为什么自然界能造就人类大脑这么复杂的系统,却早就不出计算机呢

发布时间: 2023-09-10 01:01:32 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 95

电脑功能这么强大,为何至今还没有完全替代人脑?电脑功能的强大仅体现在运算能力上,电脑的运算速度可以达到每秒处理几百万条计算机指令...

为什么自然界能造就人类大脑这么复杂的系统,却早就不出计算机呢

电脑功能这么强大,为何至今还没有完全替代人脑?

电脑功能的强大仅体现在运算能力上,电脑的运算速度可以达到每秒处理几百万条计算机指令。从这点来看,人脑的运算速度远比不过大脑,但凡事要从辩证的角度来看,既然电脑这么强大,那为什么没有一个科学家提出用电脑替代人脑的想法呢?因为他们深知电脑的不足。

从原理上看,计算机的指令就是一串简单的数字,而且这些数字只有0和1。这也是计算机采用二进制的原因。我们在电脑上所进行的操作,都会经过特殊的程序翻译成机器语言,也就是0和1,然后计算机通过读取机器语言执行相应操作。但是人类从遗传物质DNA的组成上来看,由AGCT四个碱基构成,相比计算机的0和1,多了2个种类。但仅靠多出来两种,就能使得人比计算机远复杂的多,不过这些复杂没有体现在运算速度上。

电脑和人脑的差别就在于思维和思想,而且人脑的功能至今未被科学家完全探索。比如早期的电脑并不能自主的识别物体,直到深度学习的出现,使得电脑能够识别数字,动物等。但是对于人类来讲,识别这些东西是极其简单的事。看到数字3人类就知道这个是数字3,而不是其他数字。但是对电脑来说识别这个数字3就没那么容易了,需要涉及到各种算法以及无数次的训练,最后才能识别出3。而且人类的判断能力也不是这些机器所拥有的。深度学习的核心就是借鉴了人脑的神经网络结构,仅仅是这一结构就能让计算机的发展达到另一高度,而且这甚至没有模仿人脑工作原理。所以人脑究竟有多强大不言而喻。

就算有一天电脑能在这些功能上取代人脑,但人脑还涉及到各种激素的释放调节,正反馈以及负反馈等等,这些功能都不是一个电脑所能完成的。所以想用电脑替代人脑是不可能的。

虽然电脑的功能这么的强大,但是他更多的还是服务于人类的,比如说可以用电脑打游戏,浏览网页,看视频运算,或者说是一些其他的网页操作等等,这些都是用来服务于人类的。并没有多少可以操控人类的文件,或者说是系统存在 所以自然很难去代替人脑。
因为电脑无法和人脑那样,可以思考,它是跟着程序走的,不会灵活运用。
因为电脑是没有情感的,所以和人类来比还是差了不少的。

人工智能是否会拥有意识?

近几年,随着人工智能的发展,很多科学家都在努力探索,未来机器人是否能拥有意识?未来或许可以,这就需要我们先对人脑进行更进一步的研究。一直以来,对于科学家来说,人脑都是一个神奇的存在,关于人脑的研究也层出不穷。
细胞团和离体的大脑是否是有意识的;科学家该如何判断它们是否有意识。
Muotri发现了一些不寻常的方式来培育人脑器官。他将脑器官与行走的机器人连接起来,用尼安德特人(Neanderthal )的基因修改器官的基因组,将它们发射到国际空间站的轨道上,并将它们作为模型来开发更类似人类的人工智能系统。
文中提到他们创建了一种能产生类似于在早产儿中看到的协调的活动波的人类大脑器官体(1)。在该团队结束实验之前,这种波持续了几个月。
该团队的发现导致伦理学家和科学家提出了一系列道德和哲学问题,即是否应该允许有机体达到这种程度的发展水平,"有意识 "的有机体是否有权获得其他细胞团所没有的特殊待遇和权利,以及意识是否可以被人类创造出来。
无身体、有自我意识的大脑的想法已经存在于许多神经科学家和生物伦理学家的脑海中。就在几个月前,位于康涅狄格州纽黑文市的耶鲁大学的一个团队宣布,他们让几个小时前被杀死的猪的大脑恢复了部分生命。通过从猪的头骨中取出大脑,注入一种化学混合试剂,研究人员恢复了神经元的细胞功能和传递电信的能力(2)。
其他实验,如在小鼠大脑中添加人类神经元,引起了一些质疑。一部分科学家和伦理学家认为不应允许这些实验的存在。
这些研究为那些希望避免创造意识的人和那些将复杂的器官有机体视为研究毁灭性人类疾病的工具的人之间的辩论奠定了基础。Muotri和许多其他神经科学家认为,人类大脑器官体可能是理解自闭症和精神分裂症等人类独特病症的关键,这些病症不可能在小鼠模型中进行详细研究。Muotri说,为了实现这一目标,他和其他人可能需要刻意创造意识。
研究人员现在呼吁制定一套类似于动物研究中使用的指南,以指导大脑器官的人性化使用以及其他可以实现意识的实验。6月,美国国家科学、工程和医学研究院开始了一项研究,目的是概述与脑器官相关的潜在的法律和伦理问题。
对实验室培育大脑的担忧也凸显了一个盲点:神经科学家没有一致的方法来定义和测量意识。如果没有一个可行的定义,伦理学家担心将无法在实验越线之前阻止这些实验。
目前的一些实验可能会放大这个问题。大学的认知神经科学家Anil Seth说,如果科学家们确信一个有机体已经获得了意识,他们可能需要赶紧就意识是如何产生的理论达成一致。但是,他说,如果一个人青睐的理论认为机体有意识,而另一个人的理论则认为没有,那么任何关于意识已经出现的信心都会消失。"信心在很大程度上取决于我们相信什么理论。这是一个循环。"
感知状态
创建一个意识系统可能比定义它要容易得多。研究人员和临床医生为了各种目的,用许多不同的方式来定义意识。所以,很难把它们综合成一个精简的实际的定义来决定一个实验室培育大脑的状态。
医生一般根据患者对疼痛或其他刺激是否眨眼或退缩来评估处于植物人状态的患者的意识水平。此外,利用脑电图(EEG)读数,研究人员还可以测量大脑对电脉冲的反应。比起无意识大脑的简单,有规律的活动模式,有意识的大脑将显示更复杂的电活动。
但这种测试可能无法充分探究一个人是否缺乏意识。在对处于昏迷或植物人状态的人进行的脑成像研究中,科学家们已经发现,没有反应的人可以显示出一些类似意识的大脑活动 —— 比如当被要求思考走路时,运动区域出现的活动(3)。

在发育中的人类大脑器官中,前神经元细胞(红色)变成了神经元(绿色),并被被连接成网络(白色)。
在任何情况下,标准的意识医学测试都很难适用于生长在培养皿里的脑细胞,或者是脱胎换骨的动物大脑。当Muotri提出他的有机体的放电模式和早产儿中看到的一样复杂时,人们不知道该如何看待这个问题。一些研究人员认为早产儿的大脑活动并不复杂,不足以被归类为有意识。而有机体不能眨眼,也不能对痛苦的刺激产生反感,所以它们不会通过意识的临床测试。
相比之下,最近被杀的猪的完整大脑更有可能拥有意识的必要结构,以及动物活着时的记忆和经历所创造的神经线路。马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的哲学家和神经伦理学家 Jeantine Lunshof 说:“想想一个已经被这些东西填满的大脑,很难想象那个大脑会是空的。” Lunshof补充道:“他们在思维方面能做什么我不知道,但肯定不是空无一物。” 像耶鲁大学团队那样,让死掉的大脑恢复一丝生机,或许有可能恢复一定程度的意识,尽管科学家们煞费苦心地使用化学阻断剂来防止全脑活动从而避免这种情况。
研究人员同意他们需要认真对待这些研究提出的问题。科学家和哲学家以及学生组成的会议,打算为未来的实验建立并发布一个伦理框架。但该论文已经被推迟了几个月,部分原因是几位作者无法就意识的基本要求达成一致。
越发复杂的理论
几乎所有的科学家和伦理学家都认为,到目前为止,还没有人在实验室里创造出意识。但他们都在问自己,要注意什么,哪些关于意识的理论最相关。例如,根据一种叫做整合信息理论的观点,意识是整个大脑中神经元网络密集连接的产物。彼此互动的神经元越多,意识的程度就越高——这个量被称为phi。如果phi大于零,生物体就被认为是有意识的。
根据该理论,大多数动物都能达到这个标准。位于华盛顿州西雅图的Allen 脑科学研究所Christof Koch认为任何现有的有机体都达不到这个门槛,但他承认,一个更先进的有机体可能会达到这个标准。
其他竞争性的意识理论提到了感觉输入或跨多个大脑区域的协调电模式。例如,一种被称为全局工作空间理论的想法认为,大脑的前额叶皮层作为一台计算机,处理感觉输入并解释它们以形成存在感。因为有机体没有前额叶皮层,不能接受输入,所以不能成为意识。“如果没有输入和输出,神经元之间可能会相互交谈,但这并不能代表人类的思想。“
然而,将类器官与器官连接起来可能是一项相当简单的任务。2021年,兰开斯特的团队在老鼠脊柱和背部肌肉旁边培育了人类大脑器官。当来自人体器官的神经与脊柱相连时,肌肉就开始自发地收缩。

发育生物学家玛德琳·兰开斯特在英国剑桥大学的实验室里通过类器官研究大脑组织和紊乱。
大多数类器官的形成只是为了复制大脑的一部分——皮层。但是,如果人类干细胞发育的时间足够长,并且有了合适的生长因子,它们就会自发地重建大脑的许多不同部位,然后这些部位就会开始协调它们的电活动。在2021年发表的一项研究中,哈佛大学的分子生物学家保拉·阿罗塔(Paola Arlotta)诱导干细胞发展成由多种不同细胞类型组成的脑器官,包括视网膜中发现的那种光敏细胞。当接触到光时,类器官中的神经元开始放电。但事实上,这些细胞是活跃的,并不意味着类器官可以看到和处理视觉信息,Arlotta说。这仅仅意味着它们可以形成必要的电路。
阿罗塔和兰开斯特认为他们的器官体太原始,无法产生意识,因为他们缺乏创造复杂脑电图模式所必需的解剖结构。尽管如此,兰开斯特承认,对于高级类器官来说,这取决于它的定义。她说:“如果你认为一只苍蝇是有意识的,那么类器官也可能是有意识的。”
然而,兰开斯特和大多数其他研究人员认为,像活化的猪脑这样的东西比类器官更有可能获得意识。由神经科学家Nenad Sestan领导的研究猪大脑的团队,试图找到恢复器官活力的新方法,而不是创造意识。研究人员能够让单个神经元或神经元群被激活,并小心地尝试避免产生广泛的脑电波。然而,当Sestan的团队在其中一个大脑中看到类似协调的脑电图活动时,他们立即停止了这个项目。即使在神经学专家确认这种模式与意识不一致之后,研究小组还是对大脑进行了麻醉,作为预防措施。
Sestan还联系了美国国家卫生研究院(NIH)以获得如何进行的指导。该机构的神经伦理小组,包括伦肖夫和俄亥俄州克利夫兰凯斯西大学因苏泫(Insoo Hyun),评估了这项工作,并同意Sestan应该继续麻醉大脑。但是,该小组还没有制定出更通用的规定,也没有例行要求对类器官的提案进行生物伦理评估,因为其成员认为意识不太可能产生。美国国家卫生研究院也没有给意识下一个定义。Hyun说:“它非常灵活,每个人都有自己的意思。”“如果不清楚我们谈论的是同一件事,这是一个大问题。”

模糊的定义
一些人认为,即使是试图在任何一种实验室保存的大脑中识别意识也是徒劳的。“鉴于我们不了解意识,他开创了一些在人们处于植物人状态时成像进行措施的意识。“我们不应该太傲慢。”他说,进一步的研究应该非常谨慎地进行。
Laureys和其他人指出,类器官的体验可能与早产儿、成人或猪的体验非常不同,并不能直接拿来比较。此外,类器的结构可能太小而无法精确测量它们的活动,而类器和早产儿大脑的脑电图模式之间的相似性可能只是巧合。其他研究类脑器官的科学家也同意Laureys的观点,即一个系统是否是有意识的这个问题是无法回答的。许多人完全避免这个想法。“我不知道我们为什么要问这个问题,因为这个系统不是人类的大脑,“它们是由神经元组成的,神经元有电活动,但我们必须仔细考虑如何比较它们。”
Muotri希望他的类器官系统至少在某些方面可以与人类大脑相媲美,这样他就可以研究人类疾病并找到治疗方法。他的动机是出于个人原因:他14岁的儿子患有癫痫和自闭症。“他努力地与生活抗争,”Muotri说。类脑器官是一个很有前途的途径,因为它们再现了大脑连接的最早阶段,而这在人类胚胎发育时是不可能研究的。但是他说,在没有一个完全功能的大脑的情况下研究人类的大脑疾病,就像研究一个不能产生胰岛素的胰腺。“要做到这一点,我需要一个真正像人类大脑的大脑器官模型。我可能需要一个有意识的器官。
Muotri说他不知道用什么定义来决定一个类器官是否达到意识。他说,在某种程度上,类器官甚至可以帮助研究人员回答大脑如何产生意识状态的问题。以开发一种描述大脑如何产生意识的算法。他的项目部分由微软资助,其目标是创造一个像人类意识一样工作的人工系统。
目前,美国和欧洲都没有规定可以阻止研究者创造意识。美国国家科学院小组计划明年初发布一份报告,概述最新的研究,并就是否需要制定相关法规做出判断。成员们计划在一些问题上发表意见,比如是否要获得人们的同意将他们的细胞发展成脑类器官,以及如何人道地研究和处理类器官。国际干细胞研究学会也在研究类器官的指导方针,但没有提到意识,因为它认为科学还没有做到这一点。
Hyun说,美国国立卫生研究院的神经伦理小组还没有看到任何关于创造复杂、有意识的类器官的建议,这将需要新的指导方针。Muotri说,他也不知道还有谁在故意尝试创造有意识的类器官,尽管根据某些定义,一个足够复杂的类器官可能偶然地达到这种状态。
不过,Muotri和其他人说,他们欢迎一些指导方针。这可能包括要求科学家证明他们使用的人类大脑器官的数量,只将它们用于无法以任何其他方式进行的研究,限制可能施加在它们身上的痛苦,以及人道地处理它们。
提前提出这样的建议将有助于研究人员权衡创建有意识实体的成本和收益。许多研究人员强调,这样的实验有可能产生重要的见解。兰开斯特说:“有一些真正有意识的人患有神经紊乱,却没有治疗方法。”“如果我们真的因为这个哲学思维实验而停止所有的研究,”她补充说,“那将对真正需要一些新疗法的人来说是非常坏的消息。”
然而,治疗方法仍然可以在用老鼠干细胞制成的脑器官组织或常规的动物模型中进行测试。这样的实验也可以为有关使用人体类器官的伦理讨论提供信息。例如,Hyun希望看到研究人员将鼠脑类器官的脑电图模式与活鼠脑类器官的脑电图模式进行比较,这可能表明人类类器官如何很好地再现人类大脑。
在Muotri看来,研究人体类器官组织和实验小鼠没有什么区别。“我们使用的动物模型是有意识的,没有问题,”他说。“我们需要前进,如果结果证明他们有了意识,老实说,我不认为这有什么大不了的。”

生命存在那么多巧合,世界可能是个虚拟的程序吗?

我们生活的世界即普通又不普通,说它普通是因为我们每天都生活在这个世界里面,似乎对这个世界再熟悉不过,甚至懒得再去了解它,曾经我们对这个世界的好奇心随着时间的推移而慢慢丧失,再也提不起兴趣;说它不普通,是因为在这个看似熟悉的世界里面依然存在很多科学无法解释的谜团,比如人类的意识是怎么产生的、世界上有没有灵魂、百慕大魔鬼大三角消失之谜、人类究竟从哪里来、外星人存在吗、地球起源之谜等等,各种各样的谜团让人类剪不断理还乱,其他问题先放在一边,我们就来说说地球起源之谜和人类起源之谜这两个谜团。


太阳系看起来像是一个精密的运动仪

地球是如何诞生的?科学的解释是地球是太阳周围的尘埃在引力作用下不断旋转,经过长时间的积累和演变最终形成了如今的地球;对于人类起源之谜,科学家也给出了解释,认为人类起源于低等动物,低等动物又是从简单生物进化而来的,简单生物最开始是由生命最基本物质氨基酸和蛋白质进化来的,而氨基酸和蛋白质则通过非生命物质经过复杂的化学反应变成的,由此可以得出一个结论,人类是由非生命物质经过长时间的演变和进化而来的。


地球生物进化趋势

从科学的解释来说,地球和人类都是自然产生的,这个结论似乎成为公认的事实,但是依然存在比较大的争议,因为我们生活的地球或者说这个世界存在太多的巧合,不过这些巧合数量太多,无法全部说出来,下面就举出几个比较经典的巧合。

第一个巧合:动物为什么都存在雌雄两种性别?

目前世界上生物的繁殖方式主要分为有性繁殖和无性繁殖,而动物几乎都使用有性繁殖,而有性繁殖必须要雌雄两种性别配合才能繁衍后代,很难想象在生命最初的状态,自然界是如何知道为动物安排两种不同的性别来保证动物繁衍的,难道自然界也有识别性别的能力,知道动物需要繁衍后代,所以自动进化出雌雄两种性别,问题是进化是一个非常漫长的过程,如果世界上产生的第一个动物是雄性,还没进化出雌性动物就灭绝了,如何在短时间内同时诞生出雌雄两种性别保证动物繁衍后代呢?似乎除了“人为”设计以外没有更好的解释了,从这个巧合我们知道,自然进化根本不可能同时进化出不同性别的生物,因为自然界没有识别能力,只要“人为”估计才考虑的如此周全。


动物雌雄两种性别

第二个巧合:自然界为什么无法避免死亡?

生老病死是自然规律,谁都无法改变,可是死亡对于任何生物来说是残忍的、痛苦的、排斥的,既然如此排斥死亡,为什么世界上没有一种生物可以进化成为永生的生物,或者抛弃掉死亡,其实不是不想抛弃,实在是抛弃不掉啊,像人类这样拥有超高智慧的生物面对死亡也束手无策,人类可以改变环境、可以按照自己意愿进化、甚至可以毁灭全世界,唯独在死亡这件事上始终改变不了,因此死亡或许是被故意设计出来的一个规律,目的是为了维持整个世界的平衡,除了设计者,谁都改变不了这个铁一般的规律。


生老病死是自然规律,无法改变

第三个巧合:为何只诞生人类一种高智慧生物?

在地球上存在850万种生物,其中包括150万种动物,在将近1000万种生物中却仅仅只出现人类一种高智慧生物,这令人难以置信,如果说世界上多诞生出几种高智商生物或者全部都是非智慧生物,我们或许不会怀疑这个世界,但是却偏偏诞生人类这种唯一的高智商生物,让人不得不怀疑人类可能是为了某种目的被故意创造出来的,很多证据似乎在表明,人类出现在这个世界上不简单。比如为了不让人类在宇宙乱跑,设计者设置重重障碍(光速不可超越、奥尔特星云、宇宙墙)等,就好比人类为了不让动物逃跑需要设置绳子套、铁栏、围栏等。


人类的大脑极其复杂,更像是经过精心设计

除了以上的那些巧合,其他巧合在我们这个世界普遍存在,比如地球到太阳距离刚刚好,地球引力刚刚好、太阳系刚好位于银河系宜居地带、刚好有木星月球保护地球......这些巧合都集中发生在我们这个世界,似乎在说明一个问题,那就是我们的世界可能是一个虚构的世界,整个世界就是一个被设计好的虚拟的程序,世界上发生的各种巧合其实都是程度的代码在正确的执行命令,就是这些代码在维持着太阳系、地球和整个世界有秩序的运行和生命的正常繁衍。


世界可能就是一个被设定好的程序

当然程序也有可能存在不BUG,每次发生大BUG的时候,世界都需要重启,每次重启都会导致生物大灭绝,同时又会产生新的生命形态,同时由于程序的防火墙不是很严密,总是会发生病毒入侵的风险,这些“病毒”包括小行星、彗星和陨石,历史上最严重的一次“病毒入侵”发生在6500万年前,直接导致恐龙灭绝。

有可能,生命的存在看似巧合,实则是地球在40多亿年的漫长时光里,在无数种可能制造生命的方案中进行“试错”,最终选中了那微乎其微的可能性,就像计算机的“暴力”算法一样。
如果世界是一个虚拟的程序,那么这个程序必须要非常的巨大,并且还要让这个世界充满着各种随机与巧合,而随机其实与程序严谨的相矛盾,所以这个世界不太可能是程序。
不是。因为世界是慢慢诞生出来的,而且也没有如此庞大的程序,所以世界不可能是个虚拟的程序。
本文标题: 为什么自然界能造就人类大脑这么复杂的系统,却早就不出计算机呢
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