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用计算机模拟神经科学是未来的方向,但是很多人对此没有信心,认为这些努力注定要失败



  • 为什么电脑很难具有人类真实大脑的意识呢?科学家尝试建造超级计算机大脑,但结果表明它们始终无法接近现实人类大脑。

    80多年前,英国计算机先驱科学家艾伦·图灵(Alan Turing)认为,没有任何方法可以证明任何特定计算机程序能够自行停止,然而该能力是人类意识的核心部分。

    受此影响,也由一些研究人员仍坚持认为,用计算机模拟神经科学是未来的方向,但是很多人对此没有信心,认为这些努力注定要失败,因为我们不相信人脑意识可以计算化处理,我们的基本观点是大脑整合和压缩了包括视觉和嗅觉在内的多个组成部分,而在现今计算机感知、处理和存储数据的处理方式是无法实现的。
    许多先进的人工智能项目表明,科学家们正在致力于建造接近人类意识的计算机,其设计理念是大脑功能仅能编码和处理多元感官信息,因此一旦科学家正确理解大脑功能,很可能将人脑功能程序化,输入计算机系统。前不久,美国微软公司宣称,将投资10亿美元研制具有人类意识的计算机。
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    然而,迄今为止建造超级计算机人脑的各种尝试均未接近成功,一项始于2013年、耗资数十亿美元的欧洲超级计算机人脑项目现已基本上被认定失败,目前该领域的努力已经发生转变,在美国该项目逐渐转向研究人脑数据软件工具而不是科学家致力于模拟人类大脑。

    大脑无法像计算机一样运行

    活体生物通过主体和环境之间的活动进程调整神经连接,在大脑中存储一些经历体验数据,相比之下,计算机在硬盘存储区记录数据,两者差异意味着大脑的信息处理必然不同于计算机的工作方式。

    大脑积极探索环境,从而找到引导行为的要素,人类认知能力与感观数据并无直接关联,意味着一个人可以从不同角度识别一张桌子,而无需用相关数据描述桌子的存在。

    另一种观点认为,最普通的记忆任务与大脑多个区域发生关联,其中一些大脑区域很大,技能学习和专业技能涉及大脑记忆区重组和生理变化,例如会改变神经元之间连接的强度,而这些变化不能在固定架构的计算机系统中完全复制。

    美国俄克拉荷马州立大学科学家苏哈什·卡克(Subhash Kak)指出,在我近期的工作中,我发现了人类意识不具备计算机化处理的其他原因。一位有行为意识的人知道自己在想什么,并且有能力停止思考一件事而开始思考另一件事——无论他们最初的想法是怎样的,但这对于电脑而言是不可能的。

    在这个新程序上运行停止检查进程必然会使停止检查程序出现错误:如果它确定该程序将停止,程序指令将告诉它不要停止下来,另一方面,如果停止检查程序确定该程序不会停止,程序指令将中断任何进展。这意味着不可能有任何计算机系统模拟大脑组织,它无法像人脑一样停止一连串的思路并转换成另一种思路。

    图灵的论证基于一种逻辑技巧,他在这种技巧中创造了一种内在矛盾:想象这是一个普通的运算进程,可以决定它所分析的任何程序是否会中止,该进程的输出结果将是:“是的,它将停止”或者“不,它不会停止”,这是很简单的,然而图灵想象一位聪明的工程师写了一个程序,其中包含这个带有重要元素的停止检查程序,如果停止检查程序的结果:“是的,它将停止”,那么一条指令将保持该程序运行。

    甚至在图灵研究工作之前,德国量子物理学家维尔纳·海森堡就已证明物理事件的本质与观察者的意识认知是有明显区别的,奥地利物理学家埃尔温·薛定谔对此解释称,意识不可能来自类似计算机程序的一个物理进程,计算机程序的所有操作都是源自基本逻辑论证。

    医学研究显示,大脑中没有专门处理意识的独特结构,然而功能磁共振成像表明,不同的认知任务发生在大脑不同区域,这使得神经学家得出结论称,人类意识并不是一个整体,相反有许多意识分布在时间和空间中,这种无限的大脑容量不是一台运行能力有限的计算机所能处理的。

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