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用晶体管模拟神经元,类脑盘算机最终会酿成“硅基生命”吗?

发布时间:2020-09-05 07:52:23   作者:U2电竞   来源:www.krusmynte.com

科技生长到今天科学家们仍无法解释意识是如何从大脑中降生。虽然在PET和CT扫描、核磁共振和脑电图中意识可能显示出其潜在的大脑运动迹象但意识自己并没有可识此外形式。

现代盘算机在许多功效上已经与人脑很是相似。作为一个信息处置惩罚系统来看待大脑和盘算机遵循同一套运作机制:输入、输出、存储、处置惩罚和指令。

另一些人坚持认为关键特性不是生物学上的而是功效性的。他们认为精神状态与某些功效性状态相同或发生于功效性组织。如果大脑能够被机械复制那么意识也可以。

阻挡者则称碳基生命使用氧气作为释放和使用能量的前言而硅与氧联合只能酿成固态而稳定的二氧化硅这为生命的新陈代谢制造了障碍。

http://leopoldsegedin.com/essay_detail_consciousness_can_computers_be_conscious.cfm

人类在模拟造物主的旅程上又进一步——日前浙江大学团结之江实验室配合研制乐成了我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑盘算机(Darwin Mouse)。

意识从何而来这既是一个科学问题也是一个哲学问题。

以塔夫斯大学(Tufts University)的Daniel Dennett为代表的许多现代分析哲学家则声称意识只是一种幻觉意识的存在与他们所坚信的机械的物质宇宙完全无法兼容。他们或是认为感质不存在或是认为这从基础上不是一个可以被科学系统研究的话题。

那么当人工制造的类脑盘算性能够几近完全地模拟人类大脑时它们会不会像人类大脑一样思考、判断、萌发自我意识从而酿成另一种“硅基生命”?

2012年盘算机科学家Dharmendra Modha使用一台强大的超级盘算机来模拟凌驾5000亿神经元的运动——甚至比人脑中850亿左右的神经元还要多;

2019年英特尔公布了神经形态盘算系统Pohoiki Beach由64块Loihi神经形态盘算芯片组成盘算能力相当于800万神经元……

支持者称碳和硅都是4价单个原子都能与其他元素形成化合物都能与氧成键都能形发展链聚合物不外由于硅在中等温度下是惰性的硅基生命可能只能在很是高的温度下存在;

相同与差别

在已往的100年里大脑曾被比作配电盘、电话交流机、无线电网络现在又被比作盘算机。

生命需要庞大的、连锁的链式反映硅的此类反映只能在很窄的温度和pH值规模内发生。思量到这些限制硅基生命的存在似乎比人类在宇宙中找到外星智慧生命更为希望渺茫。

这台类脑盘算机包罗792达尔文2代类脑芯片支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触与小鼠大脑神经元数量规模相当典型运行功耗只需要350-500瓦。

许多碳基分子使用了左右两种形式。例如大自然选择同样稳定的六碳水化合物在人体(以一种叫做糖原的聚合物形式)和植物(以聚合物纤维素的形式)中储存能量。糖原和纤维素的主要区别就在于单个碳原子的旋向性即碳水化合物聚合或形成链时形成的旋向性。

当人工制造的卵白质与天然卵白质具有一样的结构和身分时它们像天然卵白质一样事情;

意识从何而来?

有一种说法或许能解释这种现象:从科学上讲碳能比硅形成更强、更稳定的化学键这使得碳可以形成大量的化合物而且碳更容易形成双键。很可能碳的这种物理特性是意识所必须的。

但盘算机仍在许多方面和人脑截然差别:当人们讨论盘算机时他们明白的是一种经心设计的、基于逻辑和数学、具有可重复性、可预测性的机械但人脑却是一团杂乱的、看似随机的神经元它们的行为方式是不行预测的。

在感伤技术生长之余这也引申出了一个问题:

比起盘算机人脑既轻巧又灵活在实现同样的处置惩罚速度时人脑只需要点亮一个灯泡所需的能量但超级盘算机的耗能足以为一栋大厦供电;神经元可以自我断开并重连改变自己的物理结构甚至自我修复盘算机则稍有故障便发生错误、死机甚至烧毁。

2018年拥有100万个处置惩罚器内核的超级盘算机SpiNNaker首次启用每秒可执行200万亿次操作;

信息整合理论(简称IIT)认为意识是任何庞大系统都拥有的内在因果力(intrinsic causal power)人脑只是其中一个例子;

全局神经事情区(简称GNW)理论认为意识源自一类特殊的信息处置惩罚历程;

参考资料:

https://www.the-scientist.com/features/building-a-silicon-brain-65738?_ga=2.132951691.424127009.1599030469-512535796.1599030469

只管说法繁多现在还没有任何物理或理论证据讲明任何非生命的工具可以是有意识的。“硅基生命体”仍然只存在于文学作品中。

有些意识专家坚持认为对明白意识至关重要的基本属性是生物学的也就是说只有一个真实的大脑或者像它一样的有机的工具才气是有意识的。

硅基生命存在吗?

不得不说与此相关的任何探讨现在都还停留在理论与理想层面。不外凭据硅的特性科学家已经围绕“硅基生命”是否能真实存在发生了种种争论:

https://www.scientificamerican.com/article/could-silicon-be-the-basi/

然而两者间最重要的区别同时也是生命与非生命最重要的分野即是“意识”。

所有这些研究都在尽力使盘算机与人脑越发相似:类脑芯片用脉冲通报信号模拟离子收支导致细胞膜电压变化的神经元事情机理;使用优先响应特定类型刺激的人工水平调谐神经元模拟大脑的神经选择性;建设神经网络模型以模拟差别脑区神经元的周期性反映……

只管太阳能硅电池能够收集能量硅酮可以组成收缩的肌肉类物质硅酮液体能够携带氧化剂硅酸盐可以形成骨架硅树脂可以形成细胞膜甚至硅酸盐沸石中有旋向性的空洞可是缔造生命形式所需要的化学物质并不存在。

手性是使种种生物分子具有识别和调治种种生物历程的能力的特征而与碳差别硅并不能形成许多具有手性的化合物。化学家们一直在试图缔造新的硅化合物但许多类似于碳化合物的硅化合物仍然无法形成热力学数据证实这些类似物往往太不稳定或太生动。

当人工合成的DNA与天然DNA具有一样的结构和身分时它们像天然DNA一样复制;

https://www.the-ies.org/analysis/does-silicon-based-life-exist#:~:text=Silicon%20is%20inert%20at%20the%20moderate%20temperatures%20in,theoretical%20%22organisms%22%20have%20been%20called%20%22lavolobes%22%20and%20%22magmobes%22.

在碳基生命的生物历程中如酶等的庞大生物大分子之所以能准确地完成事情这依赖于“手性”。 当任何一种酶与它资助发生反映的化合物“交配”时这两种分子形状就像锁和钥匙。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

从理性上来看对盘算机发生自我意识的担忧似乎可以歇歇了;不外从感性的角度我们不妨保留有天马行空的理想究竟大自然是神奇的而一切皆有可能。

2014年IBM开发具辨识能力的类似人脑芯片SyNAPSE拥有100万小我私家工神经元(类脑细胞)2.56亿个突触(储存单元)和4096个称为“神经突触”(neurosynapTIc)的处置惩罚焦点;

https://www.scienceabc.com/humans/the-human-brain-vs-supercomputers-which-one-wins.html

此前世界上关于类脑盘算机及神经形态盘算、神经形态芯片的研究已经许多:

神经学家和神经病学家Giulio Tononi认为意识由焦点的“比特”信息组成;

https://www.scientificamerican.com/article/will-machines-ever-become-conscious/

在人脑中这些历程使用的是感受细胞、肌肉细胞、神经中枢、神经信号和突触在盘算机中则是摄像头、扫描仪、处置惩罚器、内存、算法和盘算机语言。



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