模仿人腦外部行為讓機器“理解”

摘要：根據人腦進行復雜活動時的外部表現，也就是從系統的層面，可以讓機器模仿人腦，讓機器有類似人腦的復雜活動，諸如“理解”等復雜活動。從外部條件看，人腦與計算機基本一致。所以從外部環境總結的人腦“理解”概念的過程，如果讓機器來執行這個過程，那么也就是機器“理解”的過程了。

正文：

隨著計算機技術的迅猛發展，越來越多的腦力勞動被計算機取代。但是一直以來，計算機只是被看成能極快地、準確地進行數值運算的機器，被取代的人類腦力勞動，也只是極少需要邏輯和判斷的工作。但是人腦的復雜機能，通過設計程序，機器其實是可以執行的。

拋開人腦與計算機內部結構的區別，從外在結構看，作為系統，人腦與計算機具有相似性甚至一致性。人腦的許多復雜機能，剖析徹底后，其實是可以寫成計算機能執行的程序，讓計算機加以模仿。因此，通過執行模仿人腦復雜機能外部體現而編寫的程序，機器是可以有產生人腦的復雜機能的活動的能力的。諸如“理解”等。

（1）人的神經系統與計算機系統的比較

人的神經系統和計算機系統從外部看其實是一致的。雖然從內部結構看，計算機沒有神經元之類的基元作為元件，而且計算機處理信息的電路也不能像人腦的神經回路那樣可以重新構造、搭建。但是從系統的角度看卻是一致的，人腦與計算機都是一個二端網絡，從輸入端口輸入的信號在系統內處理后再進行輸出。從各自處理的信號的本質來看，計算機硬件通常處理的是電信號，最后輸出。而人的神經回路傳遞的興奮，也是輸入端接收刺激產生動作電位，以電信號在神經纖維上傳導（只是神經細胞間以化學信號傳遞），在輸出端，也是以電信號方式刺激肌肉和腺體。可見，從系統的角度看，不但二者皆為擁有輸入與輸出兩端口的系統，而且輸入輸出的信號也基本一致。因而，從系統角度看，人腦與計算機基本一致。

（2）從外部看人腦執行“理解”活動的整個過程

理解，從外部行為看，就是對一個概念，能夠從多個層次認識的過程。而人腦對一個概念加以理解的過程，就是不斷搜索這個概念的相關特征，作為知識加以記憶，最后再用記憶的知識判斷輸入的信息是否與這個概念一致，再輸出結果。從人的成長過程可以很好理解這一點。比如一個嬰兒剛出生，由于剛來到世上，大腦還沒接收過任何信息，幾乎沒有他可以理解的概念。嬰兒的母親此時會教一些新的概念給嬰兒（即輸入信息）。嬰兒的大腦或許不會立馬用這些概念判斷輸入的信息，但是一段時間后他會記住，之后根據這個概念的一些特征加以區分。在課堂或者書本上他記住了更多的這個概念的特征，此時拿它對輸入的信息加以判斷，就會更清晰。及理解的更透徹。所以，所謂的理解就是對一個概念不斷搜索可以描述其的特征，加以記憶，最后憑記憶的特征對輸入的信息進行判斷的過程。

（3）模擬人的成長過程，讓機器會“理解”

其實人逐漸理解一些概念，最初也不是自主去搜索概念的相關特征。同理，讓機器有一定的“理解”能力，可以通過外部輸入讓其記憶相關特征，最后執行程序時將輸入的特征作為“判斷”的條件。就像手機的指紋錄入器，最后將錄入的指紋作為開鎖的條件。只是手機的指紋錄入沒有設立一個“概念”，把錄入的指紋與這個“概念”聯系起來。如果設立一個“概念”，讓機器儲存大量的相關特征，并對輸入的信息加以判斷，其實這可以看作機器對這個概念“理解”了。

結論：從外部條件看，人腦與計算機基本一致。那么從外部環境總結的人腦“理解”概念的過程，如果讓機器來執行這個過程，那么也就是機器“理解”的過程了。因而可以這樣說，通過設立一個“概念”，讓機器記憶與這個“概念”相關的特征，并將其作為條件，對輸入的信息加以判斷，這個過程其實就是機器對這個“概念”的理解過程。

參考文獻：

朱福喜《人工智能》清華大學出版社；

（美）伊恩·古德費洛//（加）約書亞·本《深度學習》人民郵電出版社；

（美）蘭德爾·E.布萊恩特《深入理解計算機系統》機械工業出版社。

作者簡介：郭源（1999-），：男，四川省遂寧市，在校本科生，電子科學與技術.endprint