论文链接:https://www.pnas.org/doi/epdf/10.1073/pnas.2115934119例如,作者团队提到一个不雅观点:打算须要韶光。从这个角度看,理论打算机的不雅观点可以改变我们对「自由意志」的定义,即:自由意志是打算不同行动路线的后果的自由,或在可用资源(韶光、空间、打算能力和信息)范围内尽可能多地皮算这些后果,并从中选题最适宜自己目标的行动路线。作者的不雅观点是:无论打算系统是由血肉组成的,还是由金属和硅组成的,意识都是所有合理组织的打算系统属性。从这点出发,CTM不是为大脑建模,也不是暗示意识的神经关联,而是一个大略抽象的意识打算模型,试图理解意识及其干系征象。论文篇幅较长,AI科技评论作了精简的要点整理如下:1从理论打算机的视角看「意识」1.1. 理论打算机科学艾伦·图灵的首创性论文“On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem”可以说是理论打算机的起源。这篇论文给出了“打算机器”的数学定义,这个机器现在被称为图灵机(TM)。在图灵的定义中,这个打算机器可以打算任何打算机或超级打算机可以打算的函数。定理是数学理论存在的情由,图灵证明了所谓的理论打算机的第一个定理,即停机问题的不可解性。用当代的说法,这个定理证明不可能有通用的(调试)程序能确定哪些打算机程序会停滞,哪些不会停滞,想要布局一个这样的程序也是不可能的。停机问题的不可解性等同于初等数论的不可剖断性,并隐含了哥德尔的第一个不完备定理的弱形式。在哥德尔和图灵之后,数理逻辑学家们开始对哪些问题是可办理的、哪些是不可办理的进行分类,并开始研究不可办理问题的深奥层次。随着打算机器在1960年代的涌现并变得广泛可用,我们很快地理解到,许多在原则上可以办理的主要问题实际上不可能得到办理,乃至用最快的电脑也不可能办理,这不是一个技能的问题,而是更深层次的问题。理论打算机新兴领域的研究职员(特殊是Jack Edmonds, Stephen Cook, Richard Karp和Leonid Levin)意识到,在自然有限(因此是可解的)问题中,彷佛存在一种可解的问题和不可解的问题之间的二分类,反响了之前可解和不可解的二分法。有可行的方法办理的问题在数学上可以形式化为在多项式韶光P内通过某些打算机程序可解。此外,实现在多项式韶光内可解的问题和在多项式韶光NP内可检讨的问题可能不是等价的。事实上,如果能确定等价性,就能回答著名的百万美元P=?NP问题。除了定义串行快(多韶光)打算繁芜度类的层次构造外,理论打算机还定义了并行超快(多韶光)打算繁芜度类的层次构造。这两个层次构造都供应了模型中利用的定义和选择。对大略与困难、快速与缓慢之间的二分法的理解及含义,以丰富的理论、思想的重构、新颖的观点和惊人的运用,掀起了一场繁芜性革命。事实上,在过去的40年里,打算繁芜性的发展已经展示了如何利用困难来处理看似不可能的问题。我们用打算机天生的随机序列来解释,这个序列我们称为「伪随机序列」。从表面上看,伪随机序列的观点是如此的不和谐,以至于冯·诺伊曼开玩笑说:“一个考虑用算术方法产生随机数字的人,当然是有罪的。”更准确地说,伪随机序列天生器是一种可行的(多项式韶光)打算机程序,用于天生无法与任何可行打算机程序所天生的真正随机序列(比如由独立投掷一枚公正的硬币产生的序列)区分开来的序列。因此,在人类生活的多项式韶光天下里,伪随机序列实际上是真正随机的。如果没有理论打算机对多项式和超多项式繁芜性之间差异的解释,这种理解是不可能做到的。上述思想的一个运用是用供应(短)随机种子的伪随机发生器产生的序列来取代概率型CTM中的随机序列。特殊是,如果概率型CTM具有“自由意志”,那么确定型的CTM也具有“自由意志”。这种确定型的CTM的自由意志与某些(大概是大部分)决定论的思想是相悖的。1.2. 现在我们来谈谈意识CTM的定义采取了理论打算机的视角。CTM是一种大略的机器,它在数学上形成(并通过动力学进行改动)故意识的GWT,故意识的GWT观点起源于认知神经科学家Bernard Baars,并由Dehaene和Mashour等人在他们的全局神经元事情空间理论(GNWT)中加以扩展。在《Theater of Consciousness》中,Baars将意识比喻为戏班后辈在事情影象的舞台上的演出,他们的演出是在一群坐在阴郁中的不雅观众(或者说是无意识处理器)的不雅观察下进行的。在CTM中,GWT的舞台以在任何时候都包含着CTM意识内容的短时存储器(short-term memory ,STM)为代表。不雅观众则由强大的处理器(processor)代表,每个处理器都有自己的专业知识,这些处理器组成了CTM的长期存储器(long-term memory ,LTM)。这些LTM处理器进行预测,并从CTM的天下得到反馈。每个处理器内部的学习算法会基于这个反馈改进处理器的行为。每个LTM处理器都有自己的专长,并且之间相互竞争,以便在舞台上以块(chunk)的形式得到它们的问题、回答和信息,然后立即把这些内容通报给不雅观众。自觉意识(Conscious awareness),有时也被称为把稳力,在CTM中被正式定义为LTM处理器对CTM故意识内容广播的吸收。随着韶光的推移,一些处理器通过链接(links)连接起来,这些LTM处理器之间从通过STM的故意识通信变成通过链接的无意识通信。通过链接对块进行传播,可以强化其自觉意识,这一过程被Dehaene和Changeux称为点火(ignition)。受到Baars的GWT架构的启示,CTM还集成了一些对意识感至关主要的附加功能。个中包括其动态,其丰富的多模态内部措辞(我们称之为脑语(Brainish)),以及分外的LTM处理器,使CTM能够创建天下的模型。1.3. 繁芜性的考虑有限资源的后果在我们对与意知趣干的征象(如变革盲视和自由意志)的高层次阐明中发挥着至关主要的浸染。这些后果也改动了CTM的详细定义。个中细节包括:块的正式定义:块是每个LTM处理器在时钟每一次滴答声中投入到意识竞争中的信息;选择个中一个竞争块到达意识的快速概率竞争算法;每个处理器中的机器学习算法,这个算法利用来自环球广播、其他处理器和外部天下的反馈来提升处理器的竞争力和可靠性。只管受到图灵的打算机模型的启示,但CTM并不是标准的图灵机。这是由于授予CTM“意识感”的不是它的打算能力,也不是它的输入-输出映射,而是它的全局事情空间架构、预测动力学(预测、反馈和学习的循环)、其丰富的多模态内部措辞,以及某些分外的LTM处理器,如天下模型处理器。如前所述,我们不是在探求大脑的模型,而是在探求意识的大略模型。
虽然根据STM传播的意识内容的定义,CTM是故意识的,但这个定义并没有阐明在CTM中是什么产生了意识的觉得。作者认为,CTM对意识的觉得紧张是其极富表现力的脑语所带来的,再加上CTM的架构、特定的分外处理器和CTM的预测动态(预测、反馈和学习)。1) 脑语多模态脑语准确地描述了CTM所感知到的天下。这种知觉是由多模态措辞的觉得所组成的。它的词汇包括气(鼻孔闻到的气味)、疼痛(极度不愉快的疼痛觉得)、脸(看别人脸时看到的东西)等等。梦是很主要的,由于它显示了当CTM既没有输入也没有输出时,要点可以表达什么。2) 架构这包括得到STM访问权的上行树竞争,以及随后对赢家所进行的全局的下行树广播,尤其是所有在产生意识觉得中扮演分外角色的处理器。3) 分外的处理器。作者挑选了在出身时就内置了专门算法的一些处理器。天下模型处理器(Model of The World processor)根据从环境中得到的信息,或从可能被修正过的内部存储器中得到的信息,来构建CTM天下的模型。将CTM的内部天下定义为天下处理器的模型为CTM创建的稀疏「CTM」模型。将CTM的外部天下定义为它用脑语所注释的标签和描述,包括它们(可能)拥有的觉得和它们(可能)实行的动作。内部语音处理器提取STM广播的要点中被编码的任何语音,并将其发送到与输入映射发送外部语音的要点(由输入映射创建的要点)相同的位置。这最初是通过STM发送的,然后在链接形成后,直接通过链接发送。「内部语音」是由内部语音处理器产生的,它使CTM能够回顾过去,预测未来,并制订操持。内在措辞的要点(如自言自语或梦中所说的和所听到的)与外在措辞的要点险些没有差异。人类的内部措辞听起来很像外部措辞,以至于很难区分二者,就像精神分裂症患者的情形一样。内部视觉和内部(触觉)觉得处理器,将STM广播的任何图像和觉得都映射到输入映射发送到外部场景和外部觉得的任何位置。内部视觉和外部视觉(由输入图像产生的视觉要点)险些没有差异。CTM的影象和预测能力使得CTM能够创造内部图像和觉得,从而产生想象和梦境。为了阻挡精神分裂症的幻觉,人类大脑会区分内部图像和外部图像。大脑有各种各样的技巧来做到这一点,个中一个便是让梦变得难以影象。这些处理器关照CTM天下模型中的「眼睛」和「皮肤」,让它们「看到」CTM从视觉影象中回顾起来的任何东西,并「有触觉地感知」CTM从感官影象中回顾起的任何东西。这些眼睛和皮肤便是CTM的心灵之眼和心灵之肤。作者认为,这些处理器是内部通用的语音处理器。4) 预测动力学此外,作者认为,CTM通过预测、反馈和学习的持续循环影响了CTM对意识的觉得。在CTM的天下处理器模型中,这种觉得通过(并行的)预测动力学进一步增强,在该模型中,CTM不断地进行方案和测试。正反馈给CTM一个旗子暗记,表明它理解正在发生的事情;负反馈——除非是关于一些无法预测的事情,比如一声意外的巨响——给CTM供应了它不知道或不理解的事情的证据。CTM的意识觉得还有其余以下成分:5) 有基本的(一样平常的)思考和制订操持的能力6) 制订并履行操持的动机(=能量+动力)。现在回到天下处理器的模型,来描述一个中央任务,即将其模型的各个组成部分标记为self(自我)或非self,或者未知。天下处理器的模型如何决定什么是self,什么不是self?如果在对一个块(CTM的一个思想)的广播之后,实行器立即在环境中实行一个动作——这个思想会导致相同的动作持续不断地重复——那么这表明实行器是self的一部分。天下模型的处理器还有其他主要的事情来授予CTM以自我意识,包括创造想象、创造环境的映射和表达运动的环境,帮助操持环境中的行为,帮助预测环境中的自我和而非自我的行为,纠正对自我和非自我行为的预测。当CTM通过广播创造自己在思考自己的意识时,天下模型处理器就会将模型中的「CTM」标记为「故意识的」。现在再来看看,为什么CTM会认为自己是故意识的。这不可能是由于天下模型处理器或任何其他处理器认为它是故意识的,由于处理器只是运行算法的机器——而且这样的机器并没有觉得。作者认为,CTM作为一个整体是故意识的,这有一部分是由于天下模型处理器会将其天下模型中的「CTM」视为故意识的,并将这个不雅观点传播给所有的处理器。在这里,「CTM」是对更繁芜的CTM的大略学习表示。