機器智能 2. 概念：信息在大腦中的映射與表達 （轉）

概念：信息在大腦中的映射與表達

通過上一篇我們認識了信息，而本編將繼續介紹一種特殊的信息，一種在有一些人看來隻有人類才具有的信息 -- 概念。

雖然物質無處不在（除了黑洞），信息也是無處不在的，但我們的大腦並不能直接接收到所有的信息。這首先與我們的感覺器官的能力有關，我們人（其實是所有的生物）在長期的自然選擇過程中，獲得了一個很大的能力就是更加關注對我們生存有直接影響的信息，而將大量的與生存無關的信息屏蔽在外了，這看似是一種缺陷，其實卻是生物的高明之處，將注意力隻專注於和我們生存最相關的區域，這雖然會造成有一些信息我們人類永遠無法接受，造成我們對某一些領域的無知，但這畢竟大大提高了我們處理信息的效率。其次，更大的秘密並不僅是因為我們感知器官能力的局限性，而更是由我們自身的認知機製所決定，我們在感知到外界的信息後，並不是直接將信息原封不動地傳入大腦的，根據腦科學的研究表明，感知得到的信息是要通過神經網絡的層層篩選後，才會最終傳遞到中樞神經，在大腦中抽象組合成幾個在中樞神經頂端能表征（ Representation）原來信息的特殊信息，形成所謂的概念。也就是說，在我們大腦中能處理的信息僅是最終傳導到中樞神經頂端能用“概念”表征的那一部分信息，而且這一些被映射被表達出來的信息根本不是感覺器官感知到的原始信息，而是經過預處理、預加工後在我們大腦中集中抽象反映出來的“概念” ，例如，我們看到某人在微笑時，眼睛收到的那個人的臉部表情的狀態信息是豐富的，但在神經網絡的層層抉擇後，傳遞到大腦時，僅剩表征“某人”、“微笑”的神經元在活躍了，從而在我們的大腦中產生出“某人”“正在”“微笑” 這個觀察結果。另外，概念不但能抽象表征在空間層麵上靜態的信息，例如：它可以將花朵顯現的一片紅色抽象表征為“花”這一靜態概念；還可以抽象表征在時間層麵上動態的信息，例如：將時間上花在不同時間上的變化過程抽象表征為“孕育”、“開花”、“結果”這些描述事物隨時間變化的動態概念。

在明白了概念的含義，及大致的形成過程後，接下來還想強調幾點：
第一：根據腦科學的研究成果，每一個概念在大腦中都是有對應的神經元宿主的（具體形式是一對一，還是多對一，最近還有一些爭論，但具有對應關係已經是定論）。也就是說：概念其實是我們自己腦中樞神經網絡的結構在思維中的呈現，按上一篇對信息的定義，從廣義上來講概念也是信息，是一種存在於我們人類大腦神經中的特殊信息。

第二：從前麵的描述中可以知道，概念其實是從感知器官接收到外部信息（當理性思考時，也可以來自過往其它的概念信息）經神經網絡的層層抉擇轉換而形成，這一過程本質還是由一種信息到另一種信息的信息轉化處理過程。這個過程既是條件反射式的，又是帶有權重的抉擇。後續在介紹人類最底層的智能能力時將有專門一篇來介紹這一信息處理過程。

第三：我們講概念是人類所特有的，是指至今為止我們認為人類才具有智慧這一狹隘認識為前提的。但其實類似於人類概念形成的神經網絡及其運作機製在許多動物身上都是普遍存在的，這樣的信息加工能力並不是我們人類所特有的，隻是之前我們對此還不夠了解，認為人類才具有概念。另外，隨著近年人工神經網絡技術的成熟，在計算機中模仿神經網絡進行圖像、語音識別也日趨成熟，已經進入了實用化階段。也就是說雖然狹義上講概念是我們人類所特有的，但是形成概念的機製其實並不高深莫測，雖然有一些細節在腦神經學科中還有爭論，但其大體機製我們已經掌握，並能夠用軟件算法在計算機中進行模擬，使計算機獲得一定的識別事物的能力了。

篇外：
上一篇中提到信息到底是物質的，還是意識的在哲學界還是存在爭論的。當時沒有正麵回答這個問題，通過這兩篇的介紹，大家是否發現原來物質的世界和意識的世界其實並不是截然分開的。物質的結構屬性（信息），可以直接或間接地被我們的感覺器官捕獲，然後通過神經網絡的信息處理轉換成我們大腦中的概念，構成意識。物質世界與意識世界原來是相通的，概念就是寄宿在大腦的中樞神經這一物質之上的，是大腦結構的反映。即我的結論是：物質世界與意識世界都是由波組成的，是想通的，信息既可以是物質的，也可以是意識的。將物質與意識截然分割成兩個世界的哲學上的二元論，以及圍繞著這個假設而展開的曠日持久的唯物主義與唯心主義的哲學爭論可以休矣。