人工智能通识文章索引
关于人类智能的最后小节,我们来看一下人类智能产生的微观生理基础。
在我们即将讨论人类神经系统之前,我们首先要明确生物体运动与我们常见的电能物理运动的不同。
电流经过白炽灯中的钨丝,由于钨丝灯自身电阻的原因,电能转化为钨丝的内能,钨丝温度升高到白炽状态而发光,这是一个物理现象。
广泛应用于电风扇、洗衣机、电动车各种电器的电动机是依赖于磁场对其中经过的电流产生作用力的原理而制造的,这也是一个物理现象。
而我们日常使用的笔记本、手机的关键原件CPU则是依赖晶体管半导体可以通过电压控制电流开关的原理进行运作,同样也是物理现象。
而如前所述,生物的运动并不是依赖于电流的,但神经系统很多时候又是通过对电流信号来控制我们的肌肉运动。
从这里可以得知,生物体和机器的本质在于是否依赖化学反应发生运动。
人体肌肉运动的能量来自于ATP磷酸腺苷的化学反应,人体每天要消耗100~150斤的ATP,这可能超过自身的体重。
这个消耗是反复进行的,即不断合成新的ATP同时不断的分解。人体内实时保存的ATP大约只有50克,能够释放大约1千卡能量,只够我们剧烈运动3秒钟。
我们遍布全身的神经细胞将用于传输神经信号的神经递质释放到肌肉组织中,刺激钙离子的释放,而钙离子的浓度正是控制ATP分解的关键因素,ATP分解的化学反应拉动肌肉细胞,产生身体运动。
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神经递质neurotransimitter,也叫神经传递素或神经传导物质,是遍布我们全身的神经元和肌细胞或感受器相衔接的突触部分传递信息的信使分子。
谷氨酸是大脑和脊髓中最多的神经递质,我们的学习和记忆能力很大程度上都依赖于它的传递。海马体中的多巴胺则控制着我们与目的有关的情绪和快乐,包含性欲的唤起和高潮。乙酰胆碱多分布在身体四处的神经元中,负责激活肌肉执行运动。肠道中的羟色胺负责我们的食欲和饥饿感。酪氨酸合成的肾上腺素则在睡眠中发挥作用让我们仍然具有警觉,也控制着战斗和逃跑的反应。
标准的神经元包含以下几个组成部分:
- 细胞体,内涵细胞核,为整个细胞提供营养和动力
- 细胞体上的树突,用来接收其他神经元细胞传递来的神经介质信息
- 长长的轴突,在这里形成和传递不断变化的动作电位
- 轴突末端的突触,用来将新的动作电位转化为神经递质传递到其他神经元
简单的说,神经信号从树突进入,经过轴突,最后从轴突的突触传递出去,传入和传出都是通过神经递质化学反应实现的。
一般的,每个神经元都只传递一种神经递质,也就是说,我们的学习、记忆、快乐、饥饿等等各种智能意识都是由不同分组的神经元互相传递神经递质来实现的。
而整个人脑大约具有800 ~ 1000亿个神经元,每个神经元具有1500 ~ 2000个连接,形成超级庞大的神经网络,这是我们主要思维意识的来源。
内分泌系统主要由下丘脑、脑垂体以及甲状腺、胸腺、肾上腺等腺体组成。
内分泌系统分泌的激素也叫做荷尔蒙,它同样对我们的情绪和生理反应产生重要的影响。
激素与神经递质不同,它通过我们的血液循环系统到达全身每个角落,持续产生化学反应,可以在比神经系统更大的空间和时间尺度上发挥作用。神经信号传递速度可以达到每秒100米,而依赖于血液循环的激素传递速度低于每秒10米。绝大部分神经递质传递的信号都是“全有或者全无”的,非0即1的开关状态,而激素则可以传递带有浓度高低的复杂信息。
激素既在我们整个生命阶段发生作用,也能在极短时间里指挥我们的动作。
比如生长激素的适时分泌让我们从儿童期进入青春期、成人期,它也会刺激我们的食欲,甚至很大程度上决定了我们的身高。而胃中分泌的神经肽很可能是导致我们肥胖的重要原因。
雌激素和雄激素促使性别特征形成。催乳素和催产素调节着女性的性满足感和生育生理改变。肾上腺素可以加强心肌收缩性,加速传导,加速心率,提高心肌的兴奋性,让我们快速进入战斗或运动状态。肾上腺皮质激素(β-内啡肽)则可以快速抑制我们的疼痛感。
人体是一台极为复杂的化学机器,超过40万亿个细胞共同发生着作用,数十万亿神经元交互链接不断传递着各种信号。
我们每个人头脑中的世界,只是我们通过眼耳身体对客观世界进行感知后重新编码的镜像世界,我们依赖这个镜像进行预测和推理,也依赖新的感知不断的完善着这个镜像。
我们的意识只是我们自我体验的综合,我们的情感往往被各种荷尔蒙激素所决定,它们才是我们真正生理需求的主宰。
思维并不能真的主控我们身体的一切,不能控制我们的心跳加速或减缓,也许通过多年的刻苦修行我们可以用理性压制我们的欲望,但是欲望击溃理性却只要一秒钟。
很多学者理论更加倾向于认为本能的情感和欲望才是人体的主人,智能与思维只是这个城堡的管家和仆从。
在人类智能这一小节的结尾,请思考一个问题,这一瞬,“我在哪里”?
忽而在头脑中,忽而在喉咙口,忽而在眼睛上,忽而在你的鼻孔呼吸里,或者在你的指尖。
一旦落入自我体验的玄学怪圈,那么就无法再对智能产生理性的认知。
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