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人工智能有一天会超越人脑吗?人工智能未来的三种可能

2023-02-06 12:32:27 3388

摘要:人工智能加速发展,有一天会超越人脑吗?近日,清华大学基础科学讲席教授、心理学系主任刘嘉在“人文清华讲坛”上发表了演讲《脑与人工智能:站在进化的节点上》。他指出,虽然目前人工智能无法与人脑相比,但它发展迅猛,类人智能是人工智能的下一个发展目标...

人工智能加速发展,有一天会超越人脑吗?近日,清华大学基础科学讲席教授、心理学系主任刘嘉在“人文清华讲坛”上发表了演讲《脑与人工智能:站在进化的节点上》。他指出,虽然目前人工智能无法与人脑相比,但它发展迅猛,类人智能是人工智能的下一个发展目标。以下为演讲主要内容。

『如何认识我们看见的世界』

我们无时无刻不在观察着这个世界,但我们看到的未必是真实的世界。到底发生了什么?这取决于我们的视觉系统。

打个比方,前面有一个绿苹果,它会以大约100亿比特/秒的信息量进入我们的视网膜,视网膜通过约100万个神经元连接到视觉皮层,经过加工之后再传到高级皮层,来决定我们看到的东西到底是什么。在这个信息传输的过程中,信息量被衰减到1/1亿,而大脑就像魔术师一样会把这些缺失的信息补上。为什么有的人看见一个绿苹果,会认为那是一个红苹果呢?因为人的眼睛看见的过程,其实是一个大脑重构的过程,而不是简单的复制。

正如康德所言:“没有感觉支撑的知识是空的,没有知识引导的感觉是瞎的。”这句话的上半句说的是,如果我们没有外部的信息输入,我们很难构建自己的心理世界;下半句说的是,如果你不知道你看到的是什么东西,那你就什么也看不见。因为我们从外部世界得到的信息往往是模棱两可的,我们必须加上一点先验知识、加上一点推理、加上一点猜测,需要大脑去重构,把自己的理解加进去,才能真正知道这个世界究竟发生了什么。

与理解相比,更重要的是创造。当我们的大脑没有被外部信息填满,留下一定的空间时,我们就能在这空间里创造出自己想要创造的东西。正如《小王子》的作者圣·埃克苏佩里所言:“一堆岩石在有人对着它思考时就不再是岩石了,它将化身为大教堂。”这就是人类了不起的创造。

在过去的300万年里,人和猴子分开进化,人发生的最大改变不是从四肢着地变成直立行走,也不是褪掉了身上的毛,而是大脑的体积增加了3倍。而且,大脑不是平均增加体积的,体积增加最大的部分在额叶。与我们200万年前的祖先相比,我们的头骨更往前突出了,以容纳更大体积的额叶。

我们为什么要有更强大的额叶?因为它使我们能够构造和想象出不存在的东西。比如,我们的祖先准备去打猎,他不用等看见了猎物才去做出反应,他只需要提前想象狩猎的情景,就可以把一切都安排好。人可以在脑海里预想一遍未来将要发生的场景,构建出一个个可能的未来,这样就能够制定出行动方案,这是人类能够战胜其他比我们更强大、更凶猛的动物,成为万物之灵的关键。这也正好印证了荀子的一句话:“然则人之所以为人者,非特以二足而无毛也,以其有辨也。”“有辨”是指我们能够辨识、能够思考,而这些都来自额叶的功能。

『重构心理世界的知识从何而来』

那么,我们心理世界的这些预设的知识究竟是从哪里来的?

一部分先验知识来自基因的烙印。我们来到这个世界并不是一张白纸,我们是带着32亿年进化的智慧来到这个世界的,而这些智慧就印刻在我们的基因之中。比如,我们将18位女教授和女博士后的脸进行叠加,做成一个“平均脸”,你会发现这张平均脸充满了睿智和文气。平均脸代表了什么?人脸其实就是我们的基因图谱,我们的基因都写在脸上。所以,当我们把脸叠加之后,我们得到的是18位知识女性平均的基因。平均的基因代表突变很少。基因一旦突变,大概率而言是有害的,所以基因突变越少,说明基因越好,所携带的遗传性疾病的概率就越低,这就是为什么人类会觉得平均脸更好看的原因。

我们的另一部分先验知识则来源于社会基因。人和动物的进化有本质区别,动物是按照基因、按照达尔文的进化论逐步向前发展的,而人既有生物基因的演化,这代表着我们的过去,同时更重要的是,人还有社会基因的进化,它带着我们以与动物不一样的方式前进。

社会基因和生物基因的作用方式非常类似。远古时,人类祖先中有一个人突然因为某种原因把火生起来了,这相当于知识、技能被创造出来,就像基因突变,一个优秀的基因产生了。渐渐地,生火这种技能被传播给了其他人,从一个部落传到其他部落,最终成了人类普遍拥有的技能。接着,人类又学会了制作长矛和其他工具,经过漫长的发展,逐渐构建成我们今天的人类社会。

人类的文明演进可以分成三个时期:第一是原始文明,经历了200多万年,前后变化并不大。第二是农业文明,经历了5000年左右。这期间,野兽被驯服变成了家畜,人类成了文明的种族,懂得了一些天文地理的知识。第三是工业文明,从诞生至今不过近300年的历史。然而,工业文明给人类带来了巨大的变化,以至于我们不得不将它分成四个阶段:第一个阶段是机械化时代(1760年—1840年),出现了蒸汽机等。第二个阶段是电气化时代(1840年—20世纪初),出现了电力等。第三个阶段是自动化时代(1950年—21世纪初)。第四个阶段就是我们现在所处的信息时代。

『文明进程出现革命性的进化』

信息时代诞生了新的物种——人工智能。

2002年,我的博士论文答辩题目是《面孔识别的认知神经机制》。当时,即使是最先进的机器,用来识别人脸的正确率也很低。2015年,我参加了江苏卫视《最强大脑》的节目策划。我发现,经过十几年的发展,人工智能已经强大到在人脸识别上可以胜过人类的最强大脑。

随后,我们研究建立了一个人工神经网络,训练它去识别性别,即区别对象是男性还是女性。结果,它的正确率能达到100%。而且,它在完成任务的过程中会产生与人类相类似的心理操作,也就是说,人工智能会自发产生和人类一样的心理世界。

那一刻我开始意识到,生物过去的进化都是基于碳基的方式来运行的。但是,当人类创造出人工智能后,一个新的物种产生了,这个新的物种是基于硅基的方式运行的,而这种基于硅基的物种一定会给我们带来一种革命性的变化。以前人类文明的进化都是循序渐进的,当人工智能这个阶段来临时,文明进程可能会出现一个“奇点”,出现一种革命性的进化。

为什么这么说呢?我们来看人类和人工智能的三大区别。

第一是算力。人类的大脑已经进化到极限,而人工智能随着科技的进步,它的算力将不断精进。

第二是存储能力。人类的大脑大约是1.4千克,虽然只占了我们体重的2%—3%,但是消耗了我们身体25%以上的能量,它是一个耗能大户。但人工智能的存储能力是无限的,一块硬盘不够,可以再加一块硬盘。

第三是寿命。人类的寿命是有限的,而人工智能的寿命是无限的。CPU烧了,可以换块CPU,电线断了,再换根电线就行了。

除了无限的存储能力、算力和寿命,人工智能还有着无尽的可能性。

2016年,AlphaGo击败了人类围棋顶尖高手李世石。后来,很多中国围棋高手也和AlphaGo进行了切磋。当时世界上排名第一的围棋选手柯洁说:“我们人类下了2000年围棋,连门都没入。”围棋的空间极其庞大,AlphaGo之所以比人类更加强大,并不是它比人类更加聪明,而是因为它探索了更大的空间,找到了更多下法而已。

如今,不仅在律师、医生、税务师、咨询师等专业领域,在绘画、音乐等艺术领域,都出现了人工智能的身影。“神经网络之父”、深度学习的创始人杰弗里·辛顿在接受采访时说:“将来深度学习可以做任何事情。”

『类人智能是人工智能的发展目标』

然而,人工智能真的无所不能吗?

心理学家发现,对于一个简单的场景,人和人工智能有完全不同的理解。比如,一个人不慎从柱子上摔落,人工智能会说一个人从柱子上掉下来了,而我们对这个场景的反应是“惊恐和疼痛”。

这个区别体现了人类有一种特别重要的能力,叫共情,即别人遭受了苦难,我能感同身受。如果一个孩子缺乏共情的能力,就会导致自闭行为。所以,人工智能的奠基人之一马文·李·明斯基说:“现在的问题不是一个智能的机器是否拥有情感,而是不拥有情感的机器是否能拥有智能。”在马文·李·明斯基看来,情感是智能的基础,得先有情感,才有智能。

目前,人工智能和人的智能仍有巨大差距,还没有达到类人智能。如何实现类人智能呢?我认为它的切入点是脑科学加上人工智能。

举个例子,线虫是一种非常简单的生物,只有302个神经元,麻省理工学院的研究者模仿了其中的19个神经元,就完成了自动驾驶的一般任务。其实这项研究模仿的并不只是这个简单的生物,而是32亿年进化形成的智慧。从这个角度来讲,人类的大脑目前仍是这个世界上最聪明的大脑,它有860亿个神经元,平均每个神经元有3000个连接,它代表着宇宙中生物智力的最高水平。那么,人工智能的发展为什么不能向人脑学习,以人脑为模板呢?

我的同事们模拟线虫的302个神经元,构建了一个数字线虫,来模仿线虫在水里的游动。这只是一个开始,下一步也许我们会模仿神经元数量达百万级的果蝇,再到更高量级的斑马鱼,甚至到小鼠、大鼠、猕猴,最后模仿人类的860亿个神经元。虽然还存在巨大的鸿沟,但是我坚信,通过脑科学加上人工智能,有一天一定能制造出一个数字人类大脑。

『人工智能未来的三种可能』

莎士比亚说,“所谓过往,皆为序章”。今天,我们正站在一个进化的节点上。

从32亿年前,一个单细胞逐渐发展成水生动物,然后爬上岸边变成两栖动物,再变成哺乳动物,在约300万年前哺乳动物猿猴又开始进化成人类,这些都是我们的过往。然而,此时此刻,我们的未来是未定的。

人类发明出了人工智能,今天,随着算力的推进,随着技术的进步,人工智能有了超越人类的可能。

未来会怎样?大约有三种可能。第一种,人工智能像科幻电影《星球大战》里的R2-D2一样,是人类忠实的伙伴,成为人类非常好的朋友,帮助人类变得更加强大。第二种,我们构建出了一个数字大脑,它的能力比人类的大脑更强,这时候人机可以合二为一,把人的意识、记忆、情感上传到数字大脑中,人就能获得“永生”。未来学家库兹韦尔在《奇点来临》这本书中写道,大约在2045年,这一刻就会到来。第三种,就像电影《终结者》里所展示的,人类文明彻底消失,进入机器文明时代。

未来到底会怎么样,最终取决于今天我们站在这个时间节点上做了些什么。

物理学和心理学对于什么是值得做的事情有不同的定义。物理学更在意空间,在物理学看来,如果放在一个远远超出地球大小的空间尺度下来看,那些有意义的事情,才是值得做的事情。而心理学更关注的是时间,我们思考的问题是:人间的一切问题,如果放在一个远远超出人的寿命的时间尺度下来看,它们还有没有意义?

1905年,孙中山和严复在伦敦有过一次会面,他们当时讨论的议题是半殖民地半封建的中国究竟如何改变。严复提出要慢慢教化民众,要稳步向前。孙中山对于严复的方法不太认同,他说:“俟河之清,人寿几何?君为思想家,鄙人乃执行家也。”后来,孙中山回到国内,开启了轰轰烈烈的辛亥革命。

对于现在的我们来说,解决未来的问题,就要从现在做起,行胜于言,以有限的生命行超越生命之事,这就是我们这一代人的使命。

栏目主编:龚丹韵 文字编辑:徐蓓 题图来源:上观题图 图片编辑:笪曦

来源:作者:刘嘉

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