1.2.3.3 关于“意识上传”

1.2.3.3.1 一些“意识上传”的描述

“意识上传”出现在无数的科幻小说、影视剧以及严肃科学家的未来预测中,以下是一些典型的描述/定义:

  • 人脑上传:成为一个计算机想象力的镜像。——大卫·维克特,GODLING专业词典中关于“上传”的定义。《奇点临近》(The Singularity Is Near)雷·库兹韦尔(Ray Kurzweil)
  • 数字化永生:一个人思想文件的寿命将不依赖于任何硬件媒介的持续生存能力(例如,一个生物身体和大脑的存在)。思想文件信息再现了调用大脑(连同其余的神经系统、内分泌系统,以及其他思想文件的组成结构)的模式。最终基于软件的人将大大超越今天我们所知的人类的严重限制。他们将会在网络上生活,在他们需要或想要时设计出躯体,包括不同领域的虚拟现实中的虚拟躯体、全息投影躯体、foglet投影躯体,以及由纳米机器人集群和其他形式的纳米技术组成的物理躯体。(《奇点临近》)
  • 思维克隆人(Mindclone):具有人类级别意识的存在,可以复制人类思维文件中的固有意识,是一个人身份的数字二重身和数字延伸。《虚拟人》(Virtually human: the promise -and the peril -of digital immortality)玛蒂娜·罗斯布拉特(Martine Rothblatt)
  • 电影《Matrix》中NEO的学习过程:复杂的内容可以上传到大脑,我们可以突然之间精通一门新语言或者一门新学科。

1.2.3.3.2 “意识上传”可能的方法

方法一:扫描并上传。

直接的大脑移植方案涉及扫描人脑(最有可能从内部),捕捉所有主要的细节,然后将大脑的状态重新实例化到一个不同的、可能更强大的计算机中。《奇点临近》

将大象装进冰箱的3步法:

1、完整读取个人的“核心自我意识”+所有记忆内容+其他相关因素,需要扫描的内容包括神经元、神经元之间无数的枝状连接、信息处理活动(人类意识正是它的副产品)等

2、上传至一个网络/系统中(第三方非肉体的基底)并建模

3、在网络/系统中运行这个模型,形成一个上传后的同样的自我(“最终,我们能够将自己的心理过程移植到更合适的计算基底之上”《奇点临近》)

方法二:特/忒修斯之船(Ship of Theseus)

《大图景:论生命的起源、意义和宇宙本身》肖恩·卡罗尔 第39章 什么在思考?

想象一下,我们从你的大脑里选取一个神经元,然后研究它的活动直至巨细无遗。我们确切知道它对于任何可能接收到的合理信号会发送出什么信号作为回复。然后,在不对你进行任何额外改变的前提下,我们将那个神经元取出,用一个在输入和输出的层面上行为丝毫不差的人造器件来代替它。你几乎是完全由本来的生物细胞构成的,除了那个作为替代品的神经元件。你是否还有意识?绝大部分人都会做出肯定的回答,有一个神经元被行为相同的神经元件代替的人仍然具有意识。那么如果我们取代两个神经元呢?或者说数亿个神经元?根据假设,你的所有外在行动都不会发生改变——至少如果世界只有物质,而你的大脑并没有受到任何非物质灵魂实体的影响,这些实体只会跟有机的神经元沟通,而不会与神经元件沟通。每一个神经元都被以相同方式互动的人工器件取代的人毫无疑问能通过图灵测试。这算不算得上有意识?

引进过程也是一个逐步适应、逐步进化的过程(“躯体选择”)。身体部件逐步转变为硅基,同时转变的部件与大脑的接口及大脑模块/整体各个皮层层面都完成了演化整合。这样在所有部件都转化完成后(如果寿命长度许可),大脑就实现了第三方非肉体基底的迁移过程。

忒修斯之船是典型的还原论,还原论认为复杂的系统、事物、现象可以化解为各部分之组合来加以理解和描述。大不列颠百科全书:“在哲学上,还原论是一种观念,它认为某一给定实体是由更为简单或更为基础的实体所构成的集合或组合;或认为这些实体的表述可依据更为基础的实体的表述来定义。瑞士的蓝脑工程(Blue Brain project)探索全脑仿真(whole-brain emulation),尝试映射、模拟并复制人脑中的800多亿个神经元和十几万亿个神经突触,以及其中枢神经系统的工作情况。默里·沙纳汉(Murray Shanahan):“将数以百亿计的超低功耗、纳米级的元件组合成一个有人脑智能水平的设备,人类大脑的存在就是这种技术可能性的证据。

1.2.3.3.3 “意识上传”是不可能的

1.2.3.3.3.1 意识的过程属性 + “简并式非线性互动特性”

1.意识的过程属性

1.2.3.2.5 意识是过程

 《脑机穿越:脑机接口改变人类未来》(Beyond Boundaries:the new neuroscience of connecting brains with machines – and how it will change our lives)米格尔·尼科莱利斯(Miguel Nicolelis)

– 永恒的递归整合过程。尼科莱利斯:“由大脑处理的信息,会被用来重构大脑的结构和功能,信息和大脑实体之间存在着一个永恒的递归整合……自适应复杂系统所带有的种种重要特点,也让我们难以对它的动态行为进行预测和仿真。”

相对性大脑假设(relativistic brain hypothesis):当用新方法获得有关周围世界的统计信息时,被试的大脑倾向于同化这些统计信息以及用以收集这些信息的感官或工具。大脑因此会产生一个有关世界的新模式、对被试身体的新刺激,以及定义个体对现实的知觉和自我感的一套新边界或新限制。在被试的整个生命中,这种新的大脑模式还会继续接受检验和重塑。

– 捆绑问题。20世纪80年代,德国计算机科学家克里斯托弗·马尔斯伯格(Christoph von der Malsburg)的捆绑问题:如果在遇到一个新奇的感觉刺激时,大脑真的是先将其完整的复杂结构分解成一系列离散而简单的特征,然后由某个皮层区域专门化的神经元群来表征每一个特征,那么,大脑怎么能将这些已经被分解且分布在大脑皮层各个区域的信息重新组合成最初的刺激,并产生关于这个复杂客体的全面知觉体验呢?(非还原性)

– 时空感受野(Spatiotemporal receptive field,STRF):空间维度中,刺激开始后,神经元感受野随时间的改变而改变。神经生理学不确定原则:如果不明确某个特定时刻,我们便不能定义某个神经元感受野的空间域。换句话说,神经元放电的时间域与空间域是紧密联系在一起的,它们共同定义了神经元的时空连续体。异步会聚原则:单个神经元的感受野以及嵌入在脑区中的“地图”,由无数其他神经元所产生的上行影响、本地影响以及下行影响的异步时空会聚所定义。在单一的时空连续体中,只有将神经元的空间域与时间域结合起来,才能恰当地定义感受野及地图。

– 单个神经元不足原则(single neuron insufficiency):成为特定参数的单个神经元无论调谐得多好,它的放电率都不足以维持皮层所酝酿的某种功能或行为。由于多数单个神经元的贡献会时刻发生显著改变,因此它们缺乏统计上的可靠性。思维的基本功能单位也不会是单个神经元,而应该是神经元集群。

– 神经简并原则(neural degeneracy principle,由杰拉尔德·埃德尔曼提出):某一特定的大脑结果,无论是运动行为、知觉体验,还是复杂行为,比如唱歌或解方程,都可以由种类繁多的、不同的神经元时空活动模式产生。在某个特定时刻,针对任何特定的问题,都有数十亿的神经元参与其中,因此每当大脑想产生一个运动行为的时候,它都可以召集不同的、数目足够多的神经元组合。在我们的一生中,无论我们重复一个相同的动作多少次,携带这种自发运动意愿的神经元放电活动,永远都不会完全相同。

2.知识是以分布和分块的形式从多个平行系统中提取的(包括底层及高层意识,高层意识需要底层意识的支撑)

因为大脑结构的特殊性,决策必需的广泛知识依赖于多个系统,而这些系统又分布于大脑中相对分立的区域而非位于单一区域。由此,大量此类知识的回忆需要在许多脑区而非单一脑区以表象的形式生成。《笛卡尔的错误》P86

1.2.3.2.4.3 冗余化结构与简并性

简并性(Degeneracy):不同子集合包含的回路并不完全一样;但是激活任何一个子集合,都能够复现某个特定的输出。正是由于神经回路具备这种简并性,当外界条件发生变化和有了新经验的时候,特定的记忆就可以发生变化。因此,在一个简并选择性系统中的记忆是一种重建而不是严格复制。决定记忆分类的并不是预先设定好的某些代码,而是先前的网络群体结构、价值系统的状态,以及在特定时刻所执行的身体动作。这种记忆方式虽然牺牲了精确性,却为联想和创造性创造了条件。《比天空更宽广》P88第5章 意识的机制,埃德尔曼(记忆的“简并式非线性互动特性”:冰川的融化)

– 记忆和预测:自下而上、自上而下的双向反馈回路(先形成预测,然后通过自下而上的输入不断修正,指导行为符合预测)《人类的荣耀》P804-P812

3.不存在一个完整、统一的“自我意识”:是不同层次、模块通过左脑“解释器”整合出来的。上传什么?上传解释器胶水粘结出的“自我感觉”(底层的潜意识/低级意识应该不是上传的目标)?

1.2.3.3.3.2 大脑与躯体、环境之间的关系密不可分,意识不是与“硬件”独立的“软件”

1、大脑与躯体:

– 《笛卡尔的错误》05 一些可能的解释P89

1.2.2.6.1 躯体标记

– 底层模块:直接处理肢体输入信息的神经元模块。上层模块:胶水+其他长时处理模块。Alun Anderson:“没有身体,大脑无法思考”《人类的荣耀》P783。

John Searle:“所有意识状态都是由更低级的大脑加工过程产生的,所以意识是一种涌现的现象,是一种物理属性——源自整个身体的输入之和。”《人类的荣耀》P788

2、大脑与躯体、环境

1.2.3.2.3 神经元、脑、身体、环境

《隐藏的自我》大卫·伊格曼(David Eagleman) 07 大脑不是决定自我的唯一参与者

为什么说大脑不是决定自我的唯一因素

决定“我们是谁”的大脑机制:基因组的作用只有在与环境相互作用的情况下才能真正被理解,单纯的生物特性或环境条件都决定不了最终的结果。既不能选择自己的先天特性,也不能选择后天的成长环境,更不用说它们之间纠缠不清的复杂作用了。这就是人们拥有不同的世界观、不同的个性和不同的决策能力的原因。这些不是由你来选择的,而是你一开始就被发到的“牌”。

大脑与内分泌系统和免疫系统持续双向沟通,可以被视为“广义的神经系统”。广义的神经系统与影响其发展的化学环境密不可分;人是复杂社交网络中的一部分,每次互动都会改变生理状态,你的行为反过来也可以改变他人。更广泛的社会-生物系统都会做出贡献。大脑是思维的中心,但不包含全部的思维。

1、基因和环境相互作用的复杂性让我们无法完全了解任何个体的发展,包括生活经历、对话、虐待、喜悦、饮食、兴奋剂、处方药、杀虫剂、教育背景等。

2、即使我们与组成身体的分子、蛋白质和神经元紧密相关,了解人类最好的方法并不是只分析其组成部分。仅仅因为系统由部分组成,并且这些部分对系统的工作至关重要,并不意味着对部分的描述能够正确理解整个系统。

1.2.3.3.3.3 大脑中分布/分块/分层的功能区是长期进化、逐步发展出来的(或者是后天发育成熟过程中逐步构建起来的)

1.2.3.2.2 进化

功能区之间应该没有明显的区隔(且功能区的功能可以部分的相互替代)。脑是进化的产物,是一种选择系统,这种选择体现在上面所讲的发育选择、经验选择和广泛的复馈联结之上。脑有极其丰富的多样性,从各种层次来说,都没有两个脑是完全一样的;而计算机则是人设计出来的产物,是一种指令系统,同一型号的计算机在结构上完全一样,逻辑是计算机的主要工作原则。

  • 漫长的进化过程——DNA中的有用、无用基因的相互作用——个人的身体vs大脑模块的成长整合过程、环境因素、催化基因;学习、调整、变化的过程。同卵双胞胎(DNA完全相同)也会在成长进化的环境过程中发展出两个完全不同的个体。所以特修斯之船会成长为一个完全不同的个体。

  “脑与电脑究竟有多像?——从神经达尔文主义到达尔文机”

“动态核心假设”:如果脑中有对意识作贡献的“核心”,那么组成这个核心的神经元群必须通过复馈构成一个整体,同时又保持各自的功能特异性,每个神经元群中的变化都必须也引起核心中其他神经元群的变化,并且核心的组成部分是随时间而变化的。意识的两大特性:整体性和复杂性。他的假设只是意识涌现的必要条件。迪安的“神经全局工作空间假设”、托诺尼的意识“整合信息理论”都提出了意识涌现的某些必要条件而非充分条件。

意识最核心的性质:主观性和私密性。

1.2.3.3.3.4 大脑大部分都属于不可计算的范畴

R. Cicurel and M. A. L. Nicolelis, The Relativistic Brain: How It Works and Why It Cannot Be Simulated by a Turing Machine

“邱奇-图灵论题”:任何被认为是“可计算”的数学函数都可以通过通用图灵机计算出来。人类的大脑,无论是神经系统还是它最精致的“产品”,如智力、直觉、创造力和共情等,都不能简化为一种简单的数学算法。尼科莱利斯:“意识可远远不仅是信息,它也不只有数据。这就是为什么你无法用计算机来寻找大脑的运行机制,去尝试了解大脑究竟是如何运作的。大脑本就不是可计算的,所以也没办法被仿真。”

这种“版权保护”是由一系列进化、神经生物学、数学和计算等限制保证的,这些限制不能被软件克服,就像现代人工智能提出的那样;也不能被硬件克服,就像控制论的经典支持者曾经相信的那样。从本质上来讲,所有这些限制都保证了大脑通过完成大量不可计算的工作来实现其功能,这超出了任何通用图灵机的能力范畴,这也意味着,不管多么复杂和强大的数字计算机,都不能复制或模拟大脑。其中一个原因是,如此复杂的人类大脑在日常操作中结合了模拟和数字类型信号的处理。这是一种反复的、高度动态化的非线性相互作用。它在模拟和数字神经信息处理过程之间产生了一种功能,赋予动物大脑一定程度的复杂性,这种复杂性远远超过了任何图灵机。从本质上来说,关键的大脑功能是典型的数字计算机无法模拟的,不管它的复杂性如何。

大脑是“外部世界”的“缔造者”,它根据“自己的内部观点”来定义我们所经历的一切。建立对未来的期望,无论是在接下来的几百毫秒内还是几年内,都是大脑的一个关键功能,因为这样可以建立一个内部的现实模型,通过它来评估给定的情况,然后寻找与其原始的内部模型相匹配或不匹配的事物;人类大脑在认识外部世界前,已经预先对外部世界有了抽象的解读。大脑总是比即将发生的事情领先一步。如果发现不匹配,大脑有能力从这些错误中学习,并相应地快速更新内部模型。这种学习是由神经元可塑性这种更普遍的特性调节的,它是大脑调整功能甚至物理微观结构的一种能力,是由一种新经历或周围环境的变化造成的。

人类大脑也会通过跨多个组织层次不断地交换信息,即从分子水平到细胞水平再到回路水平。在每次计算中,连续和即时更新的参数数量十分庞大。所有这些复杂性使得人类大脑能够产生定义人类状况的属性:文化、历史创造和文明建设;无与伦比的工具制造和技术开发能力;语言交流能力,创造各种各样的人工媒介的能力,以便在广阔的时空上建立持久的社会群体;艺术表现和科学探索;伦理和宗教信仰……这些都是不可计算的意识集合的一部分,背后则是支配中枢神经系统的神经生物学原因。

 

《脑机穿越:脑机接口改变人类未来》

根据相对性大脑假设,人类的大脑无法被精简为某种类型的经典计算算法。换句话说,人类大脑作为一个整体,是不可计算的。哥德尔的不完全性定理也许能让我们计算神经元放电所产生的智慧足以让人造设备进入人类的范畴。不过,要让这一切发生,这种设备就必须放弃自己,成为定义人类独特自我的大脑模式的一部分。

《自复制自动机理论》冯诺依曼

三、不同层次的复杂性

在形式逻辑中,只要自动机的结构不是非常复杂,那么它的文字描述的确要比自动机本身简单。但在复杂度很高的情形下,实际的自动机结构反而要比它的描述更简单一些。在一切模糊的、难以定义的事物背后,都存在着复杂度渐近的性质,不管你用多少文字,都没有办法把问题彻底描述清楚。这类事物就属于高复杂度的情况,也就是实际去做,让机器实际去运行,反而比直接描述它要更快。因此,在这种情况下电路本身的执行要比描述出电路所有的功能和可能的条件更快。

译者按:通用图灵机可以模拟一切图灵机,它的行为描述是无限复杂的,但是它本身的描述却是具体的,是有限长度的,故对于图灵机,行为复杂度/机制复杂度=∞,所有具体产生复杂度的机制,随着其复杂度的提高,最后都无限接近于图灵机。

对人工神经网络行为最好的模拟无非是运行这个网络本身。换句话说,神经网络行为的最短描述长度就是它自身的代码长度。对于一般的自动机来说,它的行为复杂度会随着它的结构复杂度增加而增加。这种变化曲线并不是简单线性的,而是存在着某个阈值点(C 点):复杂度阈值。当自动机的结构复杂度超过一定的阈值之后,自动机的行为会变得异常复杂而难以预测。C 对应的可能恰恰是自复制自动机:自指——这个构成了图灵停机问题、哥德尔定理、Kolmogorov 复杂性、Chaitin定理以及程序自复制问题的核心概念有关。

1.2.3.3.3.5 复杂系统/非线性系统的特性

1、初始条件敏感性(蝴蝶效应):初始值的微小变化通过迭代形成结果的巨大变化, 不确定性:不可重复、不可预测(乒乓球鼠夹:《大脑的故事》大卫.伊格曼)(冰川的融化:《比天空更宽广》埃德尔曼)

https://wiki.swarma.org/index.php/蝴蝶效应_Butterfly_effect

2、涌现/相变

1.2.3.2.4.2 层级化结构  1、涌现(整体大于部分之和)

意识是一个从大量底层意识动态涌现出高层意识状态的过程。  

这种机器人需要有完全一样的感觉和情绪输入,还需要有人类的经历。”《人类的荣耀》P812 (人类进化的经历,还是个人成长的经历,或是二者共同?)

《大图景:论生命的起源、意义和宇宙本身》肖恩·卡罗尔 第39章 什么在思考?

我们不能证明这样的一台思考机器具有意识。在逻辑上来说,逐步取代神经元的过程有可能会在某个地方出现相变,即使我们不能预测它会在什么时候发生。但我们也没有证据或者理由去相信这样的相变存在。根据图灵的意思,如果神经元和神经元件的半有机半机械混合体与普通的人类大脑拥有完全一致的行为,那么我们就应该认为它有意识以及随附的一切。

复杂系统理论家斯图尔特·考夫曼(Stuart Kauffman):“沿着塞纳河岸散步的情侣,实际上就是沿着塞纳河岸散步的情侣,而不仅仅是运动中的微粒。”

1.2.3.3.4 可能的发展方向

  • 脑机接口、大脑/身体的局部替换/增强

通过意念来控制人造工具,人类会出现在各种遥远的环境中。从海洋深处到超新星禁区,甚至到我们体内细胞间和细胞内的微小裂缝,人类的触及范围最终将追上我们探索未知领域的野心。正是在这种背景中,我设想我们的大脑将完成它史诗般的解放之旅,从它栖息了几百万年、生活在地球上的身体中解放出来,使用双向的、脑机接口技术来操作五花八门的工具,它们将在自然创造的微小世界中,成为我们新的眼睛、耳朵和双手。随着探索中我们迈出的每一步,后代子孙所创造的工具将继续被他们的大脑同化,进一步扩展他们的自我,定义大脑自己的观点。《脑机穿越:脑机接口改变人类未来》

  • 脑联网:通过脑机接口连接两个/多个人的大脑

在未来的某一天,我们能否体验到成为大脑意识网络(真正的集体思维大脑网络)的一部分的感受?假设在未来,通过某种惊人而无害的技术,人类实现了这种脑联网,那么网络中的个人是否不仅能只通过思考来与另一个人交流,还能生动地体验到对方的所知所感,就像他们实现了无缝的“思维融合”。人类的后代确实能够掌握建立大脑网络所需的能力、技术和道德水准。通过这个媒介,数十亿人与其他人建立起了可以只利用思考就进行的暂时的、直接的联系。这种集体意识的庞然大物看起来、感觉起来会是什么样以及它能做什么,是我或目前任何人都想象不出来的。《脑机穿越:脑机接口改变人类未来》


《哥德尔、埃舍尔、巴赫:集异璧之大成 Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid》Hofstadter 1979

CHAPTER XIX Artificial Intelligence: Prospects

Ten Questions and Speculations

Question: Could you “tune” an Al program to act like me, or like you-or halfway between us?

Speculation: No. An intelligent program will not be chameleon-like, any more than people are. ,It will rely on the constancy of its memories, and will not be able to flit between personalities. The idea of changing internal parameters to “tune to a new personality” reveals a ridiculous underestimation of the complexity of personality.


顾凡及:一场意识理论大混战

https://mp.weixin.qq.com/s/S_nZFZD72Kq3sJmoXKplww

意识在像人脑这样一个极复杂的多层次系统顶层涌现出来的一种不可还原的性质,其不可还原性并非是因为处于多层次系统的最底层(也有人虽然承认意识的不可还原性,但是由于没有认识到这是由于循环因果关系带来的结果,而错误地认为意识也像电荷一样是万物普有的一种基本性质,从而陷入到泛灵论的泥沼之中),从而无法进一步往下还原。而是因为这种复杂系统所遵从的因果关系不再是线性因果链,而是循环因果关系,也就是说在各个层次之间都存在着复杂的双向的相互作用【埃德尔曼把其称之为“复馈(reentry)”,认为这是产生意识的必要因素】,也就是说互为因果。意识既然不可还原,因此就不能问“怎样”产生的问题,而只能研究其涌现所需要的条件和它所具有的性质。