学而时嘻之
学而时嘻之
栏目分类
最新文章
最新评论
标签列表
博客搜索
日志存档
友情链接

Locations of visitors to this page
统计信息
  • 访问:3093194 次
  • 日志: 27篇
  • 评论: 1839 个
  • 留言: 51 个
  • 建站时间: 2006-8-16
博客成员


Over-seriousness is a warning sign for mediocrity.
Myth 和Truth:人脑不是计算机
作者:同人于郊 提交日期:2009-8-28 5:07:00 正常 | 分类: | 访问量:28378

  此时此刻,科学家对人脑的认识正在突飞猛进,获得很多可以直接指导我们日常生活的结果,但媒体对人脑知识的科普却远远比不上性知识。一般人可能对人脑存在观念上的错误认识,其中最重要的一个就是把人脑跟计算机做类比。
  
  这种错误认识主要来自科幻作品。很多科幻作品认为人的记忆和技能,不但可以消除,而且可以输入。比如 Matrix 里面的人物可以通过直接收一段代码来学会一套武术,或者学会开直升机。最近的例子是电视剧《玩偶特工》,其中的人物简直就是一台计算机,你可以像安装操作系统和软件一样随时把他们变成别人。
  
  有的有心人可能会质问,人的技能除了要记住动作要领这个“软件”之外,还包括肌肉发达程度这个“硬件”,你怎么可能仅仅改变软件就让人会武术呢?这个质问有道理,但是问错了。正确认识是人脑根本就没有“软件”。人脑的全部动作都是“硬件”意义上的。
  
  人的记忆不是“录制”在大脑里,而是“长”在大脑里。大脑通过神经元(neutons)来记住事情。Brain Rules 这本书介绍了一次特别有意思的开颅手术。接受手术的病人没有疼痛神经,也就是说他可以在整个手术过程中保持清醒。在医生们盯着他裸露的脑神经们看的时候,他也在盯着医生们看。这时候一个医生拿了一张 Jennifer Aniston (就是 Friends 里面哪个女演员)的照片给他看,发现他的一根脑神经跳了起来。然后医生拿7张不同的 Jennifer Aniston 照片给他看,他那个神经跳了七次!
  
  这根神经一看到 Jennifer Aniston 就跳,而且看别人的照片从来不跳。如果你觉得这根神经有点色情,一个补充事实是医生们也发现了这个病人的一根专门的比尔克林顿神经。也就是说,人脑可能为他认识的每一个人安排一根专门神经。
  
  更进一步,人的记忆和技能,是各种神经生长,组织,连接的结果。同样的记忆,在不同的人被“长”在不同的地方。比如对伦敦街头出租车司机的研究表明,他们脑子中辨认方向的神经结构特别发达。
  
  往硬盘上存个文件,只要像录音一样改变其磁道扇区上的 0 和 1,要想改变人的记忆却要大动干戈到几乎不可能的程度。你必须先让大脑长出这些特殊神经元来,还要把他们在一个区域内组合好。注意神经元的尺度可以很大,比如直径0.1厘米,长度可以达到英尺量级。要想像《玩偶特工》里面那样把一个人完全变成另一个人,要做的工作就好比把一件毛衣拆了,然后给每一根线分别重新染色,然后再织成另一件完全不同的毛衣。整个过程还不能开颅,还必须几乎瞬间完成,这可能么?
  
  人脑的这种结构同时解释了为什么乔丹不能打好棒球。他的身体素质和反应速度完全达到打好棒球的要求,但他就是打不好。为什么?因为通过多年练习,他大脑的硬件结构就是一个篮球大脑。你怎么可能在一两年时间内把一个篮球大脑变成棒球大脑呢?
  
  这个知识对我们的启示当然就是任何技能都是勤学苦练积累的结果,而不可能指望快速输入。另外我们可以有两个轻易的推论:
  
  第一,所谓“顿悟”可能根本不存在。一个科学家可能对一件事冥思苦想好多天,然后一天突然想通了,这个不叫顿悟。我说的顿悟是中国文化传说中那种头天晚上还什么都不知道,今天早上突然什么都明白了的极端情况。这相当于人脑结构在一夜之间突然大变,这是不太可能的。
  
  第二,人的记忆不可完整下载。我猜神经元包含的信息和结构很可能是模拟信号,也就无法在不失真的情况下完全数字化。
  
  最后的一个问题是关于灵魂。假设真有灵魂,那么灵魂离开人脑之后还能“思考么”?伦敦出租司机死后,离开他的神经网络,还能辨认方向么?人死后还能认识 Jennifer Aniston 么?既然人脑什么都是硬件实现的,根本就没有软件,灵魂还可能存在么?
  

严肃评论,请去新版: www.geekonomics10000.com
#日志日期:2009-8-28 星期五(Friday) 晴

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-28 8:04
个人觉得在没有彻底研究清楚前,否认灵魂的存在是不恰当的。

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-28 10:07
所言不虚,人脑的软件全是固化的神经元,不是通过录制逐一执行的。
所以也可以破除所谓“人脑还有99%的潜力可以开发”这样的异想天开,
因为要达到人类的智能,需要占用巨大的硬件资源,人的大脑只会嫌小,不会有太多空闲。
我认为在智力发育过程中,有一些没有成为记忆和智能的部分会空余,但是据研究空余的大脑能够重新连接用到别的记忆和智能中,因此99%得潜力只是虚妄。
智力发育过程大概是一些记忆和智能得到增强和延伸,而未提到的部分会变虚弱,最后重新连接,用到别的智能里面去。

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-28 10:12
博主您所说的“灵魂”有些模糊 是否与笛卡尔所说“我思故我在”中的“我”等同?
如果指的是这个产生思维、意识的“我”那么我个人认为假如“灵魂”是存在的 那么我确认他的生物学基础(神经,大脑 ...) 博主您是否也有这个意思?

最后谢谢您分享您的知识 感悟

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-28 10:15
如果灵魂如你所说需要研究的话,大概至少需要提供一些能够在试验中重复出现的现象,才能够为“科学”所研究,而这些目前都不具备,更不要提提供一些假设或者设想来解释灵魂的运行原理了,
所以如果有人否认这种事存在,你很难反驳

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-28 10:52
“我”是一种非常高级的程序,需要足够深度的思维能力才能具备

评论人:changleweiyangd 评论日期:2009-8-28 11:16
在两个推论里面,机器赞成第一个.

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-28 11:33
如果人类的高级智慧可以关联到大脑中相应的硬件,那比较让人困惑的是找不到人脑与猴脑在硬件上的显著差异吧?肯定有一些关键的物质或结构让人类的大脑独步天下,在亿万种生物中唯我独有,不过怎么就没人能找到呢?

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-28 13:08
事实上计算机中软件和硬件的界限是相当模糊的。一个用C语言写的软件(比如一段针对mpeg2的解码器),可以固化在ROM中,再配上一个专用CPU,就有了日常DVD中的解码芯片。也就是说,同样一段代码,在磁盘上配合通用CPU运行就是软件,而烧录到ROM里变成一坨逻辑门配合嵌入式CPU运行就是硬件。从这个角度来看,人脑的记忆确实是硬件,但也未始不能看成软件,二者的界限本来就很模糊,说是“逻辑”可能更为确切。
但师兄的根本观点还是很赞同的:记忆或者说技能的更改需要对人脑大动干戈,而不像磁带抹掉重录那样简单。

-grapeot

评论人:vyoung 评论日期:2009-8-28 15:04
“这根神经一看到 Jennifer Aniston 就跳,而且看别人的照片从来不跳。

“  更进一步,人的记忆和技能,是各种神经生长,组织,连接的结果。同样的记忆,在不同的人被“长”在不同的地方。比如对伦敦街头出租车司机的研究表明,他们脑子中辨认方向的神经结构特别发达。”

--这些说法有些片面,所谓“一个神经元(应为neuron)代表一项记忆”这种说法(所谓的祖母神经元)现在依然有争论。事实上,记忆的过程要复杂的多,记忆的主要存储方式应该是神经元相互联系的拓扑结构,也就是一个带权的有向图。电流在这个图(具体位置是大脑海马)中的传播形成思维(工作记忆,working memory),这个速度很快,记忆的巩固需要将信息从海马转移到大脑皮层,这里涉及到蛋白质的翻译和表达导致图中边的权值发生变化,同时也需会有边或节点的增加或减少,但是这个过程也比较快,一般几个小时可以搞定,现在认为睡眠的过程中,记忆由海马向皮层转移。

所以第一个推论也许没这么自然.
Matrix里面的幻想也许不能成为现实,但是记忆亦真亦幻,我们经常会遇到的事是某件脑子里面有印象的事情,你分不清它是真实发生过的事情还是曾经的一个梦境。也许外界影响脑电波使你做了一个开直升机的梦,然后第二天醒来,你真以为你会开直升机了。

至于人工智能可否模仿人脑进行思维,我还是挺乐观的,嘿嘿^_^

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-28 23:14
博主说的就是计算机,很久之前的计算机就是靠改变连线来编程的

评论人:同人于郊 评论日期:2009-8-29 0:49
这篇的评论都很有技术含量,我受教了,希望能看到更多这样的讨论!

我打算以后多写一些这样的东西,可能比谈论政治有意思。

评论人:vyoung 评论日期:2009-8-29 1:01
您写的政治很有意思,呵呵
只是政治容易有不理性的争吵,而学术和技术很少会

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-29 16:36
都有意思。
如果有好书,也多推荐一些,我正在找书看。


评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-29 17:35
人的大脑就是个化学药罐,目前只能等待化学进展了

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-29 20:19
看楼主的书评是件很过瘾的事,一口气看完了AMERICAN ALONE,楼主能否写一篇关于自己学习英语的经历的文章?

评论人:rosepink 评论日期:2009-8-30 22:15
很有趣的文章。现在科学家们的问题就是,是不是这些神经网络的结构可以被coding。如果能够被计算机模拟,那么硬件和软件实现就没有重要的区别了。如果不行(可计算性上证明不能实现),那就说明这是一种我们不知道的“新硬件”。在我们制造出这种“新硬件”之前,就没有任何“新软件”的概念可言了。

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-8-31 10:33
你的文章很有新意 也包含很多合理成分 但我是学生物的 在我看来神经细胞长的没有那么快 记忆有时是瞬间完成 比如你刚看到一个电话号码 立马就记住了 神经细胞不可能在这么快的时间内就长出来

评论人:ptthisdan 评论日期:2009-9-1 8:52
楼主做过IC设计么?当你用System C来coding出一块芯片的时候……

评论人:quux 评论日期:2009-9-1 13:27
Economic Gangsters
老万写写这本书吧

评论人:六亿神州尽舜尧 评论日期:2009-9-1 15:13
反所有相,皆为虚妄。若见诸相非相,即见如来。

评论人:六亿神州尽舜尧 评论日期:2009-9-1 15:14
对不起,打错了。
凡所有相

评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-9-1 19:01
为什么灵魂里不可能自带神经网络?
神经网络不能有自己的灵魂么?

-J

评论人:同人于郊 评论日期:2009-9-2 0:12
我认为学生物的这位朋友说的“神经细胞长的没有那么快”,实际上就说明了人脑不可能像ptthisdan说的 IC 设计那样直接烧录。

我猜我们基本上可以说长期记忆是“长”的,但短期记忆是怎么存储的,我就不知道了。

我争取写一篇关于学英语的文章,其实我也没有什么了不起的心得,估计写出来也不好看。

Economic Gangsters,我要看看。

六亿神州尽舜尧,我认为用金刚经中的这句来完全指导我们认识世界是一种懒惰的行为。你总要先了解了“所有相”,才能说它们“都是虚妄”;而不能因为听说它们都是虚妄,所以就不下功夫去了解了。佛法也是要“证得”的吧。“都是虚妄”,怎么个“虚妄”法,我们总要问问。

关于灵魂。我的意思是说,现在对人脑的认识说明,人的思维对人脑硬件结构的依赖,远远超出操作系统和应用软件对计算机的依赖。

比如说一个 firefox 可以在几乎任何计算机上安装,而且其运行结果几乎一致。这给我们的印象,就好比说 firefox 可以[独立]于计算机一样。这个印象很像灵魂可以独立于身体。

但事实证明人的思想不是 firefox。假设一个出租车司机的灵魂出窍,然后“附体”于一个完全不会开车的人身上,请问离开了他自己大脑中的已经专门从硬件角度对认路进行优化了的神经结构,他还能认路么?这个事实至少令我们对传统意义上的灵魂“学说”做进一步的思考。


评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-9-14 22:56
同人兄,你这篇文章要是发在河里IT版,估计会有很多人拍砖。实不相瞒,我就是其中之一。呵呵

“人的记忆不是“录制”在大脑里,而是“长”在大脑里。大脑通过神经元(neutons)来记住事情。”

电脑很多逻辑也是固化在硬件里面的,譬如图形库很多就固化在GPU里面,浮点数运算也被固化了。基本上,常用的函数库都有被固化成硬件(芯片)的趋势。这样做的动机是,硬件运算速度快,而且很多时候还省电。

但是不能以此下断语说,人的记忆完全是长在大脑里的。估计很多记忆,还没有固化成神经元,而是需要在人脑的“内存”里记忆。至于人脑的“内存”在哪里,现在还没有发现。

如果把人脑比作电脑,同人兄写的那篇“GTD 心法”就非常容易理解。

我把GTD心法这篇文章介绍给lab的弟兄们时,最后总结了一下:提高运算的效率就是腾空内存,不需要的东西统统扔到硬盘里去。决定哪些东西放硬盘,哪些东西放内存?LRU,Least Recent Use。

弟兄们一听就明白了。毕竟都是搞电脑的。






Kan


评论人:天涯网友(游客) 评论日期:2009-10-15 18:23
这个应该说:计算机不是人脑。
当然不可能把人脑按现在的计算机来理解。但未来的计算机完全可以按人脑模式发展。
模拟量是不可完全数字化,但达到一定的程度就可以还原我们需要的“本质”了。生物动作也有灵敏度啊,就相当于逻辑芯片会把5V电压当作1,人脑也会需要细胞达到某种可重复/较稳定的状态,以此来进行思维。分子/原子级别的变化恐怕不至于影响到人脑的判断或思想的进行。当然,即使是需要原子级别才能复制人的思想,也并非无法办到。
如果必须要上升到超出人类测量能力的级别,那就是哲学问题了。但总之,人的思想也许永远不可复制,但电脑可以无限接近于人脑。



登录 | 新人注册>>
输入您的评论:(不支持HTML标签)


验证码
本文所属博客:学而时嘻之
引用地址:


© 天涯社区