陈根：从智人到人工智能——智能的过去、现在和未来_风闻

文/陈根

智能的起源

138亿年前，宇宙大爆炸。这是所有历史日期的开端，也是创世故事开始的时间。

46亿年前，地球诞生。6亿年后，在早期的海洋中，出现了最早的生命，生物开始了由原核生物向真核生物复杂而漫长的演化。

6亿年前，地球上出现了多细胞的埃迪卡拉生物群，原始的腔肠动物在埃迪卡拉纪****的海洋中浮游着。

控制它们运动的，是它们体内一群特殊的细胞——神经元。不同于那些主要与附近细胞形成各种组织结构的同类，神经元从胞体上抽出细长的神经纤维，与另一个神经元的神经纤维相会，形成名为突触的单向连接结构。

这些最早的神经元，凭着自身的结构特点，组成了一张分布于腔肠动物全身的网络。就是这样一张看来颇为简陋的神经元网络，成为了日后所有神经系统的基本结构。

2 000万年前起，一部分灵长类动物开始花更多时间生活在地面上。到了约700万年前，在非洲某个地方，出现了第一批用双脚站立的“类人猿”。

200万年前，非洲东部出现了另一个类人物种，就是我们称之为的“能人”。这个物种的特别之处在于它的成员可以制作简单的石质工具。在这之后，漫长又短暂的150万年中，狭义上**“智能”**在他们那大概只有现代智人一半大的脑子里诞生发展。他们开始改进手中的石器，甚至尝试着驯服狂暴的烈焰。随着自然选择和基因突变的双重作用，他们后代的脑容量越来越大，直到直立人的出现。

根据古生物学的研究，名为“直立人”的物种，和现代人类个头相当，其脑容量也和我们相差无几。他们制作的石质工具比能人更加精细复杂。随后，这个物种的部分成员离开非洲，历经多代繁衍与迁徙，最远的甚至到达了今天的中国境内。

终于，我们人类，即智人，出现在约25万年前的东非，随后开启了独属智人的智能进化。

智人的智能探索

凭借着空前扩张的大脑皮层，智人的行为能力出现了爆发性的辐射演化，语言、陈述性记忆甚至宗教等思维概念纷纷在其脑中出现。人类的智能进化，开启了通过文化因子传承智慧、适应环境的全新道路，人类从此摆脱了自然进化的桎梏。

**人类智能的第一个发端是对物质型态的转化。**在人类产生的早期，人类对物质的转化是极其简单的。首先是从低级而又单一的物质几何形状的转化开始，例如把石块打磨成尖锐或者厚钝的石制手斧。猿人用它袭击野兽，削尖木棒或挖掘植物块根，把它当成一种“万能”的工具使用。

到了中石器时代，石器发展成了镶嵌工具，即在石斧上装上木制或骨制把柄，这就使单一的物质型态的转化发展到两种不同质性的物质复合型态的转化。在此基础上又发展出石刀、石矛、石链等复合化工具，直到发明了弓箭。新石器时代，人类学会了在石器上凿孔，发明了石镰、石铲、石锄以及加工粮食的石臼、石柞等。

对低级而单一的物质型态的转化，即使物质型状在人的有目的的活动中，按照人的需要在转化着。同时这种劳动又在锻炼和改变着人脑，使人脑向智能实体迈进了第一步。

人类智能的第二个发端是对能量的转化。原始人类对“火”及自身的关系的认识就是一个明显的例证。从对雷电引起的森林或草原的野火的恐惧，到学会用火来烧烤猎物以熟食，再到用火来御寒、照明、驱赶野兽，人工取火方法的掌握标志着火作为一种自然力真正被人们所利用。当“火”这种自然力开始为人所用时，也进一步促进了人体和大脑的发育。正如恩格斯所指出的**“摩擦生火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物界分开****。****”**

对火的利用又令原始人类学会了烧制陶器，制陶技术使古代材料技术与材料加工技术得到了重大发展。它第一次使人类对材料的加工超出了仅仅改变材料几何形状的范围，开始改变着材料的物理、化学属性。此外，制陶技术的发展，又为以后冶金技术的产生奠定了基础。

人类智能的第三个发端是对信息的转化**。**人们对物质型态和能量的转化过程中所创造的石斧、取火器具、陶器等物质成果和物质手段中，本身就内化着人与自然，人与人之间的关系和信息。它既是人们物质活动的手段，又是人们精神活动的手段;既是一种物质实体，又是一种信息的载体。因此，人们在从事物质型态和能量转化的同时，也必然要伴随着信息的转化。

对信息的转化使人类创造了语言，使人们在从事物质转化的过程中把共同的需要和共同的感受，以及内化在劳动过程和劳动成果中的人与人、人与自然的相互关系和信息，彼此进行不断的传授，以形成了某种“共识”，并以某种特定的音节表示不同的共识内容。

语言的出现使人类具备了从具体客观事物中总结、提取抽象化一般性概念的能力。人类因此能通过语言进行精确的描述、交流甚至学习。甚至，借助语言带来的思维方式转变，人类获得了“想象”的能力。

事实上，语言的产生是古人类进化的必然结果，它与大脑功能和人体其他功能的发展是密不可分的。人类独具的大脑皮层的左侧前面Broca区控制语言产生的功能，后面的Wernicke区主管语言的接收功能，右侧该区通过胼胝体（callosum）接收左侧区域信号以进行综合完成更为高级的如欣赏音乐、艺术和方向定位等功能。胼胝体大约有２亿条神经纤维通过，对左右两半球的信息传播起着极为重要的作用。

正如小岛秀夫挚友，著名科幻作家伊藤计划在《杀戮器官》中所言，语言的本质，就是大脑中的一个器官。但就是因为这个脑结构的出现，人类的发展速度立刻呈现了爆发性的增长，我们也从偏安东非一隅的裸猿成为了扩散到全世界的超级生态入侵物种。

之后，建立在语言基础上的“想象共同体”出现了，人类的社会行为随之超越了灵长类本能的部落层面，一路向着更庞大、更复杂的趋势发展。随着文字的发明，最早的文明与城邦终于诞生在了西亚的两河流域。

从人类智能到人工智能

物质形态、能量和信息的转换和发端，既构成了人类智能的起源，又开创了人类智能活动对物质转化的整体雏形。自认知革命、农业革命和工业革命以来，几千年来人类的全部活动表明，人类认识自然、改造自然，其对象无非是三类最基本的东西：物质、能量、信息。迄今人类掌握的主要技术都同改造这三类东西有关，都是在材料技术（包括加工）、能源技术（包括动力技术）、信息技术（包括通讯和控制）的基础上发展起来的。

随着这三个基本领域技术的不断发展，人类智能活动对物质的转化方式及转化成果也不断从对单一要素的转化向复合要素的转化。蒸汽机的制造和使用，是人类智能对物质（包括物质的型态、质性等）和能量两大要素的复合转化；电子计算机的制造和使用，则是对物质、能量和信息三大要素的综合转化。当今人们对人工智能的研究，可以说正是人类正向物质**、能量、**信息及人类智能四者合一的转化方式迈进。

1950年阿兰·图灵发表论文《计算机器与智能》，提出的机器能否思考的问题为人工智能的诞生埋下了伏笔。1957年，第一个机器学习项目启动，标志着人工智能作为一门学科的诞生。通过神经元理论的启发，人工神经网络作为一种重要的人工智能算法被提出，并在之后的几十年内被不断完善。

和人脑的天然神经网络类似，人工神经网络也将虚拟的“神经元”作为基本的运算单位，并将其如大脑皮层中的神经元一样，进行了功能上的分层。但具体到连接模式和工作原理上，二者依然有着诸多不同，所以并不能简单地将二者等同视之。

在经过无数的反复和波折后，21世纪的人工智能发展，进入了一个崭新的阶段，新一代神经网络算法在学习任务中表现出了惊人的性能。各种图像和音频识别软件的准确率越来越高，语言加工程序的智能程度也与日俱增。于是，人类智能这种无止境的延伸，一方面在改变着、转化着整个自然界；同时也在改变着社会，改变着人与人工智能之间的关系；改变着智能主体——人的本身。

未来的智能演化

从人类智能到人工智能，究竟什么才是智能？

我们知道，人类智能主要与人脑巨大的联络皮层有关。但是这些并不直接关系到感觉和运动的大脑皮层，在一般动物脑中面积相对较小，而在人的大脑里，海量的联络皮层神经元成为了搭建人类灵魂栖所的砖石。语言、陈述性记忆、工作记忆等人脑远胜于其他动物的能力，都与联络皮层有着极其密切的关系。而我们的大脑，终生都缩在颅腔之中，仅能感知外部传来的电信号和化学信号。

也就是说，智能的本质，就是这样一套通过有限的输入信号来归纳、学习并重建外部世界特征的复杂**“算法”**。从这个角度上看，作为抽象概念的“智能”，确实已经很接近笛卡尔所谓的“精神”了，只不过它依然需要将自己铭刻在具体的物质载体上——可以是大脑皮层，也可以是集成电路。

**这也意味着，人工智能作为一种智能，理论上迟早可以运行名为“自我意识”****的算法。**相比于基本元件运算速度缓慢、结构编码存在大量不可修改原始本能、后天自塑能力有限的人类智能来说，人工智能虽然尚处于蹒跚学步的发展初期，但未来的发展潜力却远远大于人类。

事实上，包括AlphaGo在内的人工智能已经证明，对于确定目标的问题（有限游戏）来说，机器一定会超越人类。而人类不能够总是一厢情愿地希冀人工智能会永远按照人类的设想行动，心存侥幸地认为人工智能不会做出违背人类利益之事。

但是由于人类智能和人工智能是两套不同的智能，人工智能或许将具备更强大的自我进化能力，其在各方面可能都会超越人类。但人工智能却没有几亿年的进化史留在人类身上的刻痕，没有生物的直觉和本能，没有人类独有的激进的创造力，非理性的原创性，甚至是毫无逻辑的慵懒。

人工智能具有无法预测的随意性，但这又不是简单的随机，人工智能感到困难的地方也正是我们的机会。机器文明的发展已经是现代社会的大势所趋，而人类文明的协同发展要求****我们着眼于人类对劳动分工的贡献，对机器的理性进行补充，而非试图与它竞争。只有这样做才会让我们与机器产生差异，而正是这种差异化会创造价值。

虽然在计算与记忆等层面，机器可以远超人类，但是在对宇宙全局的意识层面，人类完全有能力同机器一起进化。所以，在人工智能全面爆发到来前，对于我们来说，或许****应当跳出科技本身，从人文的角度先为机器立心。