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Palm 创始人杰夫·霍金斯终于说出了他对人脑工作逻辑的设想,在这之前发生了什么?

Cade Metz2018-10-17 06:53:43

大多数神经学家开展的项目无非是弄懂果蝇的大脑或者探索人类视觉的细节之类,但霍金斯比他们走得更远。

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

加州红木城 — 在全球人工智能竞赛中,它曾是一次错失的良机。

杰夫·霍金斯(Jeff Hawkins)在硅谷浸淫多年,过去十年,他一直在研究大脑的奥秘,还曾和世界领先的人工智能实验室 DeepMind 安排过一次会谈。

DeepMind 是 Google 母公司 Alphabet 旗下的实验室,它的科学家想制造出一台能媲美大脑的机器。霍金斯则开着一家规模很小的公司,目标是弄懂大脑的工作原理,然后逆向构造大脑。

霍金斯和 DeepMind 的会谈定在了四月份,地点是 DeepMind 位于伦敦的办公室,但最终并没有如期进行。DeepMind 雇有几百名人工智能研究员,还拥有一支经验丰富的神经学家团队。不过就在会谈正式开始前,霍金斯和 DeepMind 的创始人戴密斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)聊了一下,结果他们两人一致同意,伦敦实验室中几乎没有人能明白前者的研究。

霍金斯认为,在开发人工智能之前,必须先弄明白人的智力,这样才能制造出真正如大脑一般工作的机器。他说:“你不必模拟整个大脑。但你必须明白大脑是怎样工作的,从而模仿出大脑的重要功能。”

以上便是他希望自己创立的公司 Numenta 能够弄清楚的问题。61 岁的霍金斯最初是一名工程师,他创办过两家一流的移动电脑公司——Palm 和 Handspring,而且在此期间一直自学神经科学。

在 Numenta,他和几个研究人员默默研究大脑十几年。如今,他觉得他们终于把大脑的工作原理给弄明白了。周一在荷兰的一次会议上,他向与会人员透露了 Numenta 最新的研究成果。根据他的说法,该结果可以解释皮层柱(cortical columns)的工作原理。皮层柱是大脑功能的基本构件。

广大的研究人员对霍金斯的工作会作何评价,是认为他的研究值得探讨一番?还是会把他贬得一无是处,认为他的研究方法太不正规,他本人亦太过自命不凡?对此,一切都还是未知数。

关于大脑的工作原理,霍金斯自有他的一套全能理论,而这套理论正是指导他研究的宗旨。大多数神经学家开展的项目无非是弄懂果蝇的大脑或者探索人类视觉的细节之类,但霍金斯比他们走得更远。

他的理论从皮层柱开始。皮层柱是大脑新皮层的重要组成部分,后者是大脑中处理视觉、听觉、语言和思考的部分。不过神经学家在新皮层的工作原理上并未达成一致意见。

霍金斯称,不论处理什么任务,皮层柱采取的都是相同的办法,就像在不断地重复同一个计算机算法。而对于花了几十年建造新型计算设备的人们来说,这个算法正是他们解密大脑所要依赖的逻辑框架。

霍金斯要做的就是找出那个算法。

很多神经学家喜欢他的这个想法,而一些神经学家所致力于探讨的想法,跟他很是相似。他们还对霍金斯广泛进行研究的劲头表示了赞赏。在学术界和传统的研究领域做一名特立独行的人不是易事,不过如果你能给自己的研究提供资金——就跟霍金斯一样——那事情就会容易许多。

不过,也有人对他自费的研究工作表示怀疑,怀疑没有了严格的学术交流,他的研究是否就只是一个空想。他们一次只研究一小块大脑,这么做的理由非常充分:将大脑的工作原理全部拼凑起来是一项巨大而难以理解的任务。

托马索·波吉奥(Tomaso Poggio)是麻省理工学院的神经学家,就是他介绍霍金斯和哈萨比斯认识的。他说:“我们显然需要对智力有更深入的了解,不过杰夫选了一条很难的路。”

如果霍金斯的研究工作成功了,那么人工智能研究人员也能获得更大的成就。近年来,Google、苹果和亚马逊等公司已经创造出了能自主驾驶的汽车可以在房间另一头回答问题的音箱以及能即时翻译各种语言的智能手机应用程序。

从某种程度上来说,上述发明创造都依赖于“神经网络”(neural networks),它们是模仿大脑神经元网络的数学系统。由于科学家们只知道部分大脑的工作原理,因此无法将整个大脑重新创建出来。至于大脑的功能,他们自然无法完全重现。

霍金斯(左)、迪利普·乔治(中)和唐娜·杜宾斯基。他们共同创办了 Numenta。唐娜曾是 Palm 的首席执行官,帮助创办了 Handspring,现在担任 Numenta 的首席执行官。图片摄于 2005 年。图片版权:Peter DaSilva for The New York Times

霍金斯和他最亲密的合作者兼 Numenta 的研发副主任苏布台·艾哈迈德(中)以及杜宾斯基女士。图片摄于今年。

克里斯托夫·科赫(Christof Koch)是艾伦大脑科学研究所(Allen Institute for Brain Science)的所长兼首席科学家。他表示:“在目前已知的宇宙中,不论以什么标准衡量,在让人激动莫名的事物中,大脑都是其中最复杂的。就连一条虫的大脑我们都还没搞明白。”

阐明大脑工作原理的召唤

1979 年,因研究 DNA 而获得诺贝尔奖的美国科学家弗朗西斯·克里克(Francis Crick)写了篇文章,他在文章中主张人们研究一种可以概括大脑所有活动的理论,从而得以阐明这个“极度神秘的”器官。

霍金斯 1979 年毕业于康奈尔大学,获得电气工程学位。接下来的几年,他分别在计算机芯片巨头英特尔和早期的一家笔记本电脑公司 Grid Systems 工作。不过,在杂志上读到弗朗西斯·克里克的那篇文章之后,他决定把研究大脑当成终身事业。

他提议在英特尔中建立一间神经科学实验室。在想法遭到否决后,他前往伯克利加州大学进修。他的博士论文方案也遭到了否决。可以说,他是一个异类。

1992 年,霍金斯创办了 Palm Computing。远在 iPhone 面世的十五年前,他就已经为大众发明出了手持式电脑。他聘请唐娜·杜宾斯基(Donna Dubinsky)担任 Palm 的首席执行官。当时他就跟她声明,只要时机允许,他可以毫不犹豫地丢掉公司的事务重返神经科学领域。杜宾斯基表示:“他一直在默默酝酿着做那件事。”

1996 年,U.S. Robotics 以 4400 万美元收购了 Palm。大约两年后,霍金斯和杜宾斯基离开创立了 Handspring。Palm 于 2000 年再次成为独立公司,并于 2003 年以股票的形式收购 Handspring,交易金额为 1.92 亿美元。

在第二次出售公司的时候,霍金斯就建立了自己的神经科学实验室。不过实验室存在的时间不长。他无法让满是学者的实验室专注于他的新皮层理论。于是,他和杜宾斯基以及一个名为迪利普·乔治(Dileep George)的人工智能研究员共同创办了 Numenta。

这家公司一直致力于软件的开发和销售工作,不过在乔治离开后,它最终还是只专注于一个项目。这家公司的运作资金大部分来自于霍金斯(他不肯透露具体投进去多少钱),唯一的目标就是阐明新皮层的工作原理,然后逆向构造出新皮层。

“你不必模拟整个大脑,”霍金斯说道。不过你必须明白大脑是怎样工作的,“从而模仿出大脑的重要功能。”

引发灵感的咖啡杯

霍金斯在 Numenta 拥有一间小小的办公室。办公室外面的单间中坐着五个神经学家,他们大多数属于自学成才。

霍金斯称,大约在两年半前,他坐在办公室,眼睛盯着一个咖啡杯。就在这时,灵感突至。

他伸手去碰杯子,并用手指划着杯缘。然后他跳起来,冲向门外。

他一头扎向妻子(她是过来和他一起吃午餐的),然后跌跌撞撞地奔向他最亲密的合作者——研发副主任苏布台·艾哈迈德(Subutai Ahmad)。霍金斯对他说:“皮层知道一切东西的位置。”不过,艾哈迈德不知道他在说什么。

在盯着那个咖啡杯看的时候,霍金斯断定皮层柱不只是捕捉各种知觉。它们捕捉的是那些知觉的位置。它们以三维而不是二维的方式捕捉世界。一切东西都是相对于它周围的事物而言的。

霍金斯想,如果皮层柱是以捕捉位置的方式处理视觉和触觉的,那么它们处理听觉、语言甚至数学的方式也是相似的。想明白这一点后,他就一直致力于证明他的观点。

霍金斯表示:“大脑建立好世界的模型后,所有东西都有一个对应的位置。大脑就是这样理解一切的。”

霍金斯与其他大脑和人工智能研究人员之间的关系甚是紧张,这并不是因为后者认为他肯定是错的,而是因为他的所作所为迥异于常人,以至于他们并不明白他在做什么。而且,他还是个野心很大的人。

为了科学的进步,霍金斯不能再对自己的研究秘而不宣了。珍妮莉娅法姆研究学院(Janelia Research Campus)是弗吉尼亚州一间专注于神经科学的研究室,纳尔逊·斯普鲁斯顿(Nelson Spruston)是那里的的高级主管。他表示,霍金斯会从其他神经学家做过的大量实验中获益,从而完善他自己的理论。他说:“要想发展出与大脑有关的深刻理论,关键是对受生物启发建立的神经计算模型进行不断的检测和修正。”

上述那番话的意思是:霍金斯必须要让他的研究工作接受严格而彻底的审查,而对于那些很可能从未像他那样看待过大脑的研究人员,他要想个法子和他们好好进行沟通。


翻译:熊猫译社 彭喻俞

题图及文内图片(未标注)版权:Anastasiia Sapon for The New York Times

© 2018 THE NEW YORK TIMES

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