AI會產生意識嗎?

AI會產生意識嗎?

轉載自 瞻雲(zhanyun)

問:
人腦知識儲備遠遠小於AI,為什麼人有意識,AI卻沒有?

01

如果知識儲備多就能產生意識,那互聯網早就產生意識了。
甚至整個地球、太陽系、銀河系,宇宙都更應該產生意識。
一塊石頭是石頭,10000000000塊石頭它還是石頭。
雖然你把石頭重新架構整合一下,它就能建造出摩天大樓。但關鍵是,人類只知道這個大樓的效果圖是怎麼樣的,連具體的圖紙都沒有。
石頭再多也不會自己堆起來,變成一棟摩天大樓。
知識的本質是信息在人腦中的表徵,而意識其實是人腦處理信息的一種監督和反饋。
ChatGPT沒有架構相關的邏輯基礎,自然不可能有意識。



02

我們來看看意識究竟是什麼?
20世紀80年代,心理學家本傑明•李貝特便做了一個著名的實驗[1][2]。
他們讓5個左撇子的大學生坐在躺椅上,並告訴他們用1~2秒的時間放鬆頭部、頸部,以及前臂肌肉。但在決定做這一件事情之前,他們需要突然快速動一根手指或手腕。當他們活動手指的時候,不要有任何的預先計劃或刻意關注,隨機重複40次。
在這些大學生進行這些動作時,研究人員測量了三個變量:
1、貼在前臂的電極,記錄手指動作開始的時間。
2、貼在頭皮上的電極,測試動作開始時大腦的預備電位。
3、感受到行為衝動(想動手指)時,喊出屏幕中鐘錶的“時間”,從而測出決定時刻。


經過多達幾百次實驗,李貝特最終都發現,決定時刻出現在大腦預備電位之後。
平均時間間隔為350ms。
也就是說,當我們決定做某一件事情之前的1/3秒,大腦就已經發起動作了。
因此,有研究者悲觀地認為人類並沒有自由意識。
不過在進一步的實驗中,李貝特讓被試大學生,在做決定之後否決行為。

心理學家本傑明·李貝特

雖然大腦出現了預備動作電位,但最終阻止了動作,沒有檢測到手上的電位。近年來的也有研究進一步表明,當大腦動作電位出現後一定時間內,可以進行否決,但距離動作時間足夠近時,否決的成功率便會大大降低[3]。
這說明,無論人類有沒有自由意識,但在一定時間內都有否決的自由。
40年來,有大量的研究支持李貝特實驗中意識決定延於與大腦動作的結果。延後時間短則數百毫秒,最長甚至可達10餘秒[4][5][6]。
一項實驗中,經顱磁刺激改變受試者的左右手使用習慣後,受試者依舊認為自己的選擇經過了自由意識的決定[7]。
在某些實驗設計下,當出現無意識判斷或衝動行為,受試者也會認為是自己的決策行為[8]。
直接對高級皮層進行刺激,受試者則可能出現錯誤的意識判斷。例如,他們可能認為自己做出了某種動作,但實際並非發生[9]。
這似乎更加肯定了人類沒有自由意識。



03

然而,最近10多年一些研究者卻有了進一步的發現,有研究者否定了人類沒有自由意志的看法。
2009年,有人把李貝特的經典實驗,修改為播放一段音頻,然後讓志願者決定是否敲擊一個鍵。
研究發現,不管志願者是否真的選擇了敲擊,兩種情況下都有相同的大腦預備電位。
這表明,大腦預備電位並不表明已經做出了決定。
當然志願者即刻決定是用左手還是右手按鍵時,大腦的早期動作電位同樣沒有什麼區別,這說明大腦早期產生的動作電位,可能是注意到信號或者對信息的預處理。
近年來,越來越多更精確的方法,證明意識決定不是瞬間出現的,而是逐步建立起來的。因此有研究者認為,決策結果的早期神經標記不是無意識的,而是簡單地反映了有意識的目標評估階段,這些階段還不是最終的,在達成最終意識活動之前,這個決策可以終止或改變[10]。
總之,一個動作可能在我們的“意識”意識到它之前就已經開始了,並不意味著我們的意識不能批准、修改或者取消這個動作。



05

結合現有的各種神經科學證據,我們不難得到這樣的推測:
大腦整合信息本身就是先到初級皮層,然後再到更高級的皮層。初級皮層隨時隨地都在獲得信息,以供高級皮層使用。高級皮層在做決定之前,總是先要調控初級皮層的信息。在獲得信息之後,有決定去做或者不去做的權利。
而當初級皮層先對我們的軀體進行控制,信息反饋到高級皮層後,也可能被當做成我們的主觀決定。
這樣,大腦依舊是具有一定程度自由意識的。
當然“自由意識”概念的定義本身也是充滿爭議的,在對“自由意識”具有更嚴格定義的人眼中,人依舊是沒有自由意識的。
無論意識是否自由,李貝特實驗都證明了意識是大腦進行信息整合時產生的一種感知。
單個感覺神經元的活動是十分嘈雜(具有很高的神經元噪聲),無法在大腦內重建感覺場景。
為了解釋大腦內的神經迴路,早在1949 年,著名神經科學家唐納德·赫布提出的赫布理論(突觸可塑性的基本原理)中,便有了神經元集群的概念。
相關實驗也表明,當猴子進行伸手和抓握運動時,神經元集群同時編碼手臂位置、速度和手的抓握力,注意和記憶的位置都可以被解碼的。[11]


06

到了20世紀末,有神經科學家通過神經元群體解釋了運動皮層的編碼方向。
在神經元集群的概念下,其實大腦神經通路和稻草編制的長繩很相似,你追溯單根稻草的軌跡是很難得到整根繩子信息的,所有稻草信息的集合才是整根繩子。單根稻草的不確定信息在集合成整根繩子的時候,被平均掉了,最終得到的是整根繩子的信息。
神經元集群的基本單位是皮質柱(Cortical Column)[12]。
通過在皮質表面垂直插入探針連續穿透,發現的幾乎相同的感受野(receptive field,一個神經元所反應的刺激區域),因為把整個區域的神經元集群稱為皮質柱。
皮質柱內的神經元編碼具有相似特徵,這支持了大腦皮層的模塊化。
雖然皮質柱假說依舊是當前解釋皮層信息處理的最廣泛假說之一[13],然而遺憾的是,模塊化的功能結構和遺傳機制,依舊沒有相關研究結果所支持[14]。
雖然人類還無法破譯意識的框架和底層邏輯,但目前依舊有四大主流的意識理論,嘗試進行解釋。


人類解釋意識框架的主要意識理論
06

1、高階理論(HOTs)
  • 心理狀態→元心理狀態(高階表象)
該理論認為,普通心理狀態轉變成高階的元心理,從而誕生了意識。
一般來說,前額葉和人類的高級認知功能密切相關[15]。
前額葉皮層分為背外側、腹外側、內側和眶額皮層,各個區域有不同的功能,但並不是這裡分析的重點[16]。

前額葉最晚進化出現,也是人類發育最晚成熟的腦結構,是人類最高級中樞,執行著抽象認知、注意力調控、行為決策、思維推理、工作記憶等與意識高度相關的活動。
高階理論其實是建立在前額葉功能的基礎上的,但個人認為這還是過於形而上。
作為高階的元心理是凌駕於普通心理之上的,而前額葉和其它高級皮層終究是並列的,且並不僅僅是前額葉參與意識的形成,其它一些關鍵腦區同樣參與。
但如果我們定義前額葉誕生的意識就是元心理,這個理論便陷入循環論證。

2、全局工作空間理論(GWT)
這個理論,是把大腦看做是執行不同功能的專用模塊,並通過長距離連接,信息在不同模塊之間傳播和共享,每一時刻的及時全局共享誕生意識。
這個理論很明顯是以大腦分區以及聯絡關係作為理論基礎的,它同樣有腦科學的基本研究支撐。但這個理論關於全局的概念,依舊是抽象而不明晰的。
如果我們定義能誕生意識的共享就是全局的,這個理論同樣會陷入循環論證。

3、信息整合理論(IIT)

這個理論明顯是以大腦的信息整合機制作為基礎的,它意圖以現象特徵為基礎,構建一套幾何式公理,顯示出了龐大的野心 。
該理論的基礎邏輯,是探討大腦整合信息時的因果機制和狀態。它提出,任何系統,只要產生一個非零的不可約的整合信息的最大值,便足以誕生儀式。
一直以來,我都認為信息整合理論是解釋意識起源的最可能的方向之一。但個人認為,這個整合過程也可能是混沌的,它是否真的存在一個標準範式,是值得爭議的。而且,即便真的存在標準範式,意識的誕生方式,也並不一定是該理論提出的形式。

4、再入和預測處理理論

該理論強調了自上而下信號對形成和塑造有意識感知的重要性。
大腦(高級皮層)再處理(或再發生)感知皮層內的局部信息便足以產生意識。
這個理論,同樣脫胎於現有的意識相關研究。
似乎能很好地解釋一些意識研究自上而下的機制,以及關於意識的延遲現象。
這個理論的確能夠解釋局部意識,相當於大腦對感官產生原因的最佳猜測。
除了以上四個理論,還有一個理論的呼聲很大,那就是“注意力圖式”理論。

該理論的核心主張是,“注意力圖式”是大腦計算注意力過程和當前狀態的簡化模型[17]。
根據該理論,諸如“我意識到XX”包括以下步驟:
刺激XX在大腦中被編碼為一種表徵,與其他刺激表徵競爭大腦有限的處理資源。
如果刺激XX贏得了這種信號競爭,它就會被大腦深度處理,從而加入“注意力圖式”。
“注意力圖式”是一種內在模型,是選擇性地獲取XX的一些基本特徵,例如顏色、形狀、位置等,從而誕生的一種簡化模型。
其實我們不難發現,當我們意識到一個物體時,當把這個物體拿走,我們也能在腦海中構想出它的基本特徵。雖然我們無法確定“注意力圖式”理論的正確性,但大腦處理工作記憶的方式,很明顯是符合“注意力圖式”。
“注意力圖式”是最為機械化解釋意識的一種理論,但再結合以上四種意識理論,我們或許更加接近意識的真相。
首先,意識是整合的,高級皮層再處理不同分區初級皮層中的信息時,產生的一種簡化模型,可能是意識形成的基礎。
這個整合過程,或許是通過某種範式(例如數學關係)達成的。
如果意識過程超出一般心理的範疇,它也而可能是更高階的。



意識的產生,遠遠比普通人想象的複雜得多。很多人總是在幻想奇蹟,人工智能會不會自己產生意識。
如果在人類不知道意識具體底層邏輯的情況下,完全依賴“死”的底層邏輯,人工智能能產生意識,那恐怕和讓猴子敲出《莎士比亞》沒啥區別。
在人類沒有完全破譯之前,人工智能是不可能無條件產生意識的。
當然,除了直接設計出具有意識的人工智能外,其實人類在未來還可以通過另外一個方式,讓人工智能產生意識——模仿生物的演化。
設計出完全不需要人類參與生產的簡單機器,對這些機器設置有限的生命,擁有生存、繁殖,以及死亡機制,且芯片可隨著繁殖產生隨即模塊,可以通過自然/人工選擇,不斷演化。每次改變環境,生存下來的機器都會更加的適宜環境,如果對環境做到有意識的控制,就能產生需要的更復雜更智能的機器。
隨著這些機器自主智能越來越高,未來就有可能像碳基高等生命一樣,自己產生意識。


當然,對演化的模擬也是一個無比巨大的工程。
是直接設計有意識的人工智能更難,但是依靠有條件的演化產生意識更難,是未知的。
其實人工智能本身就是模仿的人類大腦的網絡學習機制。
我個人認為在一定的架構基礎上,通過創造必須條件讓人工智能自己演化,會更容易誕生真正的意識。
但至於未來是否還在人類可控範圍內……
打開潘多拉魔盒之前,我們對未來一無所知。
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