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大脑与学习2:意义的产生

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记得当初写这本书整整花了一年时间。
但第一章,就磨磨蹭蹭写了快半年,写完第二章,才算有点感觉。后面越写越快,书的大部分都是在最后一两个月写出来的。因此,后面很多章节的文字都是胡乱堆上去的,后续修改了很多次,也很难改好


IP属地:四川1楼2016-09-28 12:47回复
    搞不懂这个贴吧为什么要说标题名字是广告贴,也搞不懂为什么要莫名其妙删帖。
    9. 任何信息皆可转换为一数串,一数串要有意义,必须依赖于另一有意义的数串。
    当我们把一部《红楼梦》存储在磁盘上时,写在磁盘上的其实是一串很长的二进制代码。从数学意义说,这是一个很大的数而已,即:
    《红楼梦》= 一个大数
    我们常常认为:写在纸上的《红楼梦》书,是有意义的,我们可以从书上还原出亭台楼阁、人物场景等等;而一串数字,又有什么具体的意义呢?
    但对计算机来说,所存储的一切信息,都是数字,无论是中文还是英语,图片还是声音,都可以用某种规则转换为一串数字。有了规则后,数字即可指代任何东西,从而有了意义。在这个规则下,《红楼梦》被转换为唯一的一串数字,这一数串又可还原为《红楼梦》。如果我们失去了规则,这一数串就变成无意义的了。
    但什么是规则呢?在计算机上,规则即是一段程序,来执行编码和文字之间转换的程序。程序是什么?是可执行文件——也是存储在硬盘上的一串数字。这一串数字——一段可在微机CPU上运行的程序,如果交给工作站CPU,则无法执行,就变成一串无意义的数字。之所以这样,是因为两种CPU的内部逻辑电路设计不一样。至于CPU的逻辑电路是如何设计的,以及逻辑电路的所有知识,又可以某种方式转换成一串数字。
    如果我们继续追溯,会追溯出更多的计算机知识,然后是更多的物理知识,以及数学或语言的知识,等等,正是因为有了这些知识,才保证了计算机上存储的这一长串数字,可以转换为《红楼梦》,可以有意义。而所有这些知识,都可以转换成一串又一串的数字。
    概而言之:一数串A要有某种意义,必须依赖于另一有意义的数串B,但数串B之所以有意义,是因为另一有意义的数串C。
    我们所有的知识,是一个巨大的符号体系,在这个体系中,具有内部的一致性。这种一致性表现在:如果我们认为知识B是正确的,是因为它可以从另一个正确的知识A推导出来,同时,我们也可以从B的正确性推出C也是正确的;但如果C证明是错误的,则可依次得到B和A也是错误的,与此相关的所有知识也因此是错误的。
    数学上有个哥德尔定理,认为:不存在一个完备的体系,里面所有正确的命题都可以在体系内被证明。当我们认为我们的知识体系是正确的,是有某种意义的,但可能我们无法完全证明这一点。
    在埃及,人们发现了古代人留下的大量象形符号,但并不知道这些符号有什么实际的意义。100多年前,一位法国士兵在一件文物上发现有古罗马语(拉丁文)刻的埃及艳后克娄巴特拉的名字,旁边还有一串古埃及的象形符号,他推测这些符号是埃及艳后的名字在古埃及语中的发音。他的推测被证明是正确的。人们由此逐渐推断出古埃及所有象形符号的发音和意义,一门研究古埃及语言的学科出现了。
    若设想一个外星人到地球上来,拣了一块牌子,上面刻着“apple”,他回去之后,将无法得出这几个图案有任何意义,但若是拣了一套英文百科全书回去,他就可以慢慢推测出上面所有字符的意义。今天,古埃及语言能够被研究,不仅仅是因为第一个士兵发现了突破口,还因为有足够多的古埃及语被保存,使得我们可以让这些知识相互验证,慢慢形成一个有意义的语言体系。


    IP属地:四川2楼2016-09-28 12:49
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      10. 大脑中,某种放电模式有意义,不仅因为它和大脑中其他放电模式具有一致性,还因为它和外部世界的信息具有一致性。
      当我看见王芳时,在我大脑里某个部位有100万个神经元,其中有50万个放电了。这可以表示为一个长为100万的二进制代码,也就是一个数值。我认为:这个数值是有意义的,是王芳在我大脑记忆里的编码。
      我是如何知道这串数字是有意义的呢?
      并不仅仅是因为我看见王芳时,这串数字被激发,所以这串数字有意义。如果张三问我:“昨天下午,来了一个新同事,你知道是谁吗?”此时,在我大脑里,这一串数字又被激发了。从这串被激发的数字,我可以回想起王芳的姓名、依稀的容貌、以及其他相关的信息。于是,我回答张三:“是的,那个新同事叫王芳,是作财务的,她还是李四的表妹呢。”
      请注意:王芳的姓名和容貌,财务,李四的表妹,等等,都是大脑中的某群神经元的一种放电模式,一串二进制代码。
      在我大脑里,从这串数值,可以找到所有关于王芳的信息,也可以从王芳的其他信息,再找到这串数值。于是我认为这串数值是王芳在我大脑里的编码,是有意义的。
      一串信息在我大脑里有意义,是因为它和大脑里的其他信息是有关系的,而且不互相矛盾,彼此具有一致性。这种意义是由产生这串放电模式的其他放电所决定,也是被这串放电模式引起的其它放电模式所证明。
      当我说A和B是一致的,是指二者在指定系统中具有某种可解释的互不矛盾的联系。但在某个系统中A和B一致,若扩大到更大的系统中,也可能变得不一致;在某个系统中A和B不一致,但若扩大到更大的系统中,也可能变得一致。在大脑内部,信息和信息的一致性,使信息具有了意义,但信息不一定在现实世界中也具有意义。
      比如,李四向我介绍新来的同事:“她叫王芳,是做财务的,还是我的表妹。”我伸手想和王芳握手打个招呼,但我握到她的手时,怎么是一种毛绒绒的感觉?
      这时候我醒来了,发现自己只是做了一个奇怪的梦而已,我手抓到的只是身上的毯子。所谓王芳,以及她的种种信息,只是在我大脑里存在,现实生活中其实并不存在的。
      所以,大脑中的放电模式,要在现实生活中有意义,还需要和现实不矛盾,即具有外部一致性。
      大脑时时刻刻通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等等,从外部世界输入信息,或获取反馈信息,如果内部已有信息和这些输入信息或反馈信息是一致的,那么,我们就认为:大脑内部的信息,不仅具有内部一致性,还具有外部一致性,因此有现实的意义。
      但这种一致性并不是对每个人都有效。正常人的视网膜上有红绿蓝三种感光细胞,而有色盲的人常常缺失了一种或两种。如果对于一个有色盲的人,看到红色和绿色是一样的,你坚持要告诉他,红花和绿叶的颜色是完全不相同的,但这对他的大脑来说,只是个没有意义的结论而已。如果一个外星人来到地球,他的眼里有四种色觉感光细胞,他可能会指着我们的电脑屏幕疯狂大笑,因为屏幕上树叶的颜色和实际树叶的颜色完全是两回事。
      对于一个妄想狂来说,他可能听到、看到并不存在的事实,这些信息在其大脑内部是一致的,可以互相联系和提取。对于外部世界,对于其他人,这些信息则毫无意义。
      在电影《美丽心灵》中,博弈论的奠基者,数学家纳什,常常看到一个同学和一个小孩与他说话,但对于其他人或对外部世界来说,这些都是他大脑内臆想的结果。直到有一天,纳什发现:“这么多年来,他们一直都没有衰老过”。正是这种不一致性,让纳什知道所谓的同学和小孩都是他幻想出来的。从那以后,如果有陌生人对他说话,纳什会回过头问学生:“我看到一个人站在我的面前,你看到得吗?”学生说:“能。”纳什根据学生的反馈信息,从而在他的感觉和现实之间建立起一致性。


      IP属地:四川3楼2016-09-28 12:49
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        13. 联系既是一种加工过程,也是一种编码。编码在大脑中不能独立存在,必然会激活一些其他有联系的编码。
        当我看到王芳时,通过人脸识别输出的编码,“找到”她的名字“王芳”,从而将人脸编码和人名联系起来——当我说“找到”,其实就是大脑对输入信息进行了指向性的加工后,得到了输出结果。此时,介于输入编码和输出编码之间的某种特定的神经元联接网络,不仅完成了对编码的加工,同时还代表了输入和输出之间的逻辑关系,即联系。可以看出:联系既是从一个信息到另一个信息的指向,同时也是一种加工,是从一个编码到另一个编码之间的神经元网络的加工方式。
        在认识王芳之前,我的大脑中已经存在“王”和“芳”的编码,但二者之间没有联系,“王芳”这种编码组合形成的人名是没有意义的。我认识王芳后,文字“王”和“芳”才被联系了起来,在人名的加工系统中,成了一个有意义的编码。
        类似地,当我看到一个英文单词,首先,在大脑中的字母识别系统,形成对每个字母的编码,这些字母编码又被输入单词识别系统进行加工,加工后被联系在一起,在接下来的意文加工中被组合为一个意义编码。
        从上面这两个例子可以看到:在简单知识之间形成某种联系之后,就可以形成更为复杂的知识概念,复杂知识的编码,是建立在较为简单的知识编码的基础之上的。新的复杂知识的编码产生之后,又可能成为更复杂知识的编码基础。
        这样的例子不甚枚举。例如:在大脑中已有的体积和质量这两个物理概念的基础上,可以引入密度概念的编码。最初,密度编码的意义依赖于与体积和质量编码的联系,但在进一步的学习中,密度可以直接和其他更多的物理概念产生联系,进行运算,慢慢地,密度的编码意义变得更为独立,不那么依赖最初定义时形成的联系。
        当我们学习一些数学符号或函数时(比如∫或sin),也是如此。编码最初的建立以一大堆基础概念的相互联系为基础,但编码被引入之后,在新的运算规则和应用中,又成为独立的编码,而且是形成更复杂新知识的编码基础。
        所以,在一个信息加工层面上形成的联系,在另一个信息加工层面上,就变成了一种编码,或是编码的一部分。联系本身也可以看成是一种编码的存在。一些复杂知识的编码常常是建立在简单知识之间的联系之上的。
        我们知道,视网膜上的开中心神经元,是和一大簇感光细胞相连的,只有当中心的感光细胞有光照而边缘没有时,神经元才放电,因此,此开中心神经元的放电代表这些感光细胞的编码之间,存在着某种关系,也即是联系。计算机上存储的人脸图像是一个点一个点组成的,任何一个点,都是由三个数字组成的颜色而已,由这三个数字对应某种颜色,再把所有点联系起来,才是一张人脸。因此,从某种意义上来说,只要是对编码进行加工的过程,都可看成形成联系的过程,而这个过程的结果,就是输出新的编码。
        另外,整个大脑的所有神经元,在某一瞬间,或放电或不放电,可以被看作是一个超过140亿位的编码,下一瞬间的状态,又可以被看作另一个极长的编码,整个思维过程,就可以被想象成前后联系的,持续不断的编码流了。
        在计算机的硬盘上,存储有“王芳”的名字,这只是几个字节长的二进制数串,通过这个数串,既可以找到硬盘上存储的王芳的照片,也可以从硬盘的其他数据库中调出王芳的各种信息。但如果我想做的工作只是对存储在计算机中的总人数进行一个统计,那么程序就只会调出王芳的名字,至于王芳的其他信息,都默默地藏在硬盘的某个角落,不会被惊扰。
        但是在大脑中,情况就有了不同。当我看到王芳,大脑中想起她的名字,但是我想:她真的是王芳吗?不会是一个和王芳长得有点像的其他人吗?于是,大脑中的其他跟王芳有关的某些信息也被调了出来,从而证实:当前的人就是王芳。又或者,当我无意中听到有人说王芳时,我想:王芳应该就是我昨天下午见过的那个人,是李四的表妹,但是,我没记错吧?于是,在我的大脑中调出更多王芳的信息,包括她的相貌,昨天认识时的场境,试图确认我记忆的正确性。
        在上面列出的两个例子中,因为记忆提取的信息需要确认,于是调出其他相关的信息。但事实上,无论大脑对某个信息的正确性有多么肯定,当这个信息出现在大脑中时,与这个信息有直接关系的其他信息,就会或多或少地出现在大脑中。这样一来,这个信息的编码在大脑中才会有意义。因此,对记忆中编码的提取,无法象提取硬盘上的存储内容一样,可以单独提取某编码而不扰动其他相关联的编码。
        张三问我:“你什么时候见过王芳?”我答道:“我刚才在路上看见了王芳。”在我回答出这句话时,我的大脑中,被激活的不仅有“王芳”、“路上”等等信息的编码,还有把这些编码整合为一个句子的联系;不仅有“王芳”名字的语音编码,也有王芳相貌的编码,以及支撑这些编码的更为底层的语音和图象的属性编码。可以看到,即便是一个很简单的概念,在大脑中的激活模式也是非常复杂的,是多个脑区联合作战的结果。
        任何编码之所以出现在大脑中,一定是由其他有关系的编码或外界输入的信息引起的,而编码的出现,也一定会自动地引起一些其他与之相关的编码出现。编码和与之相关联编码相继出现,在时间和空间上都有一定的重叠。这种机制,使得编码在任何时候都只能是思维这个整体的一部分而已。在思维这个整体中,每一个编码都需要时刻和其余编码保持一致,以确保其正确性和意义性,同时,也为下一步可能的加工作好准备。但是,这种机制也可能会产生一些不期望的自动加工,从而干扰思维的进行,甚至使思维方向发生不期望的漂移。


        IP属地:四川7楼2016-09-29 13:24
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