机器人也有意识吗?整合信息可能并非人类独有
2016-04-06 11:37:00   来源:环球网
内容摘要
意识被认为是人类独一无二的特征,包括了情感和自我认知,以及对周围事物的知觉。许多科学家认为动物也像人类一样具有意识,而“整合信息理论”或许有朝一日可以用来确定机器人是否能显示出这种行为。

 

尽管计算机科学的发展日新月异,各种各样令人难以置信的成果不断涌现,但批评者们还是争论称,机器永远也无法与人相提并论,除非它们获得了意识。不过,许多科学家认为动物也像人类一样具有意识,而“整合信息理论”(Integrated information theory, IIT)——又称为“Phi(Φ)理论”——或许有朝一日可以用来确定机器人是否能显示出这种行为。

马修·戴维森(Matthew Davidson)是澳大利亚莫纳什大学的博士生,从事有关意识的神经科学研究。在近期为“The Conversation”网站撰写的一篇文章中,他解释了什么是整合信息理论,以及该理论之所以重要的原因。以下便是他这篇文章的主要内容。

你觉得你现在用来阅读这篇文章的机器,会对它自身状态有一种“是什么样子”的感觉吗?那么,一只宠物狗呢?它有没有对自身状态的感觉?它或许渴望获得关注,并似乎具有一种独特的主观体验,但这与所谓的意识该如何区分呢?

无论从何种角度,这些都不是简单的问题。特定的环境如何带给我们意识的体验,原因是什么,这些依然是我们这个时代最令人困惑的问题。

刚出生的婴儿、大脑受损的病人、复杂的机器和动物都可能展现出意识的迹象。不过,从程度或本质上,他们这种体验可能都还不能被称为“意识”,而只是“知识探求的温床”。如果能够对意识进行定量分析,那就将在解答这些问题的道路上迈出一大步。

从临床的角度来说,任何可能达到这一目的的理论,都需要说明为什么大脑中某些特定区域似乎对意识起着关键作用,以及为什么其他区域的受损或移除造成的影响相对较小。在学术圈中,有一个理论获得了越来越多的支持,这便是“整合信息理论”,由在美国工作的神经科学家朱利奥·托诺尼(Guilio Tononi)于2008年提出。

整合信息理论还有一个相当惊人的推论,即意识在原则上可以存在于任何能够对信息进行合理处理的地方,无论是一个大脑,还是一台机器。该理论称,一个物理系统要满足两个物理基本条件,才能导致意识的出现。 

首先,这个物理系统必须具有丰富的信息。当一个系统对大量事物——比如电影的每一帧画面——有意识时,如果每一帧都明显不同,那我们就可以说,这种意识体验是高度差异化的。人的大脑和计算机硬盘都能储存这类高度差异化的信息,但前者具有意识,而后者没有。

那么,电脑硬盘和你的大脑之间有什么差别呢?原因之一,是人类大脑具有高度整合的特征。在大脑每次接收信息的时候,都会生成数十亿的交叉连接,远远超过目前任何计算机的处理能力。这也将我们带入第二个基本条件,即要使意识出现,这个物理系统还必须是高度整合的。

无论你意识到什么信息,都会被完整、彻底地呈现给你的思维。举例来说,你无法将一部电影分解成一系列静态的图片,也无法将各个感官获取的信息一一分离。所谓的整合,就是一个能将我们的大脑从其他高度复杂系统区分开来的“量”。

借用数学的语言,整合信息理论尝试用字母phi(Φ)来描述这个整合信息的量。如果一个系统的phi值较低,比如计算机硬盘,那它就不会有意识;而如果一个系统具有足够的phi值,比如哺乳动物的大脑,那就意味着能有意识产生。

Phi理论令人感兴趣的一点是,其许多预测都是可以在经验上进行检验的。在一个系统中,如果意识与整合信息的数量是对应的,那么对phi值的估算就应该在不同意识状态下有所差别。

不久前,一个研究团队开发了一个新设备,据称能够对人类大脑里整合信息的相关量进行测量,并检验整合信息理论。他们利用电磁脉冲刺激大脑活动,并通过获得的神经活动复杂性辨别出清醒和麻醉状态的大脑。

同样的方法还可以用来区分大脑严重受损的植物人状态与最低程度的意识状态。当患者在睡眠中,从无梦状态变为做梦状态时,神经活动也会加强。

信息整合理论还预测了小脑对于意识只有极少贡献的原因。小脑位于大脑半球的后方,尽管其具有的神经元比大脑皮层其他区域的神经元还多4倍,而大脑皮层正是意识产生的基础,但相比大脑皮层,小脑的神经元呈简单的晶体结构式排列。因此,我们可以说小脑富含信息,或者说高度差异化,但是它并不能满足第二个基本要求,即高度的整合性。

虽然还有更多的工作要做,但从这个意识理论中,还是可以得出许多令人震撼的启示。如果意识实际上是从一个高度整合的网络中突然出现的特征,那么所有的复杂系统——包括所有具有大脑的生物——都可能具有某种最低限度的意识形式。

再延伸一下,如果意识是以一个系统中整合信息的量来定义的,那我们或许需要抛弃任何形式的“人类例外论”(human exceptionalism),因为这一观点认为意识是人类独有的。

 

【人工智能VS人类:孰胜孰负?】

2016年3月9日-15日,韩国九段棋手李世石与“阿尔法围棋”在韩国首尔对弈,人类VS人工智能的5番棋最终以1比4落下大幕。而关于人工智能与人类相比孰胜孰负的争论,则再掀高潮。

自从开发人工智能技术以来,人类一直在辩论:是否会有一天,人工智能精密到能与人类智商相抗衡的地步?在这个问题上,很明显观点两极化,有的学者认为人工智能最终能超越人类智商,另外一些人认为,人类智商或人类大脑是如此复杂,机器根本无法与之相比。现在看来,两种观点都有依据。

人工智能与人类智商

一个普通人在观察身边的种种机器时,在一瞬间会为其复杂和精密而感到眩晕。很多人甚至觉得,就算是简单的计算器,都比自己聪明,更不用说台式电脑。

然而,智商不仅仅是在一秒钟之内给出算术答案,也不是在棋类游戏中给出反制,人类智商有极为宽广的含义,甚至这本身就是一门复杂学科。

未来人工智能和人类智商孰胜孰负?要回答这个问题,我们首先要理解什么是人工智能,什么是人类智商,以及两者之间的区别。

 

人类智商

人类智商可以简单地概括为能从周围环境学习、理解并互动的能力,这种概括性能力还包含一些具体能力;

第一:适应新环境的能力,或者在特定环境下做出改变的能力;

第二:获得知识的能力;

第三:推理能力;

第四:理解、评价、判断能力;

第五:具有原创性、建设性思维的能力。

在心理学领域,人类智商还延伸到社会智商以及推理智商等,所有这些都能通过智商测试来检测。

人工智能

简单地说,人工智能就是智能型机器,具体而言即创造智能程序,令机器能完成类似人类完成的任务的科学和工程学。

要思考未来人工智能会否超越人类智商,以及两者是否能进行平行对比,现在来看看人工智能发展到什么阶段以及遇到何种问题。

人工智能已创造出奇迹

二战期间英国先驱数学家阿兰·图林(AlanTuring)首次开始研究人工智能,到20世纪50年代末,很多科学家进入此领域,基础任务是编写电脑程序,创造出一种类似人类智商的机器。

几十年来,人工智能发展迅速,今天人工智能可以在没有人力协助的情况下完成大量工作例如驾驶飞机。机器人被加入人工智能后,在激光、超声波、核磁共振的帮助下,能完成精细的大脑手术,其准确度甚至超过传统外科医生。从1997年开始,人工智能参与探索火星的任务。在其他领域也有人工智能参与,如机器人在核辐射的环境下工作等等,这些是人类无法承受的。在很大程度上,机器已经开始完成之前为人类设计的工作,大量工厂工人被机器人取代,就连外科医生、飞机师、宇航员等都在失去工作。人工智能不仅工作更快,不会疲惫而且超级精准。

与人类智商相同,人工智能也分成很多分支,包括电脑视觉、语音识别、自动化控制等。

在电脑视觉方面,人工智能现在已经能很好地完成以下任务:在一定背景下识别人类面孔,甚至比一般人的思维更快速;从非正面角度识别人类面孔;确定某人凝视的准确方位;在人脸衰老、戴帽、蓄须或剃光胡须的情况下,依旧能准确识别。以上都是通过3D识别系统完成的。类似的,语音识别和自动化控制都已经发展到超越人类智商平均的水平。

当然还有很多东西是人工智能不能做到的,例如人工智能无法辨认所见物体的材料属性,不能识别心情、情绪和姿势。不过就目前的发展速度而言,人工智能之所为已可谓奇迹。一个名为TOPIO的机器人能打乒乓球,另一个叫Kisme的机器人,已经具有初级社交技巧。这些都暗示:至少人工智能已经达到基础级别的人类智商水平。

人工智能目前仍无法替代人脑

人工智能在以下几个领域遇到问题:

第一,推理、演绎和解决问题方面:

在人工智能开发早期,科学家们设计了一种算法,让人工智能模仿人类在下棋、玩拼图游戏、甚至进行逻辑推理时使用逐步推理模式。到了20世纪80年代和90年代,人工智能已经能利用经济学以及概率学原理,处理不确定或不完整的信息。

但人类解决问题的方式并非如上所述步步推理,面对问题人类通常会做出快速、直觉性的判断。这是目前人工智能无法实现的。

第二,知识陈述方面:

现在的人工智能机器还不能陈述物体之间、情况之间、事件之间、不同时间段之间的属性、分类和关系,而这一点对于人类智商来说是非常简单的。在面对某个具体情况时,人类还有超常规思考的能力,人工智能却不能做到。此外,人类具有创新性思维,能产生原创理念,人工智能只能根据工程师编写的程序和记忆提出想法。

第三,计划方面:

人类能为未来制定计划,同时能预见该计划在未来可能产生的结果,至少在某种程度上。面对不同的情景时,人类能随时调整计划或者制定新的计划,但目前人工智能只能在分析情景的前提下,利用记忆中全部预置的计划,制定对应措施,而不能产生任何原创计划。

除了以上三个领域的问题,其他困难还包括机器的学习能力,自然的语言处理能力(人工智能理解人类所说的语言的能力)以及洞察力。

人工智能的发展日新月异

科学家们正在攻克一个又一个问题,人工智能发展之迅速暗示着上述问题或许很快就能解决。

认知和推理方面,科学家们实际上已经取得惊人进步,例如Cyc是一项人工智能计划,任务是收集所有领域的常识性知识,让人工智能实现知识推理;Eurisko是另一个程序,具备根据试验和错误,进化解决问题的能力。Mycin是较为早期的医疗家系统。OpenMindCommonSense是美国麻省理工大学在媒体实验室建立的人工智能计划,目的是通过互联网建立强大的基础知识库,设立这个知识库,为的是让机器开始思考。Questsin同样是人工智能知识库,以字典为基础收录大量基础知识、参考知识以及同类词。SN ePS是纽约大学负责维护的一个人工智能系统,它具备逻辑性、框架性、网络性,同时具有表达能力、推理能力和行动能力。

在动作和控制方面,机器人显然已达到非常精密的水平;在自然语言处理方面,不同公司和大学的研究团队不断更新产品,SYSTRAN是yahoo和Google都在使用的人工智能翻译系统,Jabberwocky是首个模仿人类聊天的语言系统,START是首个基于互联网的问答系统。A.L.I.C.E是获奖的自然语言处理系统。

在计划和管理方面,O-Plan是运用人工智能进行模块管理和计划的系统,Weka是一种令机器能自我进化和学习的程序,现在已经在Java中运用。

人工智能与人类大脑孰胜孰负

不可否认,人工智能的发展速度惊人,以致很多好莱坞电影描述人工智能将战胜人类智商、统治地球的情景。这些电影似乎都帮助我们形成“人工智能终将战胜并奴役人类”的看法。

大部分在大学里学习计算机编程专业的年轻学生都相信,在不远的将来,人工智能将发展到能与人类智商平行比较的程度。甚至有人认为,在一些领域人工智能已经超过人类,只是大家不愿意承认而已。人们害怕承认,有一天自己创造的机器会比创造者更聪明。

但我们不难看出,人工智能将在10年到15年内发展到足以跟人类智商抗衡的水平。

CCortex或IBM的“蓝色大脑”等计划,其目的是模仿人类大脑,形成人工智能的“良心”,会不会有成功之日?

尽管这些研究现在都还在原始阶段,但随着电脑的快速进步,机器跟人类非常类似的一天真的就会来到了。

人类发展人工智能的过程,就像是不懈地开发一种新物种,要实现可能需要很长时间,但是人类总有这样的本事,发展出对自身而言是个祸害的东西,尽管初衷总是好的。

 

2050年人类或可获得永生 将存活在电脑里】

永生这个状态自古以来是多少人梦寐以求的,从秦始皇不老仙丹,到现代的克隆以及仿生学、纳米技术和人工智能,都在一步步的将人类带入永生这一状态,甚至有科学家预言2050年就将会是人类进化到永生的第一年。

2050年对于我们并不遥远,目前,未来学家伊恩-皮尔森(Ian Pearson)指出,2050年人类将逐渐进化形成一支新物种——Homo optimus,他们将具有超级能力,兼具人类和计算机系统的能力。

 

这些预测来自皮尔逊博士参加2016年“大爆炸”展览会(The Big Bang Fair)的部分准备材料。“大爆炸”展览会是英国面向年轻人的一场盛会,涉及科学、技术、工程和数学等方面,将于3月16日到19日在伯明翰举行。

皮尔森表示,未来35年人类将与计算机系统结合在一起,具有更强的感知和记忆能力,甚至智力等级也有所提高。

电子黄金皮肤和细胞之间的微型植入器将确保人类与外接设备的直接连接,同时,未来人类还能“穿戴”肌肉。

伴随着人类科技不断进步发展,未来Homo optimus将代替人类,这是人类进化的不同阶段(从左至右),分别是:南方古猿、能人、直立人和智人。

皮尔逊博士认为,在35年之内,人类将过着“在线”生活,我们的宠物甚至能与我们“交谈”,就像现实版菲比精灵。他还表示,到2050年时,超人类主义——支持使用科学技术来增强人类能力的理念——将成为社会准则。

“通过与外界技术的连接,人们可以拥有优化的基因组和强化的身体,能够变得更美……更有智慧,情绪上更加稳重,体力更好,社会联系更多,并且整体会变得更加健康和快乐,”皮尔逊说道。

皮尔森博士还指出,40岁以下的人们最适合进行“数字化永生”,他们将自己的意识“上传”至计算机系统,即使当他们生理死亡之后仍能保持精神意识存在。

皮尔逊博士宣称,目前在40岁以下的人,都将有很大机会实现电子化永生,即他们能将自己的个人意识“上传”,在死去之后依然能够发表意见。在电影《超验骇客》中,由约翰尼·德普扮演的男主角就将自己的意识上传到一台电脑上。

皮尔逊博士表示,人类未来将能够用电子技术直接交流,我们还能克隆出牙齿,修复皮肤,编辑基因使其能自我替换。

皮尔逊博士说:“我们肯定会对一些宠物甚至野生动物进行技术改良,或许还会创造出全新的物种,比如现实版的菲比精灵。”

随着新技术在人类身上的不断应用,我们可能会见证从智人(Homo sapiens)到全新人类物种Homo optimus的转变。“我们可以期待人类的演化过程因为技术而发生改变。令人激动的是,不再是大自然驱动着我们的改变,而是我们自己的技术突破使想要的改变成为可能,”皮尔逊解释道,“这会导致未来出现一些奇特而美妙的形式和发明,从我们面部变化的视频显示,到控制自己的梦境——我们的想象力是唯一的限制。”

皮尔逊博士认为,随着人类大脑和计算机之间实现完全连接,人们可以将意识转移到机器人身上。“这将使人们具有多重存在形式和身份,或者在自然死亡之后还能存活很长时间,”他在《未来人类报告》中写道。尽管这一技术有可能最快在2050年实现,但或许要等到2070年才能普及。

从20世纪50年代开始,有关人类有朝一日实现永生的未来概念就层出不穷。此外,到本世纪末,世界上可能会出现好几种类型的人类,包括人-机杂合体、生活在机器人身体里的人,以及“智慧生物”。“我们肯定会对一些宠物甚至野生动物进行技术改良,或许还会创造出全新的物种,比如现实版的菲比精灵,”皮尔逊解释道。

 

假如人工智能 超越人类智能

2016年3月15日,阿尔法狗(AlphaGo)与韩国围棋天王李世石九段的番棋对战尘埃落定,不管是一上来就直落三局,还是4∶1大胜,都极大刺激了大众对人工智能的关注和忧虑:人工智能会否超越人类智能?如果人工智能超过人类、奇点时代来临,人类的处境将如何?

2005年,一本名叫《奇点临近》的书在美国出版。在这本书中,作者雷-库兹韦尔首次提出了技术发展的“奇点”概念,并且认为人类将在2045年左右开始进入“奇点时代”,即指:在未来的一段时间内,技术变革的节奏如此迅速,其所带来的影响如此深远,以至于人类生活将不可避免地发生巨变。其中最为深远的改变,莫过于人工智能将可能超越人类智能。

奇点时代何时来临

人工智能(ArtificialIntelligence简称AI)是什么?最为简单的定义就是用人工的方法(例如电脑的算法程序)来模拟实现人类智能。

目前一般按人工智能的实力大小,将其分为三类:弱人工智能、强人工智能和超人工智能。弱人工智能擅长单方面的技能,例如和李世石下围棋的“阿尔法狗”就属于弱人工智能。强人工智能则是拥有和人类相当的人工智能,能够处理诸如图像识别、语音处理、专家咨询诊断等这些人类才能拥有的智能。而超人工智能,顾名思义就是超过人类智能的机器智能。

那么,超人工智能究竟能否成为现实呢?

大家都听说过计算机行业的“摩尔定律”,即每隔18个月左右,电脑芯片的性能(运算速度)就会提高一倍,而其成本却不断在降低。“因此,随着电脑芯片性能的不断提高,毫无疑问电脑的智能总有一天必将超越人类”。这一貌似正确的推论,隐含着一个假设:人类的大脑只是一个超级复杂的电脑芯片而已。

这个假设遭到了很多心理学家、脑科学家的质疑。因为人类的智力机制,到目前为止并没有被彻底破译。现代心理学认为,大脑是人类感知、知觉和思考的器官。而脑科学进一步指出,由数以百亿计脑细胞组成的神经网络,正是人类智力的源泉。遗憾的是,无论是现代心理学还是当代的脑科学,都没有完全揭示大脑工作的秘密。人工智能的基础,是建立在对人类智能的模拟基础上。如果对智能的模式都无法明了,想要模仿就更无从说起了。

举例来说,“阿尔法狗”的硬件基础是超级计算机芯片,但运行在芯片上的算法程序,才是真正击败李世石的关键。类似“阿尔法狗”的电脑硬件,其实在5年前就已经能制造出来(想想战胜国际象棋大师的“深蓝”计算机)。而真正战胜李世石的关键——围棋算法程序,则到最近才被开发出来。而开发围棋电脑算法的,是一个集中了数十名精英包括熟知套路的拥有业余围棋段位的科学家、程序员们共同努力的结果。

换句话说,人工智能是否超越人类智能的关键不在于硬件,而在于能否搞清楚人类智能产生的机制,并且在此基础上研发出能够模拟人类大脑的算法程序。因此我认为,未来人工智能技术的发展程度,将更大程度上取决于脑科学、心理学的发展,而非完全依赖于计算机技术的发展。

因此,库兹韦尔预言的2045年人工智能超越人类智能,我表示严重怀疑。因为他的预测是建立在计算机芯片的发展速度上的预测,而几乎完全没有考虑人类对自身智能机制的认识水平,那么到2045年时是否已足以建立超人工智能的算法模型?要回答这样的问题,涉及到脑科学、神经解剖学、心理学甚至哲学等跨学科领域,十分复杂,不是在一篇短文中能讨论解决。如果非要做一个猜测,我的回答是:揭示人类大脑秘密后的20~50年,超人工智能很可能出现。但是,大脑的秘密看样子很难在2045年前被完全破解,因此超人工智能在2045年前出现的可能性极小。

 

人类的命运会被人工智能主宰吗?

当超人工智能一旦出现,人类的命运将无可挽回地被逆转。人类未来的命运将面临三种可能性:

一是人类主动选择与人工智能融合。例如人类在自己的大脑中植入电脑芯片,实现与超人工智能云网络的链接,从而成为“半人半机器”的生命复合体。这种增强了的超人类,将因为与超人工智能的链接,而拥有超出现有人类成千上万倍的记忆、计算能力,以及任何数理逻辑基础上可以生成的高超智能。

到那时,我们的子孙后代将不再需要十年寒窗、从小学到博士的知识课程,将可以通过插入一个知识U盘,在几分钟内上传到大脑里,又或者在需要时直接通过脑-机接口上网,在无所不包的人工智能网络中瞬间获取所需的任何已经存在的数据、信息和知识。这也许将是最为美好的人类前景:超人工智能和人类和谐共处,比翼齐飞,共同演化出新的超智能人类。

二是人类彻底沦为超人工智能的“奴隶”。超人工智能一旦“觉醒”,拥有自我意识,并且产生了控制人类的野心,那么未来的人类面对超过自己智能万亿倍的机器智能时,会比面对白人火枪的印第安人更加软弱无力,束手无策,被超人工智能所控制。这将是最为可怕和无奈的人类未来图景。

三是超人工智能的发展始终被人类控制在一定的范围内,或者由于某种我们现在还无法预见的原因,超人工智能始终未能进化出自我意识,从而不会产生奴役人类的野心。这时的超人工智能就好比人类的良师益友,独立于人体之外,只在人类需要时给予必要的咨询和帮助。

当然,还有一种可能性:超人工智能成为关怀和引导人类进化的“神”。纵观历史,几千年来人类社会充满了杀戮、战争和各种暴力,其根源在于抢夺各种有限的资源(从以前的土地、女人到现在的石化能源、金融控制权等)。但以芯片和算法软件为基础的超人工智能不一样,它们对于土地、金融以及保证人类延续的男人女人等绝大多数资源都没有兴趣(能源除外)。因此,拥有高超智力而又不贪图金钱、权势、物质资源的超人工智能,很有可能进化出类似“佛菩萨”的慈悲心肠。超人工智能不仅不会主动去奴役和消灭人类,相反它们会通过更高的技术手段,来引导人类走出自我中心的狭隘境界,走向世界大同的美好境界。

我们该支持还是反对人工智能?

任何技术都是双刃剑。核技术可以做成杀人的原子弹、氢弹,也可以成为造福人类的核电站。从当前看,人工智能技术的发展对于把人类从重复性的脑力体力劳动解放出来,是会有很大助益的。但未来是否会导致超人工智能的出现,从而带来不可逆转的灾难,这个还有待观察。

有人担忧,人工智能技术发展到了某个临界点后,将可能会产生自我迭代(也就是人工智能具备了自我开发研究更好的算法程序的能力),到那时人类将彻底失去对人工智能技术发展的主导控制权。因此他们主张彻底停止对人工智能的研究开发。也有人认为,人工智能离超人类智能的那一天还很遥远,现在还用不着担心。

聪明的读者朋友们,我相信通过刚才对人工智能的简要介绍,大家已有了自己的判断。至于我的看法,我比较乐观,我认为应该继续发展人工智能。而且即使人工智能超过了人类智能,也未必就意味着悲惨的人类末日。(如需转载,请注明来源自科技世界网)