机器智能 10. 悟道：由过程反馈构建的知识 （转）

悟道：由过程反馈构建的知识

上一篇写到，依靠中枢神经网络来思考、来决策是人的一种高级智能能力，而人的中枢神经网络却不是天生就被完全架设好的，而是后天通过教化与学习慢慢架设构建起来的。而具体的架设机制就是本编要介绍的中枢神经所具有的非常神奇的“自组织”式的智能活动机制 -- “过程反馈”

有关过程反馈在前面的概述中已经简单介绍过了，这是一种不同于现今控制理论中的反馈机制。我们知道控制理论中， 反馈是将输出（Output）信息的一部分回送作用到输入（Input）端。如果反馈的信号与输入信息叠加后加强了原来的输入信息，就称为正反馈；如果反馈信息与输入信息叠加后减弱了输入信息，就称为负反馈，正反馈能不断强化要控制的过程（Process）的效果，而负反馈却能起到抑制和平衡的作用。但这样的结果虽然能实现控制，但不会改变控制过程本身，所以无论怎么反馈，控制过程本身从来不会发生改变，更不会改善与进化。但人体的神经网络却存在比之更有效的控制机制，那就是过程反馈。我们知道，人其实在绝大多数的情况下并无法通过反馈来直接改变外界、改变外界的输入的，我们能做的只是将一次次判断的结果反馈给自身的决策过程也就是中枢神经网络。当判断结果是正面时，反馈会强化当初引发该判断的所有神经径路上的神经递质，也就是将它们的权重都加大，以后再遇到相同的情况时，这一路径就更容易被激活，被联想。同时更有趣的是，中间神经元还会在常常被同时激活的神经元之间建立连接，架设一条快捷通道，这样可能有因果关系的两个神经元之间就建立起了联系，形成了经验知识，能成为今后判断的依据。而当判断结果为负面时，则什么也不做。

那么有人会问，这样的话神经元之间的连接不就越来越多了嘛。那些“没有用”或者“错误”的神经元之间的连接不是会越来越妨碍我们的思考吗？更麻烦的是神经网络该怎样判断连接是“没有用”或者“错误”呢？其实人类的神经网络早就为此做了准备。大家是否记得突触间隙中的神经递质是会动态变化的，而最基本的变化就是随着时间的流失，突触间隙的神经递质会慢慢地变少，只有当前面讲的因过程反馈得到正面刺激时，它们才会增加，如果长期没有增加就会因神经元之间的神经递质的消失，使得连接自然失效，直至消亡。有人会担心这样的“忘记”，似乎也会将正确的知识遗忘掉。但何谓正确，正真正确意味着经得起千锤百炼，正确的知识在过程反馈中一定会被常常激活，被不断加强，哪怕暂时遗忘了，也定会卷土重来。恰恰因为有了忘记，正确的知识才会脱颖而出（三十年前，当我意识到这是一种无与伦比的美妙机制后，我给自己起了“爱忘记”的笔名），神经网络才能增添新的中间神经元建立新的概念之间的联系，同时可以用一种非常自然的方式遗忘掉不被使用或者经常出错的连接。这样的有增有减才能确保神经网络能不断地自组织，构建起不断适应外部环境变化的神经网络。

人的大脑神经网络就是在不断的自适应、自组织中完善，成长起来的。人脑的智能反应不但是应付外在信息时做出反应，更重要的是它同时也在改变（构建）自身的智慧网络，人的智能就是这样一种能通过对过往经验的复用，不断完善自身结构的能力。无论我们的知识是长辈通过教化不断刺激我们的神经网络，让我们就在大脑中建立起与之相对应的神经网络，还是自我实践、在实践中不断自我激发，发现概念间的联系，本质上都是通过过程反馈的这一“悟道”过程来建立。人类最终也只有通过自身的不断实践与“悟道”中来获得新知，不断重构自身的神经网络系统。而在这个过程中“过程反馈”机制起到了关键性的作用，它使得人类的大脑具有了自组织的能力，人类的智能又因此上了一层次。

篇外：
通过脑解剖学发现，人脑中存在着大量的神经胶质，它比正常的神经元多出10-50倍，这个比例远远高于其它动物，而脑神经胶质，其实是与脑神经元同质的细胞，只是它们虽然形体上也有突起，但是没有树突和轴突的功能，通俗地讲就是断了手脚（连接功能）的神经元，脑科学家对这一些细胞的大量存在始终不得其解，一种解释是为了支撑神经元而存在， 而另一种现在看来更可靠的解释是它会帮助神经元进行突触修剪、吞噬凋亡的神经元、总之是维持神经元的可塑性。最新的研究表明艾尔兹海默症就是与神经胶质的病变有关，因为它的病变，使得神经网络的可塑性也就是过程反馈能力丧失了，人脑就无法建立或修剪中间神经元，最终导致无法建立新的认知，最后彻底丧失认知能力。