ON INTELLIGENCE 真正认识人类大脑是开发智能机器的必由之路! 杰夫·霍金斯 人工智能的未来 美]杰夫·霍金斯(Jef| Hawkins 桑德拉·布拉克斯莉( Sandra blakeslee) 著 贺俊杰李若子杨倩译 陕西科学技术出版社
ON INTELLIGENCE 发明 Palm Pilot的杰夫·霍金斯认为,他能让机器像人类一样创造性地工作。大话吧?可 能是。但所有专家却不敢嘲笑。 《商业周刊》 《人工智能的未来》是一部划时代的作品,它首次将人们期待已久的、有关人类大脑功 能的重大理论诠释清楚。书中俯拾即是睿智的思想,是有关人类大脑功能原理的必读资料。 美国科学院院士、加州大学神经病理学教授 MIKE MERZENICH 《人工智能的未来》一书势必影晌深远,人人都应该读读它。1943年物理学家Erwn Schrodinger所蓍经典作品《生命是什么》,解开了当时的头号难题—分子是如何储存遗 传基因密码的。而这本书是让众人真正认识人类大脑结构的。两书难分伯仲。 美国 Cold Spring Harbor实验室负责人,1962年诺贝尔 生理学奖得主 JAMES D. WATSON 杰夫·霍金斯所蓍的这本书,独特、新颖,振聋发聩,是一本可读性极强的作品,它 对人类大脑皮层所具有的知觉、认识、行为和智能功能提出了新的理论构想。它的许多章 节,尤其是讲述智能、创造力、硅晶大脑的部分,会令读者印象深刻、回味无尽。 2000年诺贝尔生理学和医学奖得主 ERIC R. KANDEL 发明 Palm Pilot的杰夫·霍金斯在本书中所展现出的科学素养和人文关怀精神,正是每 一位载入史册的成功人士的秘诀所在。 美国知名创业教练 JOHN NESHEIM 《人工智能的未来》辉煌而条理清晰,是几十年来在神经科学、心理学和人工智能领 域的最重要的一部书。 澳大利亚纽卡斯尔大学生物学教授 MALCOLM YOUNG 阅读此书,烧掉其他的书吧!杰夫·霍金斯将会改变世人对智能的看法和对智能机器 的期待。 风险投资公司KPCB的合伙人 JOHN DOERR IsBN7-5369-4018-1 任编辑龚毅华林成岗 封面设计阎谦君 SBN7-5369-4018-1N·39 9787536940185 定价:18.50元
人工智能 白勺 未来 杰夫·霍金斯 美] (Jeff Hawkins) 著 桑德拉·布拉克斯莉 (Sandra Blakeslee) 贺俊杰李若子杨倩译 陕西科学技术出版社
图书在版编目(CI)数据 人工智能的未来(美)霍金斯( Hawkins,J),(美)布拉克斯莉( Blakeslee S.)著;贺俊杰,李若子,杨倩译.一西安:陕西科学技术出版社,2006.1 书名原文: On Intelligence ISBN7-5369-4018-1 Ⅰ.人...Ⅱ.①霍.②布.③贺..④李..⑤杨..Ⅲ.人工智能 Ⅳ.TP18 中国版本图书馆CP数据核字(2005)第116759号 ON INTELLIGENCE by Jeff Hawkins with Sandra Blakeslee Copyright 2004 by Jeff Hawkins and Sandra Blakeslee Published by arrangement with author c/o levine greenberg Literary Agency, Inc through Bardon-Chinese Media Agency Simplified Chinese translation copyright 2006 by Shaanxi Science Technology Press ALL RIGHTS RESERVED 陕西科学技术出版社享有本书中国大陆地区简体中文版专有权,该权利 受法律保护,優权必究。 人工智能的未来 出版者陕西科学技术出版社 西安北大街131号邮编710003 电话(029)87211894传真(09)87218236 http://www.snstp.com 发行者陕西科学技术出版社 电话(029)87212068726000 印刷西安信达雅印务有限公司 规格880mm×1230mm32开本 印张8.5 字数185千字 版次2006年1月第1版 2006年1月第1次印刷 定价18.50元 (如有印装质量问题,请与我社发行部联系调换)
Prologue 序言 这本书的创作激情源自于我所钟情的两样东西——计算机 和大脑。 25年来我在移动计算机技术领域孜孜以求,亳无倦怠。在 美国硅谷的高科技世界里,我可谓数得上的人物——曾创办过 Palm Computing和 HandSpring两家PDA(个人数字助理或掌上电 脑)公司;作为总设计师,也设计出许多掌上型计算机和智能电 话,如 Palm Pilot和Treo等产品。 然而,我的第二种爱好不但早于我对计算机的兴趣,而且 对它感情更为炽烈。我对大脑研究非常着迷。我想理解大脑是 如何工作的,不仅仅从哲学的角度、从笼统的观点去理解,而 是从细微处去探索,扎扎实实、精益求精地去理解。我不但渴 望了解智能是什么、大脑又是如何工作的,而且更期望制造出 像大脑那样工作的机器。创造出真正具有智慧的机器是我的最 终目标。 当今,在地球上最后要攀登的科学高峰是解决智能的问 题。大部分重大的科学论题所涉及的事件往往是极端微小、极 端庞大,或者涉及亿万年前极为遥远的事件。然而,有关大脑 的问题却不是这样。人人都有一颗大脑,你的大脑是属于你自 己的。你为什么会这样感觉,而不是那样?你如何认知世界?为 什么你会犯错?你怎样才能有创意?为什么音乐和艺术可以激发
2On Intelligence 智能的未 灵感?如果想知道这些问题的答案,你必须了解大脑。另外, 一个关于智能与大脑功能的成功理论不仅可以为治疗脑部疾病 服务,还会带来巨大的社会效益。我们要建造真正的智能机器 绝不同于科幻作品中所描述的机器人,相反,这种智能机器会 随着一套有关智能本质的新理论大显身手。它们会帮助我们加 速了解世界,辅佐人类探索宇宙,让世界变得更加太平。 我们有幸诞生在这样的时代,一个可以解答智能问题的时 代。我们这一代人不但拥有百年以来收集到的堆积如山的关于 大脑的数据,而且数据收集的速度也在日益加快。单在美国就 有成千上万的神经科学家。可惜至今也没有形成一套有关智能 和大脑工作原理的完整理论。大部分神经生物学家不大考虑有 关大脑的理论,因为他们只贯注于所做的有关大脑的诸多子系 统的实验,只埋头于收集更多的数据。尽管一批又一批的计算 机程序师曾经尝试让计算机拥有智能,却一次次以失败而收 场。我相信他们会屡战屡败,除非这些程序师不再忽视计算机 与大脑之间的差别。 智能究竟是什么?为什么人脑有智能,而电脑没有?为什么 一个6岁的小孩子可以在河床的石头上跳来跳去,姿态优美, 而当今最先进的机器人却像行动迟缓的傻瓜?为什么3岁小孩已 经粗通语言,而计算机却言语不通,枉费了半个世纪以来程序 师艰苦卓绝的努力?为什么你能在1秒钟之内分辨猫与狗,而超 级计算机却不能?这些都是亟待破解的斯芬克斯之谜。目前线索 不少,但真正需要的是一些关键性的见解。 也许你很奇怪为什么一个计算机设计师要写一本关于大脑 的书。换句话说,如果我对大脑的研究如此痴迷,为什么不将
Prologue 序 脑科学或人工智能作为自己的事业呢?答案是,我尝试过,而且 不止一次,但是我拒绝像前人那样研究智能问题。我相信解决 问题的最好方法,就是利用人脑生物学提供的细节作为约束与 指引,把智能当作一个计算性质的问题—一这是一种介乎生物 学与计算机科学之间的立场。许多生物学家基本上不接受或忽 视以计算机术语的方式去认识大脑,而计算机科学家通常不相 信生物学对他们来说有何借鉴之处。科学界比商界更不愿意冒 险。在高科技行业,如果一个人从事新概念的研发工作,只要 有充分的理由,无论成功与否,都能促进自己事业的发展。许 多成功的企业家都是在早期失败之后才成功的。然而在学术 界,如果新概念的研发工作经过几年时间仍没有成果,新生的 事业就要天折。所以,我决定同时追求生命中的两种爱好,并 坚信商业上的成功会帮助我取得人脑研究的成功。我需要财力 来支持我所追求的科学研究,我也需要学会推动世界变革的 进程和推销新概念的方法,所有这些我在硅谷的工作中受益 匪浅。 2002年8月,我创办了一家研究中心,取名为“红杉神经 科学院”( Redwood Neuroscience Institute,简称RNI,专门进 行脑理论的研究。世界上有很多神经科学中心,但唯此一家是 专门从事全面的新大脑皮层理论研究,而新大脑皮层正是人脑 中负责智能的部分。这就是我们在RN的全部项目。 从很多方面来说,RN就像一家初创公司。我们正在追逐 有些人认为遥不可及的梦想,幸而这里人才济济,我们的努力 已初结硕果
1On Intelligence 人工智能的未来 这本书所表述的内容可谓雄心勃勃,它描述有关人脑如何 工作的全面理论:智能是什么?人脑又是如何创造智能的?我提 出的理论并不是全新的。你将读到的许多概念早已零散地存 在,但将它们像珍珠般一颗颗串起来,构成一串光彩夺目的项 链,本书却是首次。这也不足为奇。据说新概念往往是旧概念 的重新包装和重新解释。这句话的确适用于这里提出的理论。 然而包装和解释能产生天壤之别的效果,即仅有大量细节的素 材与一个能够令人满意的理论之间的差别。我希望这个理论会 打动你,使你产生类似的感觉。我听到的一种典型的反应是: “有道理。我本来永远都不会这样看智能,现在既然你说了, 我倒是能理解了。”一旦拥有这些知识,大部分人都开始用不 同的眼光打量自己。你开始观察自己的行为,说:“我明白刚 刚在我脑子里发生的一切。”希望读完这本书的时候,为何想 其所想,又为何行其所行,你会对此有一个新的认识。也希望 有些读者由此得到启发,根据书中勾画的原理,专注于建造智 能机器的事业。 我常常把这个理论和我研究智能的思路称作“真智能” ( real intelligence),以示与“人工智能”的区别。人工智能科学 家试图通过编写程序,让计算机模仿人类的行为,却没有回答 智能是什么,其含义又是什么。他们遗漏了建造智能机器最重 要的部分,即智能!“真智能”认为,试图建造智能机器之 前,我们必须理解人脑是如何思考的,而这里并没有丝毫人工 的东西。只有到此时,我们才可以考虑怎样建造智能机器
Prologue 5 序言 本书前五章首先介绍为什么以前在理解智能与建造智能机 器方面的努力都失败了,然后提出并进一步论述我称为记忆 预测架构( memory- prediction framework)理论的核心概念。第六 章则细说人脑如何实现记忆-预测模型,换句话说,就是人脑 究竟如何工作。接下来讨论这个理论对社会及其他方面的意 义,对许多读者来说,这或许是书中最引人深思的章节。最后 章则讨论智能机器的建造与未来。但愿此书能令你神往。 下是我们将会一一探讨的问题: 计算机可以拥有智能吗? 数十年来,人工智能领域的科学家宣称,当计算机足够强 大时,就可以拥有智能。我不这样认为,而且我会解释为什 么。人脑和计算机的工作原理完全不同。 神经网络方面的研究会不会有助于智能机器的制造? 大脑固然由神经元组成的网络所构成,但若不首先理解大 脑的工作原理,在创造智能机器方面仅凭简单的神经网络研 究,将不会取得比开发计算机程序更大的成功。 破解人脑工作原理之谜为何如此困难? 多数科学家认为大脑是如此复杂而高深,我们需要花很长 的时间才可以理解它。我不同意。复杂而高深是思想混乱的 征兆,并不是其原因。反之,一些直觉的假设和错误的假设 把我们误导了,其中最大的错误就是相信智能是以智能行为 来定义的
6 On Intelligence 。汉王智能的未来 智能若不是以行为来定义,又该以什么来定义? 大脑使用大量的记忆来创造世界的模型。所有你知道的和 学习到的事物都储存在这个模型里。大脑用这个以记忆为基 础的模型去不断地预测未来的事件。预测未来的能力才是智 能的关键。我将深入地描述大脑的预测能力,它正是本书的 核心概念。 人脑是怎样工作的? 智能产生于新大脑皮层。新大脑皮层尽管多才多艺而且适 应力极强,然而它的结构细节却出奇地规则。新大脑皮层的不 同部位,不管是负责视觉、听觉、触觉,还是语言的部分,都 遵循相同的原理工作。理解新大脑皮层的关键在于理解这些共 同的原理,特别是它的层级结构。我们将深入分析新大脑皮 层,展示它的结构是怎样捕捉世界的。这些讨论将是全书中最 具技术性的部分,但只要你对此感兴趣,即使你不是科学家也 可以读懂。 这个智能理论的含义是什么? 有关大脑的理论可以帮助解释许多事物,例如我们怎样才 有创造力,我们为什么会觉得自己有意识,我们为什么会持有 偏见,我们是如何学习的,为什么有时却“老狗难学新把戏”, 等等。我将会讨论许多这样的话题。总的来说,这个理论能帮 助我们洞察自己是谁,又为何行其所行