国产av一二三区|日本不卡动作网站|黄色天天久久影片|99草成人免费在线视频|AV三级片成人电影在线|成年人aV不卡免费播放|日韩无码成人一级片视频|人人看人人玩开心色AV|人妻系列在线观看|亚洲av无码一区二区三区在线播放

網易首頁 > 網易號 > 正文 申請入駐

科幻洞察|如何用“時間的本質”,丈量人腦、意識與人工智能?

0
分享至

時間究竟是什么?是宇宙中不可動搖的維度,還是我們大腦創(chuàng)造出的主觀體驗?

在物理學中,時間常被描述為一個靜態(tài)的維度,過去、現(xiàn)在和未來在“塊狀宇宙”中同時存在,時間的流逝不過是人類意識的幻覺。然而,在神經科學的視角中,時間卻是動態(tài)的、不可分割的,是塑造記憶、感知和行為的核心力量。

“物理學和神經科學之間存在著一種持續(xù)的張力,喜歡相互攻訐。神經科學家常會說,如果物理學告訴你時間并不流動,那一定是物理學出了問題?!?strong>加州大學洛杉磯分校神經科學家迪恩·布奧諾馬諾(Dean Buonomano)如此形象地描述了兩種時間觀之間的分歧。

然而,這種分歧有何而來?兩者是否真的無法調和?一直以來,布奧諾馬諾通過與物理學家卡洛·羅韋利(Carlo Rovelli)合作,試圖在這兩種視角之間尋找共識。在最近的一場對談中,布奧諾馬諾與卡內基梅隆大學的保羅·米德布魯克斯(Paul Middlebrooks)深入探討了這些問題。

從神經科學對時間的研究,到人工智能如何理解時間和因果,再到時間觀念對意識理論的影響,他們嘗試從不同的學科視角為這些復雜的問題提供答案。這場討論為我們重新思考時間的本質,以及時間對于理解智能與宇宙萬物的啟發(fā)。

保羅·米德布魯克斯

Paul Middlebrooks

卡內基梅隆大學助理研究員,播客“Brain Inspired”主理人

他在匹茲堡大學馬克·索默實驗室獲得認知神經科學博士學位。隨后在范德堡大學Jeffrey Schall, Geoff Woodman, and Gordon Logan實驗室從事博士后研究,研究運動皮層和基底神經節(jié)神經群活動如何影響自由行為小鼠的自然行為。

迪恩·布奧諾馬諾

Dean Buonomano

神經科學家、作者

加州大學洛杉磯分校(UCLA)教授,研究領域為計算神經科學和大腦的時間意識。主要作品有《腦蟲:大腦的缺陷如何塑造我們的生活》、《你的大腦是時間機器》等。

目錄:

01 人工智能忽視了腦科學嗎?

02 物理學“時間” vs.神經科學“時間”

03 為何說整合信息論“不科學”?

04 器官型切片與傳統(tǒng)腦切片有何不同?

05 大腦可以感知時間嗎?

06 人工智能需要感知時間嗎?

07 譯者后記

人工智能忽視了腦科學嗎?

保羅·米德布魯克斯今天的第一個問題,讓我們從人工智能開始聊起。今年初,你發(fā)表過一篇推文《大腦并不是創(chuàng)造智能的唯一方式》(The brain holds no exclusive rights on how to create intelligence),這篇文章讀起來略顯悲觀。你提到,人工智能忽視了大腦的動態(tài)特性以及腦科學進展,且這種趨勢未來有增無減。這是否意味著人工智能的發(fā)展已經偏離了神經科學的軌道?

迪恩·布奧諾馬諾:是的,我想我可以做一些補充。

首先,人工智能和神經科學自誕生之初起就一直是姊妹領域。我從未以任何方式暗示過人工智能忽視了神經科學。事實上,人工智能的基礎正是神經科學的一些基本原理。比如,神經科學認為,信息和記憶存儲依賴于突觸連接的強度及其維持,而學習依賴于突觸連接強度的變化。這一點也是所有基于人工神經網絡的人工智能的核心。

從卷積神經網絡到正則化(體現(xiàn)了某種穩(wěn)態(tài)可塑性特征),再到神經網絡隨機失活(dropout,類似于突觸失效),以及卷積神經網絡基于V1架構而設計等方面,這些顯然都受到了神經科學的啟發(fā),人工智能和神經科學之間的關系非常密切。當馮·諾依曼寫下我們現(xiàn)在稱之為“數(shù)字計算機”或“馮·諾依曼計算機”的第一批架構的第一個代碼時,他也是受到了大腦的啟發(fā)。然而,計算機科學和神經科學的分化也非常迅速。

我認為,現(xiàn)在我們正處于一個分水嶺——人工智能和神經科學的聯(lián)系正在逐漸削弱。

在2010年左右,當人工智能開始認真處理語音識別、動作識別以及與世界交互等問題時,循環(huán)神經網絡(RNN)被認為是未來的發(fā)展方向,它模仿了大腦感知時間的方式,并具有自己的內部動態(tài)。

然而,2017年Transformer架構的出現(xiàn)改變了一切。那篇論文《注意力就是你所需要的一切》(Attention is All you Need)提出了一種全新的方法,使領域迅速從RNN方法轉向了Transformer。對我來說,Transformer最令人驚嘆的地方在于,它無需感知時間,卻仍能在許多任務上表現(xiàn)出色。

Transformer無關時間,但它能分辨順序和時序。比如,它可以區(qū)分“我是”和“我是嗎”之間的差別。它是如何做到的?答案是通過“位置編碼”。Transformer不是先處理“我”,然后再處理“是”,而是同時并行處理“我是”或“我是嗎”,,并通過位置編碼標記詞元的位置。例如,“我”被標記為第一個詞元,“是”被標記為第二個詞元。這樣,雖然它不感知時間,但它仍然能理解順序。

例如,如果你在ChatGPT里輸入“等10秒鐘再告訴我法國的首都”。它不會忠實地執(zhí)行,而是立即回復“OK”,給出答案,沒有等待。當然,如果你使用了合適的提示詞,它可能會調用Python編譯器,實現(xiàn)等待10秒鐘再回答。

保羅·米德布魯克斯:位置編碼本身并不利用時間,而是利用時序的位置。你對此的態(tài)度是悲觀還是樂觀,或者你只是指出這種情況可能會持續(xù)下去——你從中得出什么結論呢?

迪恩·布奧諾馬諾:我認為,這是對“人工智能只有在神經科學的指導下才會邁出下一步”這種觀點的回應。我對此持中立態(tài)度,屬于不可知論。在某些方面,NeuroAI的觀點有一定道理:為了達到更高的智能水平,人工智能或許確實需要神經科學的支撐。然而,正如剛才所說的,過去十年人工智能的進步令人驚嘆,而它并沒有嚴格遵循神經科學的基本原理,就如時間的連續(xù)性或大腦動態(tài)處理時序等。

順便說一下,我可能不太喜歡用“sequence”這個詞,因為它往往暗含著時間。我更傾向于用“ordinality”這個詞,它只表示第一、第二和第三的順序……這里的術語非常模糊,確實會造成一些混淆。

?Joey Guidone

保羅·米德布魯克斯:你一直用“進步”(progress)這個詞來形容人工智能領域的成就。我們如何定義“進步“?又是如何定義通用型人工智能”(AGI),AGI與奇點的區(qū)別是什么?

迪恩·布奧諾馬諾:有些人所謂的進步,可能是其他人的倒退,這取決于你最終是追求通用人工智能(AGI)還是奇點。

諷刺的是,AGI指的就是通用型人工智能。別管它是什么了,直接定義為“智能”(intelligence)就好。事實上,智能的成因目前尚無定論。而不定義智能就談論它,其實并不明智,雖然很多領域都是如此——無論是意識領域還是自由意志領域,甚至是基因的含義,我們有時不得不處理一些定義不明確的抽象概念。AGI的定義不明確,但智能本身也同樣不明確。人類聰明嗎?這個標準是高還是低?人類智力的標準非常低。

物理學與神經科學中的“時間”

保羅·米德布魯克斯:對此我們觀點一致,下面讓我們來聊聊物理學和神經科學對時間的不同理解。也許我們可以從你和物理學家的合作這點開始。

迪恩·布奧諾馬諾:剛才我們討論了Transformers,這可能是一個很好的引子。在Transformers中,過去和現(xiàn)在同時存在,因為你同時把整段內容“并行地”輸入到Transformers中。這與我同身為物理學家的Carlo Rovelli討論時間本質時的兩種觀點,略有相似之處。

在Carlo和我合作的這篇《連接神經科學與物理學的時間》(Bridging the neuroscience and physics of time)的文章中,我們試圖彌合哲學、物理學和神經科學中關于時間本質的兩種觀點:

一種是“現(xiàn)在主義”,這是我們作為神經科學家的直覺觀點:現(xiàn)在是真實的;過去曾經是真實的,但它在此刻不再真實,我們對過去的記憶僅僅是大腦中殘存的印象;而未來尚未成為真實。

另一種是“永恒主義”,或塊狀宇宙(block universe)觀,甚至更極端的“靜態(tài)永恒主義”。這種觀點認為宇宙是一個四維的塊狀宇宙,在某種意義上,時間已經消逝(transpired)。所有時間,過去、現(xiàn)在和未來,都同樣真實。一種方便的比喻是,“現(xiàn)在”之于時間,就像“這里”之于空間;正如我們接受自己處于某個“這里”,但也承認其他位置會變成“這里”。

在現(xiàn)在主義中,我們不接受其他的“現(xiàn)在”的可能性。而在永恒主義中,所有現(xiàn)在都同樣有效。

Transformers在很大程度上體現(xiàn)了“永恒主義”或“塊狀宇宙”的觀點——過去和現(xiàn)在同時存在。而RNN則不同,它更接近“現(xiàn)在主義”,是逐步處理信息的。

?塊狀宇宙。圖源:Scientific Diagram

保羅·米德布魯克斯:我總是把塊狀宇宙想象成一塊蠟,可以把它切成任意薄片,每一片都代表一個時間點,然后可以訪問不同的切片。我很想聽聽你是如何與Carlo Rovelli合作的。我不知道你們之前是否認識,你們的合作是怎么發(fā)生的?是哲學把你們聯(lián)系在一起的嗎?

迪恩·布奧諾馬諾:是的,絕對是。我和Carlo一起參加了幾次關于時間的會議,還有幾次關于時間的哲學研討會。物理學和神經科學之間一直有著張力,我們喜歡互相攻訐。神經科學家喜歡說:“聽著,我們生活在一個現(xiàn)在主義的宇宙中,時間在流動,時間在變化,如果物理學告訴你不是這樣,那物理學一定是哪里出了錯”。這里我稍微夸張了些。

而有些物理學家認為,時間的流動是一種思維的幻覺,他們會反駁:“聽著,你們神經科學家,反而應該弄清楚為什么我們會有這種時間流動的幻覺,因為它根本不存在”。部分物理學家(不是全部),把永恒主義視為理所當然的教義,因此很難想象時間如何流動,為什么神經科學家會有這種主觀的時間流動感。

這里我一分為二地看待這個問題?!皶r間是靜態(tài)的”,這對大多數(shù)神經科學家來說非常違反直覺。那為什么物理學家會持有這種觀點?有幾個原因。一是物理學中的許多方程都是時間可逆的,你既可以用它正向預測未來,也可以拿它們來反向追溯過去。這種時間對稱性與相對論無關,盡管相對論方程當然是時間可逆的。

在相對論中,時間和空間是一種權衡,而存在一個叫做“閔可夫斯基空間”的概念,它表明時間和空間可以統(tǒng)一為一個四維的整體。這個空間最好的可視化方法是:如果沒有絕對的“現(xiàn)在”,那么你以一個速度運動,我以另一個速度運動,我們的時鐘就會以不同的速度運行?;氐健跋瀴K”的比喻,想象我們所有人都在一個蠟塊里,如果我們以不同的角度(正交或對角)切割它,就會發(fā)現(xiàn)我們可能分別處于不同的“同時性平面”上——這表明了時間的空間化。

保羅·米德布魯克斯:所以在這個問題上,無論是神經科學還是物理學,哪方都沒有強有力的證據(jù)支持。這些都是基礎的開放問題。這個問題的關鍵在于,我們對時間流逝的主觀體驗。

?西班牙超現(xiàn)實主義畫家薩爾瓦多·達利對時間的詮釋。圖源:imuseum

在我們人類所處的中觀時間尺度上,神經科學家持有現(xiàn)在主義的觀點是可以接受的,因為這是我們所能研究的全部范圍,我們的時間感是基于中觀世界的有限經驗。而物理學家對于時間的哲學理解,則超出了我們的認識論范疇,因為我們無法直接測量或觀察到那個尺度上的現(xiàn)象。

迪恩·布奧諾馬諾:當然,我們生活在中觀尺度上,相對論速度或量子現(xiàn)象并不存在于我們的日常生活中。這解釋了為什么我們的直覺在理解這些現(xiàn)象時會出錯。我們對“現(xiàn)在主義”的理解是中觀世界的產物,我不認為這是一種錯覺,因為塊狀宇宙正是在那個時間尺度上運行的。塊狀宇宙與時間尺度無關。

我不想從中發(fā)散出太多結論,我認為這正是問題的一部分。與黑洞附近的引力或相對論速度下的時間不同,時間的流動應該在所有尺度上發(fā)生。我的觀點是,由于大腦進化是為了理解我們所生活的宇宙、我們的中觀宇宙與世界,而它們都受物理定律的支配,因此我們看到時間流動也是現(xiàn)實的一部分。

保羅·米德布魯克斯:它受近似牛頓物理學的支配,這就是我們生活的世界。那么我們的時間感也是如此,對嗎?

迪恩·布奧諾馬諾:是的,這就是我們的物理感,也是我們的時間感。但即使在塊狀宇宙觀中,時間感也適用于中觀尺度。我想說,我們對時間的感知,并非僅限于我們生活的這個以中觀尺度運作的世界。

我們提出,我們感知到了時間,但在這一點上我和Carlo存在分歧。我認為,我們感知到時間是因為它確實在流動。需要明確的是,這與物理定律絕對不矛盾。物理定律允許現(xiàn)在主義,也允許永恒主義,前提是局部現(xiàn)在主義,而不是牛頓式的絕對時間。

我們這些異常聰明的猿類,確實沒有能力真正弄清楚這些定律,無論是在量子尺度還是宇宙尺度上。假設我們不是生活在黑洞或對撞機旁邊,這些定律的表現(xiàn)穩(wěn)定。我不知道你們?yōu)槭裁床幌嘈哦伞?/p>

保羅·米德布魯克斯:對。我認為我現(xiàn)在對定律的理解已經和以前不一樣了。也許這樣說才對。我記得Yael Niv(雅爾·尼夫)說過,數(shù)學的美妙之處在于,“你可以設計實驗去驗證它,你可以做數(shù)學運算,進行各種數(shù)學運算,可以把這些數(shù)學運算用到不同的東西上,它都能有效。這就是數(shù)學的美妙之處”。我喜歡這個說法,我想這正體現(xiàn)了“規(guī)律”之所在。

迪恩·布奧諾馬諾:大腦充滿了認知偏見,我們會做出錯誤的決定。

大腦進化,并非為了滿足我們的智力意愿,其目的顯然不是為了理解物理定律或意識的本質,更不是為了理解心智。

對我來說,數(shù)學是迄今為止發(fā)明的最好的智力工具?;蛟S有一天,會有人提出一組描述抽象事物的方程式,無論是一般運動還是量子物理中的薛定諤方程,這些方程式盡管復雜,但如果運用得當,我們就能預測周圍的世界。是的,我認為這些方程式是我們理解這些定律的工具。

需要說明,我根本不是柏拉圖主義者。我不認為它們反映了宇宙中存在的實體。

數(shù)學并不完美。數(shù)學在某些配置下可以是完美的。數(shù)學可以捕捉真理,但也存在很多糟糕的數(shù)學。有些東西你可以用數(shù)學來記錄。那只是應用數(shù)學。同樣,數(shù)學在反映現(xiàn)實方面可能并不特別準確。數(shù)學有時能捕捉到宇宙運作的方程,有時則不能。

為何說整合信息論“不科學”?

保羅·米德布魯克斯:現(xiàn)在可以談談整合信息論(Integrated Information Theory,IIT)嗎?一大群學者認為IIT是偽科學。您最近寫了一篇文章,詳細闡述了為什么您認為它是不科學。能否請你解釋一下,IIT是什么,以及它為什么不科學,卻能做出預測。

迪恩·布奧諾馬諾:我認為,理解為什么一百人簽署了一封擔憂IIT不科學的公開信,比討論“是否是偽科學”的措辭更有意義。首先,我先聲明幾點。與其說形成了一個IIT關注聯(lián)盟,這或許更應該被看作是一群人聚集起來而已。而他們竟然聚集了一百個人來簽署某個文件,我認為這才是人們應該反思的事情,而不是去思考它為什么會出現(xiàn)。另外,我不能代表這個群體發(fā)言,我只能分享我的觀點,僅此而已——我絕不以任何方式、立場或形式代表任何群體。

回過頭來聊聊你問的問題。COGITATE項目正在收集數(shù)據(jù),未來會將高質量的數(shù)據(jù)開源,這總歸都是好事,我想這一點大家都會認同。而我對IIT的所有擔憂都與COGITATE項目無關,只與IIT和物理定律有關。

我認為人們需要理解這一點(很多人對此存在誤解):IIT并非神經科學理論,而是一種基礎物理理論。它就宇宙的結構和屬性提出了一種新的本體論,認為某些物質結構具有意識。這就是為什么有些人認為它是一種泛靈論。在IIT理論下,許多形式的物質,無論是否屬于神經類型,都可以具有意識。這就是我在這里要關注物理定律的第一原因。

我之所以認為IIT不科學,最簡潔的解釋是:新的物理定律必須整合到現(xiàn)有定律中,否則,你將得到的就是一個自由浮動、脫節(jié)、未整合的規(guī)則或定律,既無法對其進行可靠性檢驗,也不知道它是否與現(xiàn)有定律相符。物理學就像一個未完成的美麗拼圖,包含了許多碎片。你不能隨意地拼湊新的碎片,而不與現(xiàn)有的碎片整合,因為那樣你就不知道自己是否違反了已有其它碎片的規(guī)律。

因此,我認為在不整合現(xiàn)有定律的情況下就制定全新的定律,不符合正常的科學方法。需要結合舊定律才能知道是否存在違規(guī)行為。在我看來(只是我個人的看法),“是的,我確實認為IIT可能違反了某些物理定律。”

真正的關鍵在于,它就像一個孤島——IIT雖有“整合信息”之義,但諷刺的是它與其他科學領域卻沒有整合。IIT通常被描述為具有內在因果性的系統(tǒng),而“內在因果性”這三個詞在直觀上的含義上并不一定能讓人一眼就看出。

我盡力用一個真實的例子來解釋。由于IIT并非神經科學理論,它不需要神經元,我們可以用邏輯門系統(tǒng)來解釋。

假設有兩個邏輯門A和B,它們是簡單的復制門或閾值門,狀態(tài)要么開(1)要么關(0),接收0就輸出0,接收1就輸出1,僅此而已。

IIT要求,系統(tǒng)的當前狀態(tài)需包含關于過去和未來狀態(tài)的信息?,F(xiàn)實中,這涉及許多復雜概念,如分區(qū)、子網絡、通道、機制等等,但在這個由A和B組成的簡單系統(tǒng)中,只需思考一個問題:如果B當前是1,這是否限制了系統(tǒng)的過去?答案是肯定的,因為如果B現(xiàn)在是1,那么A在上一個時程就必須是1,這是B變?yōu)?的唯一原因。

這就意味著,這個系統(tǒng)有可能具有意識,它可能擁有一個正的φ值(IIT用來衡量意識的指標)。但我們還必須考慮未來:B是否對未來有任何限制嗎?答案是否定的,因為B的狀態(tài)不會回饋到自身或A。

換句話說,這個系統(tǒng)對未來沒有任何約束力。它的行為與隨機狀態(tài)相比并沒有額外的信息,也無法預測未來,就像你剛才提到的那樣。

這里,神經科學家可能會問:“你所說的過去和未來具體指什么?是過去和未來的某個時間點?”這是IIT的難題,因為它有時要求我們查看某個范圍內過去和未來的所有的時間點。它是離散的。對于計算機來說,這種離散的時間步長是清晰的,因為計算機的時間是明確劃分的。但對于大腦來說,情況并非如此,這可能會引發(fā)一些問題。

現(xiàn)在,如果我們將B重新連接到A,就形成了一個循環(huán)神經網絡。如此連接確實會讓B的狀態(tài)開始影響未來,并限制未來可能發(fā)生的事情。這樣一來,系統(tǒng)就表現(xiàn)出了一定的意識。通過增加這個連接,系統(tǒng)的意識phi值變成了1。

接下來,我們可以嘗試做一個思想實驗來進一步理解這一點。IIT的一個特點是,它與空間和時間無關。如果我們將系統(tǒng)中的兩個單元分開,并拉大其間的距離,這種分離實際上并不會改變系統(tǒng)的意識狀態(tài)。只要連接保持良好,系統(tǒng)就一直是有意識的。甚至,即使兩個單元都處于關閉狀態(tài)(值均為0),系統(tǒng)仍然是有意識的。


假設我們進一步改變系統(tǒng)的狀態(tài),把兩個單元取出,剪斷它們之間的電線,用光束連接起來,再把它們放到太陽系的兩端的隨便什么地方,比如一個在地球上,另一個在海王星上。根據(jù)IIT理論,只要連接良好,它的phi值始終為1。這真的很重要,因為它引發(fā)了一個問題:意識究竟在哪里,是在地球上,在海王星上,還是在兩者之間?

我們可以再做一個思想實驗——現(xiàn)在我們要阻斷光路。記住,光路沒有傳輸任何東西,因為它們處于0狀態(tài),就是在它沒有激活的情況下阻斷它。按照我們物理學家的傳統(tǒng)思維方式,什么都不應該發(fā)生,這在物理學中沒有先例。此時,唯一會發(fā)生的事情就是phi值趨于零。

那,歸零需要多長時間?大多數(shù)人認為它會瞬間歸零——即使這兩個門相距很遠,它也會瞬間歸零。然而,你應該對物理學中出現(xiàn)的瞬時變化提高警惕,因為“超光速傳輸”是物理學中的大忌。因此,Phi值會瞬間下降,但實際上并沒有任何信息被傳輸。

現(xiàn)在,讓我進一步擴展這個思想實驗,我們可以你的名字來命名這個實驗——“米德布魯克斯裂腦實驗”。在你允許的情況下,我們將取出你的大腦,一半留在地球上,另一半放到海王星,其間用光束連接。根據(jù)大多數(shù)人的說法,你仍然會有意識。而有意識的實體的一個特點是,可以交流意識的變化?,F(xiàn)在,如果我們干擾其中一些連接,并且我們清楚我們在做什么,這會發(fā)生什么?

我實際上是在問一個問題:如果阻斷大腦半球的這些連接,現(xiàn)在你可以通過phi值(你的意識層面)傳達這些變化。你的意識狀態(tài)如何改變,是否還可以交流?我們現(xiàn)在是否有辦法即時傳遞信息?

這里,我認為IIT的支持者會提出幾點:

  • 延遲的影響:增加延遲會改變信號分發(fā),你的意識就在海王星或地球上,但可能無法通訊了。我認為這是可以解決的,因為這是一個思想實驗,我們可以根據(jù)大氣層間連接的延遲和大氣層內連接的延遲進行調整。

  • 干擾的結果:IIT的支持者會說:“嗯,因為我干擾了地球上的線路,所以造成了這個結果”。現(xiàn)在情況有點復雜,可能會有論點認為phi值趨于零,或者系統(tǒng)因為“知道”未來某個時刻我會干擾這些連接而提前改變,有點像千里眼。

總之,事情變得有些復雜了。對此我感到抱歉,但這正是IIT及其相關思想實驗的挑戰(zhàn)所在:很難明確指出它是否違反物理定律。我的觀點很簡單:由于IIT是“自由浮動”的,與其他物理學分支脫節(jié),所以無法回答我提出的這些問題。我不知道它是否違反了物理定律,因為它的定義不夠明確,與其他物理學分支的整合也不夠緊密,以至于無法知道這些定律是否被違反。

我認為問題不在于我們是否同意新的本體論,而在于如果新的本體論得到支持,我們就會同意。在我們同意新的本體論之前,我想先搞清楚它是否違反了現(xiàn)有的本體論。對我來說,這是科學過程的第一步。正如我之前所說,物理定律并非一成不變,它們有改變的空間。但我需要知道,在沒有任何經驗數(shù)據(jù)的情況下,提出的新本體論是否與現(xiàn)有的本體論一致。

保羅·米德布魯克斯:值得一提的是,從卡爾·波普爾(Karl Popper)的視角來看,科學的本質在于它實際上是可以不斷被證偽,這取決于我們現(xiàn)有的整個科學知識庫。

卡爾·波普爾(Karl Popper)是20世紀杰出的哲學家(1902~1994)。他提出了“可證偽性”原則,強調科學理論必須能夠被經驗事實證偽,即理論需要有被證明錯誤的可能性。波普爾反對歸納法,主張科學知識的發(fā)展依賴于假設的提出和批判性檢驗。波普爾還探討了開放社會的概念,在《開放社會及其敵人》一書中批判了歷史決定論和烏托邦式社會主義,強調民主和個人自由的重要性。他的哲學思想對科學哲學、社會科學以及教育學等多個領域產生了深遠影響,促進了科學方法論的發(fā)展和對知識增長機制的理解。

有趣的是,聽了你的“長篇大論”,我發(fā)現(xiàn),我們討論的不是COGITATE項目,而是海王星和冥王星、視覺通路,以及瞬時性。歸根結底,預測結果是IIT位于后頂葉皮層。

迪恩·布奧諾馬諾:我再次強調,我說過COGITATE項目很棒。我認為數(shù)據(jù)收集很好,但我并沒有說它的解讀或使用方式是理想的。我認為他的問題在于,它是對兩種理論的檢驗,而這兩種理論都缺乏約束。如果你讀過Stan Dehaene(斯坦尼斯拉斯·迪昂)的結論,他明確地指出,IIT實際上并沒有被檢驗;被檢驗的是IIT的一種松散的解釋,它預測了IIT位于后頂葉皮層的原因。

說實話,我并不完全理解。IIT是以數(shù)學為核心(這一點尚未經過測試),IIT建立在數(shù)學支柱之上,它過于復雜而無法計算。一個擁有321個神經元的秀麗線蟲的φ值,如果你從今天開始計算,等你完成的時候,太陽就已經完全消失了。這種數(shù)學結構用處有限。

我想澄清的是另一點。如果IIT的支持者認為φ值與意識相關,或者說是意識的衡量標準,我認為IIT的關注度就不會這么高。IIT值得稱贊的是其數(shù)學框架,但實際上他們并沒有考察其數(shù)學框架。因為根據(jù)定義,φ值無法計算,充其量只得到了估算值。

保羅·米德布魯克斯:在COGITATE項目的案例中,他們最終進行了IIT與全局神經工作空間(Global Neuronal Workspace Theory,GNWT)理論的比較測試??茖W界為什么可以接受GNWT理論,而IIT卻不行?

從你所說的認識論角度來看,GNWT理論似乎很難定義。Bernard Baars(伯納德·巴爾斯)的哲學定義更抽象,其后的Stanislas Dehaene(斯坦尼斯拉斯·迪昂)使其更加神經科學。

全局神經元工作區(qū)理論(Global Neuronal Workspace Theory,簡稱GNWT),GNWT試圖解釋意識如何從大腦活動中涌現(xiàn),以及意識內容如何在大腦中被表征和處理。GNWT認為,意識是大腦中信息在廣泛區(qū)域之間傳播的結果,特別是通過前額葉皮層的“全局信息廣播”機制。GNWT強調意識內容的全局可訪問性,即一旦信息進入意識,它就可以被大腦中的所有信息處理系統(tǒng)所獲取。這一理論在認知科學和意識研究領域具有重要影響,并且已經通過多種神經成像技術進行了實驗驗證。

伯納德·巴爾斯(Bernard Baars)是GNWT的創(chuàng)始人之一,他在1988年提出了這一理論的早期版本,強調意識是一種動態(tài)的、整合的過程,其中信息在大腦的多個區(qū)域之間傳播和共享。巴爾斯認為意識的產生需要一個全局工作區(qū),這個工作區(qū)能夠整合來自不同感官和認知過程的信息,并將這些信息轉化為我們可以意識到的內容。

斯坦尼斯拉斯·迪昂(Stanislas Dehaene)是GNWT的另一位重要貢獻者,他在巴爾斯的基礎上進一步發(fā)展了這一理論。迪昂的研究主要集中在意識的神經機制上,他使用多種神經成像技術(如fMRI、MEG和iEEG)來研究意識的神經基礎。迪昂提出了“全局神經元工作區(qū)”的概念,認為意識的產生需要大腦中的特定區(qū)域(如前額葉皮層)將信息廣播到其他區(qū)域,從而使信息具有全局可訪問性。

迪恩·布奧諾馬諾:我認為你想表達的是,GNWT理論非常模糊、不定型,而且嚴重缺乏約束。這正是造成困惑的原因,我很高興你提起這件事。

事實上,很多事情都是如此,造成了人們的困惑。我找不到更簡單的答案或更簡單的二分法。所謂“理論”,我們其實應該用引號,或者我們可以稱之為“前理論”或“猜想”,因為它們并非真正成熟的理論。

我認為困擾我們很多人的正是你所指的,當你試圖比較兩套理論,一套理論雖然不完美,但不需要改變人類科學史上最成功的本體論——物理定律,而另一套理論則需要改變;且如果GNWT和IIT的支持幾乎各占一半。那這兩個理論是否處于同一水平?當然不。

我是指,兩者勢均力敵,但其中一套理論需要改變物理定律,那么誰會占優(yōu)?肯定是不需要改變物理定律的那套理論。實際上,在我和他們交流的時候,討論了一個問題:考慮到結果,你如何衡量哪一個更可信?

我覺得Karl Friston(卡爾·弗里斯頓)可能建議用貝葉斯方法來解決這個問題。這很有意思,如果你有很多需要分級的考慮因素和衡量標準,你可以采用貝葉斯方法。而正如我們所知,在貝葉斯方法中,物理定律是一個重要的先驗假設。

保羅·米德布魯克斯:這是一個強有力的先驗假設,甚至是最強有力的先驗假設。人們常說,正是它讓我們(人類)登上了月球,但我們都知道我們(倆)還沒去過月球,對吧?

器官型切片與傳統(tǒng)腦切片有何不同?

保羅·米德布魯克斯:我不知道這是否適合評論你最近的器官研究——它不是類器官,而是器官型。類器官和器官型之間有什么區(qū)別?器官型切片只是一塊腦切片嗎?

迪恩·布奧諾馬諾:自80年代以來,器官型切片已經存在很多年了。如果你知道大腦切片的電生理實驗,就應該熟悉那種“現(xiàn)切”的腦切片實驗。也就是從嚙齒動物身上取到的腦組織,然后將其切片放在ACSF(人工腦脊髓液)中保持活性,這就是腦組織切片,你也可以對其進行培養(yǎng),它可以存活數(shù)周甚至數(shù)月。

艾倫研究所(Allen Institute)最近發(fā)表了一些關于人類器官型切片的論文。他們所用的腦組織保留了很多結構連接以及細胞類型,我們將其看作是大腦的一個小型VLSI(超大規(guī)模集成電路)芯片,并且可以“訓練”它。

類器官作為一個近期發(fā)展起來的技術,它從具有多能性的干細胞或細胞培養(yǎng)物開始,誘導它們進入神經發(fā)育的早期階段。這項技術仍在發(fā)展中,還無法用來研究學習過程或人大腦皮層的功能。目前培育的腦類器官只是在大腦非常早期的發(fā)育階段,突觸還沒有完全發(fā)育成熟,還不具備完整功能。我認為最終會實現(xiàn)這個目標,但現(xiàn)在還為時過早。

保羅·米德布魯克斯:讓我回憶一下,從小鼠身上取腦切片,這是神經科學世界的入門課——處死小鼠,剝離出大腦,截取部分腦組織,然后放在一個精巧的切片機中,由此得到非常薄的腦組織切片,再把切片放入一種能維持細胞活力的溶液中。然后,由于過程中切斷了許多神經連接,也就是神經元之間的長距離連接,需要等待一會兒使這些腦組織切片“恢復”。這之后,就可以使用膜片鉗之類的技術,用電極記錄單個神經元的信號,例如記錄局部場電位或者導入電流等。那么,類器官與器官型組織的區(qū)別,就在于實驗之后會繼續(xù)培養(yǎng)細胞,是嗎?

迪恩·布奧諾馬諾:正如你剛才所說,過程中切斷了許多長距離的神經連接。這種組織里每個神經元都失去了大量的輸入,所以它處于異常動態(tài)中。接下來,穩(wěn)態(tài)可塑性開始發(fā)揮作用,它會調整閾值、突觸強度,使其恢復到某種個體發(fā)育狀態(tài)或動態(tài)。這可以觀察到神經元開始有電生理活動,像網絡一樣傳遞電生理活動,甚至會表現(xiàn)出“上行狀態(tài)”(up states),呈現(xiàn)出動態(tài)變化的特性。

保羅·米德布魯克斯:那么,腦切片和器官切片有什么區(qū)別呢?

迪恩·布奧諾馬諾:傳統(tǒng)的腦切片,不再處于可以傳遞電生理活動的動態(tài)狀態(tài),已經失去了大部分活性……另外,有的實驗需要進行幾天時間,傳統(tǒng)腦切片其實活性難以維持那么久。

這是一堂關于腦切片、類器官和器官型切片的速成課。為什么要使用器官型切片?讓我們先來談談一個科學問題——如果神經元是計算設備,神經回路是執(zhí)行計算的系統(tǒng),為什么我們必須在完整的大腦中研究這些計算?神經科學受益于還原論方法,比如可以從海兔、斑馬魚還是秀麗線蟲中獲得啟發(fā)。但是,還原哺乳動物大腦皮層的最佳模型還得是哺乳動物的大腦皮層。

所有皮層都只是接收動作電位的場所,聽覺皮層聽不見,視覺皮層看不見。那么,是什么讓聽覺皮層更擅長處理聽覺信息?Mriganka Sur的實驗發(fā)現(xiàn)了一個驚人的現(xiàn)象,視覺刺激被重新定向到聽覺皮層,這些聽覺皮層的細胞竟然表現(xiàn)出了選擇性。他們的觀點核心在于,皮層是一個通用的計算設備,可以響應動作電位的時空模式。

借用這個原理,我們正在測試,如果感覺皮層、運動皮層、聽覺皮層或視覺皮層,從根本上講都在處理動作電位的時空模式,那么在這些獨立的神經回路中,是否能捕捉到某種計算,或者某種依賴于經驗的學習。

我們把器官型切片看作一個簡化的系統(tǒng),可以使得研究更可控。我們知道它的輸入、輸出,以及組織的處理過程。如果我們能找到方法賦予它穩(wěn)定且可重復的生理活動模式,那么我們就能控制它。

例如借助光遺傳學手段,我們能夠用不同的光學模式刺激細胞或細胞亞群,從而關注它們是否能夠學習和預測。在我們的實驗中,先會給一個“紅光”刺激,這串刺激持續(xù)了大概400毫秒;然后再給一個“藍光”刺激,藍光要么在紅光開始時亮起,要么在紅光結束時亮起。實驗分為兩個不同的組,早期組和晚期組,兩組實驗的唯一區(qū)別是刺激的時間先后順序。我們每20秒或30秒就重復一次,持續(xù)訓練24小時。后續(xù)實驗還試著只給一串紅光刺激,觀察不同類型的細胞行為是否不同,或者系統(tǒng)的動態(tài)是否發(fā)生改變?如果觀察到了模式變化,就意味著它根據(jù)經驗進行了調整。

我們希望回答的問題是,腦組織會學習嗎,會根據(jù)經驗改變其結構和動態(tài)嗎?我們很高興地觀察到,早期組中藍光和紅光會更早地引發(fā)活動,而在晚期組中則更晚。一種解釋是,它預測了某事會發(fā)生,或者說,它預測藍光會出現(xiàn),但藍光并沒有出現(xiàn),這是一個預測錯誤。我認為這對應了Karl Friston的觀點。不過,我們的關注重點是,神經回路能夠以經驗依賴的方式學習,并捕捉時間結構——腦組織確實會學習,我們對這個結果很滿意。

這項成果來自于我實驗室里一位非常優(yōu)秀的研究生Ben Liu,他現(xiàn)在在加州大學舊金山分校工作。Ben告訴我,他意外地發(fā)現(xiàn)了切片中似乎存在自發(fā)活動的重現(xiàn),他注意到早期組和晚期組的自發(fā)活動結構有所不同。在早期組中,自發(fā)活動通常進展迅速,然后衰減;而在晚期組中,自發(fā)活動會隨著時間推移而增長,并在預期的爆發(fā)時間之后達到峰值。

我們長期以來的研究方向或結論大致是,時間感知不應該被視為大腦的一項特殊功能,它如此基礎,應該是神經回路的普遍屬性。如果我們所說的神經回路本質上能夠感知時間的說法是正確的,那么就應該可以通過這種實驗方法得以證明。

而這也表明,即使沒有身體,神經回路也能感知時間。

我把這個問題與IIT理論聯(lián)系起來,因為根據(jù)IIT預測,神經回路中存在循環(huán)因此也是有意識的。這是這項研究的倫理意義,它明確了許多類器官、胎兒組織和其他物質可能具有意識。

?來源:Davide Bonazzi

保羅·米德布魯克斯:神經回路中,“時間”和“時序”有何區(qū)別?為什么它代表的是“時間”而不是“時序”?

迪恩·布奧諾馬諾:在神經回路中,時序和時間的聯(lián)系更為緊密。正如我們之前討論過的,“時序”需要某種東西在時間中流動。談到大腦時,我通常不使用“時序”這個詞,因為時序指的是某種離散的東西。這適用于Transformers,不適用于大腦。但有時候兩者很難區(qū)分。

提到神經時序,比如鳥鳴研究或交互中的神經時序,是存在順序的。例如,按照神經元A、B、C、D、E的順序,整個模式進行一秒鐘或者半秒鐘,兩種模式的順序性相同,而時間發(fā)生了變化,這只是動態(tài)系統(tǒng)的速度問題。動態(tài)的定義是隨時間變化的,它通過改變動態(tài)的速度來提供。我們有辦法改變速度,我可以講得很慢,也可以講得很快。這沒什么特別的,只是大多數(shù)動態(tài)系統(tǒng)或許多動態(tài)系統(tǒng)的屬性。

保羅·米德布魯克斯:我也可以放慢語速,但那種放慢是一致的。有時我語速慢,有時我語速快。這就像鳥鳴,其中時間內部間隔的模式非常重要。也許這就是時間與時序的區(qū)別,時序中蘊含著時間。

迪恩·布奧諾馬諾:是的。通常我認為時間是一個容器。我認為時間流(temporal flow)中蘊含著時序性,你可以控制它的速度。但我認為,這并非理解動態(tài)的根本。一切都在時間中流動,而時間的流動可以被捕捉為時序,而這與時間無關,或者只會真正地體現(xiàn)在你所關注的時間中。

你可以這樣想:如果我讓“分辨綠燈和紅燈哪個先出現(xiàn)?”,這就是一個順序任務。而如果我問“燈閃爍的間隔是多久?”,現(xiàn)在這就變成了一個計時任務。它們都需要順序和連續(xù)性,但后一個被稱為時間任務,因為答案以毫秒為單位,而前一個順序任務不需要毫秒為單位,只需要序列。

大腦可以感知時間嗎?

保羅·米德布魯克斯:David Robbe(大衛(wèi)·羅比)通過研究基底神經節(jié),暫時得出了一個結論,那就是大腦無法測量時間。事實上,生物體測量時間的方式是通過行為過程?!盁o論如何,時間不是用大腦來衡量的,而是生物體利用自身行為作為替代物來估計時間?!彼形?guī)Ыo你一個問題:“如果大腦里有群體時鐘,誰可以讀取它?”群體時鐘的解碼者是什么?

大衛(wèi)·羅比“大腦無法測量時間”的觀點,參見追問相關文章

迪恩·布奧諾馬諾:首先,“解碼者是什么”這個問題,適用于幾乎所有過程,無論是空間解碼還是顏色解碼。我認為這個問題源于,人們認為時間定有某種特殊之處。但我不認為時間是一個特別獨特的問題,我覺得所有的編碼過程都類似。

那么,是誰在解碼呢?這可以追溯到大腦中的“小人”理論。我認為這個問題已經找到不錯的答案——并不需要“讀取器”,全程只需要“計算”,計算也就是代碼會生成神經元的活動模式,進而引發(fā)機體的運動模式。

羅比的觀點或者你剛提到的“大腦無法感知時間”,是一種非常極端的觀點。我不知道他是否真的這么說,但我們知道這種觀點是錯誤的。

保羅·米德布魯克斯:我認為他的觀點是,假設我在敲摩爾斯電碼。時間當然存在,這一點我們都同意。神經回路和時間維度,受到身體的限制,如神經元通路、肌肉組織的限制,或者學習時序的限制。然后,我可以按照節(jié)奏執(zhí)行任務,而無需明確知道某個動作需要200毫秒。換句話說,這種時間感知受到中觀層面的限制。它依賴于我們在世界中的行為能力,以及大腦-行為的輸出能力,而不是單純依賴神經元精確地“測量”時間。

迪恩·布奧諾馬諾:我想我知道這個困惑問題的答案。

你舉了“一個密西西比河、兩個密西西比河”的例子。我們通過身體來計時,有時還會用運動指令,比如嘴唇的運動來控制節(jié)奏。那是誰在控制嘴唇?毫無疑問是大腦控制著嘴唇。即使存在反饋機制,但我們可以控制、切斷反饋。雖然很多神經系統(tǒng)疾病都與反饋的破壞有關,導致機體的能力下降。但毫無疑問,是大腦在產生動態(tài),是控制者。

我認為問題或誤解可能在于,時間對這個領域的大多數(shù)人來說意味著什么。當我們說“節(jié)奏”時,實際上指的是動態(tài)。

有時,我覺得他是說大腦無法感知時間,就像時鐘無法感知時間。但是,時鐘只是一個機械系統(tǒng),一個隨時間變化的動態(tài)系統(tǒng)。時間是我們用來標準化變化的一種抽象概念。物理學家Ernst Mach(恩斯特·馬赫)有一句名言,“用時間來衡量變化是完全不可能的,因為時間是我們通過測量變化而得到的抽象概念?!彼f“時間不在大腦里”,這有點玩字眼,但沒關系,反正時間也不在時鐘里。

時間只是一種體現(xiàn)變化的抽象概念。

當我們說200毫秒或700毫秒,真正的意思其實是指,這段可以被時鐘測量出來的時間,這里需要時鐘去匹配它,有時我們會用身體來匹配它。

我可以舉一些具體化或不具體時間的例子:

加州大學洛杉磯分校的電梯很煩人,你必須先刷卡,然后在之后大約905毫秒的時間內按下你想去的樓層的按鈕(我還沒掌握這個技巧)。為了做到這一點,我們有時會改變手臂的速度來配合,大腦會利用身體來幫助我們計時。否認大腦沒有控制身體并做出動態(tài)動作,無疑是錯誤的。

我的大腦控制著我的身體來幫助我“計數(shù)”。我不知道這是否應該叫做“計數(shù)”。如果你愿意的話,確實可以這么說,但千萬別把因果關系混為一談。很明顯,是大腦在與身體聯(lián)系,即使大腦是控制身體的一部分。

保羅·米德布魯克斯:那你的器官切片含有神經元,它們也是可以感知時間的,對吧?

迪恩·布奧諾馬諾:是的。不過,我認為羅比可能會反對。時間是我們用來量化變化的詞。而羅比使用“時間”這個詞的方式與大多數(shù)人不同,他認為沒有人能夠感知時間,因為時間是一個抽象的概念,我們通過測量變化來獲得它。我們暫時不討論物理。我想找機會跟和他一對一聊聊,看他如何面對這個問題。

?圖源:Shuzhan Yu

保羅·米德布魯克斯:總之,我的想法是,一個神經元,它經歷了所有這些變化和過程。這些變化需要時間。神經元是個活體,既是個體,又不是個體,但卻是自主的物體。你也可以說,人體是一個整體。如果我一邊打鼓一邊計時,我體內的所有這些過程都會影響我最終的行為。

我有個問題,一個神經元,它被光線照射時會逐漸適應,會習慣以一定的速率回收突觸小泡,也會涉及到ATP的產生等節(jié)奏性過程。雖然這些節(jié)奏發(fā)生在細胞內,但那里沒有“時間”。這些只是活細胞內部發(fā)生的物理過程的具體體現(xiàn)。你說,我們不談物理,但我們必須討論物理。

時間就是變化。假設我挑戰(zhàn)極限,比如持續(xù)刺激24小時,可能就是在挑戰(zhàn)細胞的極限。在刺激方案中,是否存在一個最佳刺激點,能夠讓單個細胞,乃至整個細胞群跟上并被誘導?這是一個小問題,但是我想問的問題。

迪恩·布奧諾馬諾:首先需要澄清的是,這些現(xiàn)象并非單細胞特性,而是電路特性,需要神經電路整合才能實現(xiàn)。這確實有點令人困惑。有時我們會用神經動力學來表示單細胞特性,而神經動力學現(xiàn)在指的是電路特性。那么,什么是動力學?

動力學指的是任何遵循物理定律、在時間中運行的動態(tài)系統(tǒng),無論是計算機還是從山上滾下來的球。

同樣,我認為“時間”這個詞很容易讓人產生困惑。在這場辯論中,我擔心有些人會錯誤地認為時間是某種存在的東西。

當我們說“某個過程持續(xù)500毫秒”時,是的,我們說的是刺激方案被設置為兩個刺激之間的時間差是500毫秒。這里的“500毫秒”,是石英晶體振蕩17000次所需的時間。我認為這就是這些爭論如此令人困惑的原因,因為時間是一個如此重要的概念,以至于我們往往會忘記它并不存在于外部世界。

時間通常被認為是英語中最常用的名詞。說它不存在有點諷刺。它確實錨定了我們生活的方方面面以及正在發(fā)生的變化。當我說大腦能感知時間時,我的意思是,大腦毫無疑問擁有動態(tài)過程,使其能夠同步、預測、匹配和解碼外部世界正在發(fā)生的變化。無論是內部情況還是外部情況,我們都恰好使用“時間”這個詞來量化這些變化。

我明白,有時這會引起某種困惑。這也可以追溯到柏格森。我認為他只是用了“時間”這個詞,跟大多數(shù)人(尤其是如今的人)使用“時間”的方式不太一樣。所以這并非一個特別有研究價值的課題。

人工智能需要感知時間嗎?

保羅·米德布魯克斯:最后一個問題,我們一開始討論了人工智能,以及時間在人工智能中為何無關緊要。那么,人工智能需要時間嗎?

迪恩·布奧諾馬諾:我想再次澄清:我從未說過時間在人工智能中無關緊要。我說的是,Transformer的成功令我驚嘆,盡管它的架構不允許它們感知時間。顯然,在機器人技術、自動駕駛汽車領域,時間很重要。此外,時間的結構也體現(xiàn)在語音處理上。例如,當你通過語音與ChatGPT交互時,像“大眼睛”或“灰色領帶”,或者“他們給她貓糧”和“他們給了她貓糧”之類的語句,這些都體現(xiàn)了時間結構,而ChatGPT可以捕捉到這些時間差異。

其實,這不是Transformer的能力。語音識別是前端的處理,但它確實依賴于對時間間隔和時間結構的捕捉。

所以,我從未否認時間的重要性。你的問題是,時間對于人工智能是否重要?答案是肯定的,只不過它的實現(xiàn)方式不同。我們可以通過許多策略來處理時間,比如基于帶有延遲的前饋網絡來模擬時間動力學。

回到意識的話題上。對我來說,意識是一個生物過程,其定義取決于它如何隨時間演化。對我來說,意識就像音樂。它只存在于時間的流動或生命本身中。你觀察生命,問一個冰凍的生物是否活著是沒有意義的,因為生命的定義在于變化、新陳代謝、繁殖......

保羅·米德布魯克斯:我同意你的說法。我們唯一知道的是,意識是一個生物過程。至少,我們在生物過程中所知的唯一意識例子是那些隨時間流動的事物。我認為,當意識場試圖探索各種不同的渠道和理論時,從一開始就嘗試將其建立在時間規(guī)則之上是有幫助的。在我看來,IIT不是一個過程,而是一種狀態(tài)。

迪恩·布奧諾馬諾:據(jù)我理解,IIT并不需要時間(改變)的概念。如果一切都是靜態(tài)的,那么IIT仍然是有意識的。但這很難真正理解,因為它的定義并不明確,也沒有相應的度量單位。我推測,對于在標準數(shù)字計算機上實現(xiàn)的人工智能,考慮到這些計算機本身沒有連續(xù)時間,它們的計算是離散的,我因此推測,僅僅是推測,這些計算機不支持意識,因為它們不支持連續(xù)時間。

編譯后記

時間是理解大腦和智能的關鍵。這次訪談,兩位專家深入探討了大腦如何處理時間的問題。時間不僅是外部的一個維度,更是大腦內部計算的核心維度之一。

布奧諾馬諾強調了神經動力學、做預測的機制及其在人工智能中的潛在應用。他也對意識和自由意志等哲學議題做了探討。布奧諾馬諾強調了時間在大腦功能中的核心作用。他區(qū)分了“計時”(timekeeping)和“時間感知”(timing)兩個概念,指出大腦并沒有一個專門的“計時器”,而是通過動態(tài)神經網絡對時間進行編碼。

大腦中的信息處理,可以看作是神經元活動在高維空間中不斷演化的軌跡。這種“時空軌跡”不僅編碼外部信息,也反映了內在的時序結構。大腦不僅在處理當前輸入,還在不斷預測未來。預測性編碼(predictive coding)是他強調的一個關鍵機制,用以解釋感知、記憶和動作的時間協(xié)調。

布奧諾馬諾討論了時間如何嵌入到我們的認知功能中,比如語言、音樂、運動等。語言理解就是一個高度依賴時間結構的過程。他指出當前人工智能系統(tǒng)在處理時間和動態(tài)信息方面仍然較弱,大腦的時間處理機制有助于AI系統(tǒng)的改進。

在哲學層面,他簡要討論了時間與自由意志的關系。他認為要真正理解和模擬人類智能,需要深入探索大腦如何處理時間、因果關系和動態(tài)信息。這對于神經科學研究具有重要意義,也促使人們思考人工智能的底層邏輯。

*為了閱讀體驗,本文對聽稿進行了適當?shù)木庉嫛?/p>

原對話指路:https://www.thetransmitter.org/brain-inspired/dean-buonomano-explores-the-concept-of-time-in-neuroscience-and-physics/

來源 追問nextquestion

轉載 高??苹?/p>

特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相關推薦
熱點推薦
這一對伊斯蘭極端主義的定義發(fā)人深思

這一對伊斯蘭極端主義的定義發(fā)人深思

寄居在世
2025-12-20 23:04:36
消失在博物館的名畫,或許掉進了權力黑洞

消失在博物館的名畫,或許掉進了權力黑洞

非典型佛教徒
2025-12-20 01:32:30
臉都不要了,但還是低估了他們的無恥

臉都不要了,但還是低估了他們的無恥

胖胖說他不胖
2025-12-21 11:00:20
15艘!訂單暴跌!韓國船企強勢包攬!中國船企全力“破零”

15艘!訂單暴跌!韓國船企強勢包攬!中國船企全力“破零”

國際船舶網
2025-12-20 20:38:10
48歲,張恩華的銀行賬戶停在2710萬,生命卻按下了終止鍵

48歲,張恩華的銀行賬戶停在2710萬,生命卻按下了終止鍵

歲月有情1314
2025-12-21 03:15:27
他戴婚戒下葬,女友發(fā)文看哭網友……

他戴婚戒下葬,女友發(fā)文看哭網友……

都市快報橙柿互動
2025-12-21 13:56:50
太難了!惠州一產值20億工廠放長假,為員工繳納五險一金,發(fā)低保

太難了!惠州一產值20億工廠放長假,為員工繳納五險一金,發(fā)低保

火山詩話
2025-12-20 09:50:53
震驚!呂梁博物館征集文物公告,評論區(qū)遭網友“慰問”,被迫刪除

震驚!呂梁博物館征集文物公告,評論區(qū)遭網友“慰問”,被迫刪除

火山詩話
2025-12-21 11:17:28
冬至前夜探訪成都“羊肉湯一條街”:生意不如往年火爆 有商家表示“不漲價”

冬至前夜探訪成都“羊肉湯一條街”:生意不如往年火爆 有商家表示“不漲價”

封面新聞
2025-12-21 10:33:14
攜程被大量用戶卸載!注銷按鈕點擊超300萬次,平臺暫未發(fā)布道歉

攜程被大量用戶卸載!注銷按鈕點擊超300萬次,平臺暫未發(fā)布道歉

火山詩話
2025-12-21 06:24:06
冬至了,地球比夏至距離太陽更近500萬公里,為何反而更冷?

冬至了,地球比夏至距離太陽更近500萬公里,為何反而更冷?

火星一號
2025-12-20 22:53:16
南博事件升級!參與定"偽"的專家徐沄秋被扒,果然有情況

南博事件升級!參與定"偽"的專家徐沄秋被扒,果然有情況

鋭娛之樂
2025-12-21 08:30:41
當年斥巨資拍攝的10大爛片,每一部都是電影界的奇恥大辱

當年斥巨資拍攝的10大爛片,每一部都是電影界的奇恥大辱

小微看電影
2025-12-19 09:35:41
庫里28+9+6勇士戰(zhàn)勝太陽結束3連敗,巴特勒25分追夢被逐布克38+5

庫里28+9+6勇士戰(zhàn)勝太陽結束3連敗,巴特勒25分追夢被逐布克38+5

湖人崛起
2025-12-21 12:04:40
演員林峯談自己“撞臉”兵馬俑:我都有點嚇到;此前有游客拍到一尊彩面陶俑神似林峯

演員林峯談自己“撞臉”兵馬俑:我都有點嚇到;此前有游客拍到一尊彩面陶俑神似林峯

草莓解說體育
2025-12-21 00:54:07
演不了別尬演!《老舅》郭京飛女兒出戲,觀眾:看著像二胖的小姑

演不了別尬演!《老舅》郭京飛女兒出戲,觀眾:看著像二胖的小姑

娛樂故事
2025-12-20 21:02:44
杜江激動壞了!霍思燕帶狗參加國際比賽,拿下冠軍!唯一的中國隊

杜江激動壞了!霍思燕帶狗參加國際比賽,拿下冠軍!唯一的中國隊

老琴才是我的外號
2025-12-21 08:02:51
深圳“日入過萬”烤雞少年塌房了!獨家配方居然是用了“肉寶王”

深圳“日入過萬”烤雞少年塌房了!獨家配方居然是用了“肉寶王”

火山詩話
2025-12-20 10:25:37
曾醫(yī)生和祖副院長后續(xù):祖副院長受邀到貴州就診,因投訴被撤銷

曾醫(yī)生和祖副院長后續(xù):祖副院長受邀到貴州就診,因投訴被撤銷

江山揮筆
2025-12-21 09:41:07
17場0球 觀眾狂噓!皇馬巨星心態(tài)炸了:賽后5分鐘耍脾氣

17場0球 觀眾狂噓!皇馬巨星心態(tài)炸了:賽后5分鐘耍脾氣

葉青足球世界
2025-12-21 09:00:01
2025-12-21 14:48:49
高??苹?>
                              
                              <img src=
高??苹?/a>
專注于科普科幻文化類文章創(chuàng)作
1717文章數(shù) 154關注度
往期回顧 全部

科技要聞

生態(tài)適配已超95% 鴻蒙下一關:十萬個應用

頭條要聞

被欠錢球迷去世5天后 前國腳戴琳還清欠款多給了5000

頭條要聞

被欠錢球迷去世5天后 前國腳戴琳還清欠款多給了5000

體育要聞

送快船西部墊底!鵜鶘大勝步行者獲4連勝

娛樂要聞

鹿晗關曉彤戀愛期間毫不避諱?

財經要聞

老房子“強制體檢”,政府出手了

汽車要聞

-30℃,標致508L&凡爾賽C5 X冰雪"大考"

態(tài)度原創(chuàng)

數(shù)碼
房產
手機
家居
藝術

數(shù)碼要聞

華為MateBook Fold折疊電腦獲HarmonyOS 6.0.0.120 SP1升級

房產要聞

中交·藍色港灣一周年暨藍調生活沙龍圓滿舉行

手機要聞

榮耀WIN系列手機全系搭載鴻燕通信系統(tǒng)、搶網通信雙芯

家居要聞

高端私宅 理想隱居圣地

藝術要聞

河北美術學院教授,黃勝賢人物油畫

無障礙瀏覽 進入關懷版