关于智能本质的思考

Posted 2020-06-14

首先声明，本人才疏学浅，对智能的理解仅仅能算是一个后辈的学生，在诸多大神面前妄谈“智能”这么高深的问题，实在有些诚惶诚恐的感觉。

开宗明义：智能是什么？非常多人会说是“运用知识解决这个问题的能力”，当然也有人说得更简单如：“智能的本质是预測”。“智能的表如今于超强的适应性”等等。我这里无法去否定他们的观点，由于否定他们没有不论什么意义，由于智能本身就是一个非常宽泛的概念。这些观点仅仅是对智能理解的角度不同罢了；但从不论什么一个观点，假设用“打破沙锅问究竟”的精神去思考，或许最后能得到相同的结论。

我如今就“打破一个砂锅”试试。

这里只从“运用知识解决这个问题”的角度入手，这句话是说：智能是为了解决“问题”的。解决这个问题的时候要使用“知识”。那么“问题”是什么，“知识”是什么，“知识”又是如何“运用”来解决这个问题的呢（啰嗦吧）？我这里从“问题”的角度入手，问题是人提出来的。是由于人的某种须要。须要解决。那么假设问题没有解决是不是就没有智能了？一个小朋友，回答不出老师的问题。我们说他没有智能。这个人假设换成爱因斯坦呢？从另外一个角度，依照常识我们解决一个复杂问题须要多个步骤，A人解决A问题须要多个步骤。B解决B问题也须要多个步骤，A没解决。B攻克了，A没智能。B有智能；但A解决这个问题的步骤里面恰恰包括了B的全部步骤。由此看来把“智能”和“解决这个问题”直接等效起来是有问题的。智能不一定能解决这个问题，或者要看问题是什么。这里须要先把解决这个问题从智能本质分开，后面再解释解决这个问题是什么。

“知识”是什么，不同的人不同的理解，由于“知识”这个词本身仅仅是一个符号。是一个抽象概念。不同的人在脑中对它的表达不可能全然一样，即使对它的解释看起来全然一样，人和人的理解也是有区别的。我这里生搬硬套的引入一个“信息”的概念（我的对“信息”这个词理解可能和你不一样）。并把“知识”定义为“信息的投影”。“信息”又是一个非常泛的概念，我们最好还是把它进一步的泛化：实体空间的一切事物。小到原子、夸克，大到地球、太阳系、星系、星系团、平行宇宙……，描写叙述它们当前和各项属性，过去、未来的各项属性，以及它们之间的相互作用以及可能的相互作用的属性叫做信息，此外还有信息本身的信息。信息的信息的信息。这个信息与那个信息结合的信息等概念也叫做信息；如今比較新的物理理论。质量是通过几种夸克之间相互作用产生的，描写叙述它们的仅仅有信息，即我们生活的这个实体世界本身也不存在所谓的实体，我们看到的、摸到的、仪器測到的都是信息。这里扯太远了，眼下还是先保留这个实体空间，由于它对我讨论后面的问题有帮助。既然信息无所不包，这里也引入一个概念叫“信息空间”(有人用过了)，它也是一个抽象的概念。不存在体积的问题，每一个维度量的大小都好像实数一样多。它维度数的大小也像实数一样多。尽管信息空间非常大，但它里面的信息还是有规律可循的。包含信息的信息也是有规律的，这个规律本身也是信息(在数学上叫范畴，范畴的范畴)。知识就是这样一个信息空间的某一部分在实体空间的物质上的“投影”，这里使用“投影”这个概念，是出于习惯或形象，首先投影确实反映了信息的某些特性。存在信息的损失，但相同一个投影它可能反映的是还有一种信息的还有一个方面，就好象DNA，相同的片段在不同的环境能够合成出不同的蛋白质；更极端的——看似不相关的事物，实际上它们内部可能存在着某种联系。这也是信息表现出来的规律之中的一个。在信息论里面有描写叙述。

讨论到这里，基本能够把“智能”定义为“信息的获取和运用”或者更准确一点，把“智能活动”定义为“信息的获取和运用的过程”。

获取的过程就是信息的“投影”或者“再投影”的过程，伴随着信息的损失。运用的过程实际就是实体之间直接或间接的相互作用（实体本身就是带自身信息的）；而实际上信息获取的过程也是这样的作用的结果；差别仅仅是信息流向的不同……假设就这么定义的话，那么一面镜子，接收光子信息并通过内部作用反射光子的信息。不是也有了智能？……镜子做的是信息传递，但在镜子的角度就是“获取”和“运用”啊，所以智能不能这么定义，那么除了信息传递这个过程，信息空间还有啥呢？答案是：信息的抽象。所以“智能活动”要定义为：“获取信息并抽象，以及对抽象信息运用的过程”。或者说智能的本质在于“信息的抽象”。也能够说“智能是一种信息抽象”。

至于如何抽象。这又是一个非常大的问题，又涉及到物质和物质，信息和信息相互作用。相互关系的问题，能够以后再讨论。

为了更形象一点，以下本人就人类智能是如何演的做一下简单描写叙述，描写叙述得非常粗浅，可是那个意思即可了。非常幸运。人类自从他能被叫做人的那一天起就是群居的，并且能识别物体了。这是剑齿虎，那是长毛象，手里的是棍子，事实上进入我们眼睛的，只是是一些光子。是我们的视网膜，大脑的视觉皮层把这些光子的信息进行加工——信息抽象的过程。加工的网络非常大一部分来自我们的遗传——最后在我们的脑中可以找到见过的动物的脑细胞，然后前辈就发出危急或者进攻的叫声，渐渐的这些叫声发展出了语言。语言是对叫声的抽象，有了语言人就能更好地交流打猎或逃跑经验了；有时候，前辈不在。要告诉他事情，仅仅好那棍子在地上画画。画画代表了对事物的抽象。慢慢地画画抽象成了文字，可以范围更大更持久的传递打猎或逃跑经验了。人类学会了耕种、取火、制作武器等技能，建立了文明，又抽象出文学、数学、物理、化学等一推各种各样的学科，正是人类抽象出的这些知识，才创造了今天的社会，科学知识仅仅是人类知识的非常小的部分。它是自然规律信息的投影。而今天，人类创造抽象和使用抽象信息的能力也越来越高。

用“对信息抽象的能力”来定义智能的本质，使我们对智能理解一下宽泛了非常多：

1、自然界在非常早就有了智能。智能不是人类的专利，人类和其它动物不同的仅仅是掌握的知识抽象程度不同罢了。

在自然界智能有非常多种表现形式，都表现为信息抽象的程度越来越高、规模越来越大。

生命的进化本身就能够说是一种智能。DNA（或其它遗传物质）所表达的信息越来越复杂以致创造出人。知道基因组计划的人，无不为大自然的“鬼斧神工”所折服，此为遗传的智能；蚁群、蜂群、鱼群等都表现出群智能特征，其本质是一种信息共享。最新的研究，非常多动物事实上都比我们想象的要聪明得多。人类社会是集之前这全部智能的大成者。语言、文字时信息共享持久快捷。如今又多了互联网、机器智能。更是如虎添翼……，由此看来智能事实上是自然界非常普遍的一种现象，仅仅要条件合适，它就会生根、发芽、成长。宇宙中其它地方有非常多智能体一点都不该认为奇怪了。

2、智能的程度在一定意义上是能够衡量的。即抽象信息的广度，深度（抽象度），处理信息的速度等；也即我们所说的低级智能和高级智能。

那是否深度越深、广度越大、速度越快就越智能呢，至少在一定程度是这样，也有例外：

①信息在实体空间的投影。以及投影的投影，具有传递性：即A投影到B，B投影到C也就是A的一种投影。

②知识本身是信息的投影，假设两种信息在实体空间投影相似，那么假设条件恰当是能够反复利用的。

    换句话说：相同的数字。相同的处理，我们能够赋予它不同的意义。

当然还有非常多，这在非常大程度上取决于“算法”。

3、智能活动本身和解决这个问题不直接相关。这一点在之前的论述里面已经有过一些讨论，问题是人提出来的，它出于某种须要。问题的解决是要在信息空间利用当前信息和已有的知识。寻找某种路径，达到人觉得惬意的结果。但大多数问题是无解的，要么信息不够。要么资源不够。要么提问的方式有问题……。人没事的时候瞎想(像本人如今这样)，做梦什么的也是智能活动的一种，并且还比較高级。

4、智能活动的实体和有没生命无关。依据定义，仅仅要能获取信息并加以抽象就是智能活动。与实体是否具有生命无关；机器实现的智能也是智能，如今已经到了大数据时代。计算机处理信息的规模都前所未有的高。某种程度远超人类本身，为什么人老说它不智能呢？个人觉得主要原因在“人类中心主义”。还有一方面计算机对数据处理的抽象度确实不够，还有就是机器确实不能“理解”它处理的数据是什么，这涉及到人类所谓“理解”模型的建立以及计算机怎样把它表达出来的问题。

5、智能不是万能的，它的发展也是没有止境的。

① 智能在解决这个问题方面，只是是利用自然的一面去改变还有一面，智能本身也受自然规律的限制。

②依据測不准原理，宇宙的大多数事物是无法准确模拟的，还须要实践来观察、发现，导致新的知识的发现具有非常大的偶然性；

③信息的产生，特别是深层信息的产生是有非常大偶然性的，这须要自然界的巧合以及某一时期某个人的顿悟。当然从还有一个角度。知识的积累特别是信息本身知识的积累。也会对信息的产生和发现会有极大的促进作用。表现为这样的偶然越来越频繁。智能发展越来越快。

④不是全部问题都有答案或者都能够解决：大多数问题本身就具有不可计算性，我们收集信息的能力。处理信息的知识，处理信息的量。输出的方式都是有限的（即便机器也是如此）。

⑤人类发展至今，所积累的知识尽管已经非常浩大，但相对于信息空间而言，也是微不足道的，即使在将来机器智能高度发展的一段非常长的时间甚至是整个人类历史、机器历史都是没有止境的。

 

以下再“妄谈”一下个人对当前与智能相关的热点问题和技术的看法：

1、意识

意识是一种脑机制。是动物进化到较高程度时的产物，大自然的杰作。我们眼下无法知道它是什么，但我们知道我们常常无意识的做某些事情，无意识的动作能够发生在我们用意识控制之前，裂脑人两边大脑分开后，两边各有一个意识……。

我们不好区分究竟哪个脑区是负责意识的，但我们最好还是设想这样一种脑机制：大脑本身是由神经网络控制的。它控制着我们身体的各个器官。管理着几大系统。当然有些是由小脑控制的，这些都在我们的意识之外，另外另一种机制——至少和短时记忆，注意力及时间感知等有关——这样的机制在大脑原有的神经网络系统遇到特殊情况，发出较强信号的时候或者在集中注意力在某些器官（但信号没那么强）的时候进入短时记忆，在短时记忆里对信息用第二种和无意识系统不大相同的方式处理。

处理完也能够发出信号。驱动身体动作。假设反复多次相同的过程，无意识也创建了对应的神经连接。以后类似情况无意识就自己处理了。

这里面有一个争论的问题。就是有没有一个意识的中心的问题，短时记忆、敏感化作用比較原始的动物就有，至于中心在哪儿或者没有中心，或许能够从“哪种能效更高”的角度考虑。要想在自然界生存，就得节能。

在我们意识的情况下，经常伴随着语言的现象，就好像我们在用语言思考一样，个人觉得原因非常多，可能性最大的是由于语言本身的编码比較短。在短时记忆存储量有限的情况下可以存储很多其它的信息（或者叫信息的索引），增大了意识对信息处理的量。能效更高。

有兴趣的可以去研究一下聋哑人朋友的认知，应该也有类似倾向。左右脑可能都有相同功能的脑机制，通过胼胝体和额叶连在一起时是竞争关系。

总之。意识是脑区功能高度分化下的产物，仅用传统神经连接的方式或许也能实现相同的智能。但须要很多其它能量，耗费很多其它材料（多耗材本质也是浪费能量），所以自然选择了意识这样的较节能的方式，而人类语言的产生对此种机制进行了极大的扩充，文字的产生就能够把短时记忆的信息写下来，更使短时记忆的有效性扩充了数倍。

2、情感和欲望

非常多人觉得：情感和欲望对智能非常重要，甚至把它们作为智能的标志。

我基本允许这一观点，但要加一个字，“人的智能的标志”。人的智能是智能的一种表现形式。或者说它是多种智能表现形式的综合体。

激素和某些化学物质以及人类先天的神经网络、器官等非常大程度决定了人类的行为。它们是人类非常多智能活动的动因。影响着人类智能活动的方向。改变着人脑的结构……。较新的研究表明，知识可以改变大脑结构，毒品也能……人真是太复杂了。只是。眼下计算机已经可以对情感进行一定程度的模拟，当然无法全然一样。由于人和人还不一样呢。

3、深度学习

在这里我就只是多介绍深度学习。网上的大牛太多，我这里仅仅说说我对它产生的意义的理解：

①深度学习模拟人脑的功能，是认知与记忆的统一体，认知的过程伴随着回顾和记忆，回顾或想象的过程进行着新的认知。

小议：假设再加上网络之间的交织，对学习功能有极大促进作用，比如“发现同样就进行类比”——发现同样是一个层次。类比是另外一个层次的逻辑——这本身就是能够学习的。

从这个角度讲，或许都不用设计另外的逻辑层。单靠神经网络就足够了；当然，假设有逻辑层处理更高效，还是须要引入的，毕竟计算机在算算术等活动方面还是很高效的。这须要保证接口与神经网络适配。

②它提供了一种新的信息处理手段。实现了自己主动特征提取。并在此基础上实现了非常高效的分类识别。

③它眼下还没有完备的数学理论支持，把计算机科学非常大程度上变成了实验科学。对我们开拓思想有极大的促进作用。

④在视觉、语音领域。它的特征提取结果得到了脑科学研究者的印证，也就是在大脑中找到了表达相同特征的脑区。使我们向大脑学习。找到了事实根据。

⑤自己主动编码和自己主动特征提取。为我们对高维度信息，或者抽象信息的特征提取以及表达提供了有效的手段。

⑥自己主动编码中的解码过程即信息还原的过程，是由抽象到详细的过程。这与人类的想象力在某种程度上是等效的。

这个方向发展下去：将来你给机器一个剧本，它能给你一部电影，演员由你指定。

当然也不能把深度学习理解成万能的，它仅仅是人工神经网络的一种。智能还有其它表现形式，各自有擅长的处理信息的方式。

4、NARS

Non-Axiomatic Reasoning System(非公理推理系统)。非常高兴这个理论及系统是一位华人——王培老师提出来的，在这里我也不多做介绍，谈谈认识：

①它是一种认知逻辑，用一个简单理论——如果在不论什么条件下，知识和资源相对问题都是不充分的——攻克了以往非常多数理逻辑在实际应用中存在的不相容的问题。

②它是一种较完备的形式语言，是一个开放系统，能够用来表示现实世界，可推演、可计算。

③公式简单，easy学习，可操作性好。且有一套较完好的系统实现。

④开拓思路，引入了频率和可信度两个概念就攻克了不相容问题。或许能够再引入几个维度。解决其它的问题。

⑤它不排斥外来输入。不论什么数字化的信息、一幅图像、一段声音在里面都能够作为操作单元。能够非常好的与外部系统相结合。

另外，另一个AIXI模型。它证明从数学角度上讲智能是不可计算的(又有一个AIXItl可以近期似计算)。那里面的智能指的是预測。

从某种意义上讲，预測确实可以通过各种组合和相互作用实现我们已知的多种智能形式。就像我们的神经细胞一样，但预測的前提也是须要对之前信息有一个抽象表达，然后再用这个信息去预測……或许仅仅是和本文看待智能的角度不同；还有就是从物质和能量的角度，生命和智能都表现为一种自组织的现象；事物本来就是多面的。从不同角度去看，它会展现出不同的形态。就好象是一种你那个方向的投影。至于哪个方向更本质，“本质”这件事仅仅是人定的。争也是名词之争。但无论怎么说，自然的规律就在那里。等着我们去发现。