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电脑将超越人脑解决复杂的认知问题?

国际先驱导报　 2007年11月06日19:20:45　评论(0条) 字体:[大中小]
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不久的将来,智能计算机将不仅能够模仿人脑“思考”,甚至还可能超越人类去解决复杂的认知问题 .
经历过地震的人想必都会对如下场景记忆深刻:大地剧烈地摇晃,家具上下振动,柜子上的东西纷纷掉落……甚至在多年之后,他们仍会清晰地记得这一幕.这些都是由我们的大脑所控制的,大脑从突出的事件中提取信息,这样当我们日后再经历类似事件的时候,就可以用这些知识来指导应对.正是依靠这种从过去的经历中学习的能力,人和动物才可以适应这个复杂又不断变化的世界.利用这种原理,科学家还可以设计出智能计算机,通过追踪神经元的行为去破译人们记住了什么,想起了什么.

    大脑记忆的金字塔

    几十年来,神经科学家们一直在试图揭开大脑是如何保存记忆的秘密.普林斯顿大学的华裔科学家钱卓(音)等人设计了一系列实验,记录了一只在清醒状态下的小老鼠的200多个神经元的活动.

    通过实验他们发现,大脑可以从经历的事件中提取出关键的信息,并将其转化为记忆.这种结果表示,记忆信号从一个神经元到另一个神经元的线性流动,并不足以解释大脑是如何进行感知和记忆的.更确切地说法是,这些活动需要全体神经元的配合.

    此外,这项研究也表明,大脑的神经元给记忆进行了编码,在过程中也对记忆进行了概括,并提取出来,这样就将日常的经历转化为知识和思想.这些发现告诉我们,大脑所采用的记忆规则顺序就是将信号转化为知觉、记忆、知识,最终转化为人的行为.

    具体的说,大脑中的神经元簇而非个别神经元是形成记忆和认知的编码单元.大脑还依靠神经元簇对接受的信息进行组织,记录和提取同一事件的不同方面,并将有关某一特定事件的信息排列成一个不同等级层次的金字塔结构,从最一般、抽象的特征到最为具体的特征.

    这样的金字塔表现了某个事件的多种层次,也代表了所有属于同一类型的事件.这种对于记忆进行组合、分级的方式,使得大脑能够生成一个几乎无限多的层次网模式,以表现一个生物体一生中的无数经历.

    以“床”为例,当你走进世界上任何一个酒店的房间里,都会立即认出哪个是床.大脑进行记忆编码的结构让我们不仅保留了一个特殊的关于床的映像,还产生了“床”的常识知识.

    正是这种从日常事件中得出抽象的观念和知识的能力,使我们能够在不断变化的世界中应付新的问题.

    用电脑下载思维

    通过上面的实验,科学家们还开拓了另一条思路,把大脑信息输送进电脑.科学家们运用一种叫做矩阵反演数学的方法,能够将神经元簇的活动转化为一系列的二进制码,用“1”或者“0”分别代表不同神经元的反应,并把这些神经元的活动信息都输进电脑,以此来推论小老鼠的活动,结果正确率高达99%以上.

    这就意味着,大脑中的活动几乎都可以按照二进制码的方式输入电脑,而电脑也几乎可以再现大脑的活动,而这,不就意味着,电脑与大脑越来越相似了吗?

    现有的电脑还不能像人类一样容易地对事件作出正确的认知决策.比如,即使一个高中同学多年未见,外貌有了改变,我们仍可以认出来,但是电脑却做不到这一点.不过我们相信在不久的将来,智能计算机装备上复杂的传感器并带有类似于人脑的记忆编码单元,它就不仅能够模仿,甚至还可能超越人类去解决复杂的认知问题.

    当然,科学家们的发现虽然提出了很多有意思的可能,但是也给我们带来了困扰.如果我们的记忆、情感、知识和想像都被转化为1和0的组合,那么“我们是谁” “我们将来会做什么”这些问题又有何意义呢?有没有可能在5000年之后,我们可以把思维下载到电脑上,自己到遥远的太空旅行,永远活在网络中呢?