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機器人有意識嗎?-《2050科幻大成真》

時報出版_96
・2015/06/18 ・3763字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

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機器人有意識嗎?

想知道為何真正的自動機器人還沒有出現,最清楚的方式是看它們的意識屬於那個階層。我們在第二章說過,可以把意識分成四個階層。階層「0」能用來描述恆溫器或是植物,它們有一些回饋迴路,受到一些簡單參數影響,例如溫度和陽光。昆蟲和爬行動物具有階層「1」意識,這些生物能移動,同時有中樞神經系統,能把「空間」這個新的參數納入自身所處的世界模型中。接下來的階層「2」意識,這個階層的世界模型中納入與其他同種個體的互動,因此需要情緒。最後人類擁有階層「3」意識,其中包括時間和自我意識,好用來模擬事物未來演變的方式,並且決定自身在這些模型中的處境。

根據這個理論,我們可以給現今的機器人排位置。第一代機器人是階層「0」,因為它們不會動,沒有輪子也不能走動。現在的機器人位於階層「1」,它們可以動,但是要在真實的世界中暢行無阻還有很多困難,因此處於非常低階。這些機器人的意識可能和蠕蟲或是移動緩慢的昆蟲相同,若要製造出真正的階層「1」意識,科學家製造出的機器人就要有如昆蟲和爬行動物的意識。就算是昆蟲,也具有現在機器人所缺乏的能力,例如能快速找地方躲起來、在森林中找到交配對象、察覺掠食者而逃開,以及找尋食物與棲所。

之前提過,我們可以依照回饋迴路的數量把各階層的意識再細分。例如有眼睛的機器人就有多個迴路,因為這種感測器能偵測三度空間的影子、邊緣、曲線和幾何形狀。如果有耳朵,機器人便能偵測頻率、音量、聲壓和聲音的休止。這樣回饋迴路加起來大約有十個。(昆蟲因為要在自然環境中找尋食物、伴侶和棲所,因此回饋迴路可能有五十個以上)。因此,典型的機器人意識為階層「1:10」。

接下來,如果機器人具有階層「2」意識,它們所建立的世界模型就要能納入其他個體。我們之前說過,在階層「2」意識中,第一個計算值是群體中的個體數量乘上每個個體具有的情緒種類,和彼此溝通的表現方式數量。因此機器人可能具有階層「2:0」意識,不過現今的實驗室必須先製造出具有情緒的機器人。

現在機器人所見到的人類,只是從攝影機捕捉到的像素,不過有些人工智慧的研究人員開始打造能經由表情和聲調來辨認情緒的機器人。這是機器人了解人類的第一步:人類不只是隨機排列的像素,而是具有情緒狀態。

在接下來幾十年,機器人將會慢慢在階層「2」中爬升,開始具有小鼠、大鼠、兔子、狗的智能,然後是貓。在本世紀末期,機器人可能具有猴子的智能,開始會產生自己的意識。一旦機器人具有從普通常識而來的應用知識,並且具有心智,就能對未來作出複雜的模擬,而且以自己擔任主要角色,這時便擁有階層「3」意識。它們會離開「現在」的世界,而進入「未來」的世界。對於現在的機器人來說,這還是好幾十年以後的事情。要模擬未來,意味著必須清楚掌握自然定律、因果關係和普通常識,這樣才能考慮未來的事情。這也意味著要了解人類的意圖與動機,才能預測他們未來的行動之前也提過,階層「3」意識的數值,是由個體在模擬未來各種真實情況時,所使用的因果連結數量,除以對照組的數量而得到的。現在的電腦能靠幾個參數模擬有限的狀況(例如兩個星系的碰撞,飛機周圍空氣的流動、建築物在地震時搖動的方式),但是還無法模擬未來複雜的狀況,因此它們的意識可能像是階層「3:5」。

因此我們需要花很多年工夫,才能製作出能展現人類社會中普通功能的機器人。

source:Peyri Herrera
source:Peyri Herrera

速度是障礙

機器人何時才能具有人類的智能,甚至超越人類呢?沒人知道,但是有許多人預測,其中大部分人的依據是摩爾定律,將之推廣到數十年後。但是摩爾定律並非真正的定律,因為它違背基本的物理定律:量子理論。所以摩爾定律無法永遠持續下去,而且我們現在已經看到速度減緩了。在十年或二十年內,速度的增加會平緩下來,結果會很可怕,特別是對電腦資訊產業。

目前可以在指甲大小的晶片上放入數百萬個電晶體,但是能在這些晶片上放入的電晶體數量有限。奔騰晶片中最薄的一層只有二十個原子厚,但是到了二○二○年可能只有五個原子厚。接下來海森堡(Werner Heisenberg)的測不準原理(uncertainty principle)效應就會越來越明顯,你將無法確定電子的位置,電子可能從線路中漏出來,晶片會短路。(附錄會詳細討論量子理論和測不準原理。)此外,晶片發出的熱足以在上面煎蛋。除非找到替代方案,漏電和發熱的問題最後會讓摩爾定律的速度慢下來。

以二維晶片上容納電晶體的方式,計算能力已經到了極限,因此英特爾公司花費數十億美元,未來將放在三維晶片上。時間會說明這樣的賭注能否回本。(三維晶片的主要問題之一是晶片越高,產熱的__速度也越快。)微軟則採用其他方式,例如用二維晶片進行平行處理。其中一種可能的方式是把晶片水平排成一列,然後把一個軟體問題分成好幾部分,每個部分分給一個晶片,最後再集合起來。但是這個過程並不容易,而且軟體發展的速度要比我們習慣的超快速摩爾定律慢許多。

這些權宜之計可能讓摩爾定律再撐幾年,但是最後這些伎倆都有盡頭,都逃不過量子理論的掌控。因此矽晶片電腦的時代終將結束,科學家正在實驗各種不同形式的電腦,例如量子電腦、分子電腦、奈米電腦、DNA電腦、光學電腦,不過目前這些技術沒有一個可以運用。

詭異之谷

我們先假設有一天真的發展出難以置信的複雜機器人,晶片上的電晶體可能是分子而不是矽。這時,我們要這些機器人和人類多像呢?在製造類似萌寵物和小孩的機器方面,目前日本居於領先地位,但是這些設計師很小心,不要讓機器人太像人類,不然會讓人怕怕的。這種現像是日本的森政弘博士在一九七○年首先研究的,他稱之為「詭異之谷」:如果機器人太像人類,反而會恐怖。(這個效應最早是一八三九年達爾文在《小獵犬號航海記》提出的,後來佛洛伊德於一九一九年有篇文章標題就叫做〈詭異〉。)從那時起,不只人工智慧研究者,連動畫師、廣告主,以及其他要推銷人形產品的人,都仔細研究這個理論。例如CNN評論動畫電影《北極特快車》時,說:「片中出現的人類角色簡直是……嗯,讓人毛骨悚然。《北極特快車》說好聽是讓人不安,說難聽是有點驚悚。」

根據森政弘的說法,如果機器人越像人類,我們對機器人的同理心就越多(但只多到某個點),如果機器人有人類的外觀,同理心便會大幅減少,這就是「詭異之谷」。如果機器人的外表和人類非常相似,但是又有一些特徵不同,這便顯得「詭異」,讓人有嫌惡和恐懼之感。如果機器人外表和人類百分之百相同,和你我無法區分出來,這時我們又會恢復正面情緒。

這個理論有實用的意義,例如,機器人應該要微笑嗎?首先,機器人應該要微笑待人,讓我們覺得舒服。微笑是世界性表示友善與歡迎的方式,但是如果機器人的微笑太真實,反而會讓人起雞皮疙瘩。(例如萬聖節面具通常做成有惡魔面貌的食屍鬼咧嘴而笑。)機器人的微笑要有童顏(例如圓臉大眼),不然就非常像真人,不能在兩者之間。(故意微笑時,我們是用前額葉皮質控制面部肌肉,如果是發自內心的微笑,則是由邊緣系統所控制,兩者運用的肌肉組合有些差異。人類腦能區分這樣的差異,這有利於演化。)

這種效應也可以用腦部掃描來研究。我們把受試者送進磁振造影機器中,讓他看一個長得和人類一模一樣的機器人圖片,不過這個機器人的身體動作有些抽象,像是機器。腦不論看到任何東西,都會預測它未來的動作。不過當機器人的動作像是機器,就和外貌無法配合,這讓我們感覺不舒服。這時頂葉會格外活躍(特別是連結運動皮質和視覺皮質的部位)。目前科學家相信鏡像神經元(mirror neuron)存在於頂葉。這是有道理的,因為視覺皮質收到人模人樣的機器人影像,運動皮質和鏡像神經元會預測機器人的動作。最後,由眼睛後面的眼窩額葉皮質彙整所有訊息,然後說:「嗯,有些地方怪怪的。」

好萊塢的製片了解這個效應。他們花很多錢製作恐怖片,也了解巨大的妖魔或是人造的怪物從草叢中突然跳出來,並不是最恐怖的畫面,最恐怖的是發生在一般人身上的扭曲現象。想想電影《大法師》吧!是哪一幕讓觀眾嘔吐著跑出電影院或昏倒在椅子上呢?是惡魔出現的那一幕嗎?不,是琳達.布萊爾(Linda Blair,被惡魔附身的少女)把頭完全轉過來的場景,讓全世界的電影院爆發出刺耳的尖叫和震耳的哀鳴。

年輕猴子身上也有這種效應。如果你讓牠們看吸血鬼或是科學怪人的圖片,牠們只會嘻笑然後把圖片撕掉。如果你給牠們看的是被斬首的猴子,牠們會高聲尖叫。日常之物的扭曲,才會發出最大恐懼。(在第二章,我們用意識的時空理論解釋幽默的本質,因為腦會模擬笑話情節中的未來,但是讓人驚訝的笑點就突然出現。這個理論也可以解釋恐怖的本質。腦會模擬日常平凡的事物,但是這些事物如果突然往恐怖的方向扭曲,就會造成震撼。)

機器人將會持續有童顏的外貌,就算是有人類般智能之後也是如此。要等到機器人的動作完全像人類之後,設計師才會讓它們的外貌完全像是人類。

6e9fadc5defe44c78b4fbbff7ea4d739本文摘自泛科學2015六月選書《2050科幻大成真:超能力、心智控制、人造記憶、遺忘藥丸、奈米機器人,即將改變我們的世界》,時報出版。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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似假?還真!哲學家與腦科學家的虛實論辯
臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
・2022/02/25 ・4408字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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  • 撰文/陳貴正|中央研究院歐美研究所博士後研究員
  • 校對/陳樂知|臺灣大學哲學系助理教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會秘書長
左起:陳樂知教授(臺灣大學哲學系助理教授)、曾祥非教授 (臺北醫學大學心智意識與腦科學研究所教授)、謝伯讓教授(臺灣大學心理系副教授)、林映彤教授(陽明交通大學心智哲學研究所副教授)、鄭會穎教授(政治大學哲學系助理教授)

不同學科之間的跨領域交流,是國內外學界最關注的議題之一。因應這個趨勢,臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(LMPST Taiwan)將以意識為題,主辦一連串的跨領域論壇《種種意識講場》。該活動系列由政治大學現象學研究中心、清華大學實作哲學中心、臺灣大學哲學系、臺灣跨校意識社群合辦,順弈有限公司贊助。舉辦這論壇系列的主要目的,除了促進跨領域對話外,也在促進國內學界的大眾接觸面,讓大眾得以理解學界現況。

首場論壇於 2021 年 12 月 1 日舉行,以〈意識的真象與假象〉為題,並邀請了哲學與心理學的專家進行對話。活動的主持人與引言人為鄭會穎教授(政治大學哲學系助理教授、現象學研究中心主任),與談人則為林映彤教授(陽明交通大學心智哲學研究所副教授)、曾祥非教授 (臺北醫學大學心智意識與腦科學研究所教授)、謝伯讓教授(臺灣大學心理系副教授)。四位講者均是國內意識研究的專家。

主觀論與客觀論

鄭會穎教授首先說明這次講座討論的核心問題:在意識中是否可能區分真象與假象?換句話說,主觀經驗這回事,是只要自己感覺到就一定是真實的嗎?還是說,有沒有可能只是自己搞錯?

鄭教授以「疼痛」這一意識狀態為例,釐清問題的意涵。假設某位病患因為感到疼痛而就醫,醫生隨即做了各種檢查。檢查過後,醫生卻說病患可能只是過度擔憂,因而誤信自己感到疼痛;實際上的檢查結果並未顯示任何與疼痛相關的生理狀況。在這種情形下,究竟應該以誰的觀點為準?鄭教授提到了兩種可能的回答。

自己感覺到的痛,是真實的痛嗎?圖/Pexels

按照「主觀論」的說法,只要有對於疼痛的感受,疼痛就真的存在,不管生理上有沒有組織受損等情形。然而,按照「客觀論」的說法,我們對於疼痛的感受,有時可能僅是假象;疼痛是否真的存在,取決於客觀條件是否滿足。若權威科學理論主張疼痛就是組織受損,那麼沒有組織受損就沒有疼痛;疼痛的感受是否出現並不重要。

提出了主觀論與客觀論兩種觀點之後,鄭教授舉出了各式各樣的例子,藉以說明兩種理論各有根據。先就主觀論來看,著名哲學家 Saul Kripke 便曾藉由「痛」與「熱」的對比,強調疼痛的特殊之處。在討論「熱」時,我們可以合理地把「熱」與「對熱的感覺」分開。熱本身由分子的運動與碰撞構成,對熱的感覺則由主觀經驗所構成。可是,同樣的區分不能被套用於「痛」與「對痛的感覺」之上。畢竟,未被感受到的痛根本不是一種痛,所以痛與痛感之間不存在任何區別。

換句話說,疼痛永遠不會是一種假象;疼痛感覺起來是什麼樣子,疼痛的真象就是什麼樣子。這似乎印證了主觀論的說法。

不過,客觀論也有其根據。鄭教授在此介紹了學者 Ned Block 的說法,而其中的關鍵是現象意識(phenomenal consciousness)與取用意識(access consciousness)的區別。現象意識的有無,取決於心理狀態究竟是有意識的、還是無意識的;取用意識的有無,則取決於心理狀態所帶有的資訊有沒有被取用。這兩種意識不一定會同時出現。舉個例子:即便我們在搭飛機時聽到很吵的引擎聲,我們也未必會注意到這一點。

換句話說,即便我們有意識地聽到嘈雜的引擎聲,我們也未必會取用聽覺經驗所帶有的、關於引擎聲的資訊。那麼,即便某種意識狀態沒有被取用,也不代表該狀態並不存在。這點有利於客觀論——意識的真象是什麼樣子,並不是該意識狀態的擁有者說了算。

基於腦神經科學的考量

在鄭會穎教授介紹了理論框架之後,謝伯讓教授提出了一些腦科學研究中的實際成果,並指出這些成果對主觀論較為不利。

謝教授的第一個例子是所謂的「虛構」(confabulation)。在這類案例之中,腦傷的患者會報告根本不曾經歷的經驗。舉例來說,某個患者的視覺系統發生了損傷,基本上已經全盲,但患者卻可能會大力稱讚主治醫生的衣著、表示非常欣賞醫生所穿西裝與領帶的顏色。這些話很可能並非有意的胡言亂語;患者可能真的相信自己清楚看到了醫生的穿著。因此,雖然腦傷使得患者喪失了視覺經驗,但患者卻相信自己經歷了視覺經驗。

某些視覺系統受損的患者,基本全盲,卻會稱讚醫師的衣著。圖/Pexels

第二個例子則涉及「否定知覺經驗」(perceptual denial)。這類案例與前述的虛構案例形成了有趣的對比。在前述案例中,患者相信自己經歷了實際上不存在的經驗;在否定知覺經驗的案例中,患者則相信自己沒有經歷實際上存在的經驗。以疼痛為例,患者明顯處在會導致疼痛的生理狀態,卻深信自己並沒有感到疼痛。在更極端的例子中,患者可能感覺到疼痛,卻相信所感受到的疼痛不屬於自己;若被問及疼痛的由來,患者可能會主張是由其他人所植入。

第三個例子是一種視覺上的錯覺。在著名的傳球實驗中,受試者被要求觀看一段傳球的影片。影片中的兩個隊伍分別身穿黑衣與白衣,而受試者可能必須數算白衣隊伍球員間的傳球次數。而傳球的過程正在進行的時候,會有一隻大猩猩出現在場中。實驗結果顯示,部分受試者因為把注意力集中在球員身上,結果沒有注意到有猩猩出現。不過,當實驗者訪問這些受試者的時候,他們卻會宣稱自己看到了球場上的所有細節。從這個實驗,科學家發現:受試者的經驗實際上有什麼內容,可能與他們的認知並不一致。

從上述討論看來,無論是關於經驗是否存在、或者經驗的內容包含什麼細節,人們的認知都可能與實際情況有所落差。那麼,腦科學中的案例就構成了主觀論的潛在反例。此外,腦科學中的主流理論也可能不利於主觀論。這些理論強調經驗產生的過程涉及各種加工,但加工愈多,經驗就愈有可能會與實際情況不相符。

曾祥非教授緊接謝教授發言,並進一步補充謝教授談及的加工過程。曾教授指出意識在加工過程的末端階段才會出現,而這個加工過程基本上是一種逐步進行的資訊處理。感官在受到刺激之後會產生訊號,但大腦並不僅僅接收這些訊號,而是會加以詮釋。進行詮釋之後,大腦一方面可能會將結果記錄在短期記憶之中,另一方面可能會利用概念對這些結果進行判斷。這眾多的階段涉及了複雜的資訊,大腦因而需要整合這些資訊。在資訊整合完成後,意識才會產生。

由此看來,只要意識產生之前的階段出現錯誤,意識的內容就有可能出現錯誤。按照曾教授的觀察,正是基於這樣的理由,研究感官知覺的學者多半認為:位在資訊處理過程早期的感覺 (sensation)較為客觀。可是,曾教授也認為,目前的討論多少受限於技術上的困難。當腦科學發展出更複雜的技術、協助我們清楚理解從感覺到意識的過程以後,主觀論與客觀論間的爭議或許就能漸漸化解。

大腦需要整合複雜的資訊後,意識才會產生。圖/Pexels

基於實驗哲學的考量

謝教授與曾教授自腦科學的觀點出發,檢視主觀論與客觀論;林映彤教授則從哲學內部尋找評估這兩者的方式。按照林教授的觀點,在進行哲學討論時,學者常常企圖提出在直覺上有說服力的論證。然而,學者本身的直覺可能與其他人的直覺並不相同,因此學者的直覺是否有代表性有待商榷。「實驗哲學」(experimental philosophy)的研究者希望克服這樣的問題,而他們的作法就是利用問卷等方式,探究一般人的直覺。

鑒於這次講座的主題,林教授介紹了 Kevin Reuter 與 Justin Sytsma 兩位學者對疼痛進行的實驗哲學研究。Reuter 與 Sytsma 採用了不止一種方法,嘗試了解一般人對於疼痛有甚麼樣的直覺,其中一種方法是檢視 Google 上搜尋得到的資料,藉以判斷一般人是何種方式描述疼痛。

Reuter 與 Sytsma 的推論基於一項假設:不同的描述方式反映了不同程度的確信。舉例來說,如果某人看到一件藍色的衣服,而且十分相信自己的視覺經驗,那麼這人就會說這件衣服「是藍色的」(is blue)。相較之下,如果這人對自己的經驗並不很有信心,那他就會說這件衣服「看起來是藍色的」(looks blue)。

Reuter 與 Sytsma 好奇的是:當人們在討論疼痛時,是否也有類似的語言習慣?分析 Google 上的資料以後,他們認為答案是肯定的。當人們明確感到疼痛時,慣用的表達方式是「會痛」(have a pain);但當人們對自己的疼痛經驗不太有信心,慣用的表達方式是「感到痛」(feel a pain)。這樣的結果似乎指出:人們對於疼痛的理解涉及某種真象與假象的區別。當疼痛感出現時,有時疼痛無疑是存在的,但有時事情就比較難說了。

問題與討論

在四位與談的教授提出了各自的觀點之後,現場觀眾對與談人提出了一些問題。第一個問題與腦科學中如何判別真象與假象有關。觀眾詢問:腦科學家是否完全倚賴腦部造影等技術,判定心理狀態是否存在?謝伯讓教授的回應說明:最重要的根據還是人們的主觀認定。

在記錄受試者的腦部活動時,腦科學家會要求受試者提供對自己心理狀態的主觀報導。腦科學家會嘗試以可靠的報導為基礎,為腦部活動的紀錄建立資料庫,再以這樣的資料庫作為將來判讀腦部活動的依據。因此,腦部造影等技術並無法完全取代人們的主觀認定。

腦部造影等技術並無法完全取代人們的主觀認定。圖/Pexels

其他在場觀眾隨即提出了不同的問題,而與談人們在回應時也進行了另一輪意見交換。臺下的 LMPST Taiwan 秘書長、臺灣大學陳樂知教授則發問:「剛剛很多討論裡面,都是用感覺的主觀跟客觀來說……但是我的想法是:有沒有那麼簡單可以分主觀層面跟客觀層面?會不會有主觀層面 A、主觀層面 B、主觀層面 C,然後可能有客觀層面 A、B、C,然後還有一個層面是半主觀、半客觀?」這個問題引起了與談人的迴響,也指出了未來延續討論的可能方向。

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臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
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臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(The Taiwan Association for Logic, Methodology and Philosophy of Science and Technology, LMPST Taiwan)為國內非營利法人團體,主要幹部均為國內教授或研究員。本會以促進科學型的哲學研究為宗旨,工作包括國內專業學術工作、跨領域學科交流及哲學普及推廣。

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機器人有意識嗎?

想知道為何真正的自動機器人還沒有出現,最清楚的方式是看它們的意識屬於那個階層。我們在第二章說過,可以把意識分成四個階層。階層「0」能用來描述恆溫器或是植物,它們有一些回饋迴路,受到一些簡單參數影響,例如溫度和陽光。昆蟲和爬行動物具有階層「1」意識,這些生物能移動,同時有中樞神經系統,能把「空間」這個新的參數納入自身所處的世界模型中。接下來的階層「2」意識,這個階層的世界模型中納入與其他同種個體的互動,因此需要情緒。最後人類擁有階層「3」意識,其中包括時間和自我意識,好用來模擬事物未來演變的方式,並且決定自身在這些模型中的處境。

根據這個理論,我們可以給現今的機器人排位置。第一代機器人是階層「0」,因為它們不會動,沒有輪子也不能走動。現在的機器人位於階層「1」,它們可以動,但是要在真實的世界中暢行無阻還有很多困難,因此處於非常低階。這些機器人的意識可能和蠕蟲或是移動緩慢的昆蟲相同,若要製造出真正的階層「1」意識,科學家製造出的機器人就要有如昆蟲和爬行動物的意識。就算是昆蟲,也具有現在機器人所缺乏的能力,例如能快速找地方躲起來、在森林中找到交配對象、察覺掠食者而逃開,以及找尋食物與棲所。

之前提過,我們可以依照回饋迴路的數量把各階層的意識再細分。例如有眼睛的機器人就有多個迴路,因為這種感測器能偵測三度空間的影子、邊緣、曲線和幾何形狀。如果有耳朵,機器人便能偵測頻率、音量、聲壓和聲音的休止。這樣回饋迴路加起來大約有十個。(昆蟲因為要在自然環境中找尋食物、伴侶和棲所,因此回饋迴路可能有五十個以上)。因此,典型的機器人意識為階層「1:10」。

接下來,如果機器人具有階層「2」意識,它們所建立的世界模型就要能納入其他個體。我們之前說過,在階層「2」意識中,第一個計算值是群體中的個體數量乘上每個個體具有的情緒種類,和彼此溝通的表現方式數量。因此機器人可能具有階層「2:0」意識,不過現今的實驗室必須先製造出具有情緒的機器人。

現在機器人所見到的人類,只是從攝影機捕捉到的像素,不過有些人工智慧的研究人員開始打造能經由表情和聲調來辨認情緒的機器人。這是機器人了解人類的第一步:人類不只是隨機排列的像素,而是具有情緒狀態。

在接下來幾十年,機器人將會慢慢在階層「2」中爬升,開始具有小鼠、大鼠、兔子、狗的智能,然後是貓。在本世紀末期,機器人可能具有猴子的智能,開始會產生自己的意識。一旦機器人具有從普通常識而來的應用知識,並且具有心智,就能對未來作出複雜的模擬,而且以自己擔任主要角色,這時便擁有階層「3」意識。它們會離開「現在」的世界,而進入「未來」的世界。對於現在的機器人來說,這還是好幾十年以後的事情。要模擬未來,意味著必須清楚掌握自然定律、因果關係和普通常識,這樣才能考慮未來的事情。這也意味著要了解人類的意圖與動機,才能預測他們未來的行動之前也提過,階層「3」意識的數值,是由個體在模擬未來各種真實情況時,所使用的因果連結數量,除以對照組的數量而得到的。現在的電腦能靠幾個參數模擬有限的狀況(例如兩個星系的碰撞,飛機周圍空氣的流動、建築物在地震時搖動的方式),但是還無法模擬未來複雜的狀況,因此它們的意識可能像是階層「3:5」。

因此我們需要花很多年工夫,才能製作出能展現人類社會中普通功能的機器人。

source:Peyri Herrera
source:Peyri Herrera

速度是障礙

機器人何時才能具有人類的智能,甚至超越人類呢?沒人知道,但是有許多人預測,其中大部分人的依據是摩爾定律,將之推廣到數十年後。但是摩爾定律並非真正的定律,因為它違背基本的物理定律:量子理論。所以摩爾定律無法永遠持續下去,而且我們現在已經看到速度減緩了。在十年或二十年內,速度的增加會平緩下來,結果會很可怕,特別是對電腦資訊產業。

目前可以在指甲大小的晶片上放入數百萬個電晶體,但是能在這些晶片上放入的電晶體數量有限。奔騰晶片中最薄的一層只有二十個原子厚,但是到了二○二○年可能只有五個原子厚。接下來海森堡(Werner Heisenberg)的測不準原理(uncertainty principle)效應就會越來越明顯,你將無法確定電子的位置,電子可能從線路中漏出來,晶片會短路。(附錄會詳細討論量子理論和測不準原理。)此外,晶片發出的熱足以在上面煎蛋。除非找到替代方案,漏電和發熱的問題最後會讓摩爾定律的速度慢下來。

以二維晶片上容納電晶體的方式,計算能力已經到了極限,因此英特爾公司花費數十億美元,未來將放在三維晶片上。時間會說明這樣的賭注能否回本。(三維晶片的主要問題之一是晶片越高,產熱的__速度也越快。)微軟則採用其他方式,例如用二維晶片進行平行處理。其中一種可能的方式是把晶片水平排成一列,然後把一個軟體問題分成好幾部分,每個部分分給一個晶片,最後再集合起來。但是這個過程並不容易,而且軟體發展的速度要比我們習慣的超快速摩爾定律慢許多。

這些權宜之計可能讓摩爾定律再撐幾年,但是最後這些伎倆都有盡頭,都逃不過量子理論的掌控。因此矽晶片電腦的時代終將結束,科學家正在實驗各種不同形式的電腦,例如量子電腦、分子電腦、奈米電腦、DNA電腦、光學電腦,不過目前這些技術沒有一個可以運用。

詭異之谷

我們先假設有一天真的發展出難以置信的複雜機器人,晶片上的電晶體可能是分子而不是矽。這時,我們要這些機器人和人類多像呢?在製造類似萌寵物和小孩的機器方面,目前日本居於領先地位,但是這些設計師很小心,不要讓機器人太像人類,不然會讓人怕怕的。這種現像是日本的森政弘博士在一九七○年首先研究的,他稱之為「詭異之谷」:如果機器人太像人類,反而會恐怖。(這個效應最早是一八三九年達爾文在《小獵犬號航海記》提出的,後來佛洛伊德於一九一九年有篇文章標題就叫做〈詭異〉。)從那時起,不只人工智慧研究者,連動畫師、廣告主,以及其他要推銷人形產品的人,都仔細研究這個理論。例如CNN評論動畫電影《北極特快車》時,說:「片中出現的人類角色簡直是……嗯,讓人毛骨悚然。《北極特快車》說好聽是讓人不安,說難聽是有點驚悚。」

根據森政弘的說法,如果機器人越像人類,我們對機器人的同理心就越多(但只多到某個點),如果機器人有人類的外觀,同理心便會大幅減少,這就是「詭異之谷」。如果機器人的外表和人類非常相似,但是又有一些特徵不同,這便顯得「詭異」,讓人有嫌惡和恐懼之感。如果機器人外表和人類百分之百相同,和你我無法區分出來,這時我們又會恢復正面情緒。

這個理論有實用的意義,例如,機器人應該要微笑嗎?首先,機器人應該要微笑待人,讓我們覺得舒服。微笑是世界性表示友善與歡迎的方式,但是如果機器人的微笑太真實,反而會讓人起雞皮疙瘩。(例如萬聖節面具通常做成有惡魔面貌的食屍鬼咧嘴而笑。)機器人的微笑要有童顏(例如圓臉大眼),不然就非常像真人,不能在兩者之間。(故意微笑時,我們是用前額葉皮質控制面部肌肉,如果是發自內心的微笑,則是由邊緣系統所控制,兩者運用的肌肉組合有些差異。人類腦能區分這樣的差異,這有利於演化。)

這種效應也可以用腦部掃描來研究。我們把受試者送進磁振造影機器中,讓他看一個長得和人類一模一樣的機器人圖片,不過這個機器人的身體動作有些抽象,像是機器。腦不論看到任何東西,都會預測它未來的動作。不過當機器人的動作像是機器,就和外貌無法配合,這讓我們感覺不舒服。這時頂葉會格外活躍(特別是連結運動皮質和視覺皮質的部位)。目前科學家相信鏡像神經元(mirror neuron)存在於頂葉。這是有道理的,因為視覺皮質收到人模人樣的機器人影像,運動皮質和鏡像神經元會預測機器人的動作。最後,由眼睛後面的眼窩額葉皮質彙整所有訊息,然後說:「嗯,有些地方怪怪的。」

好萊塢的製片了解這個效應。他們花很多錢製作恐怖片,也了解巨大的妖魔或是人造的怪物從草叢中突然跳出來,並不是最恐怖的畫面,最恐怖的是發生在一般人身上的扭曲現象。想想電影《大法師》吧!是哪一幕讓觀眾嘔吐著跑出電影院或昏倒在椅子上呢?是惡魔出現的那一幕嗎?不,是琳達.布萊爾(Linda Blair,被惡魔附身的少女)把頭完全轉過來的場景,讓全世界的電影院爆發出刺耳的尖叫和震耳的哀鳴。

年輕猴子身上也有這種效應。如果你讓牠們看吸血鬼或是科學怪人的圖片,牠們只會嘻笑然後把圖片撕掉。如果你給牠們看的是被斬首的猴子,牠們會高聲尖叫。日常之物的扭曲,才會發出最大恐懼。(在第二章,我們用意識的時空理論解釋幽默的本質,因為腦會模擬笑話情節中的未來,但是讓人驚訝的笑點就突然出現。這個理論也可以解釋恐怖的本質。腦會模擬日常平凡的事物,但是這些事物如果突然往恐怖的方向扭曲,就會造成震撼。)

機器人將會持續有童顏的外貌,就算是有人類般智能之後也是如此。要等到機器人的動作完全像人類之後,設計師才會讓它們的外貌完全像是人類。

6e9fadc5defe44c78b4fbbff7ea4d739本文摘自泛科學2015六月選書《2050科幻大成真:超能力、心智控制、人造記憶、遺忘藥丸、奈米機器人,即將改變我們的世界》,時報出版。

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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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人腦是個很棒的東西!它是殘酷天擇的驚奇產物——《生命之鑰:一場對生命奧祕的美麗探索 》
三采文化集團_96
・2021/12/05 ・2401字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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  • 作者 / 保羅.納斯爵士(Sir Paul Nurse)
  • 譯者 / 邱佳皇

編按:筆者是知名遺傳學家和細胞生物學家,致力於控制細胞複製的研究工作,也就是所有生物生長和發展的基礎。於 2001 年獲頒諾貝爾生理學/醫學獎(Nobel Prize in Physiology or Medicine),同時也是阿爾伯特.愛因斯坦世界科學獎、拉斯克獎與皇家學會科普利獎章的獲獎者。

在本書中,保羅.納斯用優美、詼諧的語調幫讀者上了一堂生物學簡史,引領我們思考科學家長久以來追尋的生命之謎,讓讀者彷彿身歷其境、穿梭在各個時代的實驗室裡,感受那些科學發現過程的挫敗和欣喜。並除了學術理解,更希望帶給讀者哲學性的思考能力。

天擇殘酷的篩選過程創造了許多意想不到的事情,其中最令人驚奇的就是創造了人類的大腦。據我們目前所知,沒有其他生物和人類一樣能意識到自己的存在,人類的自我意識一定也經過了演化,至少是部分經過演化,讓我們更懂得在這個世界發生變化時調整自己的行為。人類和蝴蝶不同,或許也和我們已知的所有生物都不同,人類能刻意去選擇和對激勵我們的目標進行深思。

人腦和所有其他生物一樣都是基於同樣的化學和物理學所演化出來的,然而,出於某些不明的原因,人腦卻能從同樣簡單的分子以及諸多常見的運作力當中,生出複雜的能力。這一切是如何從人腦的液態古典化學發展出來的?我們眼前有一堆困難的問題需要解決。我們知道人類的神經系統是基於數十億個神經細胞(也稱「神經元」)之間極為複雜的互動組成,這些神經元之間彼此有數兆的連結,稱為突觸。這些極為精密和經常變化且相互連結的神經元網絡會建立訊息傳遞路徑,傳遞和處理大量的電子訊息流。

脊椎動物腦的主要解剖結構,此處將鯊魚和人的腦相比較,基本的部分都可以一一對應,但是形狀和尺寸有巨大的不同。圖/WIKIPEDIA

就如生物界的常例,我們一樣是透過研究較為簡單的生物,像是蠕蟲、蒼蠅和老鼠才知道這些過程。透過神經系統的感覺器官,我們才知道這些系統是如何從環境中收集訊息的。研究人員追踪了視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺信號通過神經系統的活動,同時標示出神經元的一些連結,這些連結會形成記憶、產生感情回應,並創造出像是收縮肌肉等外在行為。

果蠅Drosophila)作為基因對腦發育影響的研究對象,已經得到了深入的研究。圖/WIKIPEDIA

這些運作都很重要,但這些都只是開始。數十億個獨立神經元之間的互動是如何產生抽象的思想、自我意識和明顯的自由意志?對於這些問題的答案我們只觸及了皮毛,想找到令人滿意的答案,我們可能需要整個世紀甚至更久的時間,而我不認為只依賴傳統自然科學就能達成這個目標。

我們將必須更廣泛接受來自心理學、哲學和人文學的見解。電腦科學也能有所幫助,今天我們打造了一個最強大的人工智慧電腦程式,以高度簡化的形式模仿生物的神經網絡處理訊息的方式,這些電腦系統都有令人佩服且愈發強大的數據處理功能,但卻完全無法模仿人類抽象或想像的思考模式與自我察覺的能力或自我意識,就連要定義這些心理特質都非常困難。

現在,我們可以借助小說家、詩人或藝術家的協助,請他們貢獻創意,以更清楚的方式描述人類的心理狀態,或是去質問「活著」到底是指什麼意思。如果我們能在人文學和科學上擁有更加共通的語言,或至少是更多共享的知識能討論這些現象的話,或許更能了解演化如何和為何會讓我們以化學和訊息系統發展,而這個系統又出於某種原因,變成能意識到自己存在的實體。我們必須竭盡自己的想像力和創造力,才有可能了解這些力量可能帶來的結果。

宇宙之大超越我們想像,根據機率法則,似乎很難想像在這麼漫長的時間和廣大的空間中,生命─更何況是有感知能力的生命─只在地球上萌發過一次。我們是否會遇見外星生命是一個完全不同的議題,但假如我們真的遇到,我相信外星生命肯定也像人類一樣,是能自給自足的化學和物理機器,由訊息編碼合成的聚合物打造而成,而且同樣是透過天擇演化。

银河系, 暗星云, 宇宙, 天空, 日本
銀河系裡就有一千億顆行星,這還沒算上其他更遠的星系,也許宇宙的某個角落裡,也有著生機蓬勃的生命。圖/Pixabay

地球是我們唯一確定宇宙中有生命的星球。地球上包括人類在內的生命都非常卓越出色,這些生命經常令我們驚奇,儘管其多樣性令人困惑,科學家們還是努力理出了頭緒,我們對地球上生命的了解,也成為我們文化和文明發展的基礎。我們對生命日益增加的了解,很有可能可以改善全體人類的生活,但擁有這樣知識的助益遠不止於此。

透過生物學我們知道所有生物都是彼此相連且緊密互動的,人類與其他生物息息相關,包括本書談論到的所有生物都是,像是爬行的昆蟲、感染的細菌、發酵的酵母、擁有好奇心的大猩猩和飛舞的黃色蝴蝶,當然還包括這個生物圈的所有成員。這些物種都是生命的佼佼者,是一個龐大家族譜系所延續下來的最新後代,這個大家族透過細胞分裂綿延相連到遠古的時光裡。

就我們所知,人類是唯一了解這樣深遠的連結,並且能去思考這有什麼意義的生物,因此我們對這個地球上的生物有一個特殊的責任,雖然有些生物和我們關係近,有些關係遠,但我們都必須去關心、照顧並盡可能地了解這些生物。

──本文摘自三采文化《生命之鑰:諾貝爾獎得主親撰 一場對生命奧祕的美麗探索》/ 保羅.納斯爵士,2021 年 12 月,三采

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閱讀在生活中不曾改變, 它讓我們看見一句話的力量,足以撼動你我的人生。而產生一本書的力量,更足以改變全世界