一前言
目前对人工智能的研究火爆, 但是对于如何构建一个具有人类意识的智能系统却是近乎白板一块
显然通过现有的机器学习算法 (如神经网络决策树) 对大量数据进行暴力知识连接运算, 进而得出数学知识模型的方法是不可能产生类似于人脑意识的
要让机器可以像人一样阅读和对话, 那么对人类大脑意识的研究是必不可少, 这就涉及到哲学心里生物数学计算机等交叉学科的共同研究和进步
本人 (程序员一枚) 通过研究后设想: 虽然不能完全弄清人脑意识是什么, 但我们可以在一定程度上构建和模拟具有人脑意识智能的系统
下面尽量简明易懂地讲解如何构建和模拟这样一个能阅读和对话的类脑意识智能系统, 以及这样一个系统的工作原理
二概述
这个能阅读和对话的类脑意识系统 (以后简称大脑) 有如下六个顶级模块: 感知记忆思维欲望情绪行动, 其中思维模块包含了最重要的语言和推理模块
接下来将首先举个情景例子以粗略揭示各个模块的配合工作, 在以后的各片段中再详细讲解各个模块部分, 最终再将各模块综合起来整体揭示本大脑系统的工作原理
想象一下大脑正在阅读或被问这样一段话: 为什么在网上聊天是一件令人开心的事?
第一步: 由感知下的感觉模块 (配合记忆模块) 将声音 (听觉) 处理成音符, 或者将图画 (视觉) 处理成画符
第二步: 思维下的语言模块 (配合记忆模块) 将音符或画符处理对应到语言的文字, 并将这段话分析出对应的词语句法结构, 然后将词语对应到指代的物件结构句法结构对应到推理结构
第三步: 记忆下的物件模块有原子物件和复合物件的区分; 原子物件如为什么是上开心令事, 复合物件如网聊天
第四步: 感知下的知觉模块将原子物件对应到各个感知元素, 或者将复合物件组成结构中的原子物件对应到各个感知元素; 为什么对应到一个发问动作元素, 是对应到一种判断动作, 上对应到一种抽象 (非方位的) 位置元素, 开心对应到一种情绪状态元素, 令对应一种使能动作元素, 事对应到事件元素
第五步: 思维下的推理模块将分析出这个是一个发问的判断语句即网上聊天 =>令人开心
第六步: 欲望下的求知模块进行自我驱动, 决定一定程度地进一步分析确定这个判断事实或者因果关系; 如果大脑正在被提问, 则由欲望下的交流模块进行自我驱动, 并决定回答这个对话问题
第七步: 思维下的推理模块 (配合记忆模块), 首先在记忆下的物件知识模块里查找与网上聊天这个因的所有果并筛选出是否有开心这个果, 如果有则网上聊天 => 令人开心的判断确定结束; 否则将在记忆下的事件模块里查找所有与网上聊天相关的开心和不开心的事件, 并做出统计最终确定网上聊天 =>令人开心的判断是否成立, 如果成立还会将这个结果交给记忆模块以存储这个因果知识
第八步: 如果大脑正在被提问, 则由思维下的推理模块将判断结果和事物关联结果找出并整理重要部分, 然后由思维下的语言模块将物件推理结构转换成词语句法结构, 最终由行动模块呈现语言 (声音或文字) 来回答问题
以上就是对本大脑系统工作过程的一个十分粗略和简单的描述, 里面有许多东西和复杂情况并未进一步说明此时只要读者有个大体了解即可, 以便在后续的阅读中能够更好地理解所述内容
三感知模块, 下含元素感觉知觉子模块
(1)元素模块这里记录了所有能被感知事物的基础属性或者说要素, 感知元素就是指这些基础属性或要素, 这个模块相当于一个字典
感知元素分为七个类别: 视觉听觉味觉触觉动作觉机体觉情欲觉逻辑觉物理觉
视觉听觉味觉触觉是分别与器官眼耳鼻舌肤密切相关的感知; 动作觉是与动作相关的感知; 机体觉是与全身肌肉骨骼内脏等器官直接相关的感知; 情欲觉是与欲望情绪相关的感知; 逻辑觉是与计算推理相关的感知; 物理觉是除前面分类外所有的感知
除这些感知类别本身也是一个感知元素外, 举例如下:
视觉, 明暗颜色红绿蓝; 听觉, 声音; 味觉, 酸甜苦辣;
触觉, 温度粗糙力; 动作觉, 走跑推打看听摸;
机体觉, 饥渴恶心痛闷胀困;
情欲觉, 喜怒哀乐爱恨生好虚荣自私尊严权利好奇占有疑问;
逻辑觉, 加减等价大于小于因为所以与或非一定可能非常刚刚几乎有无及物不及物阴性阳性对立统一主体客体;
物理觉, 时间空间体积直线形状状态能量硬度密度弹性
感知元素是认知的起点和根本源泉承载着相应内容意义, 也是事物结构描述与构建的基础, 而其中的逻辑感知元素还承载决定着思维推理的终极形式思维是一种形式推理, 这点很重要
感知元素有一个特性是一旦缺少对应感知元素则与其相关的事物将变得非常困难或根本不能得到合适的其它描述解释, 并且感知元素没有歧义
感知元素都有其描述结构, 这个描述结构是一种由逻辑符号把其它相关感知元素与当前感知元素有意义地连接在一起的结构
感知元素分为原子感知元素和复合感知元素: 由其它复合感知元素或原子感知元素连接构成的是复合感知元素, 反之就是原子感知元素
事物从互为因果的对立关系上说是相互存在的, 从可分解性上说又是复合或原子存在的那么如何找到可知范围内的原子感知元素呢?
步骤: 找到只包含能够决定逻辑形式非内容性意义的纯逻辑感知元素; 在纯逻辑感知元素里找到含有分解意义的感知元素; 用上一步结果的感知元素进行互相分解并找到不能被分解的元素, 这些找到的元素就是原子分解逻辑感知元素; 用原子分解逻辑感知元素去尝试分解其它所有的感知元素, 所得到的不能被分解的元素就是原子感知元素
(2)感觉模块
感觉模块功能是对各式各样的感知进行获取和基本处理, 然后将处理结果送往思维记忆等其它模块进一步利用, 相当于感觉器官
当然在这个仅具有阅读智能的系统里只须处理文字或语音输入即可, 更为复杂的视觉感知和其它感知是不用理会的
字符不用处理直接送入思维下的语言模块即可; 声音需要采样处理成声符, 然后由思维下的声音模块 (配合记忆模块) 处理成字符, 最终再送入思维下的语言模块
(3)知觉模块
知觉模块功能是将记忆模块相关的原子物件结构对应到相应的感知元素结构, 较为简单仅是结构对应
四记忆模块, 下含物件事件整理模块
(1)物件事件模块
记忆下的物件事件模块是知识库, 既是大脑思维模块的学习产物又是其进一步学习的原料
物件模块记录的是思维模块进行逻辑推理后的事物关联结果, 而事件模块则记录的是大脑思维过程中的与时间有关的或者与自身活动有关的事物
物件模块里分为原子物件和复合物件: 原子物件直接对应着感知元素, 复合物件由其它复合物件或原子物件连接构成
同感知元素类似, 物件和事件的描述结构是由逻辑符号把其它相关物件事件与当前物件或事件有意义地连接在一起的结构逻辑符号能够连接的事物关系如: 数量程度对立因果是否等价个类含属复合主被时态限定集合... 等等
这里的物件事件描述结构有一个特点就是不会因为结构和内容产生歧义, 而自然语言的句法结构是有可能从结构和内容上产生歧义的
这是因为在物件事件描述结构中: 由逻辑符号决定的连接形式无歧义其基础的原子物件对应着感知元素, 而基础的原子感知元素所承载的内容意义又是单一无歧义的; 而自然语言为满足其功用目的是需要有歧义的
(2)记忆的整理模块
这个模块的功能是有目的地将大脑所记忆的东西进行初次一定期限存储转为更长期限的存储过期遗忘删除和再加工存储, 所记忆的东西在这里是指上面提到的物件和事件的描述结构
整理的目标应该本着: 相对重要的要转为更长期限的存储, 反之尽快删除; 相对频繁使用的要转为更长期限的存储, 反之尽快删除; 按不同存储时长段进行一定概率随机再加工存储; 存储空间不足触发删除过程
重要的东西是指在欲望优先级上更高的; 如威胁生存欲望的最重要, 而影响交流名誉欲望的反而相对不是那么重要
在这里引入一个记忆能量的概念, 它与事物能够在大脑中被存储的时长相对应
当事物被大脑初次记忆时, 会根据事物的重要性给予一定的初始记忆能量; 当所记忆的事物被大脑再次使用时, 会根据距上次记忆的时间间隔和事物的重要性在原来基础上增加给予一定的记忆能量; 当所记忆事物的记忆能量相对存储时长不足时会触发删除过程, 会根据总的超时时长和总的记忆时长的比例倍数来概率性删除, 当然超时时长越长则越是可能被删除
再加工存储, 其目的是模拟梦对记忆的整理功能, 可以按小时天月周年十年等不同时长段触发其加工过程, 根据所记忆事物的重要性概率性的以此记忆事物为欲望目标起点进行关联加工过程, 以产生更为重要有意义的事物结构关联
存储空间不足触发删除过程, 应根据对应已记忆事物的记忆能量和当前已记忆时长情况等做综合处理来决定删除操作
大脑对于已超时记忆事物的回忆使用, 应该按大脑回忆对应事物时所消耗的时间能量和对应事物总的超时时长与总的记忆时长的比例倍数来概率性决定是否回忆使用成功, 回忆消耗能量越大总的超时时长与总的记忆时长的比例倍数越小则越容易回忆使用成功
五思维模块, 下含语言推理模块
(1)语言模块
此模块主要功能是: 将音符或画符处理对应到语言的文字; 将文字语句分析出对应的词语句法结构; 将词语对应到指代的物件结构句法结构对应到推理结构
在记忆下的物件模块里, 音符或画符到文字的关联是用指代逻辑符号来连接, 反过来语言文字到音符或画符的关联是用被指代逻辑符号来连接由于同音字存在指代关系可以是一对多, 由于多音字异体字的存在被指代关系也可以是一对多
将音符或画符转成语言文字只须按照指代关系来对应即可, 一对多的关系就是有多个备选可能
在记忆下的物件模块里, 文字到词语的关联用被组成逻辑符号连接, 反过来用组成逻辑符号连接, 当然单字即可成词的可以用属于是逻辑符号连接; 词语和其性质 (如名词代词) 或可做成分角色 (如主语定语) 的关联用属于是当作和或等逻辑符号复合连接
将文字语句分析出对应的词语只须按照字到词的关联逻辑对应匹配即可, 同样一对多的关系就是有多个备选可能当然有些词符合构词法, 这就要用记忆模块里记忆的构词法规则来综合分析可能的词组
词语到短语乃至整句结构的分析就要按其词性和其可做成分角色的复杂构造规则来完成, 当然这个复杂构造规则也是记忆存储在记忆模块里的, 并且一对多的关系就是有多个备选结构句法可能
词语到物件结构的转换只须根据指代逻辑关联来转换即可; 对于句法结构到推理结构的转换, 要将不同相关的句法结构用合适的推理逻辑符号来替代表示
句法结构转换到推理结构后, 由推理模块配合验证和筛选其内容意义比较符合情景要求的推理结构作为最终结果, 注意推理结构本身是不含歧义的
(2)推理模块
逻辑符号本身也是一种记忆物件, 但这种物件能够决定推理形式理论上我们只要能够解析可知范围内的所有原子逻辑符号对应的推理形式即可
在推理中主要是根据推理形式的传递变换约束关系不断简化结果如间接推理的反对称性关系传递性关系反传递性关系混合传递关系等传递推理, 直接推理的上反对关系下反对关系矛盾关系从属关系等形式变换推理, 推理还满足同一律矛盾律排中律充足理由律等约束
那么推理的事物关联基础和内容意义也即事实证据从何而来?
主要来源于我们的感知和欲望作用到事物上的被记忆的事实, 如花有颜色运动有快慢饭是香的... 等并且这些事实证据都有一个置信度的评估, 这个评估过程由欲望模块配合来完成
事实证据的置信度评估结果在一定范围内具有不准确或者说模糊性, 如有时我们不能得知哪种水果更甜哪种颜色更鲜艳事实证据的置信度会根据逻辑关系的不同而不同程度的传递给和影响结果
对于数字比较特殊, 单个的数字本身就是一种事情证据, 并且这个事实证据是精确可靠的不具有模糊性比如, 给你任意两个数字你便可以推出其差距和大小, 而无须在记忆模块里寻找相关其差距和大小的事实证据
推理具有目标性, 推理的方向就由其相关目标决定, 并且在推理过程中会不断即时衍生修正评估清除各个子目标
那推理目标的最初来源又是什么? 是欲望欲望本身就是具有复杂层次关联的目标, 并且在这些欲望基础目标之上可以衍生出多种多样具有复杂层次的子目标, 被衍生出的目标都要服从这些欲望基础目标此外推理目标的完成进度效果满意度等也由欲望模块来评估
在前面推理形式解析事实证据评估欲望目标处理的基础上我们可以实现更为复杂的推理策略, 如演绎归纳类比辩证等特定范围问题目标的推理策略和过程也是可以存储在记忆模块里的, 在思维推理过程中大脑会不断一定惯性地使用和尝试各种新旧策略
当然大脑系统形式推理过程中也会把搜索用到的知识临时放入内存以加快运算速度还有重要一点就是: 一切推理计算都要本着节省能量的原则, 这要求尽快高效的获取满意结果
六欲望模块
(1)到这里终于是说明我对意识本质看法的时候了, 意识当然是感知记忆思维欲望情绪行动等相关的一切
但是, 意识的开端和源动力是欲望, 有欲望就有生命(如微生物植物), 没有欲望即使是人也会变成不知自己在干什么的机器
至于意识的强弱主要取决于欲望的层次复杂程度和思维推理的形式复杂程度
例如, 意识很弱的有欲望简单无思维能力的植物, 意识较强的有欲望较为复杂且有简单思维能力的昆虫, 意识很强的有欲望复杂且能进行复杂思维推理的动物, 而意识强到难以置信的当然是欲望层次十分复杂且思维异常强大拥有复杂语言的我们人类自己
对于我们能知道事物的存在, 不仅仅是因为感知器官更是因为欲望, 想象一块铁被烧得通红却依然不能知道火这个事物的存在
欲望的存在基础应该是众多简单拥有不同物理感应特性的物质精妙复合而成
意识的欲望既然并且只有是物质的, 意识所以并且才能够以其它物质形式存在
既然意识能够以其它物质形式存在, 那么以硅的感应特性为基础复合而成的大脑物质当然完全有可能实现意识智能
(2)可以说一切感知记忆思维情绪行动都是欲望的工具
感知的事物要通过欲望来阐释其意义, 思维形式推理的目标方向需要欲望来指导, 不同欲望目标的达成和损害程度产生了不同意义的情绪, 记忆和行动通过思维间接为欲望所产生使用和控制
本大脑的欲望模块承担两个功能: 解析感知事物的意义, 决定思维推理的目标; 除此之外的其它功能由其它相关模块处理
因为记忆模块的物件和事件都是由对应相关的感知元素通过逻辑符号连接而成, 并且感知元素里最基础的是原子感知元素; 所以我们只须做好原子感知元素对不同欲望意义的匹配和影响程度的构建, 对于更为复杂的感知元素和事件物件可以通过其对应的逻辑连接关系进行运算推理而得出相应欲望意义的匹配和影响程度
又因为欲望目标也是有层次的, 高层次的欲望通过低层次的欲望间接满足; 所以对于感知事物的意义我们只须将原子感知元素和其基础的原子欲望意义关联构建起来即可, 对于更高层次的欲望意义可以通过其与其它欲望目标意义的逻辑连接关系运算推理得出
欲望层次的划分如马斯洛的五层模型(从低到高): 生理需求安全需求社交需求尊重需求和自我实现需求
越是低层次的欲望越是紧急和优先满足的但相对简单, 如食物水生命; 越是高层次的欲望反而不是那么紧急但相对复杂, 如名誉地位公平自信等
各种欲望在不同的感知情景下被一定程度地选中并衍生出欲望的子目标, 然后命令指导大脑思考推理和搜索有关内容并加工以得出满足欲望的结果, 最后命令运动器官产生行动
当然大脑在思考推理过程中会不断产生各种子目标然后处理以至删除, 最终目的就是完成对应情景下的欲望目标
欲望目标很容易在各种情景下主动或被动触发, 如口渴安全虚荣自私尊严权利好奇占有疑问等
对于事物欲望意义中最难理解的美是什么? 是各种欲望目标的达成可以分为两类: 思维上的求知求真欲望也即真, 其它各种生理欲望也即善
七情绪模块
本模块的功能是根据当前欲望满足程度计算和产生相关情绪, 这就涉及欲望到情绪的逻辑关联构建
同样我们只须构建原子欲望元素到不同原子情绪元素的逻辑关联, 其它复杂欲望元素到情绪元素的关联可以通过其间接或直接到原子元素的逻辑关联推理计算得到在这里我们当然也要构建不同层次的情绪逻辑关联, 但注意要将情绪和欲望区分开, 情绪是对欲望目标达成的评估
例如: 求知是欲望, 对应的渴望困惑是情绪; 求胜是欲望, 对应的骄傲自信悲伤是情绪; 攀比是欲望, 对应的嫉妒钦佩鄙视失望是情绪
又例如: 敬畏由钦佩恐惧尊敬等复合而成, 崇拜由欣赏渴望尊敬等复合而成, 羡慕由渴望欣赏等复合而成
情绪状态具有持续性, 一种状态到另一种状态的转换要根据欲望的重要紧急性情绪的变换跨度等而需要不同的转换时间
欲望产生情绪的目的是间接影响或控制思维推理过程, 主要是推理的速度准确度横向范围纵向深度能量消耗限制等; 如在紧急情绪下决不会消耗过多能量搜索回忆几乎已经遗忘的事物
我们说大脑不仅知道生气还知道生气的原因, 其中的知道生气指的是情绪知道生气原因指的是对应欲望的达成程度
那么幽默是怎么回事, 我们能在大脑系统里实现么? 当然能幽默其实是在思维推理过程中与上一个或者预设的事实结果产生较大意外转折, 对应的情绪状态是一种由紧张到放松的较大情绪转折
八行动模块
此模块的功能主要是接收来自思维模块的动作命令并产生动作, 在本具有阅读和对话能力的大脑系统里就是输出文字或语音这里主要说明系统产生行为动作的原理
大脑在思考过程中会依靠欲望目标或其衍生目标来决定推理的方向, 当推理到一定程度的特定问题情境便会采用与外界交互的形式来解决问题, 此时会进一步确定交互的方式范围, 然后便会命令行动模块产生对应交互动作, 并在最后评估和记忆动作效果
那么最开始的交互动作方式的决策从何而来? 是生物学上的动作反射比如潜意识的躲避动作, 就是遇到障碍并有安全危险时其对应的欲望目标不能满足而产生的行动对反射动作的决策我们要做好系统功能知识的内置构建(内置知识当然由逻辑符号连接), 也就是遇到一定的情境直接由欲望模块发出动作决定
再高一级的动作决策就是生物学上的事实模仿, 大脑记忆存储过相应的问题情境, 然后从当前问题情境搜索匹配到目标情境, 进而产生模仿行为动作
最高级的是大脑利用已形成的复杂关联结论经过推理思考产生行为动作, 但复杂决策形成的前提是学习, 而动作交互决策学习的基础又是欲望的动作反射和事实模仿所以要想让大脑变得更聪明, 那么学习过程是必不可少的
九大脑的学习
显然不能够学习的大脑是不能说具有意识或者高级智能的, 而我们这个大脑就能够拥有这个能力, 它可以阅读或对话
设想我们已经按照前面所说的内容完成了大脑系统的所有必要基础功能以欲望为中心的感知记忆思维情绪行动各模块可以形成一个完整的与外界不断交互的回路封闭系统
其中感知是信息由外部环境流向系统内部, 而行动是信息由系统内部流向外部环境本大脑系统在不断处理流经的信息过程中其内部的记忆知识库也在不断丰富内容和提高质量, 同时也意味着大脑更加智能
这里有最重要的一点就是所有的信息经过大脑加工后都是以逻辑符号为媒介连接不同物件事件的知识形式存储, 所有存储记忆的知识在大脑的思维模块里都可以直接利用, 这里的任何知识都是大脑程序可直接处理和认可的代码
我们的大脑可以通过阅读各种来源的文章或者与人直接对话交互而获得智力的提升现在的互联网有这么多的文章养料, 就把它们喂给我们的大脑系统好了
十大脑的意识
举一个简单的问题, 这个大脑如何知道吃饭这样简单的词语意味这什么?! 本大脑系统对吃饭的理解大致过程如下
第一步, 大脑会将吃饭这个单词拆分为吃和饭
第二步, 将吃和饭的词语指代的对应记忆物件找到
第三步, 通过对应物件结构描述的逻辑连接符号向着相关的原子物件原子感知元素方向边查找和分析, 找出其感知层面相关的原子感知元素
第四步, 分析找到的底层感知元素, 如吃是一种动作器官是嘴目标解决饥饿, 饭是一种能吃的物质功用解决饥饿满足味欲之美
第五步, 找到相关原子感知元素里的欲望元素结构描述如饥饿味欲, 并分析自己目前对这两种欲望的需要倾向
第六步, 整体分析吃饭到对应原子欲望元素的逻辑关系, 形式推理计算出其欲望满足倾向和程度关系
第七步, 依据欲望满足关系状态计算出相关情绪状态变化
第八步, 依据相关情景进一步推理尝试和确定交互动作
第九步, 命令控制行动模块做出动作
以上即是本大脑系统对吃饭这一事物理解过程的大致说明其实从根本上说, 只要大脑计算出欲望满足方面和倾向程度就算其已经理解了吃饭意味这什么
十一综述
以上即是本人对这个具有阅读和对话能力的类脑意识智能系统的设想与架构的主要内容
由于这样的系统涉及的知识范围很广又异常复杂不能够在此过多展开和完全清晰讲明
重要的是本人认为自己讲明了对意识的观点态度, 以及实现一定程度具有真正类脑意识智能系统的可能或可行的途径
我相信在不久的将来人类一定能够完全破解意识的奥秘, 并且创造出具有或者超过人类本身智能的具有正真智能意识的超能机器人
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