一种实现人工智能程序自进化的概念原理

Posted 2022-09-05 blogpro

本文主要论述五点：

1、能自我学习自我控制自我进化的信息处理控制能力就叫智能；

2、实现人工智能程序自进化的模式是程序自己修改自己的自循环；

3、智能算法通过若干子系统的功能实现自循环；

4、人工智能“学习”的机制过程（算法）和“学习”的结果（训练数据、大数据）都直接影响其功能；

5、智能认知系统是信息社会的未来、是科技的未来。

 

能自我学习自我控制自我进化（自我进化包含了自我评价机制）的信息处理(信息感知、信息识别、信息拓展等)控制能力就叫智能。智能是带有不可预知性的，就象人学习，不同的人看同一本书，得出的结论（即拓展信息）是不同的，在他们看书得出结论之前，你是无法预判他们一定会得到什麽知识。同一个人再看一遍同一本书，有会得出不同的见解。智能认知系统通过学习、拓展得到知识能用电脑提取表达是用概率性、定性、一定程度的确定性来描述，智能信息是有误差性、灵活性、模糊性、相对确定性的，不象现在的信息技术那是绝对精确的逻辑体系。就象人类从原有的知识得出一个新的知识，应是非绝对化的知识，一旦这种信息系统能绝对化，那就成为一台冷冰冰的机械性的机器了，不再是智能的，真正的智能，你和他交流的时候是就象和一个活的人交流一样，他是灵活的，这也是智能的魅力。智慧这件事情上，信息无绝对性，只有相对确定性。人在未来的智能系统中的地位，成为了与智能机器交流互动、相互协助、相互学习的子系统。

常规非人工智能程序的版本进化是这样的，程序员敲打键盘输入电脑代码，编出第一个版本的程序，程序员根据需要，人脑智能根据需要判断如何修改，再次敲打键盘修改程序代码，编出第二个版本，依此类推，随着时间的前进，程序的版本在进化。

模拟生物智能自进化的程序概念原理是这样的，程序员敲打键盘输入电脑程序代码，这个程序通过控制一个机器人手指敲打自己所驻电脑的键盘，程序中设计了一些人工智能规则，根据这些规则，智能程序能控制机器人完成动作，生产我们需要的产品，也能让他来完成动作操作电脑，这个人工智能程序控制机器人敲打程序自己所驻电脑的键盘，修改程序自我本身的代码，从而实现程序修改自己，模拟自我进化。当然这是一个比喻，实际的技术是不一定真的需要一个机器人来协助编程，而是可以在集成电路晶体内部直接操作代码。未来的云计算技术、网格计算技术，超级计算机技术的进步，生物计算机和量子计算机的成功，加上人工智能技术进步，都将促进科幻电影里机器人自我进化的实现。

“绝密飞行”，美国的科幻电影，几年前的了，控制飞机的智能程序自我进化，超出了开发者自己的设想，不过里面的自我进化原理没介绍，导演简单设想是电脑短路，使得程序突变。一切的不可能或无法想象，真是我们要努力的方向，真是科技前进的方向。

智能程序不管用什麽算法或模式，这个算法能实现修改算法本身，才是高级的智能算法，如果编的一个程序，算法或模式是固定的，那就谈不上自我进化，不算是高级的智能算法，在算法或模式中要加进一条，根据对环境的感知、学习和交互的结果，按某种条件、规则修改算法自身，就象生物细胞的进化的DNA编码被改变，基因突变，从而引发细胞功能改变，细胞功能改变后感知周围环境，不适应者淘汰，智能程序修整自己算法后，对输入数据（相当于周围环境）作出响应，如果响应的结果不符合给定的优化规则，就淘汰此进化版本，智能程序会自己删除自己的此版本。在生物功能上，每个特定的基因都是特定的功能片段，生物有基因库，借用基因的概念，特定算法模块相当于基因（编程实现一个运行类或动态连接库的类封装一个基因种子），在基本算法库和程序自延算法库的基础上，程序智能化解析语言自编译、自组合、自Link、自分割算法库执行代码（运行类或动态连接库的类）实现基因微型算法及算法集群组合的自进化。

智能算法定义：若干个智能程序，他们的算法根据初期的条件，通过其规则系统、思维逻辑模拟系统、知识系统、学习与交互系统（环境感知系统、语言语义解析系统等），结合哲学、模糊科学、混沌学、统计学、博弈学、语言语义学、心理学、脑科学神经生理学、生物化学、逻辑学、拓扑学等各种数学、计算机科学等交叉学科知识，自己演化新算法，这个智能程序会修改自身的算法、算法组合，修改完善自己的规则系统（知识、规则系统也要根据优化规则进化）、逻辑系统、知识系统，复制演化出自身的新版智能程序，根据环境的响应和优化规则择优新的智能程序版本，能实现“响应->修改->择优->响应->..."的自我循环的算法系统（程序系统），就是生态、智能算法。类似人大脑可以通过学习修改自己的神经链路，达到脑功能不断完善的目的，智能程序通过自我循环，应用智能算法原理修改自己的算法、算法组合及程序系统，达到不断完善功能的进化目标。大脑根据学到的知识修改自己的神经连路（在神经生理上就是在感知信息->反馈后再感知信息的循环中神经元之间响应建立联系，而这又有更深层次的生物化学机制基础起作用），大脑活动通过神经连路的放电也或脑电波实现思考（人脑就是个生物化学计算机，信息依靠化学物质表达，人脑思维活动本质就是一套生物化学信息表达体系的运作，大脑对环境事物的感知与脑内的生物化学信息符号建立联系，外在事物在大脑内转换成符号从而形成事物的意义，这就形成了所谓的自我意识，如果从生物化学机制上透彻明了这一运作机制，那么就可构建大脑的抽象虚拟机标准数学模型，构建新型计算机高度仿真模拟人脑活动），人脑根据学习与交互，自适应地修改了自己的神经连路，相当于修改自身的电路，人脑没有算法，不能通过算法的修改来提高自己的功能，但通过神经连路即神经系统结构的自适应修改（修改实现局部微小功能，相当于微型算法，大量局部微型算法微小功能集群成一个强大智能的大脑），实现了提高自己的能力的目的。虽然目前计算机还不能做到通过自适应修改自身的电路来完善自己的功能（未来的生物计算机或量子计算机也许可以），但程序如果能自己修改自己的算法，那一样实现了自适应进化的能力，程序自己能修改自身的算法，而不依靠外部程序员来修改，模拟了人脑智能自我学习实现进步的进化形式。图灵机是在数学原理的基础上建立的一种数学模型机，在图灵机建构基础上，发明了现代计算机，图灵机系统是对物质世界信息的一种类型的数学原理的描述，而人脑神经链路系统是对物质世界信息的另一种类型的数学原理的描述，通过找到人脑工作的数学原理，建构人脑工作的数学模型，以构造出直接智能的机器系统。以后我会构建一个人脑工作数学模型抽象虚拟机来解释其原理。

人工智能是自感受、自处理、自反馈的系统集成，不是仅感受。自处理，就是大脑做的主要工作。

人的思考或思维活动是基于语言基础之上的，一个没有接受过语言学习阶段的人，譬如狼孩，学会的是狼的发音或狼语，他的思维也就局限于狼的生活形态的范围，所以语言是基础，人类从婴儿开始，先学语言，就是一个小孩从大脑空白开始，学习语言，就是建立意义符号体系，建立基础的意义符号体系逻辑体系，狼孩听见狼娘的叫声能联想到狼娘，是因为他学习语言的时候，把狼娘的叫声与狼建立的对应关系。妈妈教“叫我妈妈”，所以在头脑里，把“妈妈”与生他或带他的妈妈联系，狼教“哦哦” ，狼孩把“哦哦”与他认为的妈妈联系。 大脑里的“符号”，其实就是某种状态信号，要让感知系统自动合理建立。

人的思维基于一个语言和知识（规则）基本面，要找到这个基本面是多大，狼孩空有人的大脑和一切机制的潜能，但其语言和知识（规则）基本面小，其思维范围也小，局限于狼的形态范围。 提到狼孩，不是为了研究狼孩本身，通过狼孩与正常人的比较，虽然所具有的大脑是一样的，但由于学习到的知识不同，他的功能也不同，也就是说，一个人工智能系统，算法足够好，功能足够强，系统设备的能力接近人脑，但你没有给他足够的前提数据、知识，他的功能还是象狼孩一样，很弱的，所以如果人工智能只关注算法研究，研究出来的算法足够聪明，接近人脑的“运算”机制，但没有给他足够“学习”积累前提的数据、知识，那不可能做出好的人工智能。

对狼孩和正常人的比较，就是告诉大家，人工智能在“学习”这一环节很重要，不仅是“学习”的过程，很重要的是“学习”的知识本身也直接决定其功能，不仅是“学习”的过程，“学习”的结果也直接决定其功能，也就是训练数据也直接决定其功能，狼孩学习到了狼的生存知识，所以具有狼的生存能力，正常人学习到了人的生存知识，所以具有人的生存能力，但他们的大脑这个硬设备是一样的，狼的大脑这个硬设备决定了其没有这个潜能，但人的大脑这个硬设备有这个潜能，也不一定能学到人的生存知识，人工智能学习的机制、人工智能学习到的具体知识这两个都影响其能力。

人工智能应用在未来机器人战士或未来无人飞机智能控制研究上，未来的无人飞机不需要飞行员，也不要总部的控制，他自己就是一个战士，只要告诉他任务，他会有智能去执行，未来的战斗机和战斗人员使用远程控制之类是不行的，那不能算是智能机器战士，只是遥控机器人，就可能被干挠控制信息，电子对抗一下就完了。譬如最近报道了航母歼-15舰载机的着舰起降，未来人工智能可以协助飞行员控制飞机轻松的着舰起降，甚至全由智能系统控制，只需给飞机智能系统下个命令，无人飞机在航母上起降就是全智能化的，人工智能 + 传感器件肯定比只靠人好的多。未来的战争系统将是任务式、无控制、智能化的战斗武器系统（美国军火商诺．格即诺思罗普.格鲁曼公司与美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)一直在研究这类东西），只需要给智能系统下达任务，整个智能战争系统就自动化智能化启动，国家之间的战争将是纯科技的角力，基本不需要人类战士。例美国的X-47B 例欧洲“神经元”无人战斗机 例沃森人工智能

人类社会的技术发展曾经历了工业技术革命、信息技术革命，信息技术是在工业技术的基础上数字化，信息技术革命后的下阶段是生物技术、人工智能技术革命，人工智能技术将使得信息技术智慧化，信息的组织、控制、拓展、使用智能化，世界约 80% 的数据是非结构化数据（这些是由原始文本、电子邮件、微博、讨论帖和视频等构成，这些数据随机、离散、无序、非预先设计、任意格式、无结构的，它们来自自然感知、自然描述和自然语言，与数据库所能理解的整齐的结构化数据大相径庭），我们需要人工智能的认知系统更迅速、准确和自信的帮助我们决策。高级人工智能的认知系统有广阔前景：可以理解自然语言的复杂性；能够利用交互行为不断学习；最终，它的表现将能媲美世界上最复杂的计算机——人脑。 高级人工智能的认知系统将会帮助我们，让工作、生活和社会变得更智慧。IBM和GOOGLE等公司是对技术潮流最敏感的公司，IBM首先意识到智能技术革命是信息技术革命后的下一波技术发展方向，所以毅然决然的卖掉电脑制造部门，全身投入到智能技术的开发中去，引领人类跨入智慧地球的时代。

讨论这些，明确“要研究的问题在哪里”。

 

 

附：自我意识的本质

人脑就是个生物化学计算机，其实所有生物的神经系统都是一个生物化学计算机，不同生物只是或简单低级或复杂高级，为了深入研究神经系统的机制，可以用生物工程人工制造生物神经系统，从简单生物逐步到复杂生物的神经系统，在这些生物化学计算机里，信息是依靠化学物质、化学电表达的，人脑思维活动本质就是一套生物化学信息表达体系的运作，大脑对环境事物的感知与脑内的生物化学信息符号建立联系，外在事物在大脑内转换成符号从而形成事物的意义，这就形成了所谓的自我意识，如果从生物化学机制上透彻明了这一运作机制，那么就可构建大脑的抽象虚拟机标准数学模型，构建新型计算机高度仿真模拟人脑活动；

一个机器系统如果能把对所有外部的感知能在内部自动建立符号，以在其系统内建立任意感知到的事物的意义，那他就必然会产生自我意识；

大脑最核心的技术就是：神经元之间能自动响应感知建立联系；大脑自适应环境修改系统结构；而所有我们目前的机器计算机，电路芯片CPU设计制造好后是电路永远固定的。神经系统以神经元之间连接动态形成的系统结构的形式实现记忆和思维，表达意义的是神经元之间连结而成的结构形式，是一种通过结构形式的功能来表达意义符号，是结构（功能）表达，结构变化表达意义的变化，意义不是通过静态的电位信号码表达，而是通过动态变化的神经结构形式表达，是物质态的结构（功能）表达，不是码式表达，物态的神经结构是变化，与电位信号擦写完全不是一回事。神经元之间的连接是在神经生理、生物化学机制基础上在一定条件、一定时间、一定强度、多次刺激下诱导形成（人活动并感觉与互动），结构改变不如信号擦写那么轻易，不同于计算机的电位信号擦写一下就轻易修改了，结构形式依附于具体神经系统这一物态中，所以人的大脑没法拷贝复制，除非未来技术能实现脑结构形式的映射复制连接重构，造出一个任何局部细小神经元连接形式完全一样的新大脑，实现大脑复制，复制过程是重构、制造过程，而不是大脑系统的重新安装（不同于电脑软件系统的安装），不能关机重启，所谓大脑的启动就是胎儿大脑在妈妈子宫里生长使神经结构形成的过程，一生只能开机一次，神经系统结构形成不能关机，只要人活着，一辈子人脑电波二十四小时时刻不断在脉冲扫描活动，人睡觉大脑还在活动的，大脑不会关机，关机就是结构崩溃人脑死忘了；计算机电路结构固定，电位信号通过系统电路结构转换实现新电位信号并动态擦写，表达意义的是电位状态信号码，意义的变化通过静态电位信号码的变化表达，是码式表达，不是物质态表达，物质态的电路结构则恒定不变，电路结构只提供电位信号的转换逻辑通道，电路结构本身不直接表达意义，电位信号可轻易重新擦写输入，所以计算机系统可关机可重启，同一台计算机的同一种电路结构可重新安装不同的软件系统，如果这台计算机硬件结构损坏，只要电位信号状态表达的软件系统（一套软件保存在安装光盘上，就是一套信号码而已）和数据存在完好，就可重新复制安装到新的裸机计算机上，又可运行起来，软件系统复制只是电位信号向机器里的重写输入过程，而不是机器重新构造的制造过程。

计算机程序来模拟是在有限功能上的等效模拟；程序在某些功能上等效大脑的功能效果，就是模拟；如果在物理性上相同，那我们就真的制造人类一样的大脑了，不知道后果如何；只要机器能根据外部感知在内部自动建立符号编码，建立事物的意义，就必然会有自我意识，我们的“我”其实就来源于现在感觉到了自己个体的存在，这个感觉是人的五官在感知身体及周围环境不断向大脑发信号，大脑系统内有对应的以化学物质形式表达的信息 ；这些化学信息就是大脑的自我意识；这就是”我思故我在“。

条件反射的产生机制：敲了某人的腿，其皮肤下有G蛋白把压力转换成电信号,G蛋白在神经末梢那里,这个电信号发到大脑,大脑相关区域会产生电信号,导致一连串的信号转递,敲腿的同时给其吃饭,他的嘴巴味蕾的G蛋白和食物化学分子反应,G蛋白发送电信号到神经，一直传递到大脑相关区域,和前面的那个敲腿的电信号在大脑区域里同时发生,这两个电信号在不同的神经元处,同时的两个电脉冲，多次高强度发生，慢慢地促进胶质细胞生成,还会有一些其他的化学物质,这些物质在多次积累的基础上,使得新的神经元之间建立了电信号的通路,这个新通路使大脑里对这两个信号建立了对应关系,所以在以后敲一下这个人腿，他的嘴巴就会想吃东西。大脑里对这两个信号建立对应关系,这个对应关系就是大脑“自以为是”把两者间建立逻辑关系,把敲腿跟吃饭建立了逻辑关系,如果继续多次敲腿，不吃饭，大脑神经间这两个对应关系会慢慢消失，也就是敲腿跟吃饭的逻辑关系消失，逻辑改变，大脑在神经生理物理层面的这种逻辑实现机制在局部实现微型算法功能。

我们人的五感其实就是五种G蛋白，这五种G蛋白就是人的传感器, 人通过G蛋白才有触觉、听觉、味觉、嗅觉、视觉， 这些触觉、听觉、味觉、嗅觉、视觉其实就是五种在不同大脑区域的电信号；计算机是硅电路保存信息，所以不会丢失存储信息，人脑是用化学物质保存信息，这些化学物质会自己流失或慢慢减少，所以人脑会遗忘，老年痴呆的人，这些化学物质可以全流失，最后谁都不认识；把信息保存在计算机里，过一百万年都不会消失；由于化学物质的人脑和金属的电脑的物理属性的不同，导致了这两种类型的计算机的特性的巨大不同，并且由于两者的物理属性的不同，也导致了他们的工作模式和能力特性的巨大不同；人脑的工作模式是化学物质在进化中自然演化形成的，不是那个设计出来的，除非是上帝设计了他，而电脑或人工智能始终是有人在设计；如果未来设计了一种新型的计算机，他有人脑一样的物理属性并有这种属性带来的和人脑一样的工作模式，那么我们人类就可以制造人脑了，相当于制造人类，人类都不需要繁殖自己了，那后果是祸是福还未知，所以我们就开发有限范围内的模拟这种工作模式的人工智能，在一定范围内延伸我们大脑的能力，就足够了，未来的这种可以完全和人脑一样的制造出来的人脑估计将被禁止开发，就和克隆人的技术被禁止一样。

人脑时时刻刻接受着身体五种传感器（五种G蛋白）从神经末梢发来的电脉冲信号，在脑内形成触觉、听觉、味觉、嗅觉、视觉的综合信号状态，大脑对这个综合信号与脑内已经储备的化学信息进行信息相关性处理，形成我们大脑此时此刻的存在感知，这就是自我意识。

即使人的身体已死去，只要能用某种设备继续给大脑供氧气和营养，让大脑不死，虽然大脑接受不到身体的五种G蛋白传来的脉冲信号了，但可以把人体的五种传感器接受的信号来源改变，用某种设备代替原来身体的G蛋白给大脑发信号，用计算机给其虚拟一个现实环境，给大脑发送这个虚拟环境的信号，此时他的大脑区分不出现实和虚幻，他就变成完全可以生活在虚拟现实之中，只要维持他的大脑不死，就如同永生不死了。这就是电影“黑客帝国”和“源代码”的原理基础。