《智能时代》
杰夫·霍金斯 桑德拉·布拉克斯莉
100个笔记
第一章 引言
- 我相信解决这一问题的最好办法，是以大脑的生物学细节作为约束和指导，同时将智能视为一个计算性质的问题——将其定位于生物学和计算机科学之间。
- “新想法”往往是旧想法的重新包装和重新诠释。
- 复杂是思维混乱的表现，而不是其原因。
- 大脑使用大量的记忆资源来创建关于世界的模型。你所知道和所学到的一切，都存储在这个模型中。大脑根据这个基于记忆的模型，不断对未来事件作出预测。预测未来的能力，才是定义智能的关键。
- 强大的事物往往是简单的。
第二章 人工智能
- 对于这些科学家来说，视觉、语言、机器人学和数学都只是编程的问题。既然计算机能够做到大脑所做的一切，甚至更胜一筹，那么我们何必再用大脑这纷繁芜杂的生物性机理来束缚住我们的思想呢？他们认为研究大脑会限制思想，而更好的办法是研究数字计算机所能表现的计算能力的极限。
- 计算机和人脑的工作原理完全不同，一个只是被编出来的程序，另一个则拥有自我学习的能力；一个必须做到绝对完美才能运行，另一个则天生能够灵活应对，对失误有容忍度；一个具有中央处理器，另一个则不存在中央控制。类似的差别不胜枚举。
- 早期人工智能运动中的关键人物，英国数学家阿兰·图灵（Alan Turing），也是“通用计算机”这一想法的提出者之一。他的卓越贡献在于正式提出了“通用计算”的概念：尽管建构的细节存在差异，但从原理上来说，所有的计算机都是相同的。
- 图灵测试：如果一台计算机能够骗过人类询问者，诱使他相信它也是人类，那么从定义上来说，这台计算机就拥有智能。
- 神经元彼此之间收集信息输入并加以处理，来决定是否发放输出信息，由此可以想象，神经元可能是活生生的逻辑门。他们推断，大脑可能是由神经元所搭建的and、or等逻辑门和其他逻辑元件构成，就像数字电路一样。
- 一个名为“专家系统”的数据库引发了公众的巨大关注，它包含了能够回答人类用户所提问题的细节事实，比如，“医学专家系统”能够根据列出的症状来诊断患者的疾病。然而，它们再一次被证明作用有限，并且没有任何接近广义智能的表现。
- 理解是无法通过外部行为来测量的，相反，它是对大脑如何形成记忆并利用这些记忆来作出预测的一个内部度量。
第三章 神经网络
- 神经网络与计算机的不同之处在于，它没有CPU，也不需要中央存储。整个网络中的知识和记忆都分散在它的连接上——就像真正的大脑一样。
- 有一种最常见的神经网络，被称为“反向传播（back propagation）”网络，它能将一个错误从输出单元向输入单元传播来进行学习。你可能会认为这是反馈的一个形式，而事实上它不是。这种对错误的反向传送只发生在学习阶段。当神经网络经过训练，工作状态正常时，信息便只会向一个方向传送。
- 自—联想记忆提示了反馈和随时间变化的输入的潜在重要性。
- 功能性成像技术使我们能够观察到特定时刻的事件发生的脑区，却无法记录下大脑活动是如何随时间变化的。
- 科学的框架之所以难以发现，并不是因为它们复杂，而是因为直觉上的错误假设让我们看不见正确答案。
- 当你问自己“智能系统可以做什么”时，直觉就会理所当然地从行为上去思考。你可能会说，我们的确是通过说话、写字和行为展现出人类智能的，难道不是这样吗？当然是，但这只是一个方面。智能在你头脑中发生，行为只是它的一部分。这一点虽然并不直观，但理解起来应该也不算难。
- 科学问题的最佳解决方案往往是简洁而优雅的。
- 人工智能的支持者、联结主义者和我，大家都是功能主义者，因为我们都相信大脑的智能并没有什么特别的神秘之处，总有一天我们会用某种方式建造出智能机器。
- 工程学给出的解决方案从根本上不同于大自然的版本。比如，我们是如何成功制造出飞行器的？是通过模仿有翼类动物扇动翅膀的动作吗？显然不是。我们用的是固定机翼和螺旋桨，后来又使用了喷气发动机。它虽然不是大自然的解决方案，但是很有用——甚至比上下扇动的翅膀更出色。
- 人工智能对一些问题的解决办法，虽然完全不同于大脑，但也同样出色。换句话说，一个工作方式有限但有效的程序，如果在某个任务上的表现堪比（或者超越）人类，那么它就与我们大脑的能力不相上下。
- 要想取得成功，我们必须努力模仿大自然的智能引擎——新皮层，将智能从大脑的内部提取出来。除此之外，别无他途。
第四章 人脑
- 如脑干（brain stem）、基底神经节（basal ganglia）和杏仁核（amygdala）
- 丘脑（thalamus）和海马体（hippocampus）
- 皮层（cortex）
- 大部分皮层都像你手中的名片一样，分为6层。人类之所以更聪明，是因为我们的大脑皮层相对于我们的体型来说，覆盖了更大的区域，而不是因为它更厚或是含有某类特殊的“智能”细胞。
- 你的大脑皮层中遍布神经细胞，也叫作神经元，它们排列得非常紧密
- 人类大脑皮层中包含大约300亿个神经元。
- 这300亿个神经元造就了你。他们包含了你几乎所有的记忆、知识、技能，还有你所积累的丰富生活经验。
- 思想仅仅是大脑细胞的产物——没有魔法，没有特调酱汁，只有神经元和信息流之舞。
- 在人与人之间的差别上微乎其微。这些功能极少有清晰的界限。在功能上，它们是按照一种分支的层级模式排列的。
- 最低级的功能区——初级感觉区，是感觉信息最先到达的皮层区域。这一区域在最原始和最基本的层面上处理信息
- 还有线状的分支结构，称为轴突（axon）和树突（dendrite）。当一个神经元的轴突接触到另一个神经元的树突时，就会形成一些小的连接，称为突触（synapse）。一个细胞的神经冲动就是通过这里去影响到另一个细胞。
- 突触的形成和加强，正是记忆得以存储的原因。
- 大脑皮层在外表和结构上存在着惊人的同质性。处理听觉输入的皮层区域与处理触觉的区域相似，同控制肌肉的皮层区域也相似，同布洛卡语言区和几乎所有的皮层区域看起来都一样。蒙卡斯尔写道，既然这些区域看起来都一样，也许它们实际上所起的作用也是相同的！他提出，大脑皮层似乎使用相同的计算方法来完成它的一切功能。
- 蒙卡斯尔认为，大脑皮层所有区域都遵循同样的原理运行，视觉区域之所以能“看”，运动区域之所以能让肌肉运动，都是由皮层各区域之间以及它们与中央神经系统的其他部分之间的连接方式所决定的。
- 如果蒙卡斯尔是正确的，那么大脑皮层的算法必须独立于任何特定的功能或感觉，即大脑用同样的方式去“看”、去“听”，它的皮层工作原理具有普遍性，适用于任何一种感觉或运动系统。
- 最好的科学观点往往简洁、优雅且出人意料，这一观点就是这样。在我看来，它以前是、现在是，并且很可能将一直会是神经科学领域最重要的发现。
- 大脑是一个非常灵活的系统，它不会为一千个问题准备一千种解决方案。
- 大脑皮层的各个区域共享着一个强大的通用算法。如果将皮层区域按照合适的层级结构连接起来，并输入一个信息流，它就能学会去了解四周的环境。因此，未来的智能机器并不需要同我们人类一样的感官和能力。大脑皮层的算法能够在人造的机器“皮层”上，通过新的感官和新的方式实现，这样一来，具有灵活性的真正智能便出现了，它将脱离生物脑的范畴。
- 虽然这些信号来自于不同的感觉器官，然而一旦转化为大脑的动作电位后，它们就成了完全相同的东西——模式。
- 虽然有些感觉相较于其他感觉更为丰富和显著，但它们在进入大脑时，都一样是轴突上随时间变化的空间模式流。 你的大脑皮层无法直接了解或感知外部世界，它所了解的只有轴突上的输入模式流。你所感知到的世界，包括自我意识，都自这些模式中形成。事实上，大脑无法直接理解生命于何处终结、世界于何处起源这些问题。
- 自不同感官的模式在大脑中是相同的，这一观点着实惊人。
- 认识到模式对于大脑的重要性之后，美国威斯康星大学的生物医学工程教授保罗·巴赫—利塔（Paul Bach y Rita）发明了一种在人的舌头上显示视觉模式的装置。戴上这一装置的盲人能够通过舌头上的感觉来学会“看”。 它的原理是这样的：在被试者的前额上戴一个小型摄像机，并在舌头上放置一块电极板。这一装置能够将所摄图像的像素点一一转换为舌头上的压力点。如此一来，一个可由电视屏幕上数百个像素构成的粗糙视觉场景，便可以被转换为舌头上由数百个微小的压力点形成的模式并传给大脑，大脑很快就能学会正确地辨认这些模式。
- 大脑皮层是极度灵活的，而进入大脑的输入信息只是一个个的模式而已。这些模式来自哪个感官并不重要，只要它们在时间中以一致的方式相互关联，大脑就能够产生相应的感觉。
第五章 记忆
- 计算机的一次基本运算的速度，要比大脑快500万倍。
- 坚信大脑类似于计算机的人会说：“大脑是一个并行计算机，它有几十亿的神经元同时进行运算。这种并行性大大增强了生物大脑的处理能力。”
- 大脑并不“计算”问题的答案，它是从记忆中提取答案。
- 我们的回忆只是其中一个很小的片段，而大部分的信息则存在那里，静静地等待着合适的线索来调用它们。
- 自—联想记忆系统，就是一个能够根据不完整或被扭曲的输入信息，提取出全部完整模式的系统。
- 在你的大脑中，歌曲是以恒定音高的形式存储的。 同样，对你朋友的脸的记忆，也必然是以一种独立于任何特定影像的形式来存储的。
- 记忆存储的是关系的本质，而不是片刻的细节。当你在看、在感觉或是在听的时候，大脑皮层接收了高度特异的详细输入信息，并将其转换为一种恒定形式。
- 大脑结合了恒定表征和当前输入信息来作出详细预测。这一过程发生在大脑皮层的每一个区域，无处不在。
- 本章所探讨的3个大脑皮层记忆特征（存储序列、自—联想回忆和恒定表征），是在回忆的基础上预测未来的必要成分。在下一章中，我将探讨智能的本质，即预测。
第六章 智能理论的新框架
- 你的大脑以一种并行的方式，对构成我们所生活的世界的每一处不断地进行预测。
- 我们所谓的“感知”——也就是世界在我们眼中的样子——并不只是基于我们的感觉。我们所感知到的，是我们的感觉和源于大脑记忆的预测两者之结合。
- 你的大脑对于每个特定时刻将要看到、听到和感觉到的事物进行了低层级的感官预测，这一过程是并行发生的，大脑皮层的所有区域都在同时预测着它们接下来的体验。
- 预测不只是你大脑的功能之一，它更是整个大脑皮层的主要功能和智能的基础。大脑皮层是一个专司预测的器官。
- 智能是以对世界中模式的记忆和预测能力来衡量的，这些模式包括语言、数学、物体的物理属性以及社会环境。你的大脑从外界接收模式，将它们存储成记忆，然后结合它们曾经的情况和正在发生的事情来进行预测。
- 人脑中有一些爬行动物大脑所没有的真正重要的东西，也就是大脑皮层。
- 哺乳动物比爬行动物更聪明，靠的正是它们的新大脑皮层
- 只有人类创造出了书写和口头的语言，
- 当记忆系统将预测反馈给感觉信息流的时候，智能和理解就出现了。这些预测便是理解的本质。理解一件事情，就意味着你能够对它作出预测。
第七章 大脑皮层是如何工作的
- 在大脑皮层中的位置越高，随时间的变化就越少。
- 整个大脑皮层、所有的感觉区和联合区都是一个整体。
- 所有的预测都是通过经验学习得到的。
- 大脑皮层的较高区域会整合来自多个较低感觉区域的输入。
- 任何一个大脑皮层区域的工作就是要弄清输入信息之间的相互关系，记住这些关联序列，并利用这些记忆来预测输入信息将会发生什么。大脑皮层就是大脑皮层，每个区域都进行着同样的加工过程，这就是通用大脑皮层算法。
- 这本书最重要的一个概念就是，大脑皮层的层级结构存储了这个世界的层级结构模型。你的大脑皮层的嵌套结构反映了这个世界的嵌套结构。
- 这个世界就像一首歌那样。这个世界的每个对象都由更小的对象组成，而大部分对象是更大对象的一部分。这就是我所谓的嵌套结构。
- 你关于你家的记忆并不是存在一个区域中，它存在于大脑皮层的层级结构中，而这又反映了你家的层级结构。大规模的关联关系存储在高层区域，而小规模的关联关系则存储在低层区域。
- 在任何区域的恒定表征模式都可以沿着不同分支路径进入下层结构。
- 你记住世界的方式就是不断形成新的分类和新的序列。
- 接下来我们需要考虑的是，这些硬币大小的区域（以及它们的垂直柱）是如何通过层级结构上下接收和发送信息的。我们首先看上行部分，这是一个相对比较直接的流动过程。假设我们正在看一个皮层区域以及它的几千个垂直柱。我们放大只看其中一个垂直柱。从底层区域收集的输入总是会到达第4层，即主输入层。在传播过程中，这些输入信息还会在第6层形成连接（稍后我们会看到这为什么很重要）。第4层的细胞会将这些输入信息投射到第2、第3层。
第八章 意识与创造力
- 所有生物都在使用记忆和预测，只是具体方法和复杂程度不同而已。
- 所有的动物都有旧脑，在旧脑上面就覆盖着大脑皮层。大脑皮层是最晚进化出来的神经组织。但通过大脑皮层的层次结构、恒定表征以及类比预测，哺乳动物比其他没有大脑皮层的动物能更好地利用这个世界的丰富结构。
- 所有的哺乳动物，从老鼠到猫再到人，都有大脑皮层。它们都有智能，只是程度不同
- 我们的大脑皮层比较大，例如比猴子或狗的都大。人类大脑皮层差不多有一块大的餐巾那么大，因此可以学习更复杂的世界模型，并作出更复杂的预测。
- 人类与其他哺乳动物在智能上的第二点不同在于，我们拥有语言能力。
- 我们可以把智能划分为3个时期，每个时期都使用了记忆和预测。第一个时期的物种使用DNA作为记忆媒介。这些个体无法在生命中进行学习和适应。它们只能通过DNA向后代传递关于这个世界的记忆。 第二个时期的物种开始能够修改神经系统，从而能快速形成记忆。这些物种能够学习世界的结构，并在生命中不断调整行为来适应世界。
- 第三个时期，也是最后一个时期，那就是人类了。这开始于语言的出现以及大型大脑皮层的扩展。我们人类可以在生命中学习很多关于世界的结构，并能用语言有效地与其他人交流。
- 大型大脑皮层和语言的结合造就了人类的成功。
- 创造力是每个大脑皮层区域的内生属性。它是预测的必要组成部分。
- 难道创造力不应该是某种非凡的品质，需要更高的智能和天赋才能实现吗？实际上并不需要。创造力可以简单地定义为类比预测，这在你的大脑皮层中随时随处都在发生着。
- 预测就是将恒定记忆序列应用于新的情境。因此所有的大脑皮层预测都是类比预测。我们通过类比过去来预测未来。
- 这种行为就是创新行为，它通过类比过去而预测未来。虽然我们一般不会认为这是创新，但它实际上就是。
- 类比预测，也就是所谓的创造力，如此普遍存在，以至于我们通常不会注意到它。
- 当记忆—预测系统在较高的抽象层发挥作用时，当系统作出不同寻常的预测时，当系统使用不同寻常的类比时，我们就坚信这是创新了。
- 诗歌的魅力在于，能够把本来看上去并不相关的词汇或概念关联起来，从而用崭新的方式解读这个世界。它们创造出意想不到的类比，能教我们认识更高层次的结构。
- 一件伟大的艺术作品诞生于矛盾之中。我们既希望它比较熟悉，但同时又希望它独一无二、出人意料。
- 伟大的文学作品或者电影也是类似的。你欣赏的次数越多，你所发现的创新细节和复杂结构就越多。
- 创造力，就是将你曾经经历和一生所学的所有模式进行混合和匹配。
- 在后天培养方面，每个人的人生经历都不相同。因此，每个人的大脑皮层会建立起不同的世界模型和记忆，也会作出不同的类比和预测。
- 我们的预测，乃至我们的才能，都是在我们经历的基础上建立起来的。
- 无论在聪明大脑和普通大脑之间有什么不同，我们都是有创新性的。通过实践和学习，我们就能够提升自身的技术和才能。
- 如果你被一个问题卡住了，试着离开一小会儿，做点别的事情，然后再回来重新开始，并用新的方式思考这个问题。
- 要想成功找到答案，你必须经常面对问题陷入沉思，但也需要做些别的事情，这样大脑皮层就有机会找到可类比的记忆。
- 我认为这类意识类似于陈述性记忆。陈述性记忆是你可以回忆起来并向他人描述的记忆。
- 想象不过是规划的另一种说法，这是由我们大脑皮层的预测能力实现的，它能让我们在真正行动之前就能知道这些行动的后果。
来自微信读书
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