大腦為何無法像電腦一樣處理信息

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)大腦為何無法像電腦一樣處理信息？編者注：原文為研究心理學(xué)家RobertEpstein的TheEmptyBrain，發(fā)稿時(shí)原文已在Facebook上被分享近8萬次。(一)無論如何努力，科學(xué)家和心理學(xué)家永遠(yuǎn)也不會(huì)在腦中找到第五交響曲的樂譜——或文字圖片或其它任何刺激。人腦不真是空的。但人們以為大腦中存在的絕大部分簡(jiǎn)單東西，如同“記憶”，其實(shí)都不在那里。我們對(duì)大腦的愚昧認(rèn)知有著深遠(yuǎn)的歷史根源，并格外受40年代計(jì)算機(jī)發(fā)明的影響。過了半個(gè)世紀(jì)，心理學(xué)家、語言學(xué)家、神經(jīng)科學(xué)家和其他專家愈加認(rèn)為，人腦有著電腦一樣的工作方式。要意識(shí)到這種想法是多么虛，請(qǐng)想象下嬰兒的大腦。像所有其他哺乳動(dòng)物一樣，人類的新生兒在進(jìn)入世界時(shí)就已經(jīng)最好了與它有效交互的準(zhǔn)備。嬰兒的眼睛很迷糊，但它會(huì)使勁識(shí)別人臉，很快能認(rèn)出母親。相比其它聲音它更重視人語，能區(qū)分不同的對(duì)話。很明顯我們都是為建立社交關(guān)系而生。健康的新生兒還具備著十幾種反射——隨時(shí)應(yīng)對(duì)某些性命攸關(guān)的刺激。它把頭轉(zhuǎn)向觸碰它臉頰的東西，吮吸任何流入嘴里的液體。它會(huì)在水下屏住呼吸。它會(huì)抓緊所有放在掌中的物體。也許最重要的是，新生兒有著了強(qiáng)大的學(xué)習(xí)機(jī)制，即便不是與祖先生活在同一片天空下，也能為與這個(gè)世界更有效地交流而迅速改變自己。感官、反射和學(xué)習(xí)機(jī)制——這就是我們的新手禮包，想想呢還是挺豐富的。如果出生時(shí)沒有這些技能，我們可能活不下去。但我們沒有的卻更多︰信息、數(shù)據(jù)、規(guī)則、軟件、知識(shí)、詞匯、表征、算法、程序、模型、記憶、圖像、處理器、子程序、編碼器、解碼器、符號(hào)和緩沖器……這些讓數(shù)字計(jì)算機(jī)得以智能工作的設(shè)計(jì)元素，我們沒有，也永、遠(yuǎn)、進(jìn)化不出。我們不“存儲(chǔ)”單詞和語法。我們不創(chuàng)建視覺刺激的“表征”并將它們“存儲(chǔ)”在內(nèi)存緩沖區(qū)后“傳輸”到存儲(chǔ)器里。我們不從寄存器中“檢索”信息圖片或單詞。電腦做這些事，但有機(jī)生命體不這么玩。計(jì)算機(jī)名副其實(shí)地“處理信息”(processinformation)。數(shù)、字、詞、公式和圖像。信息首先得被編譯成電腦能理解的格式——從0和1的位(bit)到小塊的字節(jié)(byte)。在我(原作者)的電腦里，每個(gè)字節(jié)包含8個(gè)位。位組成了字節(jié)，字節(jié)組成了詞或圖像(“狗”字占兩個(gè)字節(jié)，“貓”圖可能有幾兆字節(jié))。計(jì)算機(jī)名副其實(shí)地在不同的電子元件之間移動(dòng)這些數(shù)據(jù)，有時(shí)也對(duì)其復(fù)制或修改。運(yùn)行在這些數(shù)據(jù)陣列的規(guī)則也存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)。規(guī)則攜起手來成為了“程序”或“算法”。能幫我們做事(炒股和約會(huì)之類)的一組算法化為“應(yīng)用”——現(xiàn)代人俗稱app。原諒我說了那么多關(guān)于計(jì)算機(jī)的話。我必須弄清楚：計(jì)算機(jī)是在客觀世界的“符號(hào)表征”(symbolicrepresentations)上運(yùn)行。它們“存儲(chǔ)”(store)和“檢索”(retrieve)。它們“處理”(process)。他們有物理“記憶”(memory)。他們?cè)谧龅氖虑?，無一例外地由“算法”(algorithm)所指導(dǎo)。人類則不這樣做——從來沒有，永遠(yuǎn)不會(huì)。那為什么研究我們精神的科學(xué)家還想把我們當(dāng)成計(jì)算機(jī)？(二)在人工智能專家GeorgeZarkadakis去年的著作InOurOwnImage中，他描述了世界人民在過去兩千年里用來形容人類智能的比喻。最早的一個(gè)被《圣經(jīng)》所記載。人是用泥土造出，然后神靈賦予了人類智能。至少在字面上，神靈“解釋”了智能的來源。液壓傳動(dòng)技術(shù)在公元前3世紀(jì)的發(fā)明導(dǎo)致則把智能跟體液聯(lián)系到了一起。不同體液的流動(dòng)讓思想得以運(yùn)轉(zhuǎn)的理念阻礙了醫(yī)學(xué)的發(fā)展，過了1600個(gè)春秋以后才退去。16世紀(jì)，彈簧和齒輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)機(jī)的發(fā)展讓笛卡爾等著名思想家相信：人類是復(fù)雜的機(jī)器。在17世紀(jì)，英國(guó)哲學(xué)家霍布斯認(rèn)為思考來自于腦內(nèi)的小型機(jī)械運(yùn)動(dòng)。18世紀(jì)電學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)又帶來了不同的有關(guān)自然的象征。在19世紀(jì)中期，受到通訊行業(yè)進(jìn)展鼓舞的德國(guó)物理學(xué)家馮·亥姆霍茲把大腦比做電報(bào)。每個(gè)象征都反映產(chǎn)生了該時(shí)代最先進(jìn)的思想。不出所料，計(jì)算機(jī)剛出現(xiàn)沒幾年的20世紀(jì)40年代，就有人說大腦像計(jì)算機(jī)一樣運(yùn)轉(zhuǎn)，且大腦本身是硬件，思想是軟件。1951年心理學(xué)家GeorgeMiller著作LanguageandCommunication的出版則標(biāo)志了“認(rèn)知科學(xué)”的誕生。Miller提出，人們可以用信息理論、計(jì)算和語言學(xué)的概念來研究人的精神世界。數(shù)學(xué)家馮·諾依曼更是在1958年《計(jì)算機(jī)與人腦》一書中將這一思想推向極致。他對(duì)人對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)功能輕描淡寫：“乍看是數(shù)位的”(primafaciedigital)。即便他表示人們還不知道大腦在人思想與記憶中所起的作用，他把那個(gè)時(shí)代計(jì)算機(jī)零件與人腦部件一筆筆聯(lián)系在一起。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和大腦研究發(fā)展的推進(jìn)下，不同學(xué)科的專家共同在理解人類智能發(fā)展過程上做出努力。但他們一致把人類當(dāng)成像計(jì)算機(jī)一樣的信息處理器。成千上萬的研究者消耗了數(shù)十億美元，寫出了大量技術(shù)文獻(xiàn)和主流文章。拿RayKurzweil在2013年的一本書舉例，他審視了大腦中的“算法”，大腦“處理數(shù)據(jù)”的方式，以及看起來大腦如何起到集成電路的作用。把人類智能當(dāng)成信息處理(informationprocessing，簡(jiǎn)稱IP)的比喻在社會(huì)上和學(xué)界里都占據(jù)了統(tǒng)治地位。像古人避不開神靈或上帝，現(xiàn)代人想要討論人類智能行為就避不開IP。當(dāng)今世界幾乎沒人質(zhì)疑IP比喻的合理性。但I(xiàn)P比喻畢竟只是一個(gè)比喻，是在我們?cè)诶Щ髸r(shí)拉住的一根稻草。像它之前的所有象征，它終將被另一種比喻替代，或是被真正的知識(shí)所推翻。(三)就在一年前，我造訪了某世界頂尖的研究機(jī)構(gòu)。我問那些研究者，能不能在講述人類智能行為時(shí)不扯到IP比喻。他們-想-不-出-來。幾個(gè)月后禮貌的電郵往來中他們還是什么也找不到。他們知道問題的存在。他們沒有忽視這個(gè)挑戰(zhàn)。但他們就是找不到代替品。換句話說，他們被IP比喻給“粘住了”。這些語言和思想的力量如此強(qiáng)大，我們繞不過它。IP比喻的錯(cuò)誤邏輯其實(shí)很好理解。它基于錯(cuò)誤的三段論：合理前提#1：所有計(jì)算機(jī)都能有智能行為。合理前提#2︰所有的計(jì)算機(jī)都是信息處理器。錯(cuò)誤結(jié)論︰能有智能行為的所有實(shí)體都是信息處理器。自然點(diǎn)說，因?yàn)橛?jì)算機(jī)是信息處理器，那么人類就得是信息處理器這個(gè)邏輯實(shí)在……太傻了。當(dāng)歷史學(xué)家回頭看的時(shí)候，它一定和液壓比喻與機(jī)械比喻一起被扔在同一個(gè)角落。如果IP比喻那么傻了，那它為什么還這么粘？為什么人類沒把它從前進(jìn)的道路上挪開？能不能不依靠這根破拐杖來理解人類智能？這個(gè)破拐杖害了我們多少？IP比喻引領(lǐng)了不同學(xué)科的大量研究者這么多年，我們又為之付出了什么代價(jià)？我在過去幾年里重復(fù)進(jìn)行了一項(xiàng)課堂實(shí)驗(yàn)。我讓一位學(xué)生到黑板上“盡可能詳細(xì)地”畫出一張1元美鈔。學(xué)生畫完以后把它給蓋上，再讓學(xué)生照著我拿出的一張鈔票在黑板上畫出。然后讓全班同學(xué)比較這兩幅畫的差別。你或許想象不出這樣的場(chǎng)景，又上不到我的課。所以我已經(jīng)讓所在研究機(jī)構(gòu)的大學(xué)實(shí)習(xí)生JinnyHyun重現(xiàn)了這一場(chǎng)景。以下是她“從記憶中”畫出的鈔票：然后是她照著紙幣畫出的鈔票：Jinny跟你一樣驚訝。即便看過1元美鈔無數(shù)遍，在看不到鈔票的情況下Jinny還是什么也沒畫出。問題在哪里？我們不是應(yīng)該有的鈔票的“表征”“存儲(chǔ)”在大腦的“寄存器”中嗎？我們難道不能直接“檢索”然后把它拿出來照著畫？廢話。神經(jīng)科學(xué)再發(fā)展一千年，也沒人能在腦中抽出一張鈔票的樣子。不計(jì)其數(shù)的腦研究向我們揭示，即便是最無聊的記憶任務(wù)也需要大腦眾多區(qū)域的參與。涉及強(qiáng)烈情緒時(shí)，數(shù)以百萬計(jì)的神經(jīng)元變得更活躍。多倫多大學(xué)的神經(jīng)心理學(xué)家BrianLevine等人在2016年對(duì)飛機(jī)失事的幸存者的研究中發(fā)現(xiàn)，事故增強(qiáng)了乘客“杏仁核、內(nèi)側(cè)顳葉、前后正中線和視覺皮層”的神經(jīng)活動(dòng)。被一些科學(xué)家推崇的，認(rèn)為記憶存儲(chǔ)在獨(dú)立的神經(jīng)中的觀點(diǎn)也太荒謬了：如果真這樣，那這種說法將把記憶推到更難理解的層次：記憶怎么存儲(chǔ)在細(xì)胞中？存在細(xì)胞中的哪里？所以Jinny憑空畫鈔票的時(shí)候發(fā)生了什么？如果Jinny從未見過鈔票，她第一次肯定跟第二次畫的完全不同。但在之前見過鈔票，她就已經(jīng)變了。她的大腦發(fā)生了“變化”，以讓她能想象出鈔票的樣子，在某種程度上“重新體驗(yàn)”見到鈔票的感覺。這兩個(gè)圖的差別提醒了我們，我們善于認(rèn)出但不善于回憶，沒有依據(jù)地想出的某物樣子比真正識(shí)別出它要難得多。當(dāng)我們-回-憶-某事(回，返也；憶，思也，念也)我們必須嘗試重新體驗(yàn)。但當(dāng)我們只是認(rèn)出某物，我們只需要記得自己曾經(jīng)感受過。Jinny能背下鈔票的樣子，鋼琴家能通過反復(fù)練習(xí)而不用看樂譜演奏。但鈔票和樂譜的圖像不可能“存儲(chǔ)”在他們的腦中。(四)這么一舞弄，我們終于可以開始搭建無比喻的人類智能行為理論的框架——這樣的大腦不是空的，但至少扔掉了IP比喻的包袱。當(dāng)我們?cè)谑澜缰写┧螅覀儽桓鞣N經(jīng)驗(yàn)所改變。其中比較突出的有：(1)我們“觀察”周圍的事物(他人的行為、音樂的聲音、給我們的指導(dǎo)、頁(yè)面上的文字和屏幕上的圖像)；(2)我們“同時(shí)”接觸到不重要的刺激(如警報(bào))與重要的刺激(如警車的到來);(3)我們依據(jù)自己的行為受到“懲罰”或“獎(jiǎng)勵(lì)”。如果我們依據(jù)這些經(jīng)驗(yàn)而改變自己，那我們能活得更好。背一首詩(shī)或唱一首曲、服從交給我們的指導(dǎo)、把不重要的刺激當(dāng)成重要刺激來看待、避免做讓自己受到懲罰的事而爭(zhēng)取做讓自己得到獎(jiǎng)勵(lì)的事……別管某些媒體如何報(bào)道，沒人真正知道學(xué)會(huì)唱歌或背詩(shī)后大腦究竟發(fā)生了什么變化。但那首詩(shī)歌都沒被“存儲(chǔ)”在腦中。大腦只是為了讓我們能在特定場(chǎng)合背誦詩(shī)歌而做出“變化”。表演時(shí)，我們可以直接吟誦詩(shī)歌，不需要在大腦中“檢索”。幾年前，我詢問了哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)學(xué)家EricKandel，我們還有多久才能認(rèn)清人類記憶的原理。他因研究海蝸牛的神經(jīng)元突觸上某些化學(xué)變化而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。他很快回復(fù)了我：“一百年?！蔽覜]問他是否認(rèn)為IP比喻拖累了神經(jīng)科學(xué)，但已經(jīng)有科學(xué)家開始涉及這塊禁區(qū)：IP比喻并非不可或缺。有的認(rèn)知科學(xué)家——著名的有辛辛那提大學(xué)的AnthonyChemero——徹底拒絕相信人腦的工作方式類似電腦。主流的看法是我們像計(jì)算機(jī)一樣，通過對(duì)心理表征的計(jì)算來理解這個(gè)世界。但Chemero等人持另一種觀點(diǎn)：智能行為是生物與世界的“直接交互”。我最喜歡的范例要數(shù)MichaelMcBeath等人1995年在《科學(xué)》上的論文。他們研究了棒球賽中捕手接球的過程。在IP視角中，運(yùn)動(dòng)員需要建立出球初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表達(dá)式——包括撞擊的力度和軌道的角度什么的——然后分析出可能存在的球的運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)部模型。接著用這模型持續(xù)引導(dǎo)身體肌肉的運(yùn)動(dòng)，及時(shí)在空中截下該球。如果我們能像計(jì)算機(jī)一樣工作，那這方法當(dāng)然沒問題。但一個(gè)活著的運(yùn)動(dòng)員只需要認(rèn)清球的“線性視覺運(yùn)動(dòng)軌跡”(linearopticaltrajectory)，根據(jù)場(chǎng)地判斷并調(diào)節(jié)自身與球之間的視覺關(guān)系就能接到球。完全不需要用到方程、表征和算法。英國(guó)利茲貝克特大學(xué)的心理學(xué)教授AndrewWilson和SabrinaGolonka就把這個(gè)案例放入了他們的寫作之中。他們意識(shí)到學(xué)術(shù)界必須做出改變。主流認(rèn)知科學(xué)仍在肆無忌憚地使用IP比喻。默認(rèn)該比喻的正確性，世界上最有影響力的思想家已經(jīng)為人類的未來做出了恢弘的斷言。許多人——包括物理學(xué)家霍金，未來主義者Kurzweil和神經(jīng)學(xué)家RandelKoene——相信，因?yàn)槿祟愐庾R(shí)跟計(jì)算機(jī)軟件類似，人類意識(shí)很快就能被下載到計(jì)算機(jī)里。我們會(huì)在電路中得到無比強(qiáng)大的智能并獲得永生。這一概念帶來了約翰尼·德普主演的電影《超驗(yàn)駭客》。在這個(gè)反烏托邦故事里，神似Kurzewil的一位科學(xué)家的意識(shí)進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)，人類差點(diǎn)完蛋。還好，因?yàn)槿四X跟信息處理無關(guān)，我們永遠(yuǎn)也沒必要擔(dān)心人的意識(shí)會(huì)在賽博空間里失控，我們也永遠(yuǎn)不會(huì)通過下載達(dá)成永生。這不僅是因?yàn)槲覀兡X中沒有軟件，而且是因?yàn)榱硗庖粋€(gè)原因——且稱它為“獨(dú)特性問題”。(五)因?yàn)椤坝洃涖y行”和“刺激表征”都不存在于大腦中，因?yàn)槲覀冎恍枰尨竽X有序地根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)來改變就能在世界中生活。我們沒理由相信兩個(gè)人會(huì)基于同樣經(jīng)歷做而出同樣改變。你跟我一起去聽音樂會(huì)，你聽《第五交響曲》時(shí)大腦中的變化肯定跟我的完全不一樣。無論是什么變化，它都是建立在現(xiàn)有的獨(dú)特神經(jīng)結(jié)構(gòu)上的，每個(gè)結(jié)構(gòu)都受到那個(gè)人過去一生經(jīng)歷的影響。這是為什么FredericBartlett爵士在他1932年Remembering一書中闡述，沒有兩個(gè)人重續(xù)的同一故事會(huì)完全相同，久而久之故事的版本還會(huì)越來越多。人腦中沒有原故事的“備份”，人們只是在被改變的大腦中“重新體驗(yàn)”那個(gè)故事。(他們做得如何？請(qǐng)看第一張鈔票。)我覺得這算是令人感動(dòng)的吧，每個(gè)人都是獨(dú)一無二的，不只是因?yàn)榛驑?gòu)成的不同，更是由于大腦隨著時(shí)間做出的不同改變。但這也很悲傷，因?yàn)檫@樣復(fù)雜程度會(huì)把所有神經(jīng)學(xué)家給嚇跑。即使我們能把860億腦神經(jīng)都記錄下來并在電腦上模擬，這個(gè)巨大的結(jié)構(gòu)將在造出那個(gè)大腦的身體之外毫無意義。IP比喻對(duì)我們?nèi)鱿铝藦浱齑笾e：電腦可以關(guān)了再開，但人腦怎么可能死了再活？人腦一旦停