1、 1人工智能与人脑思维的关系刘建忠1，刘心瑞2（ 1. 云南昆船设计研究院，昆明市 650051； 2. 上海外国语大学，上海市 201620） 摘要： 举例说明了人工智能定义的不足之处，认为自然界中是结构决定功能，不同的结构决定着不同的功能。人脑结构与计算机结构是两个不相同的结构，人脑思维与人工智能是分别基于两个不相同的结构产生。只要是结构，就会有结构的制约。人脑智能的发展会受到人脑结构的制约，举例说明了在某些方面人脑结构不如其它动物的脑结构。而人工智能不仅模拟人脑智能，也模拟其它动物的智能。故人脑思维与人工智能二者之间谁从属谁、谁制约谁的说法是不妥的；谁比谁的层次高的说法也不合适。文章结论
2、是：人脑思维和人工智能是两个不同结构的、平行发展的智能体系。 关键词： 思维科学；人工智能；人脑结构；人脑思维；计算机结构；计算机思维 中图分类号： B80 文献标识码： A 文章编号： The relationship between artificial Intelligence and human brain Intelligence LIU Jian-zhong1， LI U Xin-rui2 (1. kunming shipbuilding design & research institute, kunming 650051； 2. Shanghai International S
3、tudies University, Shanghai 201620) Abstract： This paper presented the weak points of the definition of artificial Intelligence. It illustrates, by example, that it is the structure that determines the function in the natural world as different structures mean different functions. The structure of h
4、uman brain differs from that of computer thus the human brain Intelligence and the artificial Intelligence are both based on two different structures. It is obvious that as long as there are structures, there exists the check between structures. The same theory can also be applied to analyze the rel
5、ationship between the development of human brain Intelligence and the human brain structure as the latter one limits the former. So, human structure cannot compete with the animal brain structure in some certain aspects. However, the artificial Intelligence simulates the human brain Intelligence and
6、 brain Intelligence of other animals as well. Under such circumstances, it is inappropriate to simply say who belongs to whom or who limits the other between human brain Intelligence and artificial Intelligence. It is also improper to judge who is at the higher level. The conclusion of the paper is
7、that human brain Intelligence and artificial Intelligence belong to two Intelligence systems with different structures while enjoy parallel development and progress. Key words： science of thinking, Artificial Intelligence, structure of human brain, brain thinking, structure of computer, Computing th
8、inking 0 引言 人脑思维与人工智能 (电脑思维 )的关系争论已久。目前在思维科学领域流行的观点是1“人脑是思维的主体 ， 电脑是物化了的思维工具。” “电脑思维研究归根结底受人脑思维研究状况的制约。” 。更有甚者认为2“在思维科学的结构层次中 ， 电脑思维比起人脑思维来要低两个层次” 。 在人工智能领域此观点也较普遍。例如：文3认为 “计算机永远不能摆脱作为人类工具的命运,人工智能也永远不能超越人类智能。 ”；文4认为“人工智能永远处于从属地位” ；文5认为人工智能“永远不可能等同于大脑 , 更谈不上超过人、统治人。” ；文6认为人工智能“充其量只不过是人类智能的延伸，最终在整体上是不
9、能代替人类智能的。”等等。 作者简介： 刘建忠（ 1955-），男，研究员，主要研究方向：思维科学，人工智能，图像识别，反演集合理论及其应用。发表学术论文四十余篇，学术论著一本。 E-mail： 2追寻这种错误思想的根源，可上溯到人工智能定义。关于人工智能的定义，不同文献的论述大致基本相同。例如：文78中是： “用机器模拟人类思维行为以扩大和延伸人脑智能的科学技术” ； 文8175中是 “研究解释和模拟人类智能、 智能行为及其规律的一门学科。 ” ； 文9128中是“使计算机系统模拟人类的智能活动，完成人类智能才能完成的任务”等等。 其实在实践中，人工智能不仅模拟人类智能，也模拟其它动物的智
10、能，甚至还要利用已创造的人工智能结构发展一些独特智能。因此，上述定义将人工智能仅限于模拟人类智能是与人工智能的实际发展状况不相符的。 也是导致产生人工智能从属于人脑智能这种错误观点的重要原因。 本文中我们举例论述了在自然界中是结构决定功能，不同的结构决定着不同的功能。人脑是个结构，实现人工智能的计算机也是个结构，计算机结构与人脑结构不相同，人工智能与人脑思维是分别归属于两个不同的、互不包含的结构，谁从属谁、谁制约谁的说法是不妥的；谁比谁的层次高的说法也不合适。 我们的结论是：人脑思维和人工智能是两个不同结构的、平行发展的智能体系。 1 人脑结构与人脑思维之间关系 自然界中物质的结构决定物质的功
11、能。例如金刚石与石墨是碳的同素异形体，但在硬度上却有天壤之别。金刚石是人类已知最硬的物质，而石墨则是最软的矿物质之一。同为碳元素组成，二者物理性质差异如此之大是由于碳原子的排列顺序不同，即结构不同所致。 “人类与狒狒拥有相同数量的神经元，都是 860 亿” (2012 年 3 月 5 日科技网 )，但人类与狒狒的智能差距巨大。其原因我们认为是人脑结构与狒狒的脑结构不同。 人类大脑是由进化而来，今天人类的大脑，不同于 68-78 万年前北京猿人的大脑。北京猿人的脑容量平均为 1059 毫升，比我们现代人的脑容量 13001500 毫升 少许多，这说明今天人类的脑结构与北京猿人的脑结构不同，从而决
12、定了两者之间的智能存在差别。没有理由认为人类大脑会停止进化，未来人类大脑结构应该不同于今天人类大脑结构。 人脑思维是人脑结构的产物， 人与人的脑结构基本相同， 故人类有基本相同的思维方式、方法，人与人的脑结构有微小差别，因此人与人的思维有差别。人脑结构决定着人脑思维，人脑思维会随着人脑结构的进化而发展，会受到人脑结构的制约。北京猿人的思维不会与我们现代人的思维相同，我们现代人的思维也不会与未来人类的思维相同，不同的结构产生不同的思维。 2 不同的结构产生不同的智能 不是所有的结构都会产生智能，但也不是只有人脑结构才能产生智能。例如，据科技网2011 年 11 月 11 日照报道：大猩猩“科科”
13、掌握了 1000 多种手语词汇，了解大约 2000 个英语口语单词的含义，能够与人类交流。黑猩猩“阿尤穆”在两项短期记忆测试中与成年人展开对抗，最后以黑猩猩的胜利宣告结束。 只要是结构，就会有结构的制约。人脑结构是有局限性的，人脑智能的发展也会受到人脑结构的制约。在某些方面，人脑结构不如其它动物的脑结构。而人工智能不仅模拟人脑智能，也模拟其它动物的智能，甚至还要利用已创造的人工智能结构发展一些独特智能。 例如，文101在成像制导中模拟蝇视觉系统的复眼结构，使其导引头可以实现人眼视觉系统结构所不具备的 3600搜索视场；文11模拟了青蛙视觉系统结构；据 2003 年 10 月 10 日国际先驱导
14、报报道，美国学者设计出模拟章鱼视觉系统的硅芯片，可以像章鱼一样在黑暗而浑浊的水下环境看清东西；等等。 再如，在图像边缘检测中，人们不仅模拟人眼视网膜中的 on、 off 感受野结构来提取图像边缘；还模拟蜂群12、蚁群13的自组织结构、乃至菌紫质14这样的细胞膜蛋白的结构来3提取图像边缘；甚至模拟量子状态结构15 16来提取图像边缘；等等。 这些举例说明，结构决定功能，不同的结构产生不同的智能。 3 计算机结构与人工智能之间关系 人工智能面临的困境之一是： 在目前还没有能力搞清楚人类大脑结构的情况下企图模拟人类大脑。我们模拟人脑智能功能用的计算机结构不同于人类大脑结构。迄今为止，我们所做的工作实
15、际上是功能模拟而不是结构模拟。即便是人工神经网络，也是我们基于对大脑局部皮层有限了解的基础上，主观创造的一个结构，并不是真正大脑皮层结构，迄今为止我们尚未真正搞清楚大脑皮层的结构及其工作原理。 人类大脑是我们目前已知的最高级智能体系。从生物进化论角度看，人类大脑是大自然随机 (进化 )产生的；从数学角度看，这种随机不应该是唯一的；并且未必是最优选择，或许改变进化初始条件还会有更完美的选择。 另一方面，在浩瀚的宇宙中，我们没有理由相信人类的大脑会是宇宙中唯一的最高级智能体系。所以，我们人类创造的、不同于人脑的、各种不同结构的人工智能体系其发展 (进化 )前景不一定都比我们人类智能差，没有理由否定
16、我们会在无意之中创造了一个等价于宇宙深处存在着的、高于我们的、但我们目前不知道的智能体系。 目前，人工智能体系已经显露出在某些方面超越人类智能的苗头。例如，计算机的超强记忆；二十四小时连续工作能力等。 1997 年 5 月“人机大战”以 2. 5/ 3. 5 的总分败给了名为“深蓝”的计算机的国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫说“几年前 ,对于计算机是否拥有智慧我总是抱之一笑” ， “然而现在我不再那么肯定了。 1996 年我在费城同深蓝的比赛迫使我重新考虑这个问题。有时我真的会有这台机器偶尔也会有智慧的感觉。 ” 今天，人工智能尚处在初期发展阶段，我们不能用今天的人工智能水平来否定未来人工智能的前景
17、，就像不能用婴儿的力气大小来否定婴儿未来的力量一样。 4 人脑思维与人工智能之间的关系 几千年来，人类习惯于拔高自己在生物界的地位，习惯凌驾于万物之上，把自己当成万物的神灵 (“惟人万物之灵”17270)，把人类看成是不可逾越的。这种思想影响我们对人工智能的正确判断，认为人工智能不能逾越人脑智能。例如，文18认为“人类的出现与其说是物种进化的结果 , 不如说是宇宙的恩赐” ， “当人类对自然的认知在基于自身发展的历史局限而达到某一极限时 , 对应的人工智能也可能达到了某一顶峰。 ”文19认为“人工智能只是机械地模拟人类智能” ；文20认为计算机“要由人来设计，并由人来操纵，人可以不断发展、完善
18、计算机，但计算机不能超过人的智能。 ” 等等。 现实是，人类只不过是世界万物中的一员，在地球上，人类只不过是领先 (先进化 )了一步，在茫茫宇宙中我们人类未必是最优者。如果我们平等地看待人脑思维与人工智能关系，认识到人脑结构和计算机结构的区别只不过是两种不同的结构， 两种不同的结构分别产生的人脑思维和人工智能不会完全等同。当两个互不包含的结构是静止 (停止发展 )时，二者之间可能存在有层次差别，但当两个互不包含的结构都处于发展 (进化 )状态时，我们是不可能确定二者之间谁的层次最终会更高的。当我们在用人工智能模拟人脑智能时，实际上是在寻求两种结构在功能上的交集。由于我们至今没有搞清楚人脑结构，
19、因而我们创造的计算机结构不太可能与人脑结构同构，故而两种不同结构之间不可能存在谁从属谁的关系，因此，人脑思维和人工智能是两个结构不同的、平行发展的智能体系。 人脑思维是一种结构的产物，人工智能也是一种结构的产物，由蛋白质构成的结构产生的智能是智能，用硅片构成的结构产生的智能也是智能。人工智能这种新结构、新智能的产生，应该会伴随带来不同于人脑思维的新的思维。 45 结论 本文举例说明了人工智能定义的不足之处， ，指出定义中将人工智能仅限于模拟人类智能是与人工智能的实际发展状况不相符的。 也是导致产生人工智能从属于人脑智能这种错误观点的重要原因之一。并且举例说明了自然界中是结构决定功能，不同的结构
20、产生不同的功能。指出人脑结构与计算机结构是两个不相同的结构，人脑思维与人工智能是分别基于两个不相同的结构产生的。只要是结构，就会有结构的制约。人脑智能的发展会受到人脑结构的制约，举例说明了在某些方面人脑结构不如其它动物的脑结构。而人工智能不仅模拟人脑智能，也模拟其它动物的智能。故人脑思维与人工智能二者之间谁从属谁、谁制约谁的说法是不妥的；谁比谁的层次高的说法也不合适。我们的结论是：人脑思维和人工智能是两个不同结构的、平行发展的智能体系。 致谢 本文应云南思维科学学会会长洪昆辉教授之邀而写，谨此表示谢意。 参考文献 (References) 1 田运 . 思维科学的回顾与面临问题 在全国思维科学
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