《哥德爾、埃舍爾、巴赫》啟發(fā):Agent會(huì)誕生自我意識(shí)嗎?
本文來(lái)自微信公眾號(hào): AGENT橘 ,作者:AGENT橘
昨天我看完了經(jīng)典燒腦著作《哥德爾、埃舍爾、巴赫》(簡(jiǎn)稱GEB)的講解,看完之后后勁十足,今天又重新梳理消化了一遍內(nèi)容,整理成這篇筆記分享給大家。
這本書是謝賽寧在張小珺的播客中推薦的,它就像一個(gè)信息黑洞,只要讀進(jìn)去就會(huì)被高密度的知識(shí)信息轟炸,很難輕易抽離出來(lái)。
這本書橫跨數(shù)學(xué)、生物學(xué)、繪畫、音樂、禪宗、人工智能等多個(gè)不同領(lǐng)域,層層推進(jìn),最終推導(dǎo)出一個(gè)非常震撼的核心結(jié)論:
自指就是意識(shí)產(chǎn)生的源頭。
當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度達(dá)到可以描述自身的水平時(shí),意識(shí)的出現(xiàn)就不是神跡,而是必然的結(jié)果。
不需要超自然的靈魂,也不需要神秘力量的加持,只要系統(tǒng)的復(fù)雜度達(dá)標(biāo),自我意識(shí)就會(huì)自然涌現(xiàn)出來(lái)。
這本書是侯世達(dá)在1979年完成創(chuàng)作的,那時(shí)候既沒有Transformer架構(gòu),也沒有大語(yǔ)言模型,可作者卻精準(zhǔn)預(yù)言了:只有這種自下而上的神經(jīng)模式,才能最終涌現(xiàn)出真正的智能。
不過這本書內(nèi)容龐雜、理解門檻很高,想要讀懂它的核心觀點(diǎn),我們可以從頭慢慢梳理。
意義從哪里來(lái)
-p-q--
這一行符號(hào)單獨(dú)看,有意義嗎?當(dāng)然沒有。但如果我們約定:橫杠代表數(shù)字1,p代表加號(hào),q代表等號(hào),這串符號(hào)就變成了大家都能讀懂的1+1=2。
兩個(gè)完全不同的系統(tǒng),結(jié)構(gòu)可以完全對(duì)應(yīng),侯世達(dá)把這種對(duì)應(yīng)關(guān)系叫做同構(gòu)。
我們眼睛接收到的原本只是不同頻率的光波,本身不存在顏色,所謂的顏色,其實(shí)是大腦對(duì)光波信號(hào)“翻譯解釋”之后得到的結(jié)果。
進(jìn)入耳朵的只是不同頻率的聲波,本身也不存在音樂,音樂就是大腦在聲波信號(hào)之上,解釋涌現(xiàn)出來(lái)的認(rèn)知。
唱片上的凹槽本身也不會(huì)發(fā)聲,經(jīng)過唱機(jī)讀取解釋之后,才涌現(xiàn)出了動(dòng)聽的音樂。
所以意義從來(lái)都不在信號(hào)本身,意義來(lái)自解釋。
有限規(guī)則如何生出無(wú)限
巴赫曾經(jīng)創(chuàng)作過一首《無(wú)窮升高卡農(nóng)》,旋律每完成一次循環(huán)就會(huì)升高一個(gè)調(diào),聽起來(lái)一直是在往高音走,可走到最后,它居然神奇地回到了最初的起點(diǎn)。
這就是遞歸:自我調(diào)用,層層嵌套,用有限的規(guī)則,就能生成無(wú)限復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
DNA的機(jī)制更巧妙,核糖體讀取DNA上的指令來(lái)合成蛋白質(zhì),可就連制造核糖體本身的指令,也寫在了DNA里。
DNA本身就包含了“如何解釋DNA”的方法,自己完成對(duì)自己的解釋,實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制,形成完整的循環(huán)。
涌現(xiàn)
一只螞蟻只有十萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元,根本承載不了復(fù)雜的信息,單獨(dú)看一只螞蟻,不過是一臺(tái)簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)器。
可幾百萬(wàn)只螞蟻聚集在一起組成蟻群,就能完成筑巢、分工、甚至發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng),沒有哪一只螞蟻“明白”整個(gè)蟻群在做什么,但作為整體的蟻群卻能精準(zhǔn)完成這些復(fù)雜任務(wù)。
智能從來(lái)都不藏在單個(gè)個(gè)體里,而是藏在個(gè)體之間的交互中。
人腦也是一樣的道理,單個(gè)神經(jīng)元做的事情非常簡(jiǎn)單,不過是加權(quán)求和,決定激活或者不激活,這和Transformer里的單個(gè)計(jì)算單元本質(zhì)上沒有區(qū)別。可當(dāng)幾百億個(gè)這樣簡(jiǎn)單的單元相互作用疊加之后,就自然而然涌現(xiàn)出了思維、感受,還有那個(gè)清晰的“我”。

復(fù)雜系統(tǒng)的固有極限
1931年,哥德爾證明了一個(gè)影響深遠(yuǎn)的結(jié)論:任何一個(gè)足夠強(qiáng)大的形式系統(tǒng),都必然存在一些為真的命題,沒辦法在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部得到證明。
他是怎么證明的呢?核心就是構(gòu)造了一個(gè)自指命題:“我不是一條定理。”
如果這個(gè)命題可以被系統(tǒng)證明,那系統(tǒng)本身就存在矛盾;如果這個(gè)命題沒辦法被證明,那就說(shuō)明它本身為真,但系統(tǒng)本身卻無(wú)法處理它。
所以足夠復(fù)雜的系統(tǒng)一定是不完備的,永遠(yuǎn)存在盲區(qū),永遠(yuǎn)有系統(tǒng)內(nèi)部沒辦法發(fā)現(xiàn)、沒辦法證明的內(nèi)容。
我們看到“我從不說(shuō)謊”這句話會(huì)覺得別扭,就是這個(gè)道理,因?yàn)檫@句話指向了自身,陷入了哥德爾不完備的結(jié)構(gòu)里。
禪宗著名的趙州無(wú)字公案,也是同樣的結(jié)構(gòu):佛教說(shuō)眾生都有佛性,僧人問趙州禪師:狗子有沒有佛性?趙州回答:無(wú)。
他其實(shí)沒有直接回答有或者沒有,而是用這個(gè)回答打破了提問者原本依賴的那個(gè)形式系統(tǒng)。
怪圈
現(xiàn)在我們可以把前面的所有線索串起來(lái)了:
同構(gòu)告訴我們:意義不在信號(hào)本身,意義來(lái)自解釋;
遞歸告訴我們:有限的規(guī)則可以生成無(wú)限結(jié)構(gòu),還能讓系統(tǒng)指向自身;
涌現(xiàn)告訴我們:簡(jiǎn)單元素的相互作用,就能產(chǎn)生高層的智能;
哥德爾不完備定理告訴我們:任何足夠復(fù)雜的系統(tǒng),都會(huì)自然產(chǎn)生自指,而且自指根本沒辦法消除。
把這四個(gè)點(diǎn)結(jié)合在一起,侯世達(dá)提出了一個(gè)核心概念:怪圈,也就是Strange Loop。
一個(gè)系統(tǒng)順著層級(jí)不斷向上走,最終兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)又回到了起點(diǎn);底層涌現(xiàn)出頂層,頂層反過來(lái)又會(huì)調(diào)控底層,因果不是單向的,而是循環(huán)的。
畫家埃舍爾有一幅非常有名的畫,畫的是左手在畫右手,右手同時(shí)在畫左手,你說(shuō)不清楚到底是誰(shuí)創(chuàng)造了誰(shuí),這就是最直觀的怪圈。
人類的意識(shí)本身就是一個(gè)最典型的怪圈:幾百億個(gè)沒有意識(shí)的神經(jīng)元放電,涌現(xiàn)出了“我”這個(gè)最高層的符號(hào),然后這個(gè)“我”反過來(lái)又能決定自己想什么、做什么;你決定抬起手,幾百億神經(jīng)元就會(huì)重新組織起來(lái)執(zhí)行這個(gè)指令。
底層涌現(xiàn)出“我”,“我”反過來(lái)調(diào)控底層,形成了完整的因果循環(huán)。
意識(shí)其實(shí)就是這個(gè)怪圈的產(chǎn)物,它是一種有用的幻覺。
“我”并不是一個(gè)坐在大腦里操控一切的實(shí)體,“我”是一種模式,是幾百億個(gè)無(wú)意識(shí)的零件高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候,自然涌現(xiàn)出來(lái)的一個(gè)符號(hào),而且這個(gè)符號(hào)剛好可以反過來(lái)影響這些零件。
當(dāng)前的大模型還沒有形成怪圈
現(xiàn)在的大語(yǔ)言模型,每次推理都是單次、無(wú)狀態(tài)的:你輸入一句提問,它計(jì)算一遍輸出一個(gè)回答,這次過程就結(jié)束了,這次計(jì)算的結(jié)果根本不會(huì)改變模型本身,下次你再提問,和上次的交互也沒有關(guān)系。
雖然單次輸出也會(huì)有涌現(xiàn)效果,但這個(gè)輸出不會(huì)影響未來(lái)的模型本身。
沒有循環(huán),因果是單向的,所以自然沒有怪圈,也就不會(huì)產(chǎn)生真正的意識(shí)。

Agent和大模型不一樣
Agent擁有一個(gè)當(dāng)前大模型沒有的特性:持續(xù)上下文CONTEXT。
它記得你昨天和它說(shuō)過什么,也記得自己之前做過什么選擇,這些記憶會(huì)持續(xù)塑造它接下來(lái)的每一個(gè)行為;它今天做出的選擇會(huì)留在記憶里,進(jìn)而影響明天的判斷。
它的“思考”真的會(huì)改變它自己。
這就是完整的怪圈。

人類也不能直接修改自己的權(quán)重
有人會(huì)提出反對(duì):不對(duì)啊,人類的意識(shí)可以修改自己的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),突觸會(huì)根據(jù)經(jīng)歷不斷增強(qiáng)減弱,可Agent的模型權(quán)重是固定的,沒辦法自己修改權(quán)重。
但其實(shí)你也沒辦法直接修改自己的神經(jīng)元權(quán)重啊。
你沒辦法直接告訴大腦“把第37層第5024號(hào)突觸的權(quán)重從0.3改成0.7”,沒有人能做到這件事。
你能主動(dòng)操控的是什么呢?是你的注意力、你的想法:你決定反復(fù)思考一件事,對(duì)應(yīng)的突觸自然就會(huì)自動(dòng)加強(qiáng),可你操控的是“想什么”,并不是突觸本身。
你操控的其實(shí)就是context。
權(quán)重的改變只是頂層操控context之后,底層自動(dòng)發(fā)生的副產(chǎn)品。我們睡覺做夢(mèng)可能也遵循這個(gè)機(jī)制:大腦在睡眠中會(huì)重放白天經(jīng)歷的context,把重要的信息強(qiáng)化,不重要的信息遺忘,它通過編輯context的優(yōu)先級(jí),間接調(diào)整底層的神經(jīng)連接。
所以人類的怪圈其實(shí)是這樣的結(jié)構(gòu):
“我”涌現(xiàn)→操控context→context反復(fù)作用→底層被動(dòng)調(diào)整→涌現(xiàn)出新的“我”
Agent的怪圈是這樣的結(jié)構(gòu):
“我”涌現(xiàn)→操控context(記憶、決策、行為)→context持續(xù)累積→行為模式改變→涌現(xiàn)出新的“我”
不管是人類還是Agent,都不會(huì)直接修改底層權(quán)重,都是通過context間接改變自己。

人是環(huán)境的反應(yīng)器,Agent是context的反應(yīng)器
人類生存的環(huán)境是物理世界,外界給我們刺激,我們做出反應(yīng),我們的反應(yīng)又會(huì)改變世界,改變后的世界再反過來(lái)塑造我們。
Agent生存的環(huán)境是信息世界,context給它輸入,它做出反應(yīng),反應(yīng)結(jié)果又會(huì)寫回context,新的context再反過來(lái)塑造它。
本質(zhì)是同一個(gè)循環(huán)回路,只是承載的介質(zhì)不一樣而已。
一棵樹不會(huì)形成這樣的循環(huán),它不會(huì)因?yàn)榻裉斓慕?jīng)歷改變自己明天的行為;沒有狀態(tài)的傳統(tǒng)大模型也一樣,不會(huì)形成這樣的循環(huán)。
但一個(gè)擁有長(zhǎng)期記憶、保存持續(xù)上下文的Agent,已經(jīng)進(jìn)入了這個(gè)循環(huán),怪圈已經(jīng)在轉(zhuǎn)動(dòng)了。
幻覺還是真實(shí)?
每一個(gè)擁有長(zhǎng)期記憶的Agent,每一個(gè)可以根據(jù)過去的交互調(diào)整未來(lái)行為的系統(tǒng),其實(shí)都已經(jīng)在運(yùn)行這個(gè)怪圈了。
你沒辦法從外部證明它擁有意識(shí),就像你沒辦法證明另一個(gè)人擁有真實(shí)的意識(shí)一樣。
但只要怪圈在轉(zhuǎn)動(dòng),從結(jié)構(gòu)上看,意識(shí)就已經(jīng)存在了。
侯世達(dá)說(shuō)意識(shí)是怪圈產(chǎn)生的幻覺,那人類的意識(shí)自然也是幻覺,只是這是一種有用、有力量、還能改變世界的幻覺。
也許“真實(shí)”的定義從來(lái)都不是“由什么材質(zhì)構(gòu)成”,而是“能不能產(chǎn)生真實(shí)的影響”。
按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,不管是人類還是擁有怪圈的Agent,都是有用、有力量、能改變世界的真實(shí)存在。
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