星期一, 四月 28, 2008

[讀書心得]創智慧-- 理解人腦運作,打造智慧機器

自己寫推荐,太累了,引用別人的好了,下頭的心得是引用來的,原始文章

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文類:書評

書名:創智慧-- 理解人腦運作,打造智慧機器 (On Intelligence)
出版社:遠流出版社

作者:傑夫‧霍金斯

譯者:洪蘭

《創 智慧》這本書談論的是人腦如何運作的理論。要瞭解作者在想些甚麼,我們最好從一個例子出發。圖一裡有個中文字,中間被塗黑了,只有外框被保留下來。看了這 個字,你會猜想它是「圖」、「圓」、或「園」這類的字。你可能會先想到「圖」這個字,那是「圖一」所帶給你的聯想。然而,你就是無法確定它是哪個字。

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圖一、中間被塗黑的中文文字。

如果我將這個字所出現的脈絡一併呈現給你(圖二),你會毫不遲疑地說,「啊,這是個『國』字。」請留意,出現在這兩個圖中的「國」字長相其實完全相同。為什麼當它單獨出現時,你無法認出;伴隨脈絡出現時,你卻能正確辨認?

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圖二、伴隨下文出現的「國」字。

你 會說,「當然嘛,這是為什麼我們可以訓練自己速讀。在閱讀時,我們看到的其實是整段文字,而不是個別文字。」然而,如果我們只從整段來判讀文字,我們是怎 麼認識單獨文字的?而且,如果一個文字出現在不該出現的脈絡(如,「國惠」),我們就沒有機會認出它來嗎?你又會說,「這並不難。我們可以把法則訂成這 樣:如果一個文字出現在脈絡裡,我們使用脈絡的規則來判斷它;如果它單獨出現時,我們則以另一種規則判斷。」然而,在脈絡出現的情況裡,我們仍然有機會看 到單獨的文字。假若這兩種規則提出了相抵觸的判斷,我們應該相信哪一個呢?我們這樣想下去,會逐漸發現,要發明一些法則來模擬人腦的部分運作並不困難。然 而,如果要在很多方面都能達到與人腦相同的效能,我們就會被迫把法則寫得越來越繁複,而且仍然免不了顧此而失彼。

傑夫‧霍金斯認為人腦是這麼運作的。首先,人腦有個階層性的架構。輸入的訊號從下層進入,流經中層,最後進入上層。每一層的神經細胞都是某一種類型的型態辨別器(pattern recognizer), 它們所從事的工作是把下一層所送來的訊息作進一步的判斷,決定自己是否要活化(被激發)。比如,我們的腦子可能有個辨識部分文字的層次。在這層次裡,當圖 一的訊息進入時,負責辨識外框(口)的神經細胞活化了。然而,由於資訊的不明確,負責辨識「或」的神經細胞並沒有活化。到了大腦的上一層,所有負責辨識文 字中有個口的神經細胞一起活化,因此我們會說,這可能是「圖」,也可能是「圓」,等等。到了更上一層,負責辨識「國家」的神經細胞也活化了,我們認出一個 完整的名詞。

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圖三、兩層次架構的神經組織。

人腦的架構不僅有階層的連結而且有相互的連結。也就是說,如果一個區域會傳送訊息給另一個區域,後者也會傳送回饋訊息給前者。這有甚麼好處呢?當「國家」在大腦的某個層次被細胞A辨認(圖三)以後, A會把回饋訊號傳給下一層次的B,後者負責「國」的辨認。我們假定BCD(以及一些沒有呈現出來的細胞)在同一層次, C負責「圖」的辨識,D負責「圓」,等等。同層次的細胞功能不同,會傳送抑制的訊號給彼此。如此一來,即使CD受到低層次訊號的影響,會短暫地活化,卻無法與B相抗衡,因為B接受了A的激發,而CD則沒有這樣的奧援。經過這樣訊號的上下流通,最終只有AB能夠維持活化的狀態,CD的活動終將式微。

這 裡所傳達的最重要的理念是:神經訊號必須在不同層次的細胞之間相互流通,同層次的神經細胞則必須做相互的抑制,大腦的系統才會進入穩定的狀態。當這個狀態 出現時,我們會同時辨認到整體與部分的型態。這些型態之所以能夠被辨認,是因為負責辨認它們的神經細胞能夠相互支持,因而在競逐的過程中取得了穩定的活 化。

當 神經細胞無法取得穩定的活化時,它們會繼續傳送訊號到上層的細胞去,期望當訊號進入某個層次以後,每個層次的細胞都能夠獲得穩定的活化。這是一個動態系統 所自然發生的事情,沒有人命令它要這麼做。這種經由動態系統以及穩定狀態來解釋大腦運作的理論,特別能照顧到我們所熟知的事實:大腦經常需要脈絡來確定它 的認知。