证悟与超验-人是什么系列之六

终于来到了这个系列的最后一篇。我们今天来谈谈超出常识的东西,一种境界。 在中国儒家传统里叫证悟, 佛家禅宗叫顿悟, 道家叫悟道, 总之就是要悟。而西方传统里一直是没有的, 原因我们稍候会讲。但是后来他们已经有了。 要悟的是什么呢? 在道家是道, 在儒家是天人合一, 在佛家是彼岸,梵音波罗。道可道,非常道, 禅宗见性明心,不能说的,儒家证悟的王阳明圣人也很难把自己的本事传给弟子。 总之要理解这个都不容易, 何况做到?作者也是勉为其难强写一下,不喜欢的人现在其实就可以不看了。

回到这个心理学系列的初衷, 本来这个系列就是给写给码农,或者更具体一点,搞人工智能的人看的。码农都很忙, 整天忙于调参, 基本没有时间看人类人文知识的精华, 这通常不利于把参调的更好。 所以还是要留一点点时间给自己,学习一点人文知识。 比如认真看一看这个系列的文章。 王婆卖瓜,自卖自夸一下。

回顾一下这个人是什么系列。 我们从心理学出发的原因是在现代科学里,只有心理学把人当作一个整体, 用实验实证的方法在研究。尤其认知神经科学, 结合一些分子化学和现代成像技术, 能够把人能看的更清楚。 我们从弗洛伊德大夫出发, 概括性介绍了心理学三大门派, 以及有关学习的心理学理论之后就迅速跳到了认知神经科学中对人的整体认识, 特别是单独说了有关学习和记忆的分子层面的科学研究, 最后介绍了什么是意识。

我们忽略掉了心理学里面很多重要的东西, 比如格式塔的认知理论。而且我们基本只讨论个体,忽略了有关社会心理学的各种研究。不光这些,心理学的天空中众星闪耀, 比如詹姆斯, 比如弗大夫的一大票学生,行为学派能独霸美国心理学界几十年,直到我们研究HCI人机交互还主要是借助这一派的理论, 当然也不只是研究动物那么简单。切不可自满,以为自己都知道了。

又跑题了一大套, 就此打住, 我们回到正题。开始讨论证悟, 或者超验。 想弄明白一件事情的关键是把握脉络。 还是从弗大夫出发, 他的心理结构理论:本我,自我, 超我是一把钥匙,虽然后面有马斯洛等人的进一步发挥,已经略显过时, 但是仍然是几乎触及本质的东西。  弗大夫期望为自己的理论寻找原因和解释, 也就是人的动机, 他一开始认为是性和欲望, 力比多,后来自己就修正成爱与恨,最后他认为是生与死。 弗大夫的学生们基本上都和他分道扬镳了, 比如荣格, 他们看到了弗大夫只研究个体, 忽略了群体或者说是社会层面的东西。 荣格就提出了集体无意识,要说明白这个估计又要写一篇,跳过他。 我们就来到了认知神经科学。

我们知道了人的神经系统来源于自然的进化。 所以控制人生存,维系生命的神经系统就自成体系, 其中也有学习能力, 也有记忆。 但是我们看不到, 可以说是无意识, 也可以说是本我的一部分。 随后进化出来了有关感官和情绪的系统, 高等动物都有。 特别是情绪,人有自己独有的情绪, 比如说厌恶。 这个系统当然也自带学习和记忆, 自己就可以运转。感官和情绪构成了潜意识里的大部分, 而且这里的东西都可以进入意识,因此这是本我和自我。我们曾经在一篇文章里探讨过人的快乐系统, 讨论过欲望,享受,和学习三种快乐机制, 这些东西都在潜移默化的影响意识。 请记住,潜意识的内容远比意识要多, 最后进入意识的只是一小部分。

最后我们就来到了意识, 意识只有左脑有, 是潜意识通过竞争注意才出现的东西。 而意识之所以成为意识, 是因为我们有了语言, 有了符号系统, 并且有了逻辑。 有了逻辑之后, 我们就有了数学, 我们试图用符号,逻辑和数学来表征这个世界。到这个时候,一下子, 真正的自我就出现了。 有了我, 就有了非我, 世界被一分为二。 一半是我, 是主观意识, 是精神世界, 另一半是本来的世界, 但是除掉了我的成分, 变成了物质世界。 哲学吵了几千年, 就是在这些概念上打转。讨论到底那个是真,那个是假, 那个决定那个, 是一个还是两个?

人之所以为人, 有所谓智慧, 关键是符号,是表象, 是语言。 我能在这里给读者介绍自己的想法, 也只有通过语言。 有了语言和符号之后, 我们建立了所谓科学, 也就是西方科学。特别是现代科学, 主要就是通过符号表征, 以及符号和符号的关系也就是数学和逻辑, 来研究世界。 我们试图用符号系统和逻辑解释各种事物。比如物理, 就是通过数学表征加逻辑推导来研究自然现象, 依托于实验和观察, 符号表征最后在现实世界得到验证,我们就有了科学理论。

在二十世纪早期, 人类还相信通过这条路径就可以搞定世界。 这种天真的想法没多久就破产了。就实验来说, 我们有了关于量子的理论, 有了测不准原理。 我们终于知道,原来观察这个行为本身就已经干涉了世界原本的状态, 所以靠观察你其实不能知道真正的是什么。 而我们自己的逻辑和符号系统也不完美。 有了哥德尔不完备定理, 不管你有多么的努力, 总有一些你的逻辑符号系统里搞不定的东西。所以靠左脑,符号,逻辑, 自我意识, 没有办法真正完全搞定这个世界的, 永远也不能。西方科学远离了世界本源, 所以我们说他们在那时,其实没有道。

那么怎么办? 我们回到东方, 道生一, 一生二, 这是二元论。 因为自我出现,意识出现, 符号系统出现, 逻辑出现, 我们才能认识世界, 但同时我们也就把自己和世界割裂了。 符号系统能够表达的,只是很小一部分, 终究不是全部。 唯有抹杀符号, 去掉意识, 回到本源, 把精神世界和物质世界联通, 天人合一。 把割裂开的重新整合起来, 才能得到整体。 这就证悟, 是悟道, 也就来到了彼岸, 波罗密多! 请注意, 这和一出生时的婴儿状态很像, 但是婴儿是什么都不知道的, 没有这个符号和认识系统的过程, 先分裂,再整合, 等于什么都没有。 所以看上去一样的东西, 其实是不一样的。

在2008年, 哈佛大学脑神经女科学家吉尔•泰勒有个TED演讲, 讲述自己的经历。她曾经因为左脑中风, 血管爆裂, 影响了意识, 最后失去了意识。但是她并没有放弃自己,通过治疗恢复了正常。 她讲述自己的经历, 在失去了意识之后, 感觉连通了整个世界, 进入了类似开悟的状态。 她甚至把这段经历写了一本书,就叫左脑中风,右脑开悟。

佛家可以说是研究开悟最多的了。 佛家告诉我们, 我们成为人的开始就有了识见, 五识就是五种感觉, 第六识就是思考。 识是vi-jinana, vi在梵语词根里是分开的意思。 一分开就远离了真正的智慧。 在佛家里, 真正的智慧是般若, prajna。 prajana 就是非概念, 非符号的。 也非二元论的。 通过般若才能开悟, 才能到达彼岸, 这叫般若波罗蜜多(波罗是彼岸, 波罗蜜多是到底彼岸)。

按照人是什么系列文章的传统, 我们再来介绍一个人, 一个心理学家,其实不是传统意义上的心理学家。 肯.威尔伯。

肯是超个人心理学, 所谓传统三大心理学门派之后的第四心理学的掌门人。 注意超个人心理学不是超心理学, 后者是专门研究特异功能一类的玄学。超个人心理学为什么叫超个人心理学。 是因为智商190的马斯洛给出的人本心理学,自我实现的路径是个人的。 终究有所局限。 一味追求自我实现, 会导致自我中心的个人主义。越来越符号化, 也就越来越偏离真正的智慧。 所以要修正这种倾向。 要叫超个人心理学。

肯威尔伯是1949年生人, 战后幸福一代人。 父亲在空军服役, 典型的美国中产阶级家庭。 他的人生经历看似也很普通,本科时到杜克大学学医。 就这一条,了解美国的同学应当知道此人的家庭和读书本事都不会太差。 但是一读大学, 他就开始把兴趣转向心理学和哲学。 此人的阅读兴趣极广,也是真正的天才, 很快就有所悟。 因为他并不需要为自己的生存操心, 早早就可以开始专心做学问。

他在23岁就开始写自己第一本书, 花了3年时间写成。 然后又用了2年时间才出版。 不能出版的原因是,大部分出版人都看不懂, 不知道他在说什么。 这本书就是意识光谱。 此后肯威尔伯的人生就是著书讲学。他保持一到两年出一本书的速度, 到现在已经出了快20本书了。 但是最重要的, 也是有关证悟讲的最直接的, 还是这本意识光谱。

建议大家去看看书, 从出书的经历就可以知道, 这本书是面向少数人的, 因为一般人看不懂。 能开悟, 走到彼岸世界的, 甚至对这件事情有兴趣的,都是人类里面的少数。 大部分人受限于自身, 到不了这一步。

所谓意识光谱, 说的是人的意识可以划分成光谱一样的东西。就象光谱是电磁波谱, 而电磁波包括从红到紫的可见光,紫外端有紫外线,杀人的x射线, 伽马射线,红外端有红外线,各种无线电波。 本质上是一种东西, 但看上去极度的不一样。 意识也是。

古往今来东西方讨论的意识, 很多说的是一种东西, 因为外在表现不一样, 说法也不一样, 乱花渐欲迷人眼。 肯的意识光谱就是做了个总结。 他总结了七段意识。 分为五层: 阴影层是本我和自我的情绪,潜意识里的东西; 自我层是逻辑推导和符号科学; 然后是社会层面的文明,文化;再后来是所谓存在层,  到这一层就开始不清楚了,  因为大部分人到不了。 这一层的正面是所谓的极乐状态。 负面是魔鬼的世界, 极致的痛苦。 突破这层,就来到了超个人带, 证悟的世界, 这里有个瓶颈, 因为各种幻觉,被佛家叫走火入魔, 而走过瓶颈,真正开悟,   就来到了天人合一的境界, 来到了永恒。在肯威尔伯的说法里, 叫大心世界。

如何证悟呢, 首先要有自身经历, 所以年轻人可以不看这些东西, 经历不到, 什么都是白说。 然后有三种认识方法, 第一种是语言和逻辑, 我们指着月亮,告诉你,那个就是月亮, 符号描述只是一根手指, 一个方向, 靠这个到不了月亮, 摸到都不可以,本文写的就是这种东西。 第二种是所谓想象, 是画,是艺术, 可以是神话, 诗歌, 梦境, 归结为美 。 相对于语言来说, 这些都不是逻辑的。 语言是一条线, 美是一个情景, 是一个面, 美和艺术虽然看似比语言好些,但也只能告诉你的是什么不是道。 逻辑是靠类推, 想象是靠否定, 来引导人。 还有第三种方法类似指令。 也就是禅宗见性明心的路径。

指令是什么东西?只能打个比方, 指令就是做饭的菜谱, 虽然没法告诉你我做的饭是什么味道, 但是总是可以写个菜谱, 你可以根据菜谱自己做, 来自己品尝。 也能完成传达。 再举个例子, 作曲家要表现自己的感受, 他用音乐作为形式, 写出乐谱, 其实就是弹奏的一系列指令。 演奏者只要按照这个来弹奏, 就能体会到作曲家的感受。 佛家里有很多这种东西, 比如龙树的中观论, 可以说是佛学里最难的一种。 最难也最不难, 龙树想做的事情, 其实就是通过逻辑来否定自己, 告诉你一切都是虚妄。

肯威尔伯给了一点点有关证悟的指令。 比如首先要体察自己,把注意集中在身体的各个部位,来观察自己, 能够观察到自己的各个部分, 才能发觉潜意识, 整合自己, 这是基础的功夫。 然后可以借助想象, 在密宗里叫观想, 想象一个神, 或者佛, 这都是阶段性的东西, 只是为了让自己能够体悟到所谓极乐。 警告, 没有足够的人生经历,没有所谓静心和定力。 千万不要自己胡来, 搞不好就会精神分裂,会变成疯子。

然后就是生与死之间的转换, 这一部的关键是要摒弃时间。 有时间是因为意识, 因为逻辑,思考本身就是一个过程。 不要意识, 回到本源, 可以知道其实当下就包括了过去和未来, 所以真实世界其实是没有时间的。这是一个瓶颈, 无数人被挡在了这一步, 只有摒弃了时间。 通过了瓶颈, 才能来到大心世界。 得到证悟, 与世界连通。

证悟了之后呢? 其实没有什么超能力, 没有什么不一样, 只是通过连通了世界, 人从此变得再也不会受外物影响了,达到了内圣。 因为与世界一体本身就是最终的意义,人也不再迷茫。方向感就是力量。 内圣不需要避世,可以外王,请参照王阳明的人生经历。

使出洪荒之力, 也就说到了这个水平, 言语和逻辑在描述一种本来就不是言语和逻辑的东西, 是如此的苍白无力,难之又难。

再回到了我们的出发点, 码农熟悉的计算,算法, 计算宇宙。 世界之所以如此, 意识之所以如此, 是因为NP hard, 复杂系统, 真的难。

揭谛揭谛,波罗揭谛, 波罗僧揭谛,菩提萨婆诃。去吧, 去吧, 到彼岸去吧, 众生都去彼岸吧, 修成了正果。 理解了心经里最后这句话是什么意思之后,  请忘掉释义,只学发音。

谢谢观赏!

什么是国学

最近有点闲工夫就一直在写人是什么系列,   下面应该还要写两篇, 一篇写证悟和超验, 一篇写人的未来以及与AI的关系, 这个系列就可以结束了。对人是什么的心理学解释,本来写完加扎尼加的意识理论就应当停下来了。再往后会有很多口水仗, 有人会很不喜欢。 但是从完整思考的角度,还是要写,但又比较难写。 今天喘口气, 来点轻松的调剂一下, 我们来回顾一下中国的传统文化。从一个口水仗的大坑,来到另一个口水仗的巨坑, 也是作者喜欢没事挑事的性格使然。

上周一个传说中的巨师,加封汉语拼音之父的周老去世了。 朋友圈各种纪念文章刷屏。尤其有一片说中国没有所谓国学的访谈。 让人不胜唏嘘。 周老是那一代学人里活的最久的了。 应当说经历了近现代中国的全部苦难历程。 人生艰难, 消磨意气。 特别是当年中国全面落后于西方, 有人就怀疑一定是那里出了问题, 有所谓必须全盘西化的提法。 这是物质决定意识。 其实不难理解。

从我们一贯坚持的计算宇宙的观点, 我们能够来到当下, 与平行世界中的其他自己有所区别的全部理由就是历史。 而历史发展的规律又总是螺旋上升的。 对传统的理解, 所谓批判继承的态度才是正确的作法。 既有不对,也有深刻的。 否定一切, 说没有国学, 是一个人的人生态度, 也是一个人的思想高度或者层次没到位才会发生的。好走极端的人, 是因为脑容量有限, 脑子里容不下相反的观点。 这样说也许太狠,会得罪人。 但是我还是要说,因为这是事实。开放的态度, 可以包容观点,是能够在一定层次上探讨问题的基础。 如果连这个境界都没有, 何以封大师?再想想, 所谓观点, 也许是有文字记者断章取义, 如有误会, 我先致歉。

因为中国从落后到赶超的形势使然, 一切的一切都从实用主义出发, 大干快上, 忙的根本来不及思考, 也无需思考, 样板都摆在那里,抄就是了。 走到今天, 其实已经没有太多可以简单照抄了。 那就要慢下来, 想一想, 读读书。不久的将来, 要从自己找路, 到开始领路。 那么既要有抄来的,也要理解自己的。 开放,包容, 再说一遍。

我们祖先已经达到的思想高度, 其实非常的了不起。 一本易经, 从不同角度解读, 很多人一辈子都未必能理解。 如果对国学,或者说中国的传统文化感兴趣, 又该怎么学习或者继承呢。 这里简单说说个人的一点点浅见,挂一漏万, 请批判性阅读。

中国文化流传到现在, 主要是儒道释三家, 在百家争鸣过后, 儒,道两家夹杂着一点点法家胜出, 最后和印度传来的佛家互相渗透, 纠结在一起。从脉络上仍然是三家。而从思路上,其实挺容易整合。 特别是佛家, 流传在汉地的佛教,整合了道教的很多思想,已经和印度的原始佛教有极大的不同。 而道教又喜欢标榜自己是儒家的老师, 孔子问道于老子。 看上去道家思想是中国文化的总根。 抛开各种口水和自我贴金, 确实是这样的。学习中国传统文化, 要从道家开始。

首先是道德经, 道家思想的总纲, 包罗万有, 又不长, 可以背。 其中既有哲学思辨, 又有对事物发展的一般规律的观察, 值得借鉴和思考。 但是总体上, 道家一派对生命的态度比较消极, 只看到了反复, 没有看到上升。 如果没有上升, 那么追求一切就没有意义了,这是道家避世态度的根源。 老子之后, 庄子, 列子都是很好的文学读物, 喜欢讲故事,听故事的强烈推荐阅读, 但是就思想来说, 看道德经就够了。

其次是易经, 易既是儒家的十三经之一, 也是道家的经典。 可以作为从道家到儒家的过渡。 易经看上去是在解卦, 实际上是在说事物发展的一般规律, 所谓周期律。 当然也可以从另外的角度去看。 玄之又玄,众妙之门。 玩玄学的人最喜欢这样的东西。 如果易经看不懂, 推荐看看文小芒,忙总(wxmang)的解读 。忙总借着解读易经, 讲了很多政治管理相关的小故事,能够启发人思考。 网上有全文。这里推荐一下。

下面可以开始研究儒家。 儒家有四书五经, 又有十三经的提法。  所谓十三经包括: 周易,尚书,诗经,周礼,仪礼,礼记,左传,公羊,穀梁,论语,孝经,尔雅,孟子。 这是一个大杂烩,有的简单,有点极难。比如公羊就故弄玄虚, 很难读。 现代所谓的国学, 一般都是只读儒家经典, 这样往往理解不深刻。 请记住儒家里有很多道家的思想, 孔子问道于老子即使不是历史事实, 也能从思想传承上体现出来。 先理解道家,再学儒家,才更容易举一反三。

儒家的总纲当然是论语。 论语好处是包罗万有, 坏处是很散, 不容易整合思考。好在同道德经一样,都不长,  建议先背, 背一背就有感觉了。 论语之后, 可以看看尚书, 尚书讲的是上古历史, 据说因为焚书坑儒, 尚书基本都是后人杜撰,不管怎么说, 尚书是结合历史来讲思想, 很多上古时候,中国文化的故事人物都在尚书里。看看现代译文就好, 可以看的很轻松。 然后再看看礼记,礼记比较枯燥, 是典章制度, 但是枯燥的东西,相对比较深刻, 礼记里探寻很多事情的意义, 可以让你了解古人的思维方式。  著名的格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下,就是来源于礼记,称之为八目。

礼记之后, 可以看看孟子。 孟子老先生有悲悯之心, 慈悲为怀, 读孟子, 能让人看到良心。 善之善者也。 在纷乱的世间,正是有孟子这样的人物, 让人体会到了生命和人性的高洁。

下来我们跳过荀子, 不要问我为什么。 来看一看管子。 管子又有人说是道家, 又有人说是法家。 可以理解为用道家讲述的事务变化发展的规律,来具体的指导政治,经济,军事等等有关管理和实操的学问。 其中不光法家,其实还有各种诸子百家的思想。 可称之为杂学, 对于喜欢杂学的作者个人来说, 可以说是爱不释手,常看常新。

经常有人说中国古代政治是外儒内法,也有人说是一会儿道家,一会儿儒家,其实都是法家。 法家是非常彻底的功利主义。从某种意义上讲,中国的法家最接近西方的思想。 法家基本上属于把人当作动物, 用奖励和惩罚等条件反射的作法来管理。当然也不能这么浅薄的说, 学法家,看韩非子一本基本就够了。 顺带提一下, 法家的人,在历史上都很能干, 也基本上都没有好下场。

最后我们回到佛家,是佛家而不是佛教, 是我认为佛家本来不应当是宗教, 更象是哲学。 佛家的经典很多, 各种解释,延伸就更多了。 如同道德经,论语,一样, 佛家的心经一定要背会, 一共才2百多个字, 几个小时就会了。 其次可以看看金刚经, 四十二章经, 都不太长, 也不难懂。 基本上看完这两本就能把握脉络。佛家喜欢思辨,思维相当严密,一辩论起来, 道家,儒家都要跪。 元朝时候,为了在君主面前争宠, 以全真教为代表的道教曾经和佛教有几次大辩论,最后都大败亏输。输掉了长春真人丘处机靠指导成吉思汗为帝师打开的大好局面。属于小道士们不自量力, 可惜呀可惜。 佛家的思辨之厉害, 作者也是领教过的, 曾经沉迷于因明学而无法自拔。相当一段时间才跑出来。  好奇心重的可以去看看法称的因明七论。特别是释量论。

除此之外,中国文化里从易经发展而来有一套阴阳五行学说, 在我们的日常生活中渗透很深。 其中虽有各种玄学,也有一些思想。 喜欢玄学的人, 还可以看看黄帝内经。 就不再多提了。

我基本上说的都是一千年以前的学问, 没有提宋,明对儒学的发展, 还有后来的佛家的各种明心见性。因为越往前越容易见到本源。而后面的发展,内容越来越多,需要大量的时间才可以掌握。对现代生活,空闲时间有限, 要求太高了。

顺带再说一句, 学习思想,要结合自己的人生经历才能有所得。 基本上没有几十年的人生修炼,是领悟不到思想的精华和境界的。 光读书不实践, 会学成一个书呆子。 中国传统文化里有大量的糟粕,就是这类书呆子搞出来的。 而光实践不读书,也不行, 这些思想都是上古先贤多次提炼后才有的,可以说是集合众人之智慧。 人生一共就几十年, 光靠自己,再实践也不够,还是要有一个谦逊的态度。

作者的看法不一定都正确,只是希望这篇小文能够帮助大家读书思考。能不同意文中观点,作者的目的也算达到了。 谢谢观赏。

 

 

 

 

人从那里来-人是什么系列外篇之二

在本系列文章中, 我们主要回答人是什么这个问题。 很多人都知道小区保安经常会问三个哲学终极问题,  你/我是谁?  你/我从那里来? 你/我要到哪里去? 保安不是哲学家是因为他问的是你, 哲学里面是问我。 在前面系列文章里解释了我是谁之后,这里简单说说我从哪里来的问题。供大家参考。

老子说, 道生一, 一生二, 二生三,三生万物。 现代科学认为, 我们目前生存的宇宙来源与一场大爆炸。 什么是大爆炸, 就是从一个奇点在极短的时间内迅速膨胀, 生成了宇宙。 较起真来, 这一句话里有三个关键概念, 奇点,时间,膨胀(空间)。

首先说奇点, 奇点就是无穷大, 无穷就是道。道可道, 非常道, 我们当前的数学碰上了无穷也基本说不出什么来。 从计算的观点看, 无穷还是有不同, 这是题外话。这里先不展开了。不谈道, 我们知道道生一, 无穷生有穷就好了。

然后就出现了时间。  时间又是什么? 有一本著名的科普读物, 时间简史。 这里不重复说明了。从计算的观点, 可以认为时间是复杂系统在墒增原理作用下, 单向演化的一种方式。

最后是空间, 时间也好, 空间也好, 一有定义, 就是有限度的。 按照相对论哲学, 空间是一个相对的概念, 有参照物, 才可以有空间。 另外讨论空间,一个关键属性是维度。 这个脱开数学又没法简单解释。也只好点到为止。

但是有个概念必须说明, 我们已知的空间里充满了物质, 这些物质中包含有一部分能看到的物质,  还有一部分看不到的叫做暗物质。 玄学爱好者们最喜欢这些暗物质暗能量的提法, 因为在他们看来, 有了暗能量就有了鬼神的空间, 此外宣称自己能够连通暗能量就可以作法, 可以无所不能。 玄学爱好者们最喜欢的现代物理的另外一个概念就是量子, 他们稀里糊涂的觉得量子学说里面的各种不确定性, 超距作用,量子纠缠有可以让他们无所不能。 不管你信不信, 反正我是不信。 为什么?

因为对量子概念最大的误会,就来源与对量子是什么的理解上。 量子这个名字应当是来源于能量单位的提法, 这个名词让人觉得量子是个确定性的东西。实际上在微观世界一切都是不确定的, 都只是一个分布。 学过bayesian理论的人容易理解, 量子给了一个先验, 只有我们开始观测, 基于我们自己和量子的分布不再独立, 量子就有了后验分布,也就是物理学描述的各种属性。 这个世界的确定性来源于不确定性。 好像我也没太解释清楚。 也只能说这么多了。

我们从量子出发, 这个世界是由大量的量子构成的, 也就是建立在大量的简单模型就可以描述的分布构成的联合分布的基础上的。 从各种量子的独立分布到互相之间发生作用的联合分布, 世界从不确定到我们观察到的确定后验分布,是做了积分, 所以忽略了很多细节。依照时间, 实际上有各种分布到分布的inference计算发生。 从计算的观点看, 组成了一个复杂系统。

复杂系统摒弃了还原论。 也就是说就算搞明白了局部, 也把握不了整体。 从局部,特别是微观来看, 我们可以有精确的模型, 量子力学是很准的,why? 不是测不准吗?   不解释。 然而大量量子发生交互作用产生的各种自然现象, 我们就没办法用一个模型来描述了。 有模型的真实含义就是其实可以变简单。 复杂系统不能简单化。 只能用另外一个复杂计算来逼近。 绕来绕去, 好像没有说清楚, 总之我们要体会, 搞清楚局部,也搞不清楚整体, 永远无法精确的用模型描述整体,是我们世界普遍存在的规律。 世界是复杂的, 这是理解世界的第一规律。

第一规律跟时间相关, 下面一个关键概念是墒, 墒是描述乱序的量, 越乱墒越大。 热力学第二定律说, 一个孤立系统, 也许我们当前宇宙就是, 墒会自然增大, 过程不可逆。 因此热力学第二定律告诉我们时间的终点是一个处处混乱也就是处处一致, 的热寂宇宙。反过来说, 加个负号,负墒就是描述信息的量, 负墒越大, 信息越多。我们看到的世界,特别是生命的世界, 是多姿多彩的。 很有规律,也很有信息量, 这又是怎么来的呢?

大爆炸之后的宇宙, 无穷生有穷, 有极大的负墒,在宇宙热寂之前。处处存在着负墒聚集的,也就是远离平衡态的能量聚集的点, 恒星,太阳。 太阳逃不脱热力学第二定律, 早晚会死。 但在死之前,散发着光和热,牺牲自己,温暖大家。 给地球上相比太阳来说很微小的生命构成的生态系统, 提供了源源不断的负墒。

不管是一个生命个体,比如说你,  还是个体构成的一个种群, 比如说人类, 还是由地球上全部生命构成的生态系统, 都是墒减的。 这可以类比为一个新陈代谢的过程, 也就是通过汲取大量的负墒,利用一部分, 释放一部分, 就可以生长(人是从一个单细胞长出来的),可以从简单到复杂,越来信息量越大,约来约多姿多彩。这又是怎么一回事呢? 不是神, 是进化论!

进化论的核心思想是物竟天择。个体通过遗传变异产生多样性, 依据环境适应来选择。 进化论其实解释不了自己, 也就是多样性。 我们又需要用一点点复杂系统理论。现在科学的不同分支, 复杂系统研究的远平衡态自组织, 非平衡态热物理, 研究生态系统新陈代谢的代谢生态学都说的是一类事情。他们发现主导系统的演化的有一些共通的规律。

归根结底是所谓的最大流原理, 把一个系统当作能量,或者信息(负墒)在其中流动的网络。 比如生态系统, 每个个体是一个节点。整体构成生态网络。 系统的演化方向, 是让网络整体的流量最大。 系统在网络中传输能量/信息的整体效率最高。虽然整体上都是最大流原理,但是因为具体系统最大化的目标,或者说墒,或者说能量函数,有各种不同的形式。具体到特定系统又有不同。

比如进化论的生存竞争就是一种, 就个体来说, 需要增加自己的能量传输效率。 因为每个时间点网络里总的传输能量是有限的, 当某个节点增加了传输能量效率, 必然会导致有另外一个节点减少了传输的能量,甚至没有能量(灭绝)。怎么增加能量传输效率呢? 就是要快!天下武功,唯快不破!谁快谁活,慢着死。 但就整体来说, 生态系统的复杂程度, 要依托于环境, 也就是环境提供的可以被利用的负墒的多少。能利用的负墒越多, 生态系统就可以越复杂。

以上要快要快要更快原理,正式的说法叫做最快就生存(suvival of fastest)。2007年科普作家John Whitfield写过一篇很有名的文章”Suvival of likeliest” 说的就是这个。

生物和环境其实也是互动的。 就网络整体来看, 就算没有看到其中的节点生物个体的竞争。 进行新陈代谢的网络的传输能量也会越来越高。 前面讨论的生存竞争是粗的管子才能留下。 还有一种是速度越来越快。通过竞争,所有管子里流动速度都更快了。 大家一起都成长了。 系统会自动加速。

除了管子变粗, 速度加快, 更重要的是,系统中会自动生出新管子,整体网络的结构会越来越复杂。如此一来, 人会成长, 生态系统也多样化, 世界也多姿多彩了。

可能到这里有人会问, 为啥会有最大化原理, 系统不是会热寂吗? 其实放在整体想一想, 所谓自组织的生态系统, 是寄生在一个负墒流上的, 负墒流之所以出现, 是能量在传递, 是负墒减小, 墒增加热力学第二定律的标准过程。 而最大流, 可以加速这种负墒的传递, 那么从整体系统的角度上讲, 可以让热寂的速度更快一点。 正是要加快死亡的整体过程, 才有所谓生命的诞生。 反者, 道之动。 世界就是这么辩证的啊!

因为各种最大化效率的行为存在, 个体竞争, 生存选择,遗传变异,从简单到复杂, 我们有了理解复杂系统的第二原理, 最大流原理。 也就是各种系统, 本质都是效率。

你也许不同意, 建立在如此简单的规律基础上的复杂系统演化, 就能出现人这样的高级货。 不是不要还原论吗? 如果你认同计算宇宙的观点, 认为整个世界就是一场计算, 那么确实可以从简单的规律生成各种各样的复杂。 Wolfram 已经用他了计算游戏模拟了这个过程。 稍等, 我们进行的可不是确定性计算, 是从分布到分布的统计推断, 终归还是没有那么简单,谢谢阅读!

 

 

 

 

 

 

什么是意识–人是什么系列之五

经过前面文章的一系列铺垫, 我们终于可以开始谈到最关键的内容了, 也是古往今来所有的哲学家和心理学家都试图弄明白的:人的意识。我们离真正弄明白意识还有一点点距离, 但并不是很遥远。 本人预测摘下这颗科学的皇冠将是在我们的有生之年发生的事,敬请期待。以下是正文。

在继续意识的探索之前, 先来简单回顾一下这个系列文章里我们都说过什么:我们谈到了心理学有三大流派, 从弗洛依德到马斯洛都对人有一套层次理论。我们谈过了学习是怎么一回事, 发展心理学里婴儿如何从感观开始到建立逻辑思维直到发展出自己的完整意识-包括一个基于想象的世界。我们还提到了大脑的功能分区, 已知不同分区代表不同的功能, 特别是有关逻辑的高级货在左脑。最后我们还谈了谈记忆,    知道记忆有短期长期之分,有涉及到人的意识的, 和无意识的之分。前者又有描述型和情景型之分。 重复一遍弗洛伊德的定义, 意识之外, 有可以进入意识的前意识, 和不能进入意识的无意识, 统称为潜意识。 根据以上这些, 我们能怎么来理解人的大脑如何工作呢?

本文给出的解释, 一切的一切来源于进化论和自然选择。 我们的大脑中包含与意识相关的内容有多重不同的成分。可以从低级到高级进行层次划分, 而意识在进化的最后才出现,大自然造物里的皇冠名符其实。 以下按照这个思路,来依次介绍。

最底层的,也就是不管高等,低等动物都有的,是生命维持系统。 就算是海兔这么简单的生物,也表现出了学习,记忆和各种复杂的行为。 这是生存的技术。 维持这一层的神经系统在人的脊椎内,通过脑干连接到大脑。 很多条件反射类的基本行为和控制, 都不通过意识, 可以自动产生, 类似膝跳反射这样的东西。 一般是靠意识干预不了也注意不到的。在马斯洛的心理学理论里, 这一层在最底层。 都属于无意识。

一个人每时每刻都在做各种各样的决定, 从早上开始, 我要起床吗, 穿什么衣服, 要吃饭吗?我们要做的决定太多, 有些是意识到,有些是意识不到的。 其中无意识的决定有两个来源, 其一是你接受到了外在的感官刺激,外在刺激会唤起记忆中的某些成份, 还记得那些的程序性记忆吗,比如开车,骑车等等? 如果唤醒的是程序性记忆, 那么不需要通过意识,人下意识的就会做出行为。其二,感官刺激还可能唤起情绪系统。情绪系统会自动影响你的行为。 那个房间是白色的(感官刺激),我应该走进去还是躲开(情绪系统)?情绪的产生机制主要取决于你先前的经历,也有一部分直接来源于遗传。 比如有研究表明, 人怕蛇之类的生物, 是天生的。 从来没见过蛇的人, 见到蛇一样的活物,会无意识的躲开。归根结底, 其中一些情绪产生是为了让人避开危险,获得马斯洛理论的第二层, 安全。

在情绪系统中, 厌恶和恐惧是相对重要的两种。而厌恶是人类独有的情绪。 脑科学研究认为,这些情绪发生作用, 都要通过大脑中的杏仁核。 而杏仁核又是大脑中处理疼痛的部分。 有意思的是, 曾经有实例,病人受到了脑损伤, 破坏了自己的情绪系统, 从此不能正确的理解别人的情绪。 看到一个吃东西呕吐的演员, 会评论对方在愉快的进食。看到布满蟑螂的食物, 没有任何厌恶。什么都能吃,当然也就可能吃到不好的东西。 一个没有情绪保护的人,很可能就会因为吃到什么坏东西而丧命。所以情绪也是自然选择出来的机制。

随着生物的进化发展, 特别是基于种群的竞争出现, 高等动物生活在一个群体里, 大家需要交流沟通,这是情绪系统又一个主要功能。 现代研究证明, 人的神经系统有专门负责人脸的部分, 可以快速理解别人的表情,而所谓情绪也可以在人和人之间迅速传播。比如打哈欠就会传染。这叫做共情。通过共情, 两个生物之间直至整个群体可以协调各自的行为。 类似的情绪传播不光是人有, 黑猩猩等少数高等动物也有。

在杏仁核之外, 人有一套所谓镜像神经系统来理解和模仿对方的情绪。 在婴儿室里, 一个小朋友开始哭, 周围的小孩会哭声一片。 有意思的是, 如果给单独一个婴儿播放自己的哭声录音, 他不会哭, 播放别的小孩的哭声, 他就会跟着一起哭。 同样的机理,也让你在电影院里观看演员表演时哈哈大笑, 或者哭的稀里哗啦。有研究表明, 患了自闭症的小孩, 无法理解旁人的情绪, 很可能就是镜像神经系统存在缺陷。

随着人开始长大, 意识的产生, 理智的介入, 我们开始控制自己的情绪。有实验证明刚出生不到两天的婴儿, 就会模仿表情。 比如对着婴儿吐舌头, 婴儿也会吐舌头,而出生3个月之后, 这些简单的模仿反倒是不见了。

对一个成年人来说控制自己的情绪,需要连续的注意力。 这并不是很容易的一件事情, 一旦走神, 原发情绪会不自觉的出现。 而人的镜像神经系统又对体察情绪非常敏感, 因此当一个真正的好演员,也不容易。 情绪还可以被药物控制, 还记得海兔那一节的的5-羟色胺吗? 当这种成分在体内的浓度提高时, 可以平复情绪, 减少攻击性等行为。 因为生物进化, 从原始动物,到高等动物到人, 新的高级货不断出现, 但是原始的机制也仍然在起作用。

人的行为中,涉及到无意识行动的很大一部分, 都是情绪系统在起作用。我们甚至可以把马斯洛的第三层,归属与爱也放在这一类中。情绪可以进入意识, 所以属于前意识。

讨论完包括无意识和前意识的潜意识, 终于可以开始讨论意识了。 跟意识相关的词, 包括精神世界, 自我, 理性, 注意等等。 心理学中对意识的定义:意识是一个注意连续转移的动态的流。  作为一个人,我们生活中各种各样的行为都是连续发生的。 有些来源于外界的某个输入,有些可以来源于自身的记忆, 记忆通常是伴随特定的外部刺激出现的, 偶尔在没有外部刺激时, 人还可以胡思乱想。按照一般结论, 存在所谓自由意识, 也就是说面对同样的外部输入, 人可能会有不同的思考, 和完全不同的行为。

按照前面的讨论, 我们知道大脑功能有分区,在意识之外, 其实大脑的不同的功能部分一直在运作。 通过五感,形、声、闻、味、触接收各种外部连续的输入信息。 而这输入连接到的神经中枢也一直在运作。甚至可以依照情绪系统或者程序性记忆控制人的行为。 这些本来都属于潜意识部分。 而潜意识在适当的时候, 如果引起了注意就进入了意识。 比如当一条蛇出现时, 潜意识让人在0.5秒内自动跳开,而随后的几秒,引起了注意, 人才知道, 我看到了一条蛇。

我们都知道意识只有一个, 人不能分心。神雕侠侣里的周伯通和小龙女都可以一手画方,一手画圆。周伯通是自己琢磨的,小龙女是学会的,  归根结底, 他们主要就是反复练习。 练习是一个学习过程,通过练习, 建立了潜意识中的程序性记忆。 而潜意识能并行, 也就自然可以一心二用了。

从潜意识到意识, 接收到的各种信息, 到底那个才能引起人的注意?这涉及到一个决策机制,也就是一个开关。 这个开关在那里? 现在脑科学研究已经搞明白了, 脑干!

我们中学生理课都应该学过, 脑干控制人的心跳,呼吸等基本的生命维持系统。 生理课没说的是, 脑干不光维系生命, 还调结饥饿,内分泌,繁殖,攻击,自杀,学习的奖赏机制,安慰机制。也就是如其名, 脑干是维持人的生理和心理动机的核心。通常大脑控制不了也意识不到脑干的行为。切断脑干,人立毙。

反过来, 正是脑干向大脑提交原始触发信号。脑干连接到基地前脑和下丘脑。这两个部分用于唤醒并激活随后的各种意识活动。 如果这个线路出了故障, 人将永远唤不醒, 丧失全部意识。下丘脑同时也控制睡眠, 在其中一种叫做乙酰胆碱的神经递质可以引发注意和记忆活动。 抑制了乙酰胆碱, 人就要睡觉或着表现为昏死过去。

丘脑大概象核桃那么大,其中有两个核,左右一边一个,如果有其中一个损坏,人还能醒过来, 如果两个都损伤,人就变成植物人了。   丘脑上面是扣带回, 扣带回上面是连接大脑左右半球的胼胝体。 胼胝(音偏之)在中文里原来是老茧的意思, 不知道怎么会起这么个名字。扣带回之上的大脑功能开始分区。因此除了这些关键部分之外,大脑某一部分损坏, 只是损坏某些功能, 并不会失去意识。

回到大脑的分区理论, 我们曾经说过, 大脑的处理其实很慢, 尤其是神经电信号的传递,因此一组神经元要聚合在一起,传输距离最短才会有最优的效率。 这也是大脑为什么有功能分区的理由。 大脑的功能有分区, 各个模块都可以独自完成功能, 并行处理。

可能正在看文章的你,这会儿在关注手机,也许你又开始走神, 觉得明天上班起床太早, 这时你抬起手揉了揉眼,身体累了换个姿势。这些都是不同的功能模块在起作用。 做过并行计算的都知道,计算之间要同步和协调。 大脑在做各种不同的处理,是怎么来同步和协调各个模块,并且最后形成唯一的意识流呢?

解开这个问题的钥匙正是注意。意识是注意不断转移的一条时间流, 而注意是潜意识中不同功能模块,包括来源于外部输入的,和来源于记忆的,通过某种竞争机制,最终胜出的那一个。 这是自下而上的注意形成机制。一但注意形成, 会自上而下给各个模块发送信号, 调结并影响这些模块的功能。这一切都是在丘脑可扣带回中自动连续完成的。丘脑和扣带回位于大脑半球所在球的球心, 因此到各个皮层模块近似等距, 这也是决策中枢该有的地位。

现在我们解决了意识的产生, 剩下最后一个问题是自我。 我们把自己看作一个整体, 与外界世界分离开。 所谓物质世界, 精神世界。 从一元论到二元论, 那个决定那个在哲学里吵了几千年。 抛开这些纯粹的思辨不谈。按照前面意识是不同功能模块竞争产生的理论, 意识中又是怎么形成自我的呢?

在加扎尼加的研究中给出了很有意思的启发。 因为他研究的是裂脑人, 当两个大脑半球断开后, 病人通常智力不会受影响。 但即使两个大脑半球生理上几乎一样,大脑也会有不同分区处理不同功能, 而人的高级思维, 只在左脑有。因此对于裂脑人可以设计一些有趣的实验来研究人的意识。

比如对一个裂脑人, 给他看两张图片, 左脑看到鸡爪,右脑看到雪景(分别对应右眼和左眼,视神经是交叉的)。之后让病人从一堆图片中挑选关联图片, 左手对应右脑抓起来铲子,右手选择了鸡。从鸡爪到鸡很容易解释,然而左脑不知道右脑看到的是雪景, 他又得解释为什么自己左手抓了铲子。左脑从来不会说我不知道,他必须给出解释。 通常裂脑人会说, 哦,我拿了铲子因为鸡舍很脏,要打扫鸡舍啦。 类似的实验还有很多, 比如给右脑看一个搞笑图片, 病人开始笑, 但是左脑不知道。 当问起病人为什么要笑时, 他还是要给出一个回答: 你们这些人太逗了!

看上去很可笑是吧, 左脑就象一个逗逼, 要用逻辑推导解释一切, 所有感官接收到的事情, 或者自己的记忆, 都必须符合逻辑。在左脑的世界里, 所有的事物都要根据逻辑联系在一起。 而当这种整合完成之后,你意识到什么了吗? 你的内心世界中, 自我出现了!

因为左脑通过逻辑解释连接了一切, 所以产生了自我。 一个有意思的事情是, 我们的感觉器官, 比如说视网膜, 采集光信号, 传导给视觉中枢。 如果视网膜损坏, 我们会知道自己瞎了, 看不到东西。 如果是视觉中枢部分损坏, 病人根本意识不到自己只能看到一部分, 反而觉的一切正常。 同理对裂脑人来说, 如果跟左手相关的感觉神经中枢被切断。 运动神经中枢仍然可以控制左手。 但是对于病人来说, 他不觉的这只手是自己的一部分,会认为是别人的手。只有相关的神经中枢参与了注意产生的决策过程, 并进入意识帮助左脑用逻辑整合过。 我们才会觉得与之关联的感受或者肢体是自我的一部分。

再重复一遍皮亚杰的学习理论, 我们知道人从婴儿开始, 先建立起来感觉, 然后开始学习各种概念,也就是语言, 随后有了把概念联系起来的逻辑。只有到这一步, 孩子才开始有了自我。 最后一步, 在逻辑的基础上, 我们可以有想象中的世界。

从意识到自我, 我思故我在!

这一篇没有以某个人来举例, 因为我觉得至此大家应当明白人的特殊性, 以及其实并无什么特殊。

 

 

学习和记忆-人是什么系列之四

上一篇题外话从计算的角度说了说什么是记忆。这一篇我们回到心理学,来看一看心理学是怎么理解记忆的。 这个话题相对来说又好写,又难写。因为心理学特别是认知心理学以及随后的交叉学科认知神经科学里面有大量的关于记忆的研究内容和结果。 可以说是关于脑研究的最主要方向之一。写一本书都不困难,自然搜集内容写一篇文章很容易。 然而要在一篇网文有限的篇幅内抓住如此之多研究结果,也是一件非常困难的事情。 这里只能搜集一些看上去比较重要的结论,如果忽略了一些关键结论,请见谅。以下是正文。

从心理学研究之父冯特定义了心理学的实验研究方法开始, 记忆的机制就是被研究最多的内容之一。 因为与记忆相关的行为非常容易做实验。 大部分读书学习的人都听过艾宾浩斯遗忘曲线, 或者说是学习曲线。艾宾浩斯也是德国人,几乎跟冯特一个时代, 早在1885年就通过研究自己写了一本书, 叫做“关于记忆”。他观察了自己背诵一个无意义的字母表的过程,看到底自己要用多久才能把这个表背下来。 发现了一些有关遗忘的规律。这就是著名的艾宾浩斯遗忘曲线。直到今天,我们仍然借助这条曲线来帮助学习特别是背诵单词。 考过英文的都懂。

艾宾浩斯之后, 各路学者开展对记忆的研究。因为记忆永远是跟学习结合在一起的, 所以大家都是通过学习来研究记忆。 比如著名的条件反射, 就是最早的相关研究之一。 巴甫洛夫发现, 通过把两个没有关联的事件摇铃和喂食放在一次刺激狗, 狗会自动建立这两者之间的关系。 这就是所谓accosicate learning关联式学习。  不光可以通过摇铃让狗流口水, 如果光摇铃不喂狗,时间长了狗就生气, 不对是刺激反应消退。相关的行为可以总结为以下规律:

  • 习惯化。当一个弱刺激,不产生生理威胁的刺激,反复出现, 同样刺激相关的影响就会弱化。如芝兰之室,久而不闻其香。
  • 敏感化。 一个刚刚受了强刺激的被试,伴随的弱刺激,就算是无害刺激,也会产生强烈的反应。
  • 条件反射。不管这两个刺激之间有没有关联,只要反复同时出现,就会自动建立关联。训练条件反射就是这个道理。

这些早期研究可以说是叩开了学习和记忆基本规律的大门。 相关的过程被总结为记忆三个步骤,获得,巩固, 再现。光从字面上就能理解。

在学习和记忆的过程中,到底大脑是怎么记住的东西的呢。 受到条件发射的启发,加拿大生理学家Donard Hebb在1949年出版的自己的书里面, 提出了著名的Hebb学习规则:当两个刺激同时出现时, 其间的联系会被强化。Hebb认为学习就发生在神经元的突触连接上, 具体表现为两个神经元同时兴奋的时候, 之间的突触连接会被强化。 这里插个题外话,hebb的实验里,人一定需要外界的刺激才能正常生活, 如果把外界的刺激关闭, 比如把人关在一个小黑屋里,时间一长,脑子就会胡思乱想,直到发疯。那些拿关小黑屋惩罚儿童的父母你们自己体会下。

Hebb只是凭自己个天才洞见提出了一种假说。这种假说真正得到验证要等到诺贝尔奖金获得者Eric Kandel对海兔的研究工作。因为人,或者高等动物的神经系统实在太复杂,很难从细胞的水平研究。Kandel找到了一种相对简单的生物, 海兔,开展自己的研究。

海兔可以被当作是海里的蜗牛, 它的神经系统一共有2万个神经元,分成9个组团,或者说是神经节。但就算如此低级的生物, 它的外部行为也是很复杂的,进食,运动,呼吸,心律,产卵,喷墨等等。Kandel小组观察了上述行为很长时间,最后觉得太复杂了, 每个行为都会涉及到一大堆神经元的激活。要想准确研究生物学习到底在细胞水平上发生了什么了。 需要找到只有一个神经元参与的外部行为。 这听上去似乎不太可能, 但是Kandel找到了。 海兔的腹神经节是上述9个组团之一, 有大约2000个神经细胞,涉及心律,呼吸等。Kandel最终找到了一个行为, 缩腮反射,只涉及到一个神经元。真正的两万里挑一。

什么是缩腮反射篇幅所限,在这里就不详细解释了。 总之, kandel观察到, 在海兔的神经系统中, 有24个感觉神经元,接受外部皮肤刺激, 对皮肤的某一点刺激, 会激活其中6个,这个6个把刺激传给另外6个运动神经元,引发海兔对刺激做出收缩反映。终于是个个位数了。 因此可以仔细观察。

跳过研究过程,其实是个漫长的历时数年的实验过程。直接给结论,之前提到的三种学习规律, 习惯化,敏感化,条件反射,都在细胞突触上得到了体现。 习惯化表现为突触电位减小,敏感化则相反。而条件反射的建立,需要两种刺激强刺激和弱刺激满足严格的先后关系,最后也表现为突触连接的强化,而且比敏感化更强。通过以上研究, kandel证明了hebb是对的, 学习就是通过积累经验,改变突触化学连接上的强度和效率,最后导致了生物行为的改变。 说白了学习就是化学调参。

我们从海兔回到人, 相比海兔的2万个神经细胞, 人的100亿个神经细胞当然要复杂的多。 按照我们这个认识什么系列的习惯, 要介绍一个人的生平。就记忆来说,虽然有如此之多的天才和大拿来参与研究,比如提出7+2的米勒等,都不选他们来介绍。我们来介绍一个特别的人,一个被试。现有的记忆理论,基本上都是建立在对这个特殊被试的研究基础之上的。 各路学术大拿都纷纷排队研究他, 也就是H.M。

H.M不是卖衣服的, 他是认知心理学上最著名的被试, Henry Moliason名字的缩写。如同让加扎尼加明白大脑左右半球功能不同的裂脑人一样, H.M也是一个严重癫痫病患者。 H.M出生在1926年, 7岁的时候, 因为骑车摔跤受到了脑损伤,引发了癫痫病。随着他的长大, 癫痫病症状越来越严重, 从间歇性发作到痉挛直至无法控制。 按照当时医生的习惯作法。就是对着脑子来一刀。H.M在1953年 27岁时被切掉了大脑两侧的颞叶,包括海马的大部分。

H.M是一个天性随和幽默的人, 喜欢看电视,玩填字游戏。在手术之后, 他的癫痫病治好了。初看起来一切正常, 但是随后发现,他学不会新知识了。 也就是只有短期记忆,而无法建立长期记忆。 之后直到2008年,他82岁去世前, H.M作为被试被各种专家研究。自己则快乐的过完了一生。他平时的工作生活就是玩自己喜欢的填字游戏, 然后让专家们观察他的脑部活动。在去世后,他的大脑被送到了UCSD做3d切片研究,直到2014年,完成了全部3d模型的重建。

通过对H.M的研究和观察, 专家发现, 他并不是学不会所有的新东西, 他还是能够通过训练,掌握一些新的过程性的技能。 H.M被切除的部分海马, 是大脑中最古老的部分之一, 几乎所有的生命, 包括低级的海兔, 都有类似的海马回。 而海马,被认为是短期记忆,通向长期记忆的路径。 好了我们听到了各种有关记忆的名词,为了避免混乱。 这里统一梳理一下。

首先, 人的记忆机制并不是单一的, 而是有多种工作方式不同的部分。 最简单的划分,从hebb的研究工作中来,可以分为与刚刚发生事情相关的短期记忆和除此之外的长期记忆。而短期记忆随后又被分为,在1秒时间内,直接来自于视觉,听觉之类输入的感官记忆。和引起注意之后进入意识可以维持数秒的level 1记忆。 长期记忆可以被分为,通过训练获得,在学会之后不通过注意就可以自动运转的过程性记忆。和需要意识主动参与的记忆。 而有意识主动参与的长期记忆, 有可以继续被分成, 表示概念符号的涉及语言的记忆陈述性记忆, 和与一个具体场景相关的情景型记忆。 通过大脑科学的研究, 这5种不同的记忆形式。涉计到的具体神经回路和工作机制都不同。

比如H.M 并不是不能建立所有的长期记忆, 他还是可以通过训练,获得过程性记忆. 所谓过程性是一种意识之外自动运转的主要和运动相关的机制, 比如骑车,打球,开车,打拳。长期训练后,都是一些自动化的反应, 通过反复练习,不需要意识介入,就叫学会了。

在来自感官的刺激进入意识之后, 有了所谓工作记忆。 也就是著名的7+-2理论, 人能够短时间内记住7个左右的组块。 这七个组块是由输入和记忆中高阶的所谓概念联合得到的。 比如一串数字201711151033,12个数, 猛一看记不住, 但是把它分解成2017年, 1月, 15日, 10点, 33分, 变成了设计概念的5个组块, 人就很容易短时间内记住。

进驻意识的东西都在大脑的新皮层里, 其中与概念是与语言相关的部分,比如你会用一段文字来描述或者回忆事情, 这些功能都在左脑的特定部分,是进化中最后获取的能力。 而与情景相关的, 比如一个场景的图示, 左脑和右脑都有, 但是右脑能力更强一些。你可以回忆起一些特定场景, 主要跟右脑相关。

进化最后获取的能力虽然高级, 但是资源很有限。 超强记忆的秘密, 在于开发右脑, 也就是充分利用情景记忆。 一个有意思的是, 人对感觉的记忆能力很弱,不管是音乐,食物都是尝试过很快就忘记了, 要当音乐家,美食家,红酒专家,需要长期的训练。 大家想想为什么。

没有进入意识的东西, 属于进化初期大脑中就有的, 涉及脑干,小脑丘脑,海马回等回路。 特别是海马回是从短期到长期记忆转化的关键部位。

现在我们回到海兔, 看看在细胞水平不同的记忆是怎么发生的。 海兔当然没有大脑皮层, 以及与意识。概念相关的这些高级货。 但是海兔有类似海马回的东西,也有短期记忆和长期记忆之分。 前面提到过, 对于海兔来说, 通过刺激, 海兔可以改变突触化学连接的强度,从而改变自己的行为。 而实际上,突触连接,涉及到感官神经细胞的释放, 和运动神经细胞的接受, 一开始的所有改变都发生在感官神经细胞的释放部分。 所谓强和弱,取决于感官细胞释放的神经递质,谷氨酸, 的多少。

在感官细胞和运动细胞之间, 还有一组中间神经元, 感官细胞除了直接刺激运动细胞之外,还会同时传送一个很慢的电位给所谓中间神经元, 这个慢电位可以持续数分钟。而所谓中间神经元,接受刺激后,会在适当时间释放神经递质5-羟色胺。这种物质可以用来调节谷氨酸作用的强弱。也就是说实际上有两种回路, 一种是从感官细胞到运动细胞直接传递的叫做介导回路,另外一种是从感官细胞到中间细胞,通过控制直接转递的强弱来影响行为的叫控制回路。 所谓短期记忆, 直接改变谷氨酸的释放强度。 而长期记忆, 与中间神经元的调控作用相关。

Kandel通过研究发现, 甚至不需要中间神经元, 只要按照一定规律给神经回路注入5-羟色胺, 就可以影响谷氨酸的释放水平。 最后让突触的连接长时维持,比如长达数日之久。 而在细胞里存在着两种蛋白, CREB-1, CREB-2, 一种用来激活,一种用来抑制。 一旦刺激反复呈现, 超过某种阈值, 让CREB-2失活, 细胞间就建立了永久联系, 也就是所谓形成了长期记忆。 而如果刺激足够强大, 一次就可以突破阈值, 建立长期记忆, 这就是所谓闪光灯式记忆。

在随后的研究中, Kandel还进一步发现, 新突触连接的形成, 还可以进一步细分为两种,所谓启动和维持, 是两种不同的机制。这些变化都涉及到基因转录, 都需要细胞核的介入。突触的形成需要一种信使RNA, 按照Kandel的比喻, 是王子吻醒了睡美人.所谓王子,也是一种特异蛋白CPEB,用来激活转录RNA。而前面提到的5-羟色胺的刺激,正是用来激活CPEB。 CPEB一经激活,就变成了自我复制形态。CPEB激活mRNA, mRNA用来合成两种蛋白酶, 一种蛋白酶A帮助CREB-1, 一种蛋白酶MAP使的CREB-2失去活性。 顺带提一下, 关键的钥匙,特异蛋白CPEB, 与一种阮病毒类似。 细思恐极。

至此,我们在分子水平上, 搞明白了短期记忆,和长期记忆全部的形成机制。 总结一下, 短时记忆调节突触连接的强度, 长时记忆需要形成新的突触连接,改变了结构。 长时记忆的两种, 前面提到的习惯化和敏感化, 一种体现在突触连接的减少, 一种体现在新的突触连接的生成。 以上提到的谷氨酸和5-羟色胺 在人的大脑中,特别是海马回中,发生的同样的作用。

搞明白的记忆的种类,和分子水平的机制之后, 我们终于可以开始谈谈意识。 所谓大脑新皮层支撑的, 人所以为人的东西。 下一篇见!

 

 

 

再谈记忆之墒和能量-人是什么系列外篇

本来这一篇打算继续心理学系列讲意识。整理思路时发现, 要说意识, 就要理解记忆是什么。 而只从从心理学出发谈记忆, 很容易跑火车。这里先从计算的角度谈谈记忆,铺垫一下。

 

在进入正文之前说点儿题外话。为了写这个系列的文章, 我查看了心理学, 认知神经学, 脑神经科学等一些相关学科的经典文献,强烈的感受到现代科学在各种分支上已经走的太远,每个学科各自为战。即使一些学科内的顶尖人物,纵使这些人通常已经是跨多个学科的大才,他们作品中仍然流露出来片面的认识和不足。 因为大脑实在太复杂,可以被称作科学的皇冠,要研究大脑,就像人类的意识形成自我一样(这个我们后文详细谈),需要各个学科的有效配合,取得一致。只有这样才能真正解决问题。而各个学科的各自独立进展其实已经有不少了,就差整合。

 

人工智能起源于1956年夏天的达特茅斯学院。 那一年的暑期,学界和业界的几个大佬, 达特茅斯学院的约翰.麦卡锡,哈佛的马文.明斯基,贝尔实验室的香农和IBM的罗切斯特在达特茅斯学院一起讨论了两个月。思想碰撞之下创建了人工智能这个学科。

 

时至今日, 我们需要又一场思想碰撞。 热切的盼望有识之士能够把各个学科的大佬召集到一起,再搞一次暑期研讨班,来梳理人工智能和脑科学前沿的方向,必将能促进学科的突破和进展。是时候了。

 

在去年夏天写的几篇讨论人工的智能的文章里, 曾经提到过想搞出类人智能的关键基础在于弄明白记忆的机制。我最早的想法来源于杰夫.霍金斯。 杰夫自己说, 他在1978年, 因为看到了神经科学家芒卡斯尔的一片论文而得到了启示,立志要搞明白智能是什么。

 

芒卡斯尔那篇文章主要讨论大脑的新皮层,也就是支撑人类智能的关键部分。 文章的结论很简单,就一句话,大脑新皮层虽然功能有分区整体结构上却非常类似。不同功能的长的都一样, 这很奇怪, 因为耳朵和眼睛天差地别,而分别处理视觉和听觉的神经中枢竟然完全一样。这在当时是个突破性的想法。而在随后的各种实验中,这个想法得到了反复验证。实际上同样一块区域, 既可以处理视觉, 也可以被训练成处理听觉。 而大脑的新皮层,统共只有六层, 每层的神经元都是使用电化学反应来传递电信号, 因为用到的化学媒介其实很慢。 因此如果把大脑的计算当作一个计算机,顶多是几百HZ主频的量级。 但是大脑又极其的有效,识别一个人只需要零点几秒。 这靠传统的计算模型完全不可能。

 

于是杰夫认为那些在当时搞ai的人完全走错了路。 要掀大家的桌子, 别人当然不答应。 如果杰夫不是因为创办palm挣到了很多很多钱, 必将会被当作一个民科来耻笑。 幸亏有钱就可以任性,杰夫自掏腰包成立了研究所, 按他的想法来研究。 他说大脑新皮层并不是在计算,而是在做记忆。 所谓识别, 就是在回忆。 而这个处理过程, 不应当是简单自底向上, 需要自底向上和自顶向下配合。他把自己的学说写成了一本书 On intelligence 。 按照书名里名词越少书越牛B的定律。 杰夫的这本书也值得一读。

 

杰夫有一些真正的洞见, 与我们对深度神经网络的最新解释是一致的。 比如传统上我们认为深度学习网络就是在提取特征,抽取模式的分层表示,这样的理解也许是是很片面的。 与杰夫的看法类似, 最新的深度学习研究猜测,深度学习比传统方法有效, 正是因为用大量的参数进行了记忆。 而相比大脑只要6层就搞定一切, 我们要150多层甚至1000层才在某一个特定领域与人可比。 说明我们的方法离人的效率还有很远的距离。 这可能有两个原因。 第一, 我们的网络训练的时候利用了自底向上和自顶相下的结合。 但识别应用时只是一个单向的过程。杰夫认为大脑皮层在工作的时候一直是两种机制结合。 第二, 最近一些讨论, 认为我们的网络学习特别的不充分, 这表现在网络可以大幅压缩, 或者做各种量化都不损失性能,其中必然存在大量的冗余。

 

众所周知, 大脑的效率极高, 大约十几瓦的功耗就做了那么多事情。 令搞深度学习网络硬件实现的人汗颜。 做硬件的兄弟们其实已经发现,提高性能/功耗比的核心要义就是降频。 如果以芯片面积或者说制造成本为代价, 通过展开网络来降低对单层网络计算主频的要求,功耗就可以要多低有多低。 美国人韩国人在业界学界都干了类似的事情。 可以忽悠各路神仙。

 

话有说回来,这个方向是对的。从硬件角度看,我们早晚是要和冯诺依曼结构说再见了。 为了实现记忆的有效计算, 我们需要计算和内嵌存储的小单元,通过网络连接在一起,每个单元不需要复杂的指令, 只支持一些很基本的计算就可以, 但是单元之间的连接要快速和高效。神级网络硬件实现的核心要义是优化所谓data flow。 大脑的计算是大家追寻的终极的目标。 我们只是迈出了一小步。

 

杰夫虽然提出了概念, 其实并没有说明白, 记忆到底是什么。 我们目前也只有很初级的猜测。这里就大胆的探讨一下。 现在的深度神经网络大概分为几类, 最成功的CNN所做的都是感知, 用来从现实世界中抽取各种实体概念。 CNN的世界是静态的,处理不好动态。 要理解动态信号,流行的是RNN和一系列特殊形式的RNN。 各种变体比如LTSM, 在自然语言处理中也有大量应用。 这对理解记忆有有什么启示呢? 我们说记忆的过程, 其实是一个动态演化, 对于神经网络的学习来说, 可以从两个理论的角度来考察:

 

第一条路是统计。 我对统计的全部理解都来源于十六年前夏天听朱松莼老师开讲。 朱老师一上来就讲你们之前学的都是错的。释放气场之后,朱老师说这个世界是一朵云。 不管是旧金山的雨云, 还是硅谷傍晚天边的火烧云(前两天所见),都是概率云。 我们要理解这个世界是怎么回事, 就是要掌握这个云的分布。 学习就是对世界的联合概率分布估计。

 

好吧, 朱老师实际没说世界是一朵云。 他是说我们要研究问题是一朵云。 自觉讲世界会更酷一点, 毕竟大脑的任务就是理解世界嘛。 当我们对整个世界一无所知时,也就是没有任何信息时, 按照热力学第二定律, 这个世界最可能是一个处处均匀的死掉的热寂宇宙。这就是所谓最大熵原理,此时熵最大。

 

随后我们开始观察这个世界, 世界的维度太高太复杂, 想一下子把握整体无从开始。 我们只能有用低维度的简单武器,在云上打一个洞。 就像研究地球的内部结构一样,找一个矿井, 打一个深洞, 抽取一段岩层, 看看岩层长什么样。 如果岩层仍是一整块, 说明这个洞打的不好,没有有效信息。 如果发现分了几层, 我们对世界多了点了解。目前人类在地球上打的最深的洞也就是万米级别。 假设地球是一个苹果,这个洞全在苹果皮上。  如果世界是平的, 按照不知道的就得均匀分布的最大熵理论,如果观察到几层,世界就是几层板叠在一起。 如果地球是个球, 就是几层大球套小球。 同样打一个洞,看到的分层越多, 说明获取的信息越多,熵的减小也越多。 我们希望每次打的洞, 都获取了最多的有效信息。 而对于看不到的东西就当做是均匀分布最大熵, 这就是朱老师教给我们的最大最小熵原理。

 

我们曾经是山顶洞人,那是几万年前。 北京北边延庆县有个旅游景点叫古崖居。据说是辽金时期的一个村落遗址, 就是在一个山上打了很多洞, 人都住在里面,那是一千年前。 还有黄土高原上一直到现在都有很多人住在窑洞里。 我外婆家就有窑洞,小时候去玩,住在里面冬暖夏凉,还可以亲近各种生物, 比如跳蚤。 可见从古至今, 住在洞里观察世界都大有人在。这是继承优良传统。

 

等等, 这跟记忆有什么关系? 朱老师告诉我们打洞可以研究世界,而且每打一个洞都能知道这个洞打的好不好。 但是终究没有告诉我们该怎么打洞。胡乱打洞效率太低。 于是其实还是没解决问题。

 

而深度学习正是可以解决问题的武器。按照我们的打洞理论来理解深度神经网络, 每一个神经元都是一个洞。 洞是一层一层打的, 一开始先均匀的打一遍。 那个洞打的好, 下一次就在它附近多打。 打的不好的洞就不要了。  网络训练好之后, 有一些洞很好, 里面的模式很丰富, 特别是边界陡峭, 也就是说有很大很大的负熵在这个洞里。 我们在这个洞里看世界, 看的格外清楚, 这个洞就是构成记忆的一部分。 可称为记忆之洞。 记忆就是一些提供了最大负熵或者说最有效信息的山洞的总和。 其实仔细想想没有这么简单, 这里只是浅谈。

 

第二条解释记忆的路径, 来源于理论物理。主要是换了另外一套术语。在理论物理看来, 世界由能量决定。 提出理论就是要先定义能量函数。 有了能量函数, 就可以描述世界。 而记忆在这个体系里, 进去是能量函数的极小值。 能量函数在极小值附近越陡峭,记忆就越好。 凡事都有两面, 记性好, 认的越清楚, 那么很容易差一点就不认了,这叫泛化能力弱,过学习。但是对神经网路不会过学习, 因为网络里有很多层,很多极小,不是各个都记忆好, 有的认识的多, 有的认的准, 大家互帮互助,就什么都认识了。

 

熵和能量是一回事, 但是数学处理不同, 一正一负。 各有各的用途。

 

好了, 以上从计算的角度说了说什么是记忆, 如果看完没有理解, 说明我是在胡说。下次我们换个角度, 看看心理学是怎么研究记忆的。 谢谢观赏!

人:让我们独一无二的科学解释–人是什么系列之三

今天主要安利(做广告)一本书, Human:The science behind what makes us unique,  中文译名:人类的荣耀。  在英文著作里, 如果作者敢用一些简单的名词当书名, 通常说明这本书非常了不起。  书名里的单词越少, 说明这本书越牛逼, 书名敢叫 Human, 讲人是什么, 说明作者对自己作品的内容相当的自信。 所以这本书的中文译名应当就叫人, 或者人类。 译者自作主张加了荣耀两个字, 有画蛇添足之嫌。 吐槽模式结束, 下面进入正文。
按照“人是什么”系列的一贯作风, 在具体说一说书的内容之前, 先介绍一下这本书的作者,认知神经科学的先驱和主要贡献者, Michael S. Gazzaniga, 迈克尔.加扎尼加。可能很多人对这些脑科学,生物化学, 脑神经科学, 脑生理学, 生理心理学,认知心理学等一大堆容易混淆的学科名词感到迷糊。其实也没有那么难理解,这里就先梳理一下。

研究脑和人的学科, 一类是自底向上的脑神经科学。  从底层开始, 是分子生物化学, 主要观察细胞里面的化学反应, 研究分子的层面; 在此之上研究细胞整体行为的是神经细胞学。再上一层可以对细胞组成一个个不同功能集团进行研究, 而从生物层面,有神经生理学, 神经解剖学等等。 以上研究方法主要是面向动物, 因为都是破坏性的。 另一方面从底层来看动物和人, 其实没有什么区别。

但是要研究人独特的东西, 特别是人的意识活动, 总不能破坏人吧(其实是有一段黑历史,主要靠研究战争和殖民地里不当人的人, 并且当年的相关学科曾经飞速发展过 )。碰巧在上世纪中叶之后我们有了非破坏性的观察脑部活动的手段, 包括PET 同位素成像和fMRI核磁共振等, 以上手段和一种通过外部扫描来重建三维的技术CT 结合, 就可以得到大脑的三维影像,并可以据此观测大脑的活动。于是就有了用fMRI和PET来研究大脑的脑神经科学。

另外一路研究手段是自顶向下研究人的,也就是这个系列文章讨论的心理学。 心理学一开始就把人当作一个整体来研究。 但是因为人太复杂, 很容易就抓不住头脑,开始似是而非,甚至胡说八道。 中医理论就是犯了这种方法论的错误。

要科学研究, 就得有能控制的实验。 而心理学的研究, 按照心理学女博士的说法, 主要靠三种手段:

  • 第一种就是研究自己, 自己的想法自己最清楚, 心理学大牛们没事就研究自己, 包括弗大夫在梦的解析里解析了自己好多梦。
  • 第二种是问别人, 各种心理学的问卷,量表,访谈都是在干这个的。 这样拿回来的数据, 很有可能有系统性的偏差, 这里先不展开, 有机会再说。 总归不是那么那么的靠谱。我自己的工作,用户体验研究主要依托的就是这类手段, 所以其实我在否定自己, 请各路高抬贵手,不要爆击。
  • 第三种就是观察统计人的行为, 行为学派就典型代表。给人各种刺激, 观察他们的反应, 然后就能得出结论。 行为学派因为有效, 能出结果, 曾经长期占领心理学界。 只从外部观察,把人当作黑箱的想法相当的极端,这一派的人也都比较极端,容不得别家的说法。 一极端, 就有反弹。所以现代的心理学特别是认知心理学都要研究人的内部活动。 长期以来, 这种研究依托脑电这类非常粗糙的技术手段。 得出的各种结论非常经不起考验。 这么多年都过来了, 也真不容易。

而从上到下的心理学, 和从下到上的脑神经科学终于遇到一起了, 两者的交叉就是所谓认知神经科学,cognitive neuroscience, 这是一门试图通过研究神经的生物过程来理解脑认知的学科。主要从上下两个层面来试图搞清楚大脑的功能性活动。 所以俺们研究AI的, 应当多多跟踪这个学科的进展。

这一梳理就收不住, 按照快消费时代的阅读,感觉这篇文章要结束。 下面还是回到加扎尼加。 他有一本叫做双脑记的书, 从自身经历来讲述自己的科学研究。 开篇就写到要告别弗大夫, 你过时了, 我们懂的比你更多。 哎, 又想跑题, 收住!

加扎尼加也是上帝的宠儿,他是弗大夫去世那一年出生的(冥冥之中有天意),  从小在加州长大, 有个外科手术医生的老爸(他一家子都是医生,他外祖父是洛杉矶著名的整形医师)。据说也是个从小就在车库里做实验的天才宝宝。 读本科的时候他跑去了美国东北的达特茅斯学院。 加州好大学不少, 他非要横穿美国跑到东岸, 不知是不是年轻时候的叛逆。 总之,他叛逆期一结束,就回到了加州。 学术生涯的一开端, 就在加州理工师从曾经得过诺贝尔奖的罗杰.斯佩里大师攻读博士学位。

加州理工是个规模不大的标准精英学校,陈天桥两口子刚捐了一亿美元给他们,主要是为了这个学校的脑科学研究。  这个学校当年就可谓群星闪耀,牛人众多。 据说别闹了,费曼先生就经常来加扎尼加的实验室串门。 有一回去捉拿逃跑的实验动物, 加扎尼加差点撞倒了量子化学的创始人鲍林先生。 总之天天听大师教诲的学生也必然非同反向。 加扎尼加当时做的事情主要就是研究一个心理学历史上非常有名的被试:裂脑人,威廉.詹金斯。

威廉.詹金斯是个美国伞兵, 二战时有一次参加在德国的敌后跳伞行动, 落地时被德国人包围, 被一个德国军官用枪托打到后脑,打翻在地。 当时的德国已经是强弩之末, 不久之后威廉就被解救出来送回美国。 然而此时他的得了严重的癫痫,已经没法靠药物控制。 按照当时的医疗手段, 只能做裂脑手术(把大脑左右半球中间的连接体切开)。

裂脑人威廉在治病的同时, 被他的医生约瑟夫.博根介绍到了加扎尼加老师斯佩里大师的实验室。 于是加扎尼加开始了对裂脑人的研究。 据他自己说, 当时他每天都和斯佩里大师探讨至少两个小时, 生活中唯一有意义的, 就是老师, 思考, 和裂脑人实验。

现在我们都知道大脑两个半球, 左右脑的功能不同, 各种左右脑训练在社会上泛滥。 当年可从没有人这么想过。自斯佩里和加扎尼加开始。 通过一系列实验, 他们意识到了大脑两个半区功能的不同,和裂脑人的医生一起, 三个人发表了一系列研究报告, 并据此提出了左右脑分区的学说。斯佩里更是拿到了诺贝尔奖。

加扎尼加毕业以后对自己的裂脑人研究并不满意, 他一直试图理解大脑是“如何产生意识”这一个关键问题。 为此他开始广泛的游学交流和碰撞, 特别是碰到了另外一个著名的心理学家, 提出了记忆7+2理论的乔治米勒, 两人共同创建了认知神经科学。

加扎尼加不光博古通今,研究范围广阔, 还特别善于写故事。 他把自己的理论思考,以及各个学科的进展通过写作科普读物的形式介绍给公众。 Human, 就是在2006年写的一本科普著作。 也是有关人是什么,从各个角度探讨, 包罗万有的一本书。 从面向大众的书籍里面, 我还没见过另外一本涉猎更广,更有深度的书。能够相提并论的都没有。 因此强烈推荐大家去读读书, 因为加扎尼加的文笔, 这本书读起来也非常容易。

写文章通常是要开门见山。 而这篇推书的文章竟然三页不说书的内容。因为实在是看书就好,这样才不会错过各种精彩。 但这里还是大概啰嗦一下书里都讲了什么, 供大家参考。

这本书主要讨论的就是人是什么, 人和动物有什么不一样。一共四部分。

开篇试图从生物的角度, 特别是DNA来解释。 比如对比人和黑猩猩, 在人的DNA里只有一小部分不到2%参与遗传编码, 而这2%里, 只有1.4% 人和黑猩猩不同。 但是不要小看这1.4%的不同。 只要一个基因不同, 甚至一个碱基对不同, 就会有很大影响。两个特殊的基因, 小脑症和ASPM基因让现代科学意识到人其实一直在基因层面有进化。

第二部分讨论人的社会性。 很多人知道一个社交的150人原则。 在这本书里说, 黑猩猩的群体规模只有5o人左右, 因为黑猩猩的社交主要靠给对方理毛, 每天黑猩猩之间要用大约20%的时间理毛。 所以这是黑猩猩社交,建立信任的基础。而人会说话, 经过研究发现, 不管多少人在一起, 对话通常是4个人一组的小群体, 一个人说,3个人听。 一对三, 和理毛的一对一比较, 人比猩猩的效率高三倍。 于是黑猩猩能搞定50个黑猩猩, 一个人能搞定150个人。 书中如此这般的启示比比皆是。

第三部分讨论人独特的东西, 比如说美和艺术。 作者说艺术和美不同。 美可以人人有, 艺术是社会层级的产物, 是由社会精英创造, 大众试图模仿的东西。 在现代社会, 艺术强烈的与金钱挂钩, 因为现代社会地位已经由金钱的多寡来代表。

第四部分, 简单的讨论了一下在人的生理限制之上, 还能做什么。 作者持开放的态度,认为人和AI或者其他机器的结合, 可以进一步扩展人的能力和范畴。

以上简单提及了书里面的部分内容,仍然是 挂一漏万。重要的事情要说三遍。 再说一遍,去读书!

(全文完)

 

从弗洛伊德到皮亚杰-人是什么系列之二

昨天写了一篇文章简单说了说心理学的三大门派和核心思想。 本来接下来想谈谈所谓超验和证悟这种玄之又玄的东西。 但是文章写完应者寥寥。心理学女博士评论:对心理学理论讲的太少, 而且不透。 一篇文章当然写不完一个学科一百多年的积累, 本来只是想从三巨头的生平出发,来抓住他们理论的主要脉络。

个人觉得这个文章应当是相对比较好懂的, 不知为何没几个人看。 反省一下, 也许跑的太快了, 大家没有跟上。 因此这次先不谈超验。 回来再看看心理学的另外一类研究, 从教育和发展的观点来看一个人是怎么成长起来的, 也许也会是一个有启发的角度。
还是从弗罗伊德的人格结构, 本我,自我, 超我谈起。 前面一篇文章说过, 马斯洛在此基础上, 做了扩展,变成了他自己的五层理论。 弗洛依德大夫是个悲观主义者, 他看到的是本我和超我的各种冲突。 在他眼里恐怕, 人之初,性本恶。而马斯洛教授是个乐观主义者,他觉得只要满足了这些动物性的欲望, 人就可以追求更高的东西。因为能够自然追求更高层面的东西, 所以是人之初,性本善。 以上的解释有点牵强, 但是可以帮助大家理解。回到弗大夫的理论,做为一个天才人物,他不光是提出了本我,自我,超我,还同时提出了意识本身的层次结构。 他把整体意识分成了三层, 即意识, 前意识, 和潜意识。潜意识又叫无意识。 所谓意识, 是自己能主观注意到的东西, 只是整体意识的很小一部分,类似与露出水面的冰山一角。
大量与心理活动相关的内容,实际上是意识注意不到的,水面下的冰山。 而水面之下的隐藏意识, 又可以分为前意识和潜意识。 前意识是水下冰山里可以进入意识的一部分, 一般人前意识都可以转化为意识。而潜意识是真正看不到的东西, 也许来源于生物的进化和潜藏的记忆。

对一般人来说光凭意识是看不到的潜意识层面的。但是特殊的人不一样, 有人能够看到自己的潜意识,并且利用潜意识, 这就是所谓超验体验的基础。 这个容我们以后专门再说,这里就不展开了。 类似的整体意识层次理论, 也符合现代脑科学的研究和认识。 可见弗大夫的天才, 一下就抓住了事物的本质。

除了意识的分层, 弗洛伊德的人格结构:本我,自我,超我, 还外带一套发展理论。 这就是大家可能早就听说过的力比多驱动, 从口腔期, 肛门期, 生殖器期, 潜伏期,直至青春期真正成熟的发展过程。 弗大夫要治病救人,因此他的学说是用来看病的。他说如果在各个发展阶段力比多被抑制了, 就会生病。 他并不研究正常人是怎么一回事,从正面来看该如何引导这个发展过程。

要正面引导, 也就是所谓教育, 需要介绍另外一个天才人物, 皮亚杰皮老师, 他的一套人格发展理论, 是现代教育方法的基础理论之一。 我们还是从他的生平说起。

皮亚杰比弗洛依德晚一代, 和斯金纳一样,都是在世纪交替时出生的。 他是瑞士人, 父亲是个大学教授, 家境优越。 因此可以说有非常幸福的童年。他很早就接触到了所谓科学研究的方法: 通过细致的观察实验, 来研究事物,并在此基础上,通过系统总结来提出理论。 10岁的时候, 他在公园里玩耍时发现了一只得了白化病的小麻雀。就把麻雀带回了家。天才总是和常人不同,他并没有把麻雀当个玩具, 而是通过观察总结, 写了一篇关于白化病麻雀的论文, 并且在当地的科研期刊上发表了!

这篇文章引起当地自然博物馆馆长的注意, 邀请他主动参与博物馆对标本和生物的研究, 并随后发布了一系列文章。 特别是有关软体动物的文章, 在当时的欧洲动物界引起了很大的反向。 这时,他还是只是一个十几岁的少年。

作为一个学霸, 皮亚杰19岁就大学毕业, 22岁拿到了生物学和哲学双博士学位。 随后去了巴黎游学, 3年之后又拿到了法国科学博士学位。 相比胡适博士的名誉博士,人家皮亚杰拿的可都是真博士。博士拿到手软之后, 皮亚杰又回到了瑞士, 在日内瓦大学独挡一面, 开始创立自己的学说。 此年他25岁。

事业有成, 就当考虑家庭, 安定之后, 皮亚杰结了婚, 并随后的6年间有了两个女儿和一个儿子。 因为皮亚杰有那么多货真价实的博士学位, 他也就同时跨学科担任了好几个学科包括心理学, 社会学, 哲学, 科学史等等的教授。 学霸中的学霸小时候靠观察一只麻雀就能写出有影响力的文章。当他有了孩子之后, 通过对自己的三个孩子更细致的观察, 皮老师发布了一系列关于儿童心理学的论著。 成为了儿童心理学的世界级权威。特别是他本人的跨学科背景, 和自幼年就培养起来的的犀利视角, 让他对从出生,到幼儿,直到成年的儿童发展过程有了更为深刻的理论思考。这比弗大夫的口腔期,肛门期可深度多了。

皮老师曾经担任过国际心理学会主席。 各种心理学的最高奖励拿到手软, 有60多本专著, 500多篇论文, 多个国家的几十个名誉博士,名誉教授, 名誉科学院士。 直到80多岁去世。走完了一个学霸应有的光辉灿烂的一生。 令人羡慕不已。

与弗大夫的学说不同,作为一个科学家, 皮老师的认知发展理论包含大量细节,不是三言两语能够讲清楚的。 这里勉为其难说说一些基本的概念, 建议有机会还是要认真读读皮老师有关儿童心理发展和教育的专著。 才能体会到学霸的深刻思想。

从哲学的角度, 皮老师认为心理发展过程是一个主观和客观交互作用, 共同促进的过程。 其中的核心观点是所谓图示schema。 图示是认知活动的基本单元,  是相对固定的, 在认知活动中会不断重复;  另外又能随之变化发展的模式和结构。以上这段话可能不太容易理解。 拿行为主义来做对比, 行为主义只注重可以观察到的外部输入和输出,认为观察不到的人的内部心理活动是一个黑箱。

而图示的概念是试图结合行为来表征人的内部心理结构。 这样人就不是黑箱,而是由一个一个相对固定的模式或者节点构成的网络。 人的心理活动, 就不单单是输入到输出,而是从输入到图示再到输出的过程。

在人和外部环境互动的过程中, 图示只是相对固定, 实际上是不断调整变化的。可以把这个变化过程当作是适应和学习的过程。 图示由少到多, 由简单到复杂, 不断发展。 皮老师把这个变换发展过程分为两类: 同化和顺应。

所谓同化, 是一个量变的过程, 通过对外部环境的适应来调整已有的图示, 让图示变的更丰富, 更复杂。 顺应则是一个质变的过程, 在顺应中旧有的图示发生了根本性的改变或者产生了新的图示。举个例子,蓉蓉家里养了一只金毛狗, 她出门又看到了博美,京巴,松狮等等各种不同的狗,于是她认识的狗就越来越多,但还都是狗,这就是同化。 有一天她去了动物园, 看到了老虎狮子, 这就不能当狗了, 就要顺应了。 从动物园回来, 蓉蓉就认识了狗, 老虎和 狮子。

同化和顺应是并存的。在此之上, 还有一个平衡的概念。当一个人熟悉了周围环境了, 可以说是平衡了。而环境中出现了新的刺激, 按照原有的认知不能处理, 就不平衡了。比如蓉蓉不认识老虎和狮子,就不平衡。而通过认知活动, 同化和顺应的过程, 能够处理这个新刺激了。 就又平衡了。蓉蓉终于还是学会了辨认老虎和狮子。 从平衡,到不平衡到再平衡就是一个学习的过程。

按照皮亚杰的理论, 智力并不是完全由基因决定的, 在教育学习的过程中, 可以不断变化和成长。 从平衡到再平衡的过程中, 个体要采取动作,要take action, 这是心理发展特别是认知的来源。

人通过探索世界, 通过主动行动,收集反馈来建立自己的认知。  整个发展过程, 大概可以分为以下四个阶段。

  1. 感知运算阶段, 0-2岁。婴幼儿从一出生就会的基本条件反射开始,  慢慢的通过一些动作行为去适应环境。这一阶段,人会从一个仅仅具有反射行为的个体逐渐发展成为对其日常生活环境有初步了解的问题解决者,但是仍然只有基本的直观感知。
  2. 前运算阶段, 2-7岁。幼儿将感知动作内化为表象,建立了符号功能,可以凭借心理符号来进行思维,从而使思维有了质的飞跃。所谓符号对应的就是语言, 会说话了就是不一样。
  3. 具体运算阶段,7-11岁。在本阶段内,人的认知结构由前运算阶段的表象图式演化为运算图式。人开始有了抽象概念,同时也就有了逻辑,但是思维活动还需要具体内容的支持。虽然能够算算术,还是不能脱离数苹果。
  4. 形式运算阶段,从11岁开始一直发展。这个时期,人的思维发展到抽象逻辑推理的水平。思维形式开始摆脱内容。于是人就能够摆脱现实的影响,关注所谓假想的命题,可以对假想的世界作出基于逻辑的和富有创造性的反映。人类发展出了自己想象中的世界。而一旦想象中的世界出现, 就比现实世界更丰富多彩。 我们现代人的生活实际上是主要基于想象世界的。 人类活动的主要部分都是围绕想象世界展开

皮老师的阶段发展理论,可以为儿童教育不同阶段需要注重的内容提供一些参考。 但是现代小孩远比皮老师时代的小孩早熟。 所以相关的年龄阶段划分也仅供参考。 特别是天才,完全不在此列。 皮老师自己10岁就能发表文章, 一定已经进入了形式运算阶段。

抓住皮老师思想的重点, 我们就知道学习是一个练习的过程, 特别是需要反复的练习。而从平衡到再平衡的理论,又解释了如果要有效学习新的东西, 一次不能学的太多。那就会引起混乱。 现代的所谓刻意学习理论,是在此基础上的进一步发展。 刻意学习, 一万小时定律,是我们当下能够掌握的最好的学习方法。因此不管怎么强调都不为过。

有关学习的心理学简介到此结束, 下一篇我们要不要讨论超验呢? 也许要应当先说说无意识, 以及有关梦的心理学解释。 谢谢观赏!

从弗洛伊德到马斯洛-人是什么系列之一

去年的文章提到了研究人工智能需要理解人,把人做为一个整体来研究的唯有心理学。说起来是去年,其实也没多久,这次就展开写写。从心理学的发展脉络以及相应的观点谈起, 直到对人工智能研究的启示。 因为网络文章篇幅所限,一次肯定写不完。 也不知道会写多少。 应当是个系列, 至少会有3到四篇。 今天是第一篇, 讲讲心理学的三大主流门派, 和我的一点浅薄理解。 学识所限, 请批判性阅读。

开宗名义, 心理学三大门派, 精神分析, 行为学派, 人本主义。 因为我们要讨论的是人, 所以一家找一个代表人物: 弗洛伊德医生, 斯金纳老师和马斯洛教授。

凡事从源头说起, 在人类构建知识的初期, 就有各路哲学家和思想家在讨论人, 一些核心问题包括,人性是善是恶? 人性是天生还是后天培养(后天培养的也就无所谓善恶)?人的内涵是什么和动物有何区别等等。早期学科知识还不能分化, 提出了大问题, 只能从系统宏观角度泛泛而谈。 所以相关的学说基本上都属于哲学层面的思辨。直到十九世纪, 科学理论和实验研究方法的引入, 才真正开始规范化的思考。德国人威廉冯特, 第一个提出了实验心理学的概念。把人的意识划分成:感觉、情感、意志、知觉 和思维。后人的研究基本上就是在此基础上往下走的, 因此冯特被尊称为心理学之父。

冯特的理论提出不久之后,十九世纪末期, 人类历史上的天才人物之一, 犹太人弗洛伊德医生开创了心理学的精神分析学派。

弗洛伊德医生的早年生平不可考, 因为他不知道为什么主动销毁了自己的相关记录, 而且是两次。 大概知道,他是一个大家庭的长子,家里并不太富,小时候是个学霸。17岁进入维也纳大学, 获得医学博士,毕业后留在维也纳生活, 主业是给人治病,特别是精神疾病。 他的理论,主要是从自己给人治病的经历发展而来。

可能有人会好奇,为什么当时的维也纳有那么多精神科疾病。 按照同在维也纳出生成长,时代稍晚一些的管理学之父彼得德鲁克的回忆录, 那个时代对维也纳人来说正是新旧交革,大变迁,大动荡的时代。 在19世纪末以前,作为帝国的首都, 维也纳实际上一直维持者旧时代的秩序。 贵族和平民有严格的界限, 上下守序, 时代的发展很缓慢。而19世纪末期, 一切传统秩序都被打破, 因为战争,维也纳发生过严重的通货膨胀。  迅速变革的时代,引发的各种混乱,反映到人身上就是人人无所适从。 特别是贵族的地位变化, 对人的心理冲击可想而知。 也为弗洛伊德医生带来了看不完的病号。

弗洛依德医生在治病救人的同时, 一直在思考人为什么会有这么多的冲突, 导致各种奇奇怪怪的行为。 最后他终于得出结论, 每个人一出生就有各种欲望,这种欲望至始至终存在在潜意识里, 但是因为外界条件的种种限制, 被压抑了, 所以就导致了种种不平衡。

弗洛伊德据此把人分为在潜意识动物层面的欲望集合本我,代表意识层面的思考动机的自我,和社会道德等等所代表的超我。 因为超我约束本我, 自我就需要在两者之间找到平衡。特别是本我集中体现,所谓libido, 力比多代表各类快感,主要是性, 被弗大夫当作了人性的源动力。 弗大夫开出的药方是爱欲eros, 与此相关的各种心理机制,可以被用来平衡超我和自我的冲突。

由此可见, 弗大夫是一个对人性的悲观主义者, 他认为人的本性是动物性, 天生会和外界产生冲突,尤其会和人的社会层面,道德,法规等等产生冲突。 被特别拿来举例的就是众所周知的恋父恋母情节。 弗博士的天才之处在于他一下就抓住了欲望,这种相当基础的东西。他的局限在于他是一个精神科医生,天天混在精神病人堆里,这些人代表的是社会的暗面, 所以他只给出了暗面的理论和解释。

弗洛伊德的精神分析学说因为极其有效,而且理论相当基础, 在提出之后就大获成功。 并且随后渗透影响了整个西方人文社科的方方面面。 直到今天, 欲望的释放和被约束仍然是各种艺术门类试图表现的冲突主题。

几乎在精神分析理论大获成功的同时,又有一派天天和动物打交道的学者, 从研究观察动物的行为开始, 试图用观察行为的表现来理解人。这一派的先驱当然是鼎鼎大名的巴甫洛夫,条件反射理论。 从小我们就学过狗一摇铃就流口水的故事。 巴甫洛夫只研究了狗,在他之后, 用类似的一套理论和方法来研究人的承前启后集大成者就是斯金纳老师。

斯金纳老师童年生活在美国宾州的一个小镇上,他从小就是一个熊孩子,喜欢各种冒险和折腾。 比如自造一个独木舟带领几个小伙伴漂流了一千里。 又把一个旧锅炉改造成蒸汽炮, 用土豆和萝卜当炮弹打破邻居的窗户,打穿他们的屋顶。他还自造了一个滑翔机并随后坠毁等等。按照弗大夫的观点, 熊孩子的欲望得到了各种释放。 所以斯老师对人性看法没有那么悲观。 甚至说, 没有所谓人性!

在行为主义者看来, 人就是动物。 动物的条件反射是底层的低级行为, 而有各种高级行为的人,也不过是对外界各种环境变化,刺激做出的反应。 所以要研究一个人, 可以把他当成一个黑箱, 只要从外部行为上观察,就一切尽在掌握中了。

斯金纳老师正是践行了这种观点, 并且用这种理论指导了自己的一生。  和很多伟大心理学家一样,斯老师一开始学习的专业也不是心理学。他起初是学习英国文学的作家苗子。 读书期间, 因为看到了动物行为研究中的条件反射, 觉得自己找到了真爱,就转去学习心理学, 研究动物行为。 找到真爱后, 他拒绝一切娱乐活动,拒绝和女生约会, 全身心投入到各种实验中去, 因此而顺利拿到哈佛大学的博士学位,并且当上了教授。

斯金纳研究动物的各种条件反射行为。 特别是他用奖励和惩罚两种刺激来改造引导动物的行为,发现十分的有效。 于是他觉得应该把自己的理论应用到教育上, 用奖励和惩罚来指导小孩的学习。

斯金纳观察了当时的教育体系, 老师主要是在惩罚孩子, 不听话的孩子, 学习不好的孩子等等。 于是斯金纳指出, 传统的教育方法光用惩罚来约束小孩的行为,这是不对的, 应当奖惩并用。随后他特别提出了所谓强化学习的方法。其中的要点包括,要强化正确的行为,给予正确引导和奖赏,特别是要及时强化。这在教育领域产生了深远的影响。斯老师特别反对大班教学,因为如果大班教育,一个老师管不了那么多孩子, 老师也就没法对每一个学生的行为进行及时的指导。要做好强化, 及时反馈非常非常关键, 这样一个老师带不了几个学生。 由此可见, 斯老师要搞的还是精英教育。

斯老师一生著书立说,晚年得到了各种奖励和回报。他曾经拿到过美国国家科学奖章(美国科学最高奖项),美国心理学系会更是给了他各种荣誉。面对一个伟大的精英人物, 当然就有各种嫉妒。 一种被广泛引用的谣传是斯老师曾经把自己的女儿,放进斯金纳箱里,研究了两年。 因此导致他女儿成年以后自杀。 实际上这是一个编造的谎言, 他女儿幼年时可能是被研究了, 但是是在舒适的摇篮里, 成年后也没有自杀, 而是成为了艺术家, 还出版了父亲的传记。 可见精英主义经常会遭到各种污蔑, 但是事情的最后,污蔑总改变不了事实。

弗大夫整天跟精神病人打交道, 斯老师主要在教育动物。 因此他们两者的观点随然有效, 但是并不全面。 在以上两派学说提出之后, 作为人本主义学说的代表人物,马斯洛教授终于来了。

马斯洛教授也是一个犹太人, 与斯老师相反, 他有一个十分不幸的童年。 他父亲酗酒, 母亲十分冷漠残暴。据说他小时候曾经抱了两只小猫回家, 被母亲当着他的面活活打死。 因此母亲去世时, 他拒绝参加葬礼。 从小就没有母爱和父爱, 得不到正确的引导, 按照弗大夫的理论, 和斯老师的观点, 这会是一个失败的人生。 不是变成精神病, 就是去坐牢。 然而并不是。 马斯洛没有父爱和母爱, 变得孤独内向, 然而他家附近有一个图书馆, 他从小就在书籍中找到了慰藉。 读书改变人生!

作为人类历史上的又一个天才人物, 马斯洛教授的家庭虽然没有提供条件, 但是他的天分极高, 靠自己读书, 他进入大学, 在那个年代, 并不容易。 而后改变一生的时刻到来了, 他爱上了自己的表妹, 并在众人的反对声中, 与表妹结了婚, 那年他才20岁, 表妹19岁。

天才人物受到爱情的滋养, 进入了爆发期。 当时美国的各大学心理学系被行为主义主导, 都在训练各种动物。 马斯洛教授一开始接触到的也是行为主义, 并且以为自己找到了真理。然而不久之后, 特别是看到了精神分析学说,聪明如他就产生了怀疑, 人性如此复杂,光研究动物就能搞明白吗? 特别是他的第一个小孩出生后,通过观察自己小孩的成长,他彻底意识到了行为主义的局限性。人终究不是动物, 小孩和小狗小猫还是有点不一样。 于是他开始研究猿猴的行为,并拿到博士论文。在开始教学生涯之后, 更是提出了众所周知的马斯洛层次理论。

按照马斯洛层次理论, 人之所以为人, 既不是所谓力比多驱动, 也不是象动物一样仅仅是对外界刺激的反应。 这些理论只是观察到了部分现象。 不是全部真理。 把精神分析中的本我,自我,超我的三层概念重新划分, 把内在的冲突变成没有冲突的层级结构, 就构成了人性。

力比多只是最底层。 满足了最底层欲望, 上面一层是安全感, 这两层都满足,动物的问题就解决了,可以变成人。 第三层是归属与爱,在弗大夫的学说里对应的是自我。弗大夫那里是平衡冲突的关键,在马教授这里只是承前启后的一层。 再往上的是社会承认和尊重。也就是超我层面的东西。 在弗教授那里,超我和力比多是冲突的。 马教授这里的谈超我,是从正面意义上来讲的, 得到了社会承认和尊重,是自我的进一步发展, 而不是本我的冲突。 因为马斯洛教授接触的正常人比较多, 而不是整天接触病人。

最上面一层, 所谓的自我实现。 是最难讲明白的。 马斯洛教授的人生经历, 就可以被当作一个自我实现的样板。从童年的各种折磨, 成长为名教授, 直至美国心理学会的会长。 可以说自我实现是一个大筐,里面装了各种人生圆满所代表的内涵。

因为自己的身份地位很高,可以接触到各种成功人士。 马斯洛教授的晚年,专门考察了很多当时的成功人士。通常情况下, 这些成功人士都达到了自我实现的层次。但是经过仔细对比, 马教授发现这些自我实现的人里面还是有两个层次, 一个是简单的自我实现, 只是偶尔满足了自己, 另外一类人自我实现已经升华了, 经常会有所谓巅峰体验, 达到了所谓超验。 可惜他并没有完成自己的研究, 就因为突发心脏病而去世了。这些看法总结在他的遗作, 人性能达的境界这本书里。

马斯洛死后, 一些人顺着超验体验继续下去, 推出了所谓超验心理学。 为了与之前的三大门派区别, 超验心理学又叫第四心理学。而所谓超验,本身能够到达的人就太少。 一般人想理解很难, 曲高和寡, 也就变成了所谓玄学。 研究超心理学的不是大师就是神棍, 基本都是神神秘秘的。这类超验体验,在东方实际上叫做证悟。

本文到此结束, 下一篇我们来讲超验和证悟, 谢谢观赏!

NP=NP? 从计算到智能的终极问题

你是一,也是万! 是刹那,也是永恒!

I’m the Alpha and the Omega,the First and the Last,the Beginning and the End.

 –新约.创世纪

二零XX年, 历史揭开了新的篇章,  计算宇宙中的第一个人诞生了,  这是一个新的纪元. 史称人工智能元年。

如果要写本小说,  我大概会以这样的句子作为开场。人工智能开始火热以来,大众能够接触和理解的文章里各种荒谬和误导太多。而领域内的学者们又忙于写论文。学者精英和公众之间出现了鸿沟。要想通过传播知识在这个鸿沟之上架起桥梁,科普文章是一种方式。而传播学告诉我们, 其实公众更喜欢故事, 如果有一本像样的科幻小说, 可能比多少篇科普文章更有效。所以写本关于人工智能的小说, 是我埋藏很久的一个愿望。  但是个人能力时间所限, 这本小说还得等很久, 或许会胎死腹中。 大部头之外,一些片段思想可以单独谈谈, 今天就来说说有关计算和智能的基本问题。

不知道读者里有多少码农? 学计算机的人,都学过关于计算的一般理论。 知道我们把所有计算机要解决的问题,也就是可计算的问题分为大致两类, 一类是所谓多项式问题P问题, 一类是非多项式问题NP问题。

多项式问题最简单的是0阶,或者1阶线性N, 如果复杂度是2阶的N平方关系,问题规模一大就玩不转了。一阶二阶之间还有个NlogN, 大概是计算机能够愉快玩耍的边界。 因为0阶,一阶过于简单,二阶又有点复杂, 我们观察到的大部分算法和技巧, 都是试图把一个问题搞成NlogN。

而非多项式问题NP问题又有NP,NP hard和NP complete之分, 这两个概念经常会被人误解,一个直观的理解 NP complete问题比NP hard问题更难就是错误的。 正确的理解,首先要知道什么是可计算的问题。

所谓可计算的问题, 就是假设我们找到一个解, 这个解到底对不对, 是可以在P这个量级的计算上判断的, 如果连这一步都做不到, 那干脆什么都做不了。 可以在P计算上判别的问题, 如果问题的求解还找不到一个P算法。 那就是一个NP问题。 而NP complete问题, 就是NP里面最难的一类, 这一类问题是等价的,如果解掉其中一个, 说明所有的NP问题都可以解掉。而NP hard问题不光包括P计算判别的有一类, 甚至可以包括不能在P计算上判别的问题, 这类问题目前根本无从下手。

拿围棋来举个例子。下围棋是很难的,想算出下一步该怎么下,非常非常困难,尤其是一开始布局的时候。 而越到后来,越接近终局,越简单。收官的阶段,计算机早就胜过人了( 因为人容易出错, 计算机不会出错) 到最后 一盘棋下完了,判断输赢是很简单的,谁都会数子。所以下围棋是个典型的NP问题 ,也许还是NP complete的(没查过)。

自NP问题的定义提出以来,无数计算机科学家和数学就试图在证明NP=P。意思是这些看上去很难的问题, NP问题, 实际上没有那么难, 有P多项式的级别的精妙算法。 如果有这样的证明, 所有这些可计算的问题都能计算, 世界将是多么的完美。。。。和无聊啊。

本文站在哲学的高度, 驳斥了P=NP。 NP问题就是没有P解法,世界才如此的丰富多彩。 为什么?

还是从计算理论的核心思想谈起。 我们经常把人比做计算机。 计算机也被叫做电脑。 从计算的角度来看, 这样的类比其实正是抓住了问题的本质。 换一个角度, 我们知道人是很聪明的, 所谓聪明体现在那里,也就是智能是什么,很多人讲不清楚。 我在这里给聪明或者说智能给一个定义, 所谓真正的聪明或者智能就是能够建立数学模型。

我们知道大部分动物都是不会数数的,  单凭直觉, 乌鸦(最聪明的鸟类之一)大概能够数到4, 对乌鸦来说, 他们的世界是0,1,2,3,4,无穷。 而在发明数学之前,人也不是太会数数, 对不会数数的原始人来说,大概也是0,1,2,3,无穷, 比乌鸦还要笨一点。

而一旦发明了数字, 人学会了数数,就走上了与动物不同的不归路。 我们不光学会了数数, 还发明了加减乘除,也就是计算,我们称之为发明了数学。随后计算就变的越来越复杂,数学也就越来越复杂。 而通过物理, 计算和大自然联系了起来。所谓物理, 就是用数学公式来描述大自然的一般规律。  我们认为一个事情有没有理论,是不是掌握发现了其中的规律, 等同于这个事情能不能用数学公式来描述,能不能建立数学模型。 我们管能建立数学模型的,并且用模型能够对事实做出预测的叫做科学。

按照以上说法, 我们把这个世界分为两种, 可能用科学理论精确描述的世界。 不能用科学理论精确描述的世界。 对前一种, 我们非常擅长, 对后一种。。。 我们一直在试图把后一种转化为前一种。 就象大家一直在试图证明P=NP一样。

能够用数学描述的世界只占现实世界的很小一部分。数学理论发展到二十世纪下半段, 发现了所谓混沌现象。 所谓混沌,大概的意思是, 就算我们已经有了数学模型, 按道理就一切尽在掌握中。而实际上, 我们还是掌握不了, 因为混沌是一种非线性系统,其中非常微小的初始条件差别,会导致特别不一样的结果。 要预测未来, 只能一步一步算, 这种计算还要足够足够精确。 时间一久,其实算不过来,也就混沌了。

混沌现象出现,引发了对复杂系统的演化的研究。我们发现 大多数自然,生物,人类社会的现象,都可以归结为一个复杂系统。 所谓复杂系统, 是从系统的局部,或者某一个时刻,能够建立数学模型,但是模型是非线性的,一旦开始演化,整体的结果就不可以预期了。  混沌的世界远比能够数学建模精确描述的简单世界更大(简单是因为只有线性)。

前面把智能,定义为数学建模的能力, 而混沌理论告诉我们,即使建了模也没有多大用处。 那该怎么办? 在计算机出现之前, 大概有两条路。 一条路走上了玄学, 之前我们谈过的周期律就是这类东西。 一条路叫做概率统计。

还是拿围棋来举例说明。从全局来说, 整个围棋世界是有始有终的,从一个空盘开始落字, 到填满棋盘,围棋终将会分出胜负, 棋局就结束了。 理论来说, 围棋是有个最优的唯一下法的。 所谓上帝一局。 但是从计算复杂理论出发,因为只能算, P又不等于NP, 要想明确算出上帝一局,调动全部现有的计算资源也不够。计算能力限制了探索问题的边界, 我们其实没有办法找到这个能够证明是最优的上帝一局。 只有上帝知道。

假设一个智能棋手生活在围棋的世界, 唯一目的就是下棋。这个围棋的棋盘很大很大,当然比现有的围棋棋盘大很多。 而棋手只能看到眼前的一小块棋,看不到边界, 那他会怎么理解世界呢? 影响棋手的聪明程度一个关键是他的记忆能力。因为棋手们会通过总结下棋的历史来试图掌握规律,他能记住多大一段历史,大大影响了他下棋的策略。记忆能力强的,看到的棋局也大,会认为这个世界很复杂。 记忆能力小的,看到的棋局小,极端情况, 假设只能记住之前一步,那么策略可能就是往有空的地方走。根本够不上叫一个复杂系统,或者说没有智能。

而记忆能力比较强的棋手会有什么样的策咯? 我相信他早晚会发现自己处在一个复杂系统中,而且掌控不了全局。只能根据已知的历史和当前观察到的范围做出判断,把全部未知的东西, 当作随机。 这些随机的东西虽然捉摸不定,但是总体上还是有些规律, 于是棋手很可能会发明统计,并且用贝叶斯公式来计算棋局。 他的记忆越多,计算的越多,表现出来的行为模式也就越复杂。 于是就出现了智能。

因此智能的出现可以理解为有记忆和能计算。 智能的门槛是足够包容一个复杂系统。 在此前提下,计算能力越强, 记忆能力越强, 就更智能。对一个智能体来说,能够观察到的世界是有限的, 而世界本身就是一个复杂系统, 因此世界永远是捉摸不定的,随机的。 正是这种随机性, 才让世界如此丰富多彩。

不管你同不同意, 计算的出现,构成了一个新的宇宙。 足够复杂的计算可以被当作这个计算宇宙中的智能体 。计算宇宙中的生命, 叫做人工智能。 P不等于NP, 是这个计算宇宙成立的前提。

以上从哲学观点说明了P不等于NP,

等等, 本文的标题不是P=NP,而是NP=NP? 标题没有写错, 这里想说的是,站在哲学的角度, NP肯定不是P,这个不是问题。(期待学数学的童鞋来暴击)  我们需要搞清楚的,每个NP会不会有不一样?

比如围棋的世界和现实世界等价吗? 我们如果在计算的世界创造了人工智能, 他们的世界和现实世界是有所不同,还是完全一样? 人工智能还能够发明新的世界吗?

Wolfram的答案是, NP=NP,  他说他已经证明了。 我宁愿不同意, 实在不想丰富多彩的各种宇宙都终结于一条规则。

按照我们当下的知识, 我们存在的物理世界也是一个有边界的世界。 与围棋世界没有根本上的不同。 下出来的棋, 就不能收回去,时间只有一个方向。 有边界的棋局早晚会被填满, 而物理世界终将归于热寂。 除非:

NP 不等于NP

其实还有不属于NP的NP hard世界,那个世界完全不可理喻,我们不去玩儿。

谢谢观赏!