具有自我意识的计算机_艾戈_阿里克桑德_徐俊培.pdf - Adobe Acrobat Pro DC

会不会有朝一日计算机自己宣称具有意识呢?全球愈来愈多的实验室正在试图设计这样的计算机。这些工作不仅揭示了如何制作、模拟生命,而且还阐明了人的意识是如何产生的。

对计算机能显示人的意识的想法,不少生物学家都嗤之以鼻,更不用提计算机自己会产生意识。实则不然,至少,我们目前的研究已经看到了这一点。但不少人并不相信。一般来说,人们认为意识一定与生命、进化和人性有关,而计算机是由有限的智者设计的没有生命的东西,它们没有与生俱来的知觉或人性。无怪乎在有些人看来,说计算机具有意识无疑是异想天开。

在寻求意识根源的生物学家中,必然有不少人对利用计算机来阐释意识表示怀疑。心理学家兼作家S · 布莱克默坚持认为,计算机不可能直接表达我们的感受。她认为要制作像我们人类那样具有意识的计算机是不可能的。在她看来,人们的“内心感觉”不过是一种幻觉。她声称任何企图科学地了解内心感觉不过等于“朝冰箱里看看灯是否亮着”而已。另一位强烈反对计算机有意识的学者是牛津大学的S · 格林菲尔德。他曾在《新科学家》杂志上发表文章,认为这种“着重认识和记忆等一类”的个人计算机,无须主观心态即可完成工作。格林菲尔德把意识比喻为“变光器开关”:即意识随着一起工作的脑细胞数目的增减而产生和消逝。

然而,格林菲尔德的理论无助于我们对意识的理解。尽管他认为研究人员正集中精力于个人计算机能够胜任的任务(的确有些人在这样做),而我参与其中的部分研究旨在进一步弄清记忆与认识的细节,与个人计算机的功能无关。

在考虑意识的机制时,布莱克默关于意识乃是幻觉的论点简直毫无道理。她的论点是基于这样一种臆断,即认为无法解释为何头脑中有些电化学作用会产生意识,而有些则没有。我认为这种臆断是错误的。正相反,前述情况是可以找到合理的解释的。要解释人类具有意识的机制当然不是简单的事,但我相信,对付这一复杂事物的方法就是尝试设计有意识的计算机。

全球的实验室都在不同程度上着手探讨着计算机意识。其中一部分是在研制头脑精细的神经学模型,另一部分则是编程前控制人工智能行为法则的放肆用户,这种人工智能实质上是对特定输入给出相应输出的计算机程序。

看来后者似乎是一种没有抓住产生意识的要害的死板方法,但英国伯明翰大学的A · 斯洛曼认为,这种方法可以回避关于意识问题的混淆和矛盾。他认为,谈到意识,没有人真正了解所谈的内容,而他编写的法则却是清清楚楚的。如果这些法则能导致计算机明显有意识的反应,那么它们一定会成为阐明意识的基础。

按照斯洛曼的看法,他创造的作品在虚拟世界里是有意识的;而计算机本身是没有意识的。他与他的同事R · 克里斯莱以法则为基础,创作了各种虚拟作品。例如,某法则为如果某物体看来接近我时,就会把“忧虑”这个字输入记忆库中。这条法则不是自然发生的,而要先由程序设计员设定。

对于一些哲学家来说,像这样的主观感觉乃是意识的主要特征。如通常讲的事物的特性,包括红色、玫瑰的香味等等。“我们的一些构思可能会产生一些系统,它们本身会发现一些现象,正是这些现象首先引起哲学家来讨论感觉特性和意识的其他方面,”斯洛曼说。

加利福尼亚圣迭戈神经科学研究院的心理学家B ·+

30240.369计算机意识的中枢,他开发了一种模式,承认头脑有别于按程序工作的计算机。他的所谓“总暂时存贮器理论”把意识说成是一种现象,这种现象会在有些声像等感观输入时出现,激活头脑中诸如记忆和忧虑或高兴等基本情绪的竞争机制。这种随时激活的机制又会相互竞争以决定最恰当的行动。

田纳西州孟斐斯大学的电脑专家S · 富兰克林已把巴斯的想法转变为称作IDA(“智能分布因素”的缩写)的“意识软件”,在巴斯的模式中,每一个因素代表一种竞争机制。富兰克林已应用IDA研制了一个系统,它有助于美国海军的某些人事部门的工作得以自动化,诸如当维修人员当班结束时,决定如何安排他们的住处。这种工作通常包括着不少人情了解、判断、理解和情感。IDA 从其用户得到的反馈类似于某事做得好或坏得到的情绪反馈。富兰克林认为,通过修改用于所评估任务的法则的相关值,有助于IDA改善执行其任务的方法,不致重蹈覆辙。

模拟大脑

探讨计算机意识的另一方面是大脑精细的神经模拟物。哥本哈根丹麦工业大学的神经科学家R · 科特里尔在分析人和动物大脑的脑扫描以认定脑内交互的神经化学作用,他认为这种神经化学作用对意识来说是至关重要的。他在计算机上建立了这种交互作用的模式以模拟意识的产生。

特克里尔的想法要求我们了解生物感应所处环境及对环境作用的途径——“行动计划” ,他认为这是思维意识的基础。在有意识生物的进化中对所处环境复杂性的进一步获取和控制就意味着思维的产生。科特里尔指出,脑中基底核和小脑等特定结构看来已进化到有助于生物与其所处环境的相互作用。他制作了在产生行动计划中所起作用的脑全图。

赫尔辛基诺基亚公司的首席科学家P · 海科纳在神经生理学方面更前进了一步,他认识到,要模拟诸如基底核和小脑等脑结构单元的活动,相应的人工结构单元必须包含许多神经元,且后者必须是能完全相互作用的。这就是说,真正的脑结构单元由大量的神经元组成决非偶然。

海科纳的工作是以绝大多数神经生理学的证据为基础的,这些证据说明脑中存在着补偿诸如眼睛转动等动作的神经细胞,从而反映出真实世界的物体。这样,尽管输入我们脑子中的嗅觉、视觉等感观输入流在不断变化,但我们还是能感觉到真实的世界。在我看来,这种证据意味着我们的脑子包含着外部世界某种持续存留的图像,这种图像是编码在脑子神经元中的电化学脉冲。

所以,有意识的计算机的构思是假设脑中存在着与我们每一个内心感觉的片断完全相似的神经“描绘”出发的。要形成意识,这些描绘至少必须具有五种主要的本领。首先,要有位置的辨别力。它能使人感觉到处于“外部”世界当中。其次,能意识到往事,体会到对往事的描绘能与目前的景象同时出现。其三,能集中思想,仅能感觉到所注意的事物。其四,能作出预料和计划。即在脑中展开另一种将来的设想——外部世界对人的行动的可能反应。最后,会觉得有情感。正是情感引导人选择何种行动计划对已有利,何种行动计划对已不利。

我认为这五种主要特性可以借助人工神经网络来实现;这些是脑中神经元实际工作方式的简单近似。我们制作了包含前四种特性的计算机。:至于第五项特性,依然是必须深入研究的课题。

关键在于计算机

但是我们怎样才能知道我们的计算机真正具有这种内心感觉的功能呢?关键在于可以把脑模型中的描绘展现在电脑屏幕上,这是因为我们确切知道描绘神经元的位置(不限于脑内的一个区域),就可以译解出它的信息。目前,逼真的脑子也做不到这一点,因为即使是最精确的脑扫描器也只能很粗略地显示脑中的某一部分在起作用。 我们的计算机正在进行感觉描绘、描绘记忆,以及策划的论证。

我们应用这种技术来研究帕金森病病人的已知视觉缺陷。对帕金森病病人来说,要他们根据面前的物体做某些动作,如沏茶这样的动作会感到困难。一般认为帕金森病是由于缺乏多巴胺所引起的。我们假设多巴胺的缺乏在一定程度上会影响到眼球的运动。根据对20名帕金森病病人的共济和精神筹划的研究,我们发现其中4人显得糊涂了,他们连最简单的是否首先应取下壶盖,还是首先向壶内灌热水都无法确定。这是因为病人脑中缺乏多巴胺会影响到锁定脑中精神图中的物体的基础系统,从而意识被歪曲。病人在远处看茶壶的当儿,忽视了茶壶的位置,从而使沏茶过程大为困难。我们在实验室的模拟说明这一假说的合理性。

为了证实关于不少意识取决于同处环境相互作用的假说,我们还制作了具有前四种主要特性的活动机器人。它学会了对其所处环境中的物体“产生兴趣”,从而计划从一处移动至另一处。

制作这样的计算机能否帮助我们弄清意识是怎么回事呢?回答是肯定的。五种特性足够了吗?看来至少是必需的。不过大家对这个领域还可以作些补充。

当然,上述机器人对其所处环境的关注远小于我对环境的关注。

但是如果它们的五种特性能建立并运行起来,那么还有什么理由否认其萌芽状态的意识片断呢?可以预期,计算机具有意识将成为人类谈论的平常事情。同样可以预期,未来总有一天,不少计算机将自己宣称,它们是具有意识的计算机。

本文作者艾戈阿里克桑德(Igor Aleksander) 为伦敦帝国大学荣誉退休教授,神经系统资深研究学者。