智能的起源
138億年前,宇宙大爆炸。這是所有歷史日期的開(kāi)端,也是創(chuàng)世故事開(kāi)始的時(shí)間。
46億年前,地球誕生。6億年后,在早期的海洋中,出現(xiàn)了最早的生命,生物開(kāi)始了由原核生物向真核生物復(fù)雜而漫長(zhǎng)的演化。
6億年前,地球上出現(xiàn)了多細(xì)胞的埃迪卡拉生物群,原始的腔腸動(dòng)物在埃迪卡拉紀(jì)的海洋中浮游著。
控制它們運(yùn)動(dòng)的,是它們體內(nèi)一群特殊的細(xì)胞——神經(jīng)元。不同于那些主要與附近細(xì)胞形成各種組織結(jié)構(gòu)的同類(lèi),神經(jīng)元從胞體上抽出細(xì)長(zhǎng)的神經(jīng)纖維,與另一個(gè)神經(jīng)元的神經(jīng)纖維相會(huì),形成名為突觸的單向連接結(jié)構(gòu)。
這些最早的神經(jīng)元,憑著自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成了一張分布于腔腸動(dòng)物全身的網(wǎng)絡(luò)。就是這樣一張看來(lái)頗為簡(jiǎn)陋的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),成為了日后所有神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。
2 000萬(wàn)年前起,一部分靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物開(kāi)始花更多時(shí)間生活在地面上。到了約700萬(wàn)年前,在非洲某個(gè)地方,出現(xiàn)了第一批用雙腳站立的“類(lèi)人猿”。
200萬(wàn)年前,非洲東部出現(xiàn)了另一個(gè)類(lèi)人物種,就是我們稱之為的“能人”。這個(gè)物種的特別之處在于它的成員可以制作簡(jiǎn)單的石質(zhì)工具。在這之后,漫長(zhǎng)又短暫的150萬(wàn)年中,狹義上“智能”在他們那大概只有現(xiàn)代智人一半大的腦子里誕生發(fā)展。他們開(kāi)始改進(jìn)手中的石器,甚至嘗試著馴服狂暴的烈焰。隨著自然選擇和基因突變的雙重作用,他們后代的腦容量越來(lái)越大,直到直立人的出現(xiàn)。
根據(jù)古生物學(xué)的研究,名為“直立人”的物種,和現(xiàn)代人類(lèi)個(gè)頭相當(dāng),其腦容量也和我們相差無(wú)幾。他們制作的石質(zhì)工具比能人更加精細(xì)復(fù)雜。隨后,這個(gè)物種的部分成員離開(kāi)非洲,歷經(jīng)多代繁衍與遷徙,最遠(yuǎn)的甚至到達(dá)了今天的中國(guó)境內(nèi)。
終于,我們?nèi)祟?lèi),即智人,出現(xiàn)在約25萬(wàn)年前的東非,隨后開(kāi)啟了獨(dú)屬智人的智能進(jìn)化。
portant;"> 智人的智能探索
憑借著空前擴(kuò)張的大腦皮層,智人的行為能力出現(xiàn)了爆發(fā)性的輻射演化,語(yǔ)言、陳述性記憶甚至宗教等思維概念紛紛在其腦中出現(xiàn)。人類(lèi)的智能進(jìn)化,開(kāi)啟了通過(guò)文化因子傳承智慧、適應(yīng)環(huán)境的全新道路,人類(lèi)從此擺脫了自然進(jìn)化的桎梏。
人類(lèi)智能的第一個(gè)發(fā)端是對(duì)物質(zhì)型態(tài)的轉(zhuǎn)化。在人類(lèi)產(chǎn)生的早期,人類(lèi)對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化是極其簡(jiǎn)單的。首先是從低級(jí)而又單一的物質(zhì)幾何形狀的轉(zhuǎn)化開(kāi)始,例如把石塊打磨成尖銳或者厚鈍的石制手斧。猿人用它襲擊野獸,削尖木棒或挖掘植物塊根,把它當(dāng)成一種“萬(wàn)能”的工具使用。
到了中石器時(shí)代,石器發(fā)展成了鑲嵌工具,即在石斧上裝上木制或骨制把柄,這就使單一的物質(zhì)型態(tài)的轉(zhuǎn)化發(fā)展到兩種不同質(zhì)性的物質(zhì)復(fù)合型態(tài)的轉(zhuǎn)化。在此基礎(chǔ)上又發(fā)展出石刀、石矛、石鏈等復(fù)合化工具,直到發(fā)明了弓箭。新石器時(shí)代,人類(lèi)學(xué)會(huì)了在石器上鑿孔,發(fā)明了石鐮、石鏟、石鋤以及加工糧食的石臼、石柞等。
對(duì)低級(jí)而單一的物質(zhì)型態(tài)的轉(zhuǎn)化,即使物質(zhì)型狀在人的有目的的活動(dòng)中,按照人的需要在轉(zhuǎn)化著。同時(shí)這種勞動(dòng)又在鍛煉和改變著人腦,使人腦向智能實(shí)體邁進(jìn)了第一步。
人類(lèi)智能的第二個(gè)發(fā)端是對(duì)能量的轉(zhuǎn)化。原始人類(lèi)對(duì)“火”及自身的關(guān)系的認(rèn)識(shí)就是一個(gè)明顯的例證。從對(duì)雷電引起的森林或草原的野火的恐懼,到學(xué)會(huì)用火來(lái)燒烤獵物以熟食,再到用火來(lái)御寒、照明、驅(qū)趕野獸,人工取火方法的掌握標(biāo)志著火作為一種自然力真正被人們所利用。當(dāng)“火”這種自然力開(kāi)始為人所用時(shí),也進(jìn)一步促進(jìn)了人體和大腦的發(fā)育。正如恩格斯所指出的“摩擦生火第一次使人支配了一種自然力,從而最終把人同動(dòng)物界分開(kāi)?!?/span>
對(duì)火的利用又令原始人類(lèi)學(xué)會(huì)了燒制陶器,制陶技術(shù)使古代材料技術(shù)與材料加工技術(shù)得到了重大發(fā)展。它第一次使人類(lèi)對(duì)材料的加工超出了僅僅改變材料幾何形狀的范圍,開(kāi)始改變著材料的物理、化學(xué)屬性。此外,制陶技術(shù)的發(fā)展,又為以后冶金技術(shù)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。
人類(lèi)智能的第三個(gè)發(fā)端是對(duì)信息的轉(zhuǎn)化。人們對(duì)物質(zhì)型態(tài)和能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中所創(chuàng)造的石斧、取火器具、陶器等物質(zhì)成果和物質(zhì)手段中,本身就內(nèi)化著人與自然,人與人之間的關(guān)系和信息。它既是人們物質(zhì)活動(dòng)的手段,又是人們精神活動(dòng)的手段;既是一種物質(zhì)實(shí)體,又是一種信息的載體。因此,人們?cè)趶氖挛镔|(zhì)型態(tài)和能量轉(zhuǎn)化的同時(shí),也必然要伴隨著信息的轉(zhuǎn)化。
對(duì)信息的轉(zhuǎn)化使人類(lèi)創(chuàng)造了語(yǔ)言,使人們?cè)趶氖挛镔|(zhì)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中把共同的需要和共同的感受,以及內(nèi)化在勞動(dòng)過(guò)程和勞動(dòng)成果中的人與人、人與自然的相互關(guān)系和信息,彼此進(jìn)行不斷的傳授,以形成了某種“共識(shí)”,并以某種特定的音節(jié)表示不同的共識(shí)內(nèi)容。
語(yǔ)言的出現(xiàn)使人類(lèi)具備了從具體客觀事物中總結(jié)、提取抽象化一般性概念的能力。人類(lèi)因此能通過(guò)語(yǔ)言進(jìn)行精確的描述、交流甚至學(xué)習(xí)。甚至,借助語(yǔ)言帶來(lái)的思維方式轉(zhuǎn)變,人類(lèi)獲得了“想象”的能力。
事實(shí)上,語(yǔ)言的產(chǎn)生是古人類(lèi)進(jìn)化的必然結(jié)果,它與大腦功能和人體其他功能的發(fā)展是密不可分的。人類(lèi)獨(dú)具的大腦皮層的左側(cè)前面Broca區(qū)控制語(yǔ)言產(chǎn)生的功能,后面的Wernicke區(qū)主管語(yǔ)言的接收功能,右側(cè)該區(qū)通過(guò)胼胝體(callosum)接收左側(cè)區(qū)域信號(hào)以進(jìn)行綜合完成更為高級(jí)的如欣賞音樂(lè)、藝術(shù)和方向定位等功能。胼胝體大約有2億條神經(jīng)纖維通過(guò),對(duì)左右兩半球的信息傳播起著極為重要的作用。
正如小島秀夫摯友,著名科幻作家伊藤計(jì)劃在《殺戮器官》中所言,語(yǔ)言的本質(zhì),就是大腦中的一個(gè)器官。但就是因?yàn)檫@個(gè)腦結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),人類(lèi)的發(fā)展速度立刻呈現(xiàn)了爆發(fā)性的增長(zhǎng),我們也從偏安東非一隅的裸猿成為了擴(kuò)散到全世界的超級(jí)生態(tài)入侵物種。
之后,建立在語(yǔ)言基礎(chǔ)上的“想象共同體”出現(xiàn)了,人類(lèi)的社會(huì)行為隨之超越了靈長(zhǎng)類(lèi)本能的部落層面,一路向著更龐大、更復(fù)雜的趨勢(shì)發(fā)展。隨著文字的發(fā)明,最早的文明與城邦終于誕生在了西亞的兩河流域。
portant;"> 從人類(lèi)智能到人工智能
物質(zhì)形態(tài)、能量和信息的轉(zhuǎn)換和發(fā)端,既構(gòu)成了人類(lèi)智能的起源,又開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)智能活動(dòng)對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的整體雛形。自認(rèn)知革命、農(nóng)業(yè)革命和工業(yè)革命以來(lái),幾千年來(lái)人類(lèi)的全部活動(dòng)表明,人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然、改造自然,其對(duì)象無(wú)非是三類(lèi)最基本的東西:物質(zhì)、能量、信息。迄今人類(lèi)掌握的主要技術(shù)都同改造這三類(lèi)東西有關(guān),都是在材料技術(shù)(包括加工)、能源技術(shù)(包括動(dòng)力技術(shù))、信息技術(shù)(包括通訊和控制)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
隨著這三個(gè)基本領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展,人類(lèi)智能活動(dòng)對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化方式及轉(zhuǎn)化成果也不斷從對(duì)單一要素的轉(zhuǎn)化向復(fù)合要素的轉(zhuǎn)化。蒸汽機(jī)的制造和使用,是人類(lèi)智能對(duì)物質(zhì)(包括物質(zhì)的型態(tài)、質(zhì)性等)和能量?jī)纱笠氐膹?fù)合轉(zhuǎn)化;電子計(jì)算機(jī)的制造和使用,則是對(duì)物質(zhì)、能量和信息三大要素的綜合轉(zhuǎn)化。當(dāng)今人們對(duì)人工智能的研究,可以說(shuō)正是人類(lèi)正向物質(zhì)、能量、信息及人類(lèi)智能四者合一的轉(zhuǎn)化方式邁進(jìn)。
1950年阿蘭·圖靈發(fā)表論文《計(jì)算機(jī)器與智能》,提出的機(jī)器能否思考的問(wèn)題為人工智能的誕生埋下了伏筆。1957年,第一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)項(xiàng)目啟動(dòng),標(biāo)志著人工智能作為一門(mén)學(xué)科的誕生。通過(guò)神經(jīng)元理論的啟發(fā),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種重要的人工智能算法被提出,并在之后的幾十年內(nèi)被不斷完善。
和人腦的天然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也將虛擬的“神經(jīng)元”作為基本的運(yùn)算單位,并將其如大腦皮層中的神經(jīng)元一樣,進(jìn)行了功能上的分層。但具體到連接模式和工作原理上,二者依然有著諸多不同,所以并不能簡(jiǎn)單地將二者等同視之。
在經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)的反復(fù)和波折后,21世紀(jì)的人工智能發(fā)展,進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段,新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在學(xué)習(xí)任務(wù)中表現(xiàn)出了驚人的性能。各種圖像和音頻識(shí)別軟件的準(zhǔn)確率越來(lái)越高,語(yǔ)言加工程序的智能程度也與日俱增。于是,人類(lèi)智能這種無(wú)止境的延伸,一方面在改變著、轉(zhuǎn)化著整個(gè)自然界;同時(shí)也在改變著社會(huì),改變著人與人工智能之間的關(guān)系;改變著智能主體——人的本身。
portant;"> 未來(lái)的智能演化
從人類(lèi)智能到人工智能,究竟什么才是智能?
我們知道,人類(lèi)智能主要與人腦巨大的聯(lián)絡(luò)皮層有關(guān)。但是這些并不直接關(guān)系到感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)的大腦皮層,在一般動(dòng)物腦中面積相對(duì)較小,而在人的大腦里,海量的聯(lián)絡(luò)皮層神經(jīng)元成為了搭建人類(lèi)靈魂棲所的磚石。語(yǔ)言、陳述性記憶、工作記憶等人腦遠(yuǎn)勝于其他動(dòng)物的能力,都與聯(lián)絡(luò)皮層有著極其密切的關(guān)系。而我們的大腦,終生都縮在顱腔之中,僅能感知外部傳來(lái)的電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)。
也就是說(shuō),智能的本質(zhì),就是這樣一套通過(guò)有限的輸入信號(hào)來(lái)歸納、學(xué)習(xí)并重建外部世界特征的復(fù)雜“算法”。從這個(gè)角度上看,作為抽象概念的“智能”,確實(shí)已經(jīng)很接近笛卡爾所謂的“精神”了,只不過(guò)它依然需要將自己銘刻在具體的物質(zhì)載體上——可以是大腦皮層,也可以是集成電路。
這也意味著,人工智能作為一種智能,理論上遲早可以運(yùn)行名為“自我意識(shí)”的算法。相比于基本元件運(yùn)算速度緩慢、結(jié)構(gòu)編碼存在大量不可修改原始本能、后天自塑能力有限的人類(lèi)智能來(lái)說(shuō),人工智能雖然尚處于蹣跚學(xué)步的發(fā)展初期,但未來(lái)的發(fā)展?jié)摿s遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人類(lèi)。
事實(shí)上,包括AlphaGo在內(nèi)的人工智能已經(jīng)證明,對(duì)于確定目標(biāo)的問(wèn)題(有限游戲)來(lái)說(shuō),機(jī)器一定會(huì)超越人類(lèi)。而人類(lèi)不能夠總是一廂情愿地希冀人工智能會(huì)永遠(yuǎn)按照人類(lèi)的設(shè)想行動(dòng),心存僥幸地認(rèn)為人工智能不會(huì)做出違背人類(lèi)利益之事。
但是由于人類(lèi)智能和人工智能是兩套不同的智能,人工智能或許將具備更強(qiáng)大的自我進(jìn)化能力,其在各方面可能都會(huì)超越人類(lèi)。但人工智能卻沒(méi)有幾億年的進(jìn)化史留在人類(lèi)身上的刻痕,沒(méi)有生物的直覺(jué)和本能,沒(méi)有人類(lèi)獨(dú)有的激進(jìn)的創(chuàng)造力,非理性的原創(chuàng)性,甚至是毫無(wú)邏輯的慵懶。
人工智能具有無(wú)法預(yù)測(cè)的隨意性,但這又不是簡(jiǎn)單的隨機(jī),人工智能感到困難的地方也正是我們的機(jī)會(huì)。機(jī)器文明的發(fā)展已經(jīng)是現(xiàn)代社會(huì)的大勢(shì)所趨,而人類(lèi)文明的協(xié)同發(fā)展要求我們著眼于人類(lèi)對(duì)勞動(dòng)分工的貢獻(xiàn),對(duì)機(jī)器的理性進(jìn)行補(bǔ)充,而非試圖與它競(jìng)爭(zhēng)。只有這樣做才會(huì)讓我們與機(jī)器產(chǎn)生差異,而正是這種差異化會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。
雖然在計(jì)算與記憶等層面,機(jī)器可以遠(yuǎn)超人類(lèi),但是在對(duì)宇宙全局的意識(shí)層面,人類(lèi)完全有能力同機(jī)器一起進(jìn)化。所以,在人工智能全面爆發(fā)到來(lái)前,對(duì)于我們來(lái)說(shuō),或許應(yīng)當(dāng)跳出科技本身,從人文的角度先為機(jī)器立心。