人类的智能是如何产生的

来自:远洋号(微信号:seaboat-top),作者:wj seaboat

智能的人类

人类在外界的影响下进化,又凭借自己的意志来影响外界。

一亿多年前体重是人类上百倍的恐龙虽然称霸了地球,但它们也仅仅是“低级动物”,并没有任何迹象标明恐龙发展出了高级智能。而人类则不断通过基因突变来进化自身的组织,使得自身能够更加充分与外界接触并由此产生刺激,比如在触觉、视觉、听觉、嗅觉等等方面。更重要的是大脑还具有记忆功能,从而使得人类在与外界环境的接触中知道了“自我”和“外界”,明确了人类个体的各部分与外界的物理边界。

通过外界的各种刺激,人类大脑不断得到加强,脑容量也越来越大。大脑里面的神经网络变得越来越复杂,其复杂程度甚至比宇宙还复杂。大量的复杂神经网络通过互相通过突触连接在一起,从而才有条件产生了高级智能。

image

生命的起源

在生命刚开始时,没有什么大脑,甚至连神经都没有。远古时期地球没有任何生命,直到后来海洋里面出现核糖核酸(RNA)和蛋白质,从今天来看这些根本不像生命的物质,却是生命最原始的形态;后来脱氧核糖核酸(DNA)出现后,与原来的RNA和蛋白质继续组合,形成初期生命;接着继续进化为单细胞生物,比如草履虫。在此期间的生命都没有进化出神经,更没有什么大脑。

多细胞生物的出现让生命有发展成脑神经的条件,随后出现的节肢动物发展出了汇聚神经的神经节,神经节在背部形成脊髓,脊髓的顶端发育成由数以亿计的神经细胞组成的大脑。至此,生命进化到脊髓动物,而且拥有了大脑。脊髓动物大致按照鱼类->两栖动物->爬行动物->鸟类->哺乳动物->人类进化,大脑也不断进化着,生命的进化也让生命从海洋走向陆地天空。

TIM图片20190617092940

神秘的大脑

人类的大脑从形成到完善大概需要20年,受精20天左右开始成型。妊娠3个月时发育出大脑、中脑、小脑、脊椎等等,妊娠9个月时大脑神经细胞数量基本与成年人相同,大脑外观也与成人一样。然后开始构建神经细胞网络,这个过程会持续到20岁左右。

质量并非是影响大脑智能的决定因素,而是神经网络的构建。出生婴儿大脑只有400克左右,成人为1200-1500克,大概到6岁左右大脑重量达到成人的95%,随后到发育缓慢。需要注意的是大脑变重并非是神经细胞增多,而是因为整个神经网络复杂化带来的重量的提升。

成人大脑大约有1000亿个神经元,通过100万亿个突触连接,构成一个超级复杂的神经网络。婴儿在幼儿时期神经元数量已经与成人的差不多,但是神经元之间还没有连接,或者连接非常弱。随着小孩的成长,不断将神经元连接起来,形成神经网络,产生了智能。

image

智能个体的体积

在我们整个宇宙世界中,物质体积大小从10的负19次方米的夸克,到10的26次方米之外的宇宙界限。尽管整个世界看似可以无限小也可以无限大,但所有生命体的体积大小都在很小的范围里面。

细菌病毒的大小在微米级别,最大的红杉树高达百米,而美国俄勒冈州蓝山林区的蜜环菌则能达到4公里宽。在整个生命范围内,智能个体的范围更小。

image

根据计算理论,拥有感知能力和智能的个体需要数以万亿计的“电路”元件。如果我们能制造出于大脑神经元大小的元件,并且能将它们连接起来工作,那么人造智能体的大小也大概是米量级。也许可以说米级是高级智能最适合的大小,而且高级智能是由宏观整体体现出来的,与微观的量子级别相关性不大。

想象一下如果太阳系是一个生命体的大脑,而且神经信号以光速传递,那么这个生命体将无法进行进化。因为太阳系从形成到现在所拥有的时间只够一万条信息从端到另一端传递,完全无法进化。人的大脑传递大概能在1毫秒完成,所以一生中能进行两万亿左右的信号传递,才足以让个体不断进化。

image

自我意识

自我意识是大自然的巅峰之作。任何生命都有一定的自我意识,但有些生命体的自我意识很弱,而人类由于自身的生理条件和生长环境形成了很强的自我意识。

人类对外界的感知能力是由人类的基因决定的,这个能力是通过DNA来不断传承下去的。一旦了有这些感知能力则人类能够区分自我和外界,这也是产生自我意识的基础。有了感知能力就能获取外界的各类信号,而人类又将外界的各种信号封装成一个个概念,比如天空、白云等等。人类在出生后的一生过程中又不断将概念填充到大脑神经网络中,以达到对外界的认知。

image

认知系统

大脑的认知分为两大系统:一类是直觉相关的,另一类是推理与逻辑相关的。关于直觉部分,人类通过大脑意识区分自我与外界,而大脑产生的神经细胞构成的神经网络却能以第三方角度来进行思考,进而去认识这个世界。关于推理和逻辑部分,人类通过大脑现有的认知进行的推理和逻辑分析,得到了推理结果,而且直觉部分可以向推理和逻辑转换。

image

高级智能

人类通过自己的感知系统不断得到外界的刺激,大脑神经元不断建立并强化连接,使得人类拥有了很强的自我意识。此外,得益于大脑的记忆能力,人类通过感知能力得到了对外界的认知,得到了概念体系、价值体系和信念体系。

有了自我意识和认知体系,让人类逐渐迈向高级智能。人类随着对外界的感知经验的增多,不断对世界形成理解并不断演化出新的概念,人类由此产生了越来越高级的智能。

image

本源意义

从物理角度看,人类由一大堆原子和分子,而自我意识则是这些原子和分子组成的个体所产生的,认知系统、高级智能等等都是由宏观上体现出来的。任何有意识的个体都能够参与宇宙的进化,对物理世界产生影响。

推荐↓↓↓
人工智能与大数据
上一篇:一文了解人工智能神经网络的原理 下一篇:17行代码做情感分析?试试PaddlePaddle的Senta-BiLSTM吧!