机器智能 2. 概念：信息在大脑中的映射与表达 （转）

概念：信息在大脑中的映射与表达

通过上一篇我们认识了信息，而本编将继续介绍一种特殊的信息，一种在有一些人看来只有人类才具有的信息 -- 概念。

虽然物质无处不在（除了黑洞），信息也是无处不在的，但我们的大脑并不能直接接收到所有的信息。这首先与我们的感觉器官的能力有关，我们人（其实是所有的生物）在长期的自然选择过程中，获得了一个很大的能力就是更加关注对我们生存有直接影响的信息，而将大量的与生存无关的信息屏蔽在外了，这看似是一种缺陷，其实却是生物的高明之处，将注意力只专注于和我们生存最相关的区域，这虽然会造成有一些信息我们人类永远无法接受，造成我们对某一些领域的无知，但这毕竟大大提高了我们处理信息的效率。其次，更大的秘密并不仅是因为我们感知器官能力的局限性，而更是由我们自身的认知机制所决定，我们在感知到外界的信息后，并不是直接将信息原封不动地传入大脑的，根据脑科学的研究表明，感知得到的信息是要通过神经网络的层层筛选后，才会最终传递到中枢神经，在大脑中抽象组合成几个在中枢神经顶端能表征（ Representation）原来信息的特殊信息，形成所谓的概念。也就是说，在我们大脑中能处理的信息仅是最终传导到中枢神经顶端能用“概念”表征的那一部分信息，而且这一些被映射被表达出来的信息根本不是感觉器官感知到的原始信息，而是经过预处理、预加工后在我们大脑中集中抽象反映出来的“概念” ，例如，我们看到某人在微笑时，眼睛收到的那个人的脸部表情的状态信息是丰富的，但在神经网络的层层抉择后，传递到大脑时，仅剩表征“某人”、“微笑”的神经元在活跃了，从而在我们的大脑中产生出“某人”“正在”“微笑” 这个观察结果。另外，概念不但能抽象表征在空间层面上静态的信息，例如：它可以将花朵显现的一片红色抽象表征为“花”这一静态概念；还可以抽象表征在时间层面上动态的信息，例如：将时间上花在不同时间上的变化过程抽象表征为“孕育”、“开花”、“结果”这些描述事物随时间变化的动态概念。

在明白了概念的含义，及大致的形成过程后，接下来还想强调几点：
第一：根据脑科学的研究成果，每一个概念在大脑中都是有对应的神经元宿主的（具体形式是一对一，还是多对一，最近还有一些争论，但具有对应关系已经是定论）。也就是说：概念其实是我们自己脑中枢神经网络的结构在思维中的呈现，按上一篇对信息的定义，从广义上来讲概念也是信息，是一种存在于我们人类大脑神经中的特殊信息。

第二：从前面的描述中可以知道，概念其实是从感知器官接收到外部信息（当理性思考时，也可以来自过往其它的概念信息）经神经网络的层层抉择转换而形成，这一过程本质还是由一种信息到另一种信息的信息转化处理过程。这个过程既是条件反射式的，又是带有权重的抉择。后续在介绍人类最底层的智能能力时将有专门一篇来介绍这一信息处理过程。

第三：我们讲概念是人类所特有的，是指至今为止我们认为人类才具有智慧这一狭隘认识为前提的。但其实类似于人类概念形成的神经网络及其运作机制在许多动物身上都是普遍存在的，这样的信息加工能力并不是我们人类所特有的，只是之前我们对此还不够了解，认为人类才具有概念。另外，随着近年人工神经网络技术的成熟，在计算机中模仿神经网络进行图像、语音识别也日趋成熟，已经进入了实用化阶段。也就是说虽然狭义上讲概念是我们人类所特有的，但是形成概念的机制其实并不高深莫测，虽然有一些细节在脑神经学科中还有争论，但其大体机制我们已经掌握，并能够用软件算法在计算机中进行模拟，使计算机获得一定的识别事物的能力了。

篇外：
上一篇中提到信息到底是物质的，还是意识的在哲学界还是存在争论的。当时没有正面回答这个问题，通过这两篇的介绍，大家是否发现原来物质的世界和意识的世界其实并不是截然分开的。物质的结构属性（信息），可以直接或间接地被我们的感觉器官捕获，然后通过神经网络的信息处理转换成我们大脑中的概念，构成意识。物质世界与意识世界原来是相通的，概念就是寄宿在大脑的中枢神经这一物质之上的，是大脑结构的反映。即我的结论是：物质世界与意识世界都是由波组成的，是想通的，信息既可以是物质的，也可以是意识的。将物质与意识截然分割成两个世界的哲学上的二元论，以及围绕着这个假设而展开的旷日持久的唯物主义与唯心主义的哲学争论可以休矣。