北方或炙热的沙漠中生活，可以成为国际象棋高手、精通钓鱼和耕作的人或理论物理学家。考虑这样一个事实：你有一个特殊的视觉区，似乎专门用于表征书面字母和数字。这是否意味着你生来就有一个可以处理书面字母和数字的语言区？不太可能。相比于漫长的演化历程，书面语是最近才出现的事物，人类的基因无法为它进化出一个特定的机制。因此，在童年时期，人的新皮质仍将自己划分为用于处理特定任务的不同功能区，而在划分时依靠的纯粹是经验。人类的大脑具有令人难以置信的学习和适应能力，哪怕这些环境直到最近才出现。这证明了大脑是一个极其灵活的系统，而不是一个针对一千个问题有一千个解决方案的系统。 神经科学家还发现，新皮质的布线方式具有惊人的“可塑性”，这意味着它可以根据流入其中的输入类型而改变布线方式，并重新布线。例如，新生雪貂的大脑可以通过外科手术重新布线，以便它的眼睛可以将接收的信号发送到新皮质中通常用于发展听觉的区域。结果，雪貂竟然在其大脑的听觉部分发展出了正常的视觉通路。换句话说，它用通常会听到声音的大脑组织看东西。研究人员已经对其他感觉区和脑区完成了类似的实验。例如，可以在老鼠出生时，将它的几片视觉皮质移植到通常表征触觉的区域。随着老鼠的成熟，移植的组织会处理触觉信息而不是视觉信息。细胞并非天生就专门负责处理视觉、触觉或听觉信息。人类的新皮质同样具有可塑性。先天性失聪的成年人在通常应该成为听觉区的地方处理视觉信息。而先天性失明的成年人使用他们的新皮质的最靠后区域阅读盲文，该部分通常专门用于处理视觉信息。由于盲文需要触摸，你可能会认为它主要会激活触摸区，但显然，没有哪个区 域的新皮质会满足于什么都不表征。视觉皮质没有像它“应该做”的那样从眼部接收信息，而是四处寻找其他输入模式筛选信息，也就是对其他皮质区中的信息进行筛选。 所有这些证据都表明，脑区主要会根据其成长过程中流入信息的种类形成专门的功能。与地球表面注定要根据国界线划分成不同的国家不同，新皮质并不是经过严格设计，使用不同的算法执行不同功能的。新皮质的组织，就像全球的政治地理一样，由于早期环境不同，可能会出现不同的结果。 基因决定了新皮质的整体结构，包括哪些区域连接在一起这类具体细节，但在这个结构中，该系统是高度灵活的。 芒卡斯尔是对的。新皮质的每个区域都有一种强大的算法。如果你将新皮质区以合适的层次结构连接在一起，并提供输入流，它就会学习其环境。因此，未来的智能机器不必拥有和人类一样的感觉或能力。皮质算法可以以新颖的方式部署在机械化的新皮质中，表现出新颖的感觉。由此，真正灵活的智能就会在生物大脑之外出现。 ？ 科技界一代传奇杰夫·霍金斯人工智能领域里程碑式作品，挖掘人类智能复杂表象背后的简单机制，初次提出人脑工作原理的普适框架。 ？ 比尔·盖茨盛赞作者，诺贝尔奖得主詹姆斯·沃森和埃里克·坎德尔推荐之作。 ？ 北京智源人工智能研究院院长黄铁军、驭势科技（北京）有限公司联合创始人兼CEO吴甘沙、Numenta公司前员工兼汤恩科技创始人崔彧玮、北京智源人工智能研究院理事长张宏江、清华大学计算机系教授唐杰、北京大学心理与认知科学学院教授吴思、清华大学脑与智能实验室首席研究员刘嘉、清华大学计算机科学与技术系副教授刘知远、中国科学院自动化所研究员余山、易宝支付总裁余晨、诺贝尔奖得主詹姆斯·沃森联袂推荐。北京智源人工智能研究院学者倾情翻译。 ？ 湛庐文化出品。