杰夫·霍金斯:智能的千脑理论
Jeff Hawkins: The Thousand Brains Theory of Intelligence
神经科学家介绍千脑理论,解释大脑皮层如何用大量参考系模型构建对世界的理解,并指向新的机器智能路径。
杰夫·霍金斯(Jeff Hawkins)说过一句话,放在今天这个深度学习狂飙突进的时代,听起来像是挑衅:研究大脑,是通往机器智能最快的路。通往智能的捷径在这里,不在扩大模型的规模上。
多数人不会这么想。普遍的直觉是,神经科学还在收集数据,等它搞明白再说,先把模型堆大、数据喂饱,能跑出结果的就是好方法。霍金斯不这么看。他在 Lex Fridman 的播客里把话说得很直接:如果不理解大脑的工作原理,机器智能能做到的事情是有上限的。
这句话的分量,得放在他的身份背景里才能掂量出来。霍金斯算得上这场争论的当事人,并非只会批评的旁观者。他 2002 年创办了红杉理论神经科学中心(Redwood Center for Theoretical Neuroscience),2005 年创办了 Numenta。2004 年他写了《论智能》(On Intelligence),此后近二十年,他和团队一直在做的事情就一件:把人脑新皮层逆向工程出来。
他承认自己的理论缺少大规模实验证据,承认这条路走得慢。但他同样坚持另一件事:只靠扩大规模,现有的神经网络不会通向智能。
一块餐巾纸,和它上面重复了无数遍的电路
要理解霍金斯在说什么,得先看看人脑的结构。
人脑大致可以分成两半:旧的部件,新的部件。旧的部分包括脊髓、脑干、小脑、基底核等一堆小结构,负责呼吸、心率、走路、奔跑,以及所有情绪中心。你感到愤怒、饥饿、性冲动,都发生在这些旧部件里。
新的部分叫新皮层(neocortex)。它之所以叫新,是因为哺乳动物之前的生物根本没有这玩意儿。只有哺乳动物才有新皮层,而在人类和灵长类身上,它大得惊人,占整个脑体积的 70% 到 75%。
我们认为是高级认知的一切,都和新皮层有关:看见、听见、触摸,还有语言、数学、工程、科学。这些能力和新皮层的相对大小直接相关。
新皮层有一个特点:它极其均匀。霍金斯喜欢用一个比喻:把它摊开,差不多一张餐巾纸那么大,厚度约 2.5 毫米。你在这 2.5 毫米里随便挑一个位置切下去,看到的都是极其精细的电路结构,而且处处长得几乎一样。跨物种也一样,老鼠的新皮层和人的新皮层,看上去没有本质区别。
旧脑区不是这样。旧脑区是一堆各干各的小零件:这块管心率,那块管某个反射,那那块又管另一件事。它们各自演化了亿万年,各有各的功能。
然后哺乳动物出现了,带来了一个新东西,它变大靠的是把同一套东西一遍又一遍地复制。
所有证据都指向一点:新皮层各处遵循同一个原理。(杰夫·霍金斯)
这个观点最早由弗农·蒙卡斯尔(Vernon Mountcastle)在 1978 年提出,论证清晰而漂亮。他的推理是:如果从新皮层切下一块,凭什么它是视觉区而不是听觉区?答案很简单,因为它连着眼睛而不是耳朵。
这真的可以照字面理解。有一个真实的实验:把视神经接到新皮层的另一个区域,那个区域就会变成视觉区。还有更常见的证据:一个天生失明的人,他的视觉新皮层因为先天缺陷收不到眼睛的信号,那块区域不会闲着,它会去接手别的任务。
支撑这一切的,是一套高度复杂的电路,远非一堆通用神经元。这套电路撑起了所有功能。霍金斯把它叫作通用皮层算法(common cortical algorithm)。有些科学家很难相信这是真的,但在这一点上,证据是压倒性的。
于是问题就收敛了:如果搞清楚了这一小块电路在做什么,你就理解了语言、数学、视觉、听觉背后共同的机制。整个智能问题,只剩这一个电路。
大脑真正在做的事:给世界建模型
霍金斯早期的理论叫层级时间记忆(Hierarchical Temporal Memory,HTM),2004 年在《论智能》里首次提出,之后又迭代过几代。他后来自己说,HTM 这个词现在不太够用了,因为它抓不住他们后来知道的东西,但它没错,只是不够精确。
HTM 强调三件事,这三件事在当时都被主流理论忽略了。
第一件是时间。神经科学界很多年都忽视了时间在大脑中的作用。大脑处理的信息随时间不断变化。我现在说话,你正常速度听,耳朵里的信号每 10 毫秒左右就变一次。你看世界,眼睛每秒移动三到五次,输入完全在变。你摸一个咖啡杯,手指一移动,输入就在变。
而传统视觉理论是怎么做的?把一张图放在你面前,闪一下,问你这是什么。今天的卷积神经网络也是这么干的:给一张图,分类。但真实的视觉根本不是这样,视觉是基于时间的、到处乱窜的模式。触觉、听觉同理。
如果你不处理基于时间的模式,你既不会理解大脑,也不会造出智能机器。(杰夫·霍金斯)
第二件是记忆,或者更准确说,是模型。大脑真正在做的事情,是学习世界的模型,光处理输入远远不够。记忆这个词指的就是这个模型。新皮层的任务,是把经历以某种形式存下来,形成对世界的模型,这样我们才能四处走动、拿起东西、做事情、认路。
第三件是层级。新皮层虽然是一张均匀的细胞薄片,但不同区域之间会互相投射,粗略地构成了层级结构。
这三件事,霍金斯至今仍然全部相信。他只是不再用 HTM 这个词,因为他知道了更多。
一个神经元有几千个突触,这件事有多重要
说到人工神经网络和生物神经网络的区别,霍金斯的团队在 2016 年发过一篇论文,标题很直白:《为什么神经元有数千个突触》。
真实的神经元很复杂。先从突触说起。一个真实神经元上,可以有 5 千到 3 万个突触。靠近胞体的那一小部分,大约几百个,和人工神经元里建模的那部分类似,它们能影响细胞,能让细胞兴奋放电。
剩下 95% 的突触做不到这一点。它们离胞体太远,激活其中一个,对胞体几乎没有影响。哪怕你同时激活一堆,只要它们分散着,一样没用。
但如果你在树突上很小的一个范围内,大约 40 微米,同时激活 10 到 20 个突触,就会产生所谓的树突脉冲(dendritic spike)。这个脉冲沿着树突传下去,可以到达胞体。
问题是,它到达胞体之后,只是把电压抬高一点点,从来不足以让细胞放电。然后电压又降回去了。
那这有什么用?
霍金斯团队提出的解释是:那 95% 的突触在识别几十到几百种不同的模式,它们起到的是预测的作用。换句话说,一个神经元本身就是一个预测引擎。
当那些靠近胞体的输入足够多,神经元会放电。但在此之前,它可以通过远端突触识别到的模式,提前进入待命状态。当它真的放电时,会比原本早那么一点点。
早一点点有什么用?大脑里所有兴奋性神经元都被抑制性神经元包围,这些篮状细胞速度极快。如果我的放电比旁边那位早一点点,我就能抑制住周围一圈邻居。结果是什么样的?
结果是一个和你的预测相匹配的表示。表示变得更稀疏,活跃的神经元更少,但更具体。
大脑里的真实神经元是基于时间的预测引擎。人工的所谓点神经元里,完全没有这个概念。(杰夫·霍金斯)
他还补了一层:真实神经元之间的突触非常不可靠,精度连一位数字都达不到。真实神经元不像人工网络那样精确地调整权重,它的运作方式基本上是二元的,形成新突触,或者不形成,然后检测同一时刻某 10 到 20 个突触是否同时活跃。
这套机制建立在稀疏模式之上。霍金斯认为,如果不把这些吸收进去,你不可能造出真正的大脑或机器智能,因为时间信息很大一部分就来自这里。
稀疏表示为什么让人工网络更难被欺骗
稀疏表示是什么?在一万个人工神经元里,大脑同时只有大约 2% 是活跃的。30% 不会有,50% 也不会有,就是 2%。这个比例在任何感觉输入、任何脑区都一样。不同的是哪些神经元活跃。
所以它是个群体编码(population code)。信息藏在哪 200 个细胞同时放电里,单个细胞承担不了多少。
2020 年底到 2021 年初,Numenta 的团队做了一件很实际的事:把稀疏性引入卷积神经网络。这一步可以看作是霍金斯所说的“从大脑理论到机器学习”的第一个小台阶。
成果之一,是让对抗样本问题大幅缓解。给任何深度学习网络一张图片,人眼看着明明是猴子,网络却说是飞机,这是当下深度学习的热门难题。DARPA 为此专门办了竞赛。而在网络中强制稀疏表示之后,很多这类问题就消失了。
为什么稀疏会带来鲁棒性?直觉上大家会觉得反了,参与运算的神经元越少,表示不应该越脆弱吗?
霍金斯的解释是这样的:分类的本质,是在一个超高维空间里用边界把 A 和 B 分开。如果边界附近的点很多,就不鲁棒,稍微挪一下就越界了。而在一万个细胞里挑 200 个活跃,这个组合的数量极其庞大,任意两组 200 个细胞的表示,重叠都只有寥寥几个。要欺骗其中一个表示,让它看起来像另一个,你没法只动一两个细胞,得动上百个。这就是鲁棒性的来源。
200 个活跃细胞其实很多了,稀疏不等于少。关键是这些表示之间天然离得很远。(杰夫·霍金斯)
这只是第一步。下一步他们打算引入千脑理论里的一些东西:许多简单模型互相投票。投票本身不新鲜,混合模型已经存在很久,但大脑投票的方式不同,表示不确定性的方式也不同。他们的目标,是让系统学得更快,尤其是在多模态场景下更稳。
“苦涩的教训”和企业家困境
Lex Fridman 提到了 Rich Sutton 那篇著名的博客《苦涩的教训》(The Bitter Lesson)。核心观点是:过去七十年 AI 的教训是,所有那些精巧的技巧短期有用,长期赢的永远是简单通用、靠算力增长的方法。
霍金斯的回应并不激烈,但很坚定。把现有系统做得更大,得到的只是更大的同类系统。今天的卷积神经网络和很多年前的相比,其实没本质区别,只是更大、训练更多、标注数据更多。他不认为只靠放大规模,能长出他知道大脑能做的那些事情。
他承认 Sutton 的描述在解释过去是对的,作为短期处方可能也对。但那不是通向智能的路。
这里有个他反复提到的词:企业家困境。你有一个长期愿景,你知道它一定会实现,问题是你怎么走到那儿而不把自己耗死。理想的情况是找到中间台阶,一步步挪过去,而不是推倒重来。
Numenta 现在就处在这个困境里。他们从稀疏表示切入,做出了初步成果,但接下来要解决的问题,比一个 0.1% 的基准提升难得多。
他也没回避现实:机器学习社区有一套自己的基准测试,大家在上面比拼。为了在基准上竞争,你得有巨大的数据集和算力,而 Numenta 没有。他说得更直白:这些基准测的东西不是智能。它们对发展特定的数学模型非常有用,但长期看,对创造智能没用。
机器学习界现在进入了一个阶段,觉得你怎么想不重要,只要在这个基准上提高 0.1%,那就是全部。这是个问题。(杰夫·霍金斯)
他甚至提到,MIT 花十亿美元办的计算学院、斯坦福的人本 AI 中心,他都有点失望。因为这些项目很容易滑向“人类如何与智能机器互动”,那是另一个方向的问题。他想问的是:智能的本质是什么。他原话是,我想要的是不会对你微笑、不会给你掖被子的机器。
千脑理论:从一只咖啡杯开始
这是霍金斯团队近几年最重要的工作,从 2017 到 2019 年的一系列论文发展而来。
一切的起点,是他手里拿着一只咖啡杯。
他的食指贴在杯壁上,然后准备移动到杯口,去感受杯沿。就在这时,他问了自己一个非常简单的问题:大脑在手指碰到之前,就知道会感觉到什么。这个预测是怎么做出来的?
答案牵出一整套结构。要预测,大脑必须知道三件事:它正在摸的是一只咖啡杯(有杯子的模型);手指当前在杯子上的什么位置;以及手指移动之后,会落在杯子上的哪个位置。
这里面,最关键的是第二条。真正关键的是手指相对于杯子的坐标,杯子相对于身体的位置、朝向,都无关紧要。没有它,就无法预测下一个位置。
这意味着,新皮层有一套锚定在杯子上的参照系(reference frame)。
再往下推一步:我皮肤的任何一处都可能碰到这只杯子,所以皮肤的每一处都在做预测,每一处都有一套参照系在支撑预测。于是,整个新皮层,一切都被存储在参照系里,被参照系索引。你可以把它们想成 XYZ 坐标系,但它们不是那种东西,神经机制上我们已经知道不少细节,但核心就是,大脑用参照系思考。
过去人们怎么理解新皮层?把它当成一个从感觉数据里提取特征、再从特征里提取特征的系统,跟今天的深度网络差不多。霍金斯说,真实情况完全相反。大脑是把每一个输入、每一件事都分配到参照系里,同一时刻有成千上万个参照系在新皮层里活跃。
这件事一旦想通,原先的谜团成片地解开。
由此引出一个具体结论:新皮层每一平方毫米,全脑大约 15 万块这样的小块,各自接收一部分输入,各自有参照系。每一小块都能学完整的物体模型。为什么?因为如果你只在杯子的一处摸了一下,确实学不到杯子是什么,但如果你沿着杯子移动手指,摸过不同区域,你就能把这只杯子的三维地图一点点填满。通过时间,一块只看到世界一小部分的皮层柱,也能建出完整的物体模型。
摸杯子的时候,手部感觉皮层里对应不同皮肤区域的那些柱,每一块都在建杯子的模型。看杯子的时候,视网膜的不同部位在看杯子的不同部分,成千上万个杯子的模型同时被唤起。它们互相投票,一起确定到底发生了什么。
这就是为什么我们叫它千脑理论。杯子的模型有几千个,不止一个。(杰夫·霍金斯)
“传感器融合”是个伪问题
Lex 问了个好问题:这么多模型,你怎么知道哪个猜得最准?
霍金斯说,神经科学里有个经典难题叫传感器融合(sensor fusion)。图像从眼睛进入,投射到新皮层,然后散得到处都是,扭曲变形,早就不像一张图了。什么时候它们又合到一起?或者说,我一边看杯子一边摸杯子,视觉和触觉怎么合并?
这个问题的前提就错了。那个“合并到某处形成单一模型”的假设是错的。
真实发生的是投票。有杯子的听觉模型、视觉模型、触觉模型,视觉系统里有些更关注黑白、有些更关注颜色,不重要。成千上万个杯子的模型,各自投票。
他把新皮层的柱想象成一根根小面条状的单元,2.5 毫米高、1 毫米宽,各猜各的。有时间移动的话,猜得准;如果只能透过一根吸管看世界,比如只能动用一列柱,那猜得就很粗糙,是一个概率性的猜测。
每根面条把自己的猜测送到顶部。大脑里这套机制以可能性集合的形式运作,霍金斯管它叫并集。一列说,我觉得可能是咖啡杯、易拉罐或者水瓶;另一列说,我觉得可能是咖啡杯、电话或者相机。所有列都在说自己觉得可能是什么。
皮层某些层里的特定细胞类型,会发出跨脑的长程投射,投票就发生在那里。机制是一个简单的联想记忆。如果存在唯一最优答案,它们会很快收敛到同一个答案上,全体投票,确定是咖啡杯。到那一刻,所有列都知道自己面对的是咖啡杯,都按咖啡杯行事。哪怕我只是看到了世界的一小块。
这些模型最终不会合并成一个,它们投票,然后票数结晶。(杰夫·霍金斯)
概念也存在参照系里
咖啡杯是物理对象。数学、语言、抽象概念,也这样吗?
霍金斯的证据是:新皮层里负责语言、高级思维、数学的区域,和负责视觉、听觉、触觉的区域,长得几乎一样,顶多有些细微差别。如果蒙卡斯尔是对的,如果所有区域遵循同一原理,那么做语言、数学、物理的那些区域,一定也在用参照系。
这听起来有点奇怪,但有一个古老的技巧可以佐证:记忆宫殿,也叫位置记忆法(method of loci)。想记住一串毫无关联的词,你把它们放到一个你非常熟悉的空间里,比如自己家。这个词放在玄关,那个词放在走廊,另一个放在卧室。要回忆时,你在脑子里走一遍房子。
这个方法出奇地有效。霍金斯说,它透露了两件事:大脑偏好把东西存在参照系里;回忆和思考的本质,是在参照系里移动。
物理上可以移动,比如手指沿着杯子走。心理上也可以移动,比如想象自己在摸杯子,或者走过自己的房子。
更硬的证据来自 fMRI 实验。研究者让人躺在扫描仪里想各种鸟,有大有小、有长脖子长腿的。从扫描数据里能看出,关于鸟的知识是按参照系排列的,而且用到了网格细胞(grid cell)类似的模式。也就是说,即使在想抽象的东西,大脑实际用的还是空间参照系,用的还是同一套神经机制。这套机制原本在旧脑的内嗅皮层(entorhinal cortex)里,负责导航,现在被新皮层借用了。
数学也一样。证明一个猜想时,你先有一些已知为真的出发点,想走到终点,中间需要经过一些中间结果。霍金斯的猜想是:这些方程、这些点,被分配到一个数学参照系里;数学操作,比如乘法、除法、或者某种变换,就是在参照系里移动。你实际上是在一个数学空间里寻找从一处到另一处的路径。找得到,说明你的地图不错,操作选对了。
我们思考难题时,很大一部分工作是为这个问题设计正确的参照系,把信息组织好,想清楚在这个空间里用什么动作能走到终点。(杰夫·霍金斯)
每个概念都有它自己的参照系。咖啡杯有杯壁、圆柱、把手,各有各的参照系,又都挂在“这只杯子”这个主参照系下。杯子上的 Numenta 标志是另一个存在于别处的东西,有它自己的参照系,现在被贴到杯子上。怎么把参照系挂到参照系上,神经元怎么做到,他们在 2020 年 12 月的论文里给了初步的答案。
大脑里的参照系,没有原点
这里有个技术细节值得说清楚,因为它和日常理解的坐标系很不一样。
我们熟悉的参照系,笛卡尔坐标有原点,经纬度有本初子午线,印刷地图有行列编号。大脑里的参照系不是这样。这一点在内嗅皮层的研究里已经确立,属于既有神经科学结论,不是猜测。
大脑的参照系没有原点。它更像这样:你有一个点,给定一个动作,它告诉你下一个点在哪;再给一个动作,再下一个点在哪。用这套东西,你可以算出怎么从一点走到另一点。从家走到公司,从杯壁走到杯口,从公理走到猜想。
维度呢?内嗅皮层最早是在老鼠身上研究的,看起来是二维的,老鼠在一个盒子里或迷宫里,用二维参照系知道自己在哪。但蝙蝠也是哺乳动物,它在三维空间飞,它怎么知道自己在哪?这是当前活跃的研究领域。霍金斯团队里两个人,加上 MIT 的 Elif Fett,在播客录制前一周刚放出论文,说明网格细胞可以表示任意 n 维空间,机制上没有内在限制。二维切片可以切开任何高维空间,一维模型也可以有。
所以三维的杯子地图没问题。鸟、数学这些概念,可能是三维以上。谁知道呢。
还有个他觉得棘手的问题:光知道位置不够,还要知道朝向。手指贴在杯壁上,可以旋转,位置不变,但感受变了。旧脑里有所谓的头方向细胞(head direction cells),管老鼠面朝哪边。手指相当于一只三维的老鼠,有三维位置和三维朝向。位置和朝向怎么结合,是个难题。他说自己在这上面有进展。
至于上下文,房间、地域、时代,这些额外信息怎么接入,他归到“注意力问题”这个大类下。这部分在录音里刚开始展开。
意识、死亡,以及他不想花时间的问题
Lex 把话题引向意识。霍金斯的态度相当轻描淡写:他觉得这个问题没那么有意思。
他把意识拆成两块。第一块是自我意识,这个很容易解释。新皮层既建模外部世界,也建模自己的身体,还有记忆,能记住自己做过什么。所以你能回答“今天早上吃百吉饼的时候你有意识吗”。如果我把你大脑的突触全部回退到那个早上的状态,你大概会说没这回事,因为记忆里没有。自我意识就是身体在世界上移动轨迹的记忆,加上调取这段记忆的能力。任何系统只要能做到这个,它就会说自己有意识。
第二块更难,就是感受质(qualia):为什么红色看起来是红的?为什么疼感觉像疼?为什么看和听感觉不一样,明明都是神经元在放电。
他推荐了一本书,Alva Noë 的《Why Red Doesn't Sound Like a Bell》。他的思路是:颜色在世界上并不存在,存在的是光的频率。频率本身没有颜色。视网膜上不同细胞对频率的响应不同,进入大脑的只是一堆以不同频率放电的轴突。所谓颜色,是这套机制和外界频率之间的关联。
那为什么它会显得有颜色?他倾向于从预测和参照系的角度理解:模型用这种方式表达有好处,可以方便地归类和预测。他举了幻肢现象:手臂没了,人还能感觉到它,甚至疼,把手“放到背后”,疼就跑到背后。手臂存在,本身就是大脑里的一个模型,它可能对,也可能不对,但有一个和世界对应的模型,对预测很有用。
我觉得自己不需要解决这个问题,就能造出智能机器。完全不需要。(杰夫·霍金斯)
关于“如果机器有意识,关掉它就是犯罪”这个说法,他完全不认同。他打了个比方:我每天晚上都关掉自己,我去睡觉,这是犯罪吗?早上再插上电,我又回来了。人不恐惧死亡吗?他给了两个理由:一是基因编程让人怕死,二是基因编程让人为认识的人死去而悲伤。陌生人死去,我们不会有感觉。除此之外,没什么可担心的。
Lex 提到贝克尔(Ernest Becker)的《拒斥死亡》,说人其实活在一个不承认死亡的幻觉里。霍金斯说那是别人的模型,不是他的。他每天晚上上床,就像一次小小的死亡。如果没醒过来,对他而言无所谓,只有在他知道会发生的情况下才会困扰,而那也主要是担心妻子。
他年轻时列过一张大问题清单:为什么存在万物?为什么物理定律是这样?生命是必然的吗?智能是必然的吗?他停在这里,因为他判断,造出真正智能的系统,会是回答前三个问题最快的路径。这就是他做这一切的最终动机。
他不担心存在性威胁,担心的是别的东西
关于 AI 风险,霍金斯的态度和很多人不同。他不认为这类威胁够得上存在性级别。
他把话说得很不客气:那些谈存在性威胁的人,听起来都很空洞。他们不知道智能是什么,如果知道,就不会那么说。他们算不上这个领域的专家。
他认为真正的威胁在于别处。当下的 AI 已经有需要担心的事:隐私、假信息。智能武器是需要认真对待的问题。但这些不是存在性威胁,是我们一直面对、以后也要继续面对的那类威胁。
被问到“超级智能把一切都变成回形针”的担忧时,他反问:这个问题我们早就有了,它叫细菌。细菌想把一切都变成细菌,它们不断变异,躲避我们的防御,历史上杀死过大量人口。如果担心某种会无限复制的东西,我们已经有了。他更担心实验室里有人造出无法控制的超级病毒或细菌,那才更接近存在性威胁。而在上面加一个智能体,反而让威胁变小了,因为它限制了它能做什么、能去哪。
还有一个他反复强调的观点:智能落在新皮层上,和整个大脑无关。目标是造新皮层,别去造人,别造有情绪的系统,别造想繁殖的系统。为什么要造那种东西?想要会繁殖的,去造细菌、造电脑病毒,那些是坏事,别做,管起来。智能系统为什么要关心自己活不活?为什么要关心有没有吃的?它不关心。它只是在思考数学,或者在火星上搞建设。这是我们可以做的选择:别造像人的东西,别造复制的东西,别造有情绪的东西,只做新皮层。
Lex 追问:从零到人的智能谱系上,能不能造出比人强几个数量级的东西?霍金斯说“翻倍”这种说法本身是错的,要把智能拆成不同维度。能造快一百万倍的吗?能。存储大得多?能。接不同传感器?能。分布式的?能。但更聪明吗?那取决于你训练它做什么。超级物理学家、超级数学家,可以。至于我们能不能理解它,他的回答是:这件事已经发生了。绝大多数人已经理解不了其他人类专家掌握的大部分知识,但我们有沟通方式,爱因斯坦用我能懂的类比说话。真正难的东西,一旦被搞明白,往往没那么难。
把知识送出地球
话题最后落到一个更大的问题上。宇宙里还有别的智能生命吗?霍金斯说几乎可以肯定有,过去有,未来也有。但能不能长存,他不知道。技术物种到现在也就两百来年,我们没有任何可靠的数据点。他担心大过滤器。
问人类有什么特别的。他说得很实在:我们在体能上毫无亮点,不会飞,游得不快,跑得不快,不强壮。唯一特别的是大脑。我们是这个星球上唯一建立起超越感官所能触及的世界模型的物种。只有我们知道月球背面、别的星系、原子里发生的事。猫不会,狗不会,猴子也不会。
我们的基因并不比细菌的基因更有意思。真正独特和宝贵的,是我们关于世界的知识。该保存的是知识。(杰夫·霍金斯)
所以他谈“为人类做国家层面的规划”:我们该想想,作为一个物种不在了之后要留下什么。这件事迟早会发生。保存知识最好的方式,是让它和能理解这些知识的智能机器一起走下去。这些机器不必留在地球,可以是知识的容器,把它带出地球,带得比人类更远。
那它们就不是人类了,怎么办?他的回答是:谁在乎?人类是什么?五十年前的人和今天的人已经不一样。基因没有意义,知识才是稀有的东西。
新皮层是一次质的跳跃
进化史上,新皮层的出现是不是一次大跳跃?霍金斯说,是,而且是质变,和其他所有进化步骤都不同。
他的论证很有意思。人类能做的很多事情,看不出明显的生存优势。音乐有什么生存优势?数学呢?你可以硬找理由,但大多数进化史上的东西都有直接、即时的生存优势。
他讲了一个故事,真假不重要,但很有启发。生命在地球上不断累积复杂度,脑也是这样,旧的部分、更旧的部分层层叠加。新皮层刚出现时,有清楚的生存优势,视觉更好、听觉更好、触觉更好。
然后演化做了一件事:它把一套很古老的机制借了过来。这套机制原本用于在空间中导航、知道自己在哪里,就是内嗅皮层里的网格细胞和位置细胞。演化把它精简、抽象化,做成了一个可以用于构建其他地图的版本。杯子地图、手机地图、数学地图,概念,几乎就是概念本身。
于是大脑从专用硬件变成了通用硬件,可以应用到任何问题上。然后它逃出了生存的引力轨道,开始做那些和生存没有明显关系的事:发现宇宙的模型。知道多元宇宙,对活下去有什么帮助?没有。但我们享受这个。
我们已经在某种意义上逃离了进化压力的引力。这似乎只在人类身上大规模发生。(杰夫·霍金斯)
几点可以立刻用起来的建议
霍金斯这套理论读完不能马上照做,但其中有不少东西可以迁移到日常工作和研究里。
- 学新概念时,主动给它造一个空间。用记忆宫殿、用草图、把抽象关系摆成位置关系。霍金斯反复说的那件事是,大脑本来就在用参照系思考,你顺着它的方式做,阻力会小很多。
- 做研究或做项目时,先把“约束清单”列出来。他的方法论是把每一份实证数据当成一个约束,理论上正确的方案必须同时满足所有这些约束。约束越多,一开始越难,但一旦满足,可信度就极高。这套方法不限于神经科学。
- 训练模型时考虑稀疏性。如果你在做计算机视觉或分类任务,把稀疏性加进去,同时作用于激活和连接,往往能显著提升鲁棒性,降低被对抗样本欺骗的风险。这是目前最有实证支持的一条。
- 评估别人给你的“基准”时,问一句它在测什么。霍金斯的批评是,很多热门基准测的不是智能。你在自己领域里也要问:这个指标提升 0.1%,对真正要解决的问题意味着什么?
- 警惕把智能和情绪、繁殖、自我保全捆在一起的设计。如果你在造系统,别默认它需要这些。很多风险来自这些附加物,不来自智能本身。
- 想学通一件事,试试关掉视觉。霍金斯半夜摸黑上厕所,是在测试自己的位置感。这种日常的自我观察成本很低,收益是把理论变成体感。
最后一条可能是霍金斯本人最看重的:他四十多年做的事情,从读克里克 1979 年那篇文章开始,一直没有偏离。找到那个你愿意反复想、洗澡也想、骑车也想、半夜醒来也想的问题,比任何一个具体方法都重要。
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