謝耘：無中生有的自覺與主動——人類“智能”的本質
**【****9月17日至19日，以“人工智能賦能新時代”為主題的2018年世界人工智能大會在上海舉行。**人工智能雖然已經掀起陣陣熱潮，但其本質究竟是什麼，與“人類智能”相比有何差別，還有待更多的探討。】
人工智能領域的大師級人物H．A．Simon在1957年説的一段話曾經被不斷地引用：
“我的目標不是使你驚訝或者震驚——我能概括的最簡單的方式是説現在世界上就有機器能思考、學習和創造。而且它們做這些事情的能力將快速增長直到——可見的未來——它們能處理的問題範圍擴展到人類思想已經得到應用的範圍。”
這段話表達了在人工智能起步的時候，人們對智能類工具的期待就是造出一個完整的、獨立的、與人相當的智能化機器，也許它長得與人並不相像。
那麼，“智能”到底是什麼？對此學術界至今也沒有給出一個標準的答案。而僅僅從計算機的本質出發，分析了什麼樣的智能“活動”是計算機可實現的。下面通過對人的智能活動的分析來深入地探討一下人類智能的本質特徵，即使我們難以給智能下一個準確的定義。
智能顯然是深藏在人（或其他生命）的大腦中的一種能力。不考慮宗教的説法，從科學的角度來看，人在出生之時，除本能以外，就知識與具體的能力而言，大腦是一片空白。然後隨着一天天成長，通過、而且僅僅通過與外界的交互，人就能逐步獲得越來越多的知識與能力，學會説話、走路、唱歌、寫字、分析、思考等。人的智力隨之不斷增長，進而成為一個有健全智能的人。
這個過程與現代計算機實現的人工智能是有本質不同的。計算機實現的高級智能目前都是與領域相關的，雖然也包括一定程度的“自學習”過程，但是這些智能的基礎還是大量人工直接“植入”的與領域相關的知識與能力，如針對領域中各種具體問題的算法等。而人的成長卻完全不同，人僅僅依靠與外界的交互就可以獲得各種高級且複雜的、與不同領域相關的能力與知識，而無須打開大腦對大腦神經元進行底層“編程”或“設置”。
顯然，在人的大腦中，與生俱來就擁有了某種初始內在底層的“智慧能力”，這種能力與具體的領域知識技能無關，是一種高度抽象的能力。它讓人從一片空白的無知逐步獲得各種不同意義的具體的智能，包括具象的情感與抽象的邏輯認知能力。
我們可以認為人具有的這種初始能力也是被“植入”的。但是它與計算機被植入的與領域相關的能力卻有本質不同，這種智能在本質上與知識經驗等無關，是通過與外界的交互而獲得知識與經驗的基礎性能力。而在此基礎上的“智能活動”，則是智能發揮作用的過程，也就是人思考的意識過程。如果這個過程是可以邏輯化描述的，則就能夠物化為機器的行為，實現對人腦的思維機制模擬，否則就只能尋找別的方法去做機制替代。
為了方便，我們把人所具有的這種高度抽象的、與領域無關的基礎性智能稱之為“基礎核心智能”。它不僅僅是一般意義上的智能的基礎，也是人的自覺性與主動性的來源。基礎核心智能與其他智能及智能活動之間的關係如下圖所示。
人的智能層次示意圖
對於這種基礎核心智能到底是什麼，我們顯然知之甚少，如果不是一無所知的話。也許就像人無法揪着自己的頭髮將自己從地上拔起那樣，這種基礎核心智能也許是人自己的智能自身所永遠無法認識的黑洞。如果我們不能夠理解這種基礎核心智能，談論人工智能對人的完整模擬乃至超越就顯得依據不足。當年那些科學家們信誓旦旦聲稱在10～20年內就可以造出擁有與人同樣智能的機器，顯然是認為我們可以掌握這種“基礎核心智能”，然後將其“植入”到計算機中，從而實現完整的人工智能。
在人工智能興起的初期，那些抽象的、與領域無關的邏輯規則，如推理、歸納等，就被認為是“基本核心智能”。但後來的實踐證明雖然這些能力確實也具有與領域無關的特質，並且也許確實與“基本核心智能”相關，但遠不是“基本核心智能”的關鍵或全部。
實現完整的、與人相當的人工智能這個夢想，至今依然非常遙遠。能夠戰勝國際象棋世界冠軍的深藍，也只是具有特定領域內的“智能”，而不具有“基礎核心智能”。所以如果它還“想”下圍棋的話，它沒有辦法自己去學習，而是要由人再另行“植入”一套下圍棋的知識與能力，那才會成為後來的AlphaGo了。
我們不知道如何描述這種“基礎核心智能”，也不知道這種“基礎核心智能”是否是基於“數值計算”的，或是否可以用某種算法來表達。
當然，許多人相信人的智能的基礎是可以用數值計算來完成的，這種信念可以追溯到古希臘時期的畢達格拉斯（約公元前580年—前500年，古希臘哲學家、數學家和音樂理論家）。他在兩千多年前就堅信“萬物皆數”，認為這個世界的一切問題都可以歸結為數字計算問題。雖然許多智能活動屬於計算問題，雖然今天用計算的方法實現了越來越多的智能類活動，但依然沒有足夠的證據證明人類智能的基礎就是數值計算，也還沒有充分的理論或實踐證據證明可以用數值計算來直接完整地模擬人類的智能過程。
所以，認為用數值計算可以直接完整地實現人所擁有的智能，甚至可以超越人類的智能，更多的是一種信念，而非被理論或實踐證明了的科學意義上的結論。
當然，還有人認為人腦的這類智能過程是量子過程。但是量子計算到今天還是僅僅去做一些數值算法，而沒有找到其他的與人的底層智能契合的、在數值邏輯計算之外的基本機制。
大腦的不同區域（陶然提供）
我們對大腦內在機制的知識缺失還不僅僅限於此。
神經生理學家經過近百年的努力，已經可以將大腦的不同部位與不同的功能對應起來（見上圖）。枕葉主要負責視覺加工，軀體感覺聯合區接收多通道感覺信息並進行整合，頂葉主要進行感覺加工，顳葉負責語言、聽覺加工，運動功能區支配肌肉、眼球等的運動，而額葉既負責推理、決策等高級認知加工過程，也是掌管人格的區域。並且，越來越多的研究發現，人類的任何一項認知加工都不僅依賴於某一側腦區，而是由左右兩側大腦共同協作完成的，但對於特定加工會有單側化優勢（hemisphere advantage），即主要依賴於左側半球或右側半球來完成任務。
大腦的運動功能區左右分別交叉控制着人體的右左側，這是兩側大腦最明顯的一個分工。但是事情遠非這樣簡單。儘管正常情況下各腦區分工明確，但我們的大腦還具有強大的動態調整能力，即可塑性。這種能力強大到了令人瞠目的地步。
2009年2月，中國中央電視台CCTV-10科教頻道《科學探索》節目講述了一個“半腦人”的故事。這個病人在剛出生不久就發高燒而被診斷為腦膜炎，當時醫生認為他會有後遺症。但是他的病症不久就消失了，沒有發現異常而一直健康成長。到了12歲的時候，他出現了癲癇症狀。隨後，癲癇發作間隔逐年縮短。在他17歲時，癲癇發作間隔已經按星期來算了，家人只好帶他到武漢的大醫院診治。下圖是他的腦部CT片，從中能夠看到他的一側大腦嚴重病變萎縮。
一側嚴重萎縮了的大腦
醫生看到這種情況，決定摘除已經喪失了基本功能並且嚴重萎縮的一側大腦。手術後，病人的癲癇症狀徹底消失，而且各種表現也一如常人。醫生推斷，在他小時候那次得病之後，一側大腦就逐漸失去作用，另一側逐步完整地接管了大腦的所有功能。這個例子似乎支持了人的大腦在正常情況下利用率不高這一結論，雖然對此結論尚有爭議。
可能是因為這個病例在普通人眼裏有點兒“不科學”，所以《科學探索》節目特別做了連續三期的報道。其實在世界上，這種“半腦人”並非絕無僅有。從這些半腦人身上，我們看到大腦具有高度的動態自我調整能力，生理學稱代償作用。病變的腦區所應負責的功能由剩餘部分的大腦建立新的神經通路與神經聯結來承擔。這種能力與現在風起雲湧的、可以動態配置資源的雲計算分佈式系統有着某種類似的地方。
下面把人腦與雲計算分佈式計算機系統作一下對比（見下圖）。我們知道，在人的大腦底層，有海量的神經元連接在一起的大腦神經網絡，每個神經元相當於一個處理單元，儘管我們不清楚在神經元內部發生的物理與生化過程是否可以被解釋為數值計算過程。神經生理學家還告訴我們許多不同部位的神經元在控制着我們的某些活動。
人腦與雲計算分佈式計算機系統的對比（1）
心理學家分析的重點則是大腦外在的、可觀察、可度量的各種意識行為表現。這些表象相當於大腦的各種具體應用，對應於雲計算平台之上的各種具體應用。
在雲計算系統中，在基礎的計算、存儲和網絡之上，有一個動態配置管理這些資源的雲平台，或稱之為雲中心操作系統。這個平台處於基礎計算能力與具體的應用之間，從應用層面看，它隱藏在應用之下。正是這一層的存在，使得雲計算分佈式系統具有了高度的動態自我調整能力。
從半腦人身上能夠看到，大腦在神經網絡與大腦的意識/智能活動之間，應該也有一層類似雲平台的功能，負責神經元網絡的形成與動態調整，它不屬於人的意識活動層面的功能。而現在我們對大腦的這一層的存在形式與作用機制幾乎一無所知。
簡而言之，我們迄今積累了豐富的心理學知識，對大腦在應用層面的表現即“智能類活動”有着比較深入全面的理解；我們也知道大腦由眾多的神經元連接而成，並且知道在正常的情況下，不同的區域主管着哪些活動。但是我們不知道神經元內部過程的智能意義，也不知道這些神經元動態組織的機制。所以，我們對人類外在的上層智能活動有了相當多的瞭解，據此可以做出深藍、AlphaGo那樣的系統戰勝人類，但是我們對大腦的本質，對智能的底層機制和過程，包括“基本核心智能”，如果不是一無所知的話，也只能説知之甚少。
儘管如此，我們還是可以努力地將人的智能的特質做一個深入的分析描述。就個人而言，我們是從一無所知的狀態，通過他人的幫助教育和自己的探索而逐步具有了各種不同的智力能力。在這其中，自己主動的探索又最為重要，因為它可以突破別人的幫助的邊界，而認識新的未知，抽象形成新的知識。如果我們把視野擴展到整個人類文明，就更能看出自主探索能力的重要性了。
拋開宗教的觀點，我們從科學的角度來看，人類從茫然無知、一片空白的原始狀態走向智慧文明，並沒有外來智慧的“引導”，而是完全依靠自己的力量，依靠自己與生俱來的“基本核心智能”去發現世界，認識世界，並且改造世界，而且目前還看不到人類智能這種不斷拓展能力的失效邊界。這種自覺的主動性就是人類智能的最本質的特質，應該屬於“基本核心智能”的基礎，是其最重要的組成部分。
目前，任何人工智能系統都還不具有這種特質。人工系統需要外來的、人的智慧的植入，並且只能在人的智慧植入的範疇內，實現與人類相比非常有限的“自我學習”，遠不具有探索全新未知的能力。其根本原因就在於被植入的人的智慧僅僅是人的表層智慧能力，而不是人所具有的底層根本性的智慧機制。隨着人工智能的發展，雖然我們對錶層能力的理解與物化更加有效，但對深層機制的認識卻依然舉步維艱。
近百年來，對人工智能的追求正是在這種狀態下艱難前行的。
（本文原載於微信公眾號“慧影Cydow ”，觀察者網已獲作者授權轉載。）