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AI时代的人类认知操作系统:运用意识是一种艺术

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在上篇文章中,我们用预测编码和贝叶斯解释了大脑的基本架构和算法,但有一个问题我们没有回答:意识到底是什么?
如果大多数时候大脑都在自动运行,那意识什么时候插手?为什么有些事需要它,有些事它一插手就坏事了?
这篇文章将要带你重新理解意识。
双模式运行
你的大脑有两套运行模式:
自动导航模式。分层预测模型静默地运行,预测误差在低层级就被消化,不向上传播。你走路、呼吸、骑车、打字、识别熟人的脸,都在这个模式下进行。
手动驾驶模式。意识开始接管。当预测误差大到低层级完全消化不了时,误差信号就会击穿上行通道,涌入前额叶-顶叶的全局工作空间。在这里,意识被唤醒。它进来做评估:这危险吗?需要我怎么做?当前的策略还管用吗?需要策划新行动吗?
意识其实只是一个副产物,它在进化中出现,不是为了让生命获得体验,是在自动导航失灵时,需要一个灵活的、全局的、长期记忆的、跨域信息的系统来救场。
这就是神经科学中著名的Libet实验:你在意识到要做某个动作之前约300毫秒,大脑运动皮层其实已经在准备了。
自动导航启动了动作,意识接收到一个动作即将发生的信号,然后把它解释成"我决定了"。你的意识不是CEO。
 睡眠:系统维护
大脑不存在完全静默的休息。
睡眠时只是意识下线了,但整个大脑非常活跃。神经元放电频率不比清醒时低,快速眼动(REM)时某些脑区比清醒时更活跃。
突触稳态假说是这样解释睡眠的:清醒时突触连接强度整体上升了,你学到了很多东西。但是突触强度是有限的资源,受限于能量、空间、材料等。所以在睡眠时,大脑在全局进行按比例的弱化,把最有效的信号从噪声里提取出来,弱连接(噪音)消失,强连接(信号)保留。
这个假说有不少实验证据支持,例如人的记忆巩固:
海马体在睡眠时会重播白天的经历,速度大约是现实的10-20倍。同时皮层会把海马体的临时记忆转录进皮层,迭代生成模型。你睡一觉醒来后感觉突然学会了某个技能,大概率就是睡觉时皮层被重新编程了。
那为什么睡眠时需要意识下线呢?
一种观点认为,意识是串行的瓶颈,在全局工作空间中一次只能处理一件事,而睡眠中进行的是大规模的并行操作。几十亿个突触同时调整,海马体和皮层在多个通道上同时通信。意识可能会干扰这些过程,引发瘫痪。
 发呆:系统的内部模拟
你发呆、走神、洗澡时冒灵感的机制是什么?
正常状态下,大脑忙于预测外部世界,预测误差不断涌入,注意力全在外部。
发呆态下默认模式网络激活。外部预测暂时停止了。大脑的生成模型自己开始工作,自己生成预测、自己生成误差、自己再修正。这倒有点像Alpha Go的强化学习了。
你可能一直在脑子里回放今天的尴尬场景,这是内部的社会模拟模型开始工作了。
灵感在洗澡时冒出来,这是生成模型在无约束的条件下随机游走,突然碰到了一个高价值的可能性。
你一直强迫自己别走神,这是不符合大脑设计的,这意味着它无法激活默认模式网络。
所以发呆也不是浪费。发呆是大脑在没有外部事项的情况下,做内部模型优化。
这也解释了蔡加尼克效应(未完成的任务更难忘)。任务未完成意味着模型预测未得到确认,自由能仍然很高,大脑在后台一直模拟。
典型的应用比如:待办事项太多时记下来,情绪不好时找人倾诉,或者自己写下来,都会减轻大脑的负担。
意识插手的灾难
我和一个顶尖的乒乓球运动员聊过,他在赛场上的体验是这样的:“脑子一片空白”、“身体自己在动”。
这是因为运动技能一旦被熟练掌握,它就下沉了。基底节和小脑处理时序和协调,运动皮层执行,体感系统做快速误差修正,这些全在意识之下发生。小脑的控制精度可以到毫秒级。
而当你“刻意控制”时,你在做什么?你把已经下沉的自动化过程重新拉升到了意识层面。后果是灾难性的。
运动时的心流(Flow State,Mihaly Csikszentmihalyi的经典研究)本质是什么?
就是自动导航系统完美运行,手动驾驶系统安静地旁观。预测误差在低层级被就地处理,不向上传播。
最重要的原则
这三件事底层是同一个原则:
你的意识是一个非常昂贵、非常有限、非常慢的串行处理器。它被设计用于是处理紧急状况和全新的情境。任何它不应该插手的时刻它插手了,就是灾难。任何它应该下线的时刻它在线了,就是浪费。大脑的大部分最佳状态:创造、学习、巅峰表现,都发生在意识退位的时候。
这个原则可以推演出很多条生活的准则,这些准则非常重要:
    别在睡前反复复盘,你正在阻止真正复盘的角色。
    别用"意志力"驱动习惯,你在用意识替自动系统做事。
    灵感来了别打断:那是内部模拟找到了一个很好的结果。
    重要决策后睡一觉:让无偏的系统巩固帮你重新加权。
    别在运动时想动作:去想战术,把动作放心地交给小脑。
意识的艺术
合理的运用意识是一种艺术,艺术就是要简洁、优雅。
那么意识的运用原则是什么呢?只有一句话,做“点”不做“线”。
运用意识的艺术,本质和治水的艺术、爆炸的艺术是一样的。
意识不是CEO,它只在关键时刻才被摇醒。
“线”就是意识持续地在线监控、干预、反刍。它表现为:
    (1)反复复盘,意识不肯下线,强行霸占本该属于海马体-皮层的回放时间。
    (2)强制驱动,用意志力逼自己“我必须专注”、“我不能分心”。意识一直在那儿指挥,结果默认模式网络无法激活,后台的内部模型优化完全停摆。
    (3)微操,运动时告诉自己“手腕再低一点”、“脚步是这样”。你把已经下沉到小脑的操作,重新拉回意识的全局工作空间这个窄瓶颈里。
线的本质,是你不信任自动导航系统。你以为盯住它会让系统更高效,但实际上只会让自己更累,效果更差。
“点”就是一个极简的、触发后立即释放的意图信号。意识只在那个点上亮一下,像点燃一个引信,然后立刻熄灭,把爆炸的全部过程交给自动导航。
所以不要想如何更用力、更持久地使用意识,而是如何更精准地触发它,并让它更快地消失。
大禹治水、庖丁解牛、为道日损、无为而治、不行而知,不见而明,不为而成。某种层面上都是相通的。