作者 | 蔡恒進
人類的自我意識和高級智能如何進化而來依舊是未解之謎。本文指出，人類進化過程中所獲得的敏感觸覺使得認知主體可以將世界清晰地剖分并封裝成“自我”與“外界”的二元模型。人類以此為起點，開啟對世界概念化的認知過程，逐漸形成可理解的信念和價值體系，以認知膜的形式進一步確立“自我”在認知上的“實存”。
蔡恒進（著名學(xué)者，武漢大學(xué)軟件工程、管理科學(xué)與工程教授、博導(dǎo)）
1、引言
人類被認為是地球上出現(xiàn)的所有物種中唯一具備高級智能的生物。人類智能產(chǎn)生與進化的原因是一個熱門但未解之謎。大約800萬年前，人類祖先開始直立行走[1]，這也普遍被視為人類誕生的標志?？茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的化石表明，早在一兩百萬年前的更新世（Pleistocene），有一種大袋鼠（Procoptodon）就已經(jīng)實現(xiàn)了雙足直立行走，它們行走的速度較慢，與當時的原始人類行走姿態(tài)非常相似[2]。生活在白堊紀晚期的霸王龍（約6800萬-6600萬年前）也是直立行走的代表之一[3]。這些物種已經(jīng)實現(xiàn)了直立行走，也存活了相當長的時間，可它們并沒有發(fā)展出高級智能。
人類智能究竟從何而來？鄧巴（Dunbar）[4]提出“社會大腦假說”（The Social Brain Hypothesis），認為人類大腦進化是為了在龐大而復(fù)雜的群體中生存和繁衍。某些動物種群也表現(xiàn)出一定的社會復(fù)雜性，卻沒有出現(xiàn)人類經(jīng)歷的智能進化升級。社會性對于種群的進化和個體出生以后的認知形成具有重要作用，但這不能成為人和其他動物在智能水平上產(chǎn)生顯著分化的有力解釋，我們更傾向于把社會性的強弱看作是智能水平高低的表現(xiàn)。我們要另外尋找人類智能比其他動物能夠更快迭代進化的突變因素或者說是“硬件”根源。羅薩（Rózsa）[5]認為，人類大腦容易感染病毒，十分脆弱，人類的性選擇傾向于更聰明的個體，就是為了提升后代對抗病原的能力。鄧曉芒最近強調(diào)了攜帶工具對人猿之別的重要性[6]。性選擇（sex selection）的提出已經(jīng)超出“物競天擇，適者生存”的范圍，而將（雌性）動物的主觀偏好納入其中，但性選擇不是人類獨有的特征。人類是唯一需要衣服來維持身體恒溫的生物，敏感的皮膚會不會就是人類智能快速進化的決定性因素呢？
人工智能的發(fā)展也對我們理解人類智能的本質(zhì)提出了要求。對于機器能否實現(xiàn)人類智能目前有兩極化的看法。彭羅斯（Penrose）[7]認為要制造出類似人類智能的機器是非常遙遠的事情，即便某臺機器通過了圖靈測試，也不能斷定機器就真的具備了理解能力?；舴蚵推绽ㄊ玻℉offman and Prakash）[8]比彭羅斯走得更遠，他們認為粒子的能量和位置等等都源自意識單元（conscious agents）的相互作用。另一種觀點則認為，人就是由原子構(gòu)成的“機器”，可以被物理還原，按照現(xiàn)在計算機發(fā)展的模式演化機器就能夠達到人類智能。以明斯基（Minsky）[9]為代表的研究者認為，精神是“肉體的電腦”，當計算機的算法行為足夠復(fù)雜，機器自然會出現(xiàn)情緒、審美能力和意識等特質(zhì)，也就能達到甚至超越人類智能。王培（Wang）[10]認為，一個智能系統(tǒng)不必在內(nèi)部結(jié)構(gòu)或外部行為上和人腦“形似”，但必須在理性原則上與其“神似”，一個計算機系統(tǒng)是否有智能在于它提供的解是否依賴于系統(tǒng)的歷史和處境。
我們認為，人類智能產(chǎn)生的關(guān)鍵在于形成了對“自我”的強烈意識。意識可以存在于宏觀尺度，且不需要依賴于量子特性。相比其他生物物種或當前世界頂級的人工智能，人類的超越性主要體現(xiàn)在能想象出超現(xiàn)實的、但最終被證明可以實現(xiàn)的未來，其根源在于人類的認知一開始就建立在對宇宙、對世界的整體剖分上，而由自我意識驅(qū)動的“概念”體系的建構(gòu)、傳播與認同過程是超越性的一個典型體現(xiàn)。
2、觸覺的特殊地位
成人大腦約有1000億個神經(jīng)元，但嬰兒在母體內(nèi)時，神經(jīng)元之間的連接很少（或很弱）。嬰兒剛出生時腦重量約為370克，兩歲時，腦重約為出生時的3倍，三歲時已經(jīng)接近成人的腦重，在這個階段腦重的增加伴隨著神經(jīng)元間的連接大量增加[11]。我們認為，在這個階段外界對皮膚的刺激是溫暖、疼痛等強刺激，使嬰兒產(chǎn)生了“自我”與“外界”的區(qū)分意識。作為對比，很多生物具有高度發(fā)達的視覺系統(tǒng)但沒有與人媲美的智能可能是因為視覺、嗅覺等刺激不容易將“自我”與“外界”區(qū)分開來。
波特曼（Portmann）[12]提出的“分娩困境”暗示，嬰兒在母體內(nèi)就發(fā)育到較成熟的大腦才更好（這也意味著長達18—20個月的孕期）。但是我們認為，出生后再發(fā)育成熟會更有利于嬰兒的未來發(fā)展，因為只有在感知世界的過程中再建立大腦內(nèi)神經(jīng)元之間的連接才能使個體產(chǎn)生強的自我意識和卓越的智能。例如雞和烏鴉都是卵生動物，小雞剛出殼不久就能走路與進食，但烏鴉剛出生時沒有絨毛也沒有視力，無法離開鳥巢，需要親鳥飼喂1個月左右才能獨立活動[13]；但許多數(shù)據(jù)顯示，烏鴉才是最聰明的鳥類之一，雞的智能則遠不及烏鴉。
恐龍統(tǒng)治地球那么長時間，卻沒有證據(jù)表明它們曾經(jīng)具有高級智能?？铸堊钤绯霈F(xiàn)在2億3千萬年前的三疊紀，滅亡于6千5百萬年前的白堊紀晚期，共存在了1億7千萬年。相比之下，最早的人類化石距今約700萬年，智能的高速進化大約是在過去的幾百萬年內(nèi)完成的。相對人類而言，恐龍皮糙肉厚，這可能就是恐龍未能發(fā)展出高級智能的原因。高級智能似乎不是在足夠長的時間內(nèi)單純依靠“物競天擇、適者生存”來進化就能達到。
在大腦快速發(fā)育過程中，個體不僅要具有清晰的邊界，還要能適應(yīng)環(huán)境生存下來。因此，只有在特殊條件下產(chǎn)生的基因突變，才能導(dǎo)致高級智能的誕生。在宇宙中，有高級智能生物的星球也因此可能非常稀少，費米悖論[14]也可以看作支持這一觀點的一個間接證據(jù)。
基于以上發(fā)現(xiàn)，我們完全可以設(shè)計出一系列的驗證實驗。例如，可選取繁殖周期較快的動物，如小白鼠等，分成幾組進行飼養(yǎng)研究，針對大腦發(fā)育關(guān)鍵期對不同組設(shè)定不同的環(huán)境條件，培養(yǎng)幾代后觀察其智力表現(xiàn)。
3、原意識
我們將“原意識”定義為：對“自我”的直觀、對“外界”的直觀，以及將宇宙剖分成“自我”與“外界”的這一簡單模型的直觀。
這里的“直觀”，可以理解為Qualia（可感受的特質(zhì)）。生命個體對光線明暗/顏色的感知能力是由該個體的基因決定的，但人對于明暗/顏色的直觀/Qualia是后天在大腦中形成的。凱和麥克丹尼爾（Kay & McDaniel）的研究表明很多語言中，先出現(xiàn)“黑”和“白”這樣的詞匯，“紅”等詞匯晚些才會出現(xiàn)[15]。
人有了對自我和外界的區(qū)分，自然也就明白了何為自我，何為非我，即人關(guān)于“自我”和“非我”的概念對（pair）隨之產(chǎn)生。有了這種概念對的原型，很多復(fù)雜的感知就可以被封裝成概念對，比如“上”和“下”、“黑”和“白”、以及“這里”和“那里”等等。
一個概念和它的對立面更可能是同時出現(xiàn)并不斷迭代加強的。例如對嬰兒而言，開始他只能夠區(qū)分能吃的（如蘋果和橙子）和不能吃的（如塑料玩具），這時候?qū)λ蕴O果和橙子可能是同一的，但隨著經(jīng)驗的積累或者父母的指導(dǎo)，他能通過形狀、顏色等開始區(qū)分蘋果和橙子。另一方面，即便兩個蘋果是兩個單獨的個體，人們?nèi)阅軐⑺鼈儦w為同一類。有了對“同一性”的認識，它的對立面“差異性”就有可能變得更清晰。
皮膚這一明晰的物理邊界使得人類對“自我”和“外界”的剖分非常確定，并能夠毫不費力地辨別“自我”與“外界”的內(nèi)容，這有助于將“原意識”的直觀傳遞給他人和后人。
但這一邊界不會一直停留在皮膚這一層次，而是會向外延伸。最早期的延伸就是食物。比如將果子抓在手里了，就會認為果子是自己的，不希望被他人奪走。下一階段就是領(lǐng)地意識，不僅在手中的果子是自己的，這棵樹上所有的果子都是屬于自己的，不希望有其他人來采摘。動物不希望別的動物喝河里的水，因為它覺得河水應(yīng)該是只屬于自己的。工具是手的延伸，家庭是個人的延伸，新聞媒體是人類的延伸[16]。這種認定自己身體之外的自然物屬于“我”的傾向，可以稱為“自我肯定認知”。
“自我”既然能夠向外延伸，就能夠向內(nèi)收縮。我們常常認為“內(nèi)心”更能夠代表“自我”，而不是我們的皮膚或四肢。這里“我”指的是心靈，而非身體。當“自我”的邊界經(jīng)常發(fā)生變化并變得模糊時，“自我”這個概念也就可以脫離物理和現(xiàn)實的束縛而存在。
明斯基認為意識是一個“手提箱”式的詞匯[9]，用來表示不同的精神活動，如同將大腦中不同部位的多個進程的所有產(chǎn)物都裝進同一個手提箱，而精神活動并沒有單一的起因，因此意識很難厘清。我們認為把世界剖分并封裝（encapsulate）成“自我”與“外界”是革命性的，它使復(fù)雜的物理世界能夠被理解（comprehensible），被封裝的“自我”可以容納不由物理世界所決定的內(nèi)容，想象力和自由意志（主觀能動性）也因此成為可能。
4、認知膜與自我肯定需求
在現(xiàn)實世界復(fù)雜的交互環(huán)境下，人對“自我”意識的強化，由自我肯定需求驅(qū)動形成的認知膜完成。在我們之前的研究中，通過考察中國自秦以來和西方五百年來的發(fā)展歷史，提出了“自我肯定需求”的概念[17]，為解釋中國改革開放三十年來的經(jīng)濟奇跡，又提出了“認知膜”的概念[18]。我們發(fā)現(xiàn)，自我肯定需求理論及認知膜，不僅能夠在國家層面上剖析問題，也同樣適用于對個體的認知。根據(jù)自我肯定需求理論，人對自己的評價一般高于他認知范圍內(nèi)的平均水平，因而他更希望在分配環(huán)節(jié)得到高于自己評估的份額，即自我肯定需求。同時人在與外部世界交互時，在面對明顯要高于自己水平的一個參照系的情況下對自身或自身所處環(huán)境進行評價時，為防止過大的落差擊垮自身的心理防線，總是更傾向于肯定自我，用較高的自我評價從主觀上進行自我保護，這一認知綜合體即為認知膜。認知膜像細胞膜保護細胞核一樣，起到了保護人的自我認知的作用。認知膜一方面過濾外界的信息，將有益的部分融入主體的認知體系，為自我認知提供必要的養(yǎng)分并促使其不斷生長、升華；另一方面使主體在面對外來競爭者時，在主觀上縮小其與優(yōu)秀者的差距，堅守內(nèi)心信念，保持一種樂觀心態(tài)去積極迎戰(zhàn)。
在人類進化的過程中，語言的出現(xiàn)是一個標志性的飛躍。嬰兒表現(xiàn)出令人驚嘆的語言學(xué)習(xí)能力[19] 。我們認為，外界刺激的多樣性使得嬰孩自我意識迅速成長，也使得其自我肯定需求愈加強烈，而正是這種強勁的自我肯定需求，促使嬰孩嘗試各種方式與外界交互。當他們發(fā)現(xiàn)語言是最有效的表現(xiàn)和溝通方式時，他們就會將語言作為工具，利用一切可以使用的資源進行語言的學(xué)習(xí)，習(xí)得的成果又能迅速從與外界的交互中獲得肯定，進一步刺激他們學(xué)習(xí)語言、識別事物、與外界有效交互的強烈意愿，因此嬰兒的學(xué)習(xí)效率會很高，習(xí)得母語非常迅速。而第二語言失去了作為工具的需求，相對來說習(xí)得過程就緩慢了很多[20]。就母語習(xí)得而言，普通嬰兒可以被稱為神童。少數(shù)嬰孩以音樂作為工具與外界交互，他們因此可能被稱為音樂神童。
不僅僅是嬰兒，在更廣域的尺度上，人的成長、公司的發(fā)展，乃至國家的成長，根本上都與自我認知相關(guān)，這個基本的出發(fā)點常常被社會科學(xué)研究者所忽視。人以及由人組成的集體往往面臨類似嬰兒的認知處境：如何處理自我和外部的關(guān)系。認知膜為主體的認知提供了相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，確立了個人、組織、國家不同層面“自我”的存在。在自我肯定需求的推動下，特定的社會傳統(tǒng)塑造了特定的價值觀和制度體系，來維持發(fā)展進程的連續(xù)性，由于在大多數(shù)情況下，總的自我肯定需求必定大于其所在社會的當下產(chǎn)出，那么維持發(fā)展必將離不開新資源的不斷捕獲，以此來調(diào)和自我肯定需求驅(qū)動的認知與財富供給的矛盾。這一矛盾正是東西方國家興衰準周期律的根本原因[17]，是企業(yè)尋求持續(xù)性成長的重大挑戰(zhàn)[21]，也是跨越中等收入陷阱必須解決的問題。
原意識是人類認知結(jié)構(gòu)的開端。當概念體系和價值體系（認知膜）從原意識中逐漸衍生出來之后，“自我”和“外界”的邊界逐漸模糊，“自我”更像一個生命體，需要不斷補充養(yǎng)分（自我肯定需求）使其得以維系，從而確立一種認知上的“實存”。
5、總結(jié)與討論
我們嘗試用一個簡單的假說來統(tǒng)一解釋一些看似沖突或離散的現(xiàn)象，從而建立一個自洽的理論，這正是運用物理學(xué)家們從第一原理出發(fā)的成功經(jīng)驗。哺乳動物有一套完整的感覺系統(tǒng)，基因突變引起的毛發(fā)減少、皮膚變敏感，為人體與外界提供了明晰的物理邊界，也為人對于“自我”和“外界”的剖分（原意識）提供了物理基礎(chǔ)。隨著大腦快速發(fā)育、神經(jīng)元不斷建立連接，這種關(guān)于“自我”和“外界”的剖分演變成關(guān)于自我和世界的觀念，形成強烈的自我意識，才能進一步探尋“自我”與“外界”的關(guān)系，進而產(chǎn)生高級智能。這整個演化過程我們定義為“觸覺大腦假說”，如圖1所示。
圖1 觸覺大腦假說示意圖
本文提出了觸覺大腦假說和原意識的概念，并討論了認知膜對智能進化的作用，如表1所示。觸覺大腦假說明確了觸覺為區(qū)分“自我”與“外界”提供了物理基礎(chǔ)，因而在人類智能進化過程中有著特殊地位。原意識是個體認知的起點，是關(guān)于“自我”與“外界”的剖分這一認知原型的直觀，能夠通過代際傳承給后代。認知膜包含了人的概念體系、價值體系和信念體系，個體認知不斷深化，認知膜不斷擴張，為“自我”的成長提供保護。
表1 觸覺大腦假說及相關(guān)概念的主要內(nèi)容及對象
“自我”的延伸或成長不僅僅局限在物理空間這個維度上?！皟?nèi)心”的“強大”實際上是“自我”的“圓融”，亦即當個體的自我肯定需求不停得到適當?shù)臐M足，應(yīng)對“外界”能夠“融會貫通”，“自我”就會越來越強大，能夠包含的內(nèi)容也越來越多，成長到一定階段，就可能達到一種超脫的狀態(tài)，“隨心所欲而不逾矩”，在物理世界規(guī)律的約束下，依然能夠按照自己的意志行動，從“必然王國”走向“自由王國”！
如果可以理解人類智能“從哪里來”，面對人工智能的挑戰(zhàn)，我們更無法回避人類智能“該往哪里去”的拷問。本文為休謨問題的解答提供了一個新的連接點——自我意識。連續(xù)的物質(zhì)運動被“自我意識”分割成“事”和“物”，然后在此基礎(chǔ)上被分類，被賦予權(quán)重，被賦予意義。“價值命題”可以從“事實命題”映射出來，也可以由“自我意識”生發(fā)出來。
“世界上最無法理解的事情，就是它是可理解的”（愛因斯坦）。這個世界的可理解在于能對世界進行“自我”與“外界”的剖分，人與人之間的可理解性在于認知主體具有相同的原意識。圖靈機不能自發(fā)產(chǎn)生自我意識和價值體系，但人類能夠賦予之。真正的挑戰(zhàn)在于賦予何種價值體系，使得不同機器之間能夠互相理解、競爭并進化。引導(dǎo)機器形成自我意識，并教育機器以仁愛，才更有可能實現(xiàn)人機和平相處、共同發(fā)展。
致謝
本文得益于與王培、鄧曉芒、黃治國和徐正全的討論，樊小英、蔡天琪、汪愷、張文蔚和解丹更是參與了文獻查找和文字整理，謹致謝意！
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