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心智社会:从细胞到人工智能,人类思维的优雅解读 16.4 交互排斥
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普通的单体动物一次只能朝一个方向移动,这会限制它们一次只能为一个目标工作。举例而言,如果这种动物急需喝水,管理“口渴”的专家就会获得控制权。不过,如果寒冷更重要,那找到温暖的地方就变得更优先。但如果同时出现若干个紧急需求,就必须要有一种方式从中选择一个来满足。方法之一就是利用某种中央市场,在这个市场中,不同的目标会根据紧迫程度互相竞争,竞价最高者获得控制权。但这个策略很有可能陷入一种可笑而致命的犹豫不决之中。为了理解这个问题,我们来想象一下这只动物现在又饿又渴。
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假设这只动物的饥饿感起初只比口渴的感觉强烈一点点。所以它开始向北部平原进发,那里通常能找到食物。当它到了那里,吃了一口食物后,口渴的感觉立刻超过了对食物的需求!
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现在口渴成了当务之急,我们的动物又出发了,长途跋涉到达了南边的湖。但是它刚喝了一口水,天平又立即倒向了食物!这只动物注定要在两点之间来回跋涉,变得更渴更饿了。每个行动都只是补偿了不断增长的迫切需求而已。
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这样做在餐桌上是没有问题的,食物和饮料都在伸手可及的范围之内。但是在自然条件下,如果每次犹豫都会导致策略上的重大改变,那么没有动物浪费这么多能量还能幸存下来。管理这种情形的一种方法就是降低“市场”的使用频率,但这也会降低我们的动物处理紧急情况的能力。另一种方法被称为交互排斥,脑中的很多区域都会使用这种方法。在这种系统中,一个智能体小组的每个成员都天生会向小组中的其他所有智能体发送“抑制”信号,让它们形成竞争关系。小组中的任何一个智能体被唤醒,都会倾向于抑制其他智能体,这会产生雪崩效应。结果就是,就算刚开始时竞争者之间的差异很小,最活跃的智能体还是会很快把其他智能体排除在外。
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在相互竞争的智能体紧挨在一起的脑区,交互排斥可以为“无法妥协”原则提供基础。交互排斥团体还可以用来建构短时记忆单元。每当我们迫使这种团体中的一个智能体开始活动,哪怕只是一小会儿,它就会持续活动下去(而其他的智能体也会持续被抑制),直到有强烈的外部影响改变了当下的情形为止。由于有来自内部的抵制,微弱的外部信号几乎不会产生任何影响。如果它能无限持续下去,我们为什么叫它短时记忆呢?因为一旦它发生了改变,以前的状态不会留下任何痕迹。
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心智社会:从细胞到人工智能,人类思维的优雅解读 16.5 雪崩效应
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我们所讨论的那些方案如果和我们描述的一模一样,那么它们很少能真正起作用。它们大部分很快就会崩溃,因为实际上所有的智能体都会参与到不受限制的活动中去。设想每个典型的智能体都倾向于唤醒其他若干智能体,然后这些被唤醒的智能体又会去唤醒若干其他智能体,以此类推,活动的传播速度会比森林大火还快。但这项活动最终什么也无法完成,因为所有的智能体都会互相干扰,谁也无法获得它们所需资源的控制权。实际上,这差不多就是癫痫发作时会发生的事。
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每个生物系统都会发生相似的问题。每个原则或机制都应该受到控制,只在限定的范围内运作。就连小小的基因团体也有一些方案,在每个细胞内指挥制造蛋白质时也会控制数量。在每种规模上,我们都发现了这样的模式。每种生物组织、器官和系统都受一些控制机制约束,一旦这些机制失效就会出现疾病。是什么保护了我们的脑不受这种活动雪崩的影响呢?在我们的智能组中,交互排斥方案很有可能是最常见的约束各种水平的活动方式,但同样也有其他防止爆炸的常见方案。
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节约(conservation) :强迫所有活动都依赖于某种物质或其他可量化的事物,每次只能获得特定的量。举例而言,我们给所有的智能体都设定了电流限制,用以控制Snarc机器,这使得在特定的时刻,它们之中只有几个可以活动。
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消极反馈(negative feedback) :提供一个“总结”设备评估智能组中的所有活动,然后按照与整体的比例向智能体广播“抑制”信号。这会把雪崩扼杀在摇篮中。
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审查员与抑制器(censors and suppressors) :“节约”和“反馈”方案都倾向于进行无差别的控制。之后我们会讨论一些方法,它们在学习识别和避免之前产生过麻烦的特定活动类型方面更敏感,功能也更多。
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这些方法足够简单,可以在小社会里应用,但它们的功能不够多样。在更复杂的社会中,我们需要学习解决困难的问题,这些方法无法解决可能出现的所有管理难题。幸运的是,在更大规模上建立的系统也许能够通过建构和解决自我管理的问题,把自身得到强化的能力应用于对自身的管理。在接下来的几部分中,我们将会看到这种能力如何在几个发展阶段中不断成长。所有这些并不一定需要在每个孩子的思维中独立发生,因为孩子所处的家庭和文化社群可以发展出更复杂的自我约束方案。所有人类社会似乎都在制定方针指导其成员如何思考,这些方针以常识、法律、宗教或哲学的形式出现。
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心智社会:从细胞到人工智能,人类思维的优雅解读 16.6 动机
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想象一个口渴的孩子学会去拿旁边的杯子。之后,孩子为什么没有在任何情况下都去拿杯子呢,比如觉得孤独或者觉得冷的时候?我们是怎么区分我们学到的不同东西可以实现不同目标的呢?方法之一就是给每个不同的目标保留一个单独的记忆库。
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每个原型专家的独立知识库
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为了让这个方法起效,我们必须限制每个专家只在自己的目标活动时才学习。我们可以通过把它们放置在一个交互排斥系统中来实现这一点,比如“饥饿”的记忆只有在“饥饿”活动时才会形成。这样的系统永远不会对要用什么记忆感到困惑。感到饥饿的时候,它只会去做以前感到饥饿时学会去做的事;不会在口渴的时候去吃东西,也不会在饥饿的时候去喝水。但如果给每个目标都保留一个不同的记忆库就太奢侈了,因为就像我们说过的,大部分真实世界的目标使用的都是同样类型的知识。如果所有专家都可以共用常见的、一般性目的的记忆不是会更好吗?
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