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你真的会学习吗?

你真的会学习吗?

作者: MrXiong_e | 来源:发表于2020-08-08 09:59 被阅读0次

    生命的第一种学习方法——演化试错学习法

    大型生物都会有自我意识,去感知周围的环境。但是,在生命出现的很长时间里,意识并不是生命的首要选择,毕竟多细胞生物的历史只占地球生命存在历史的后1/4。


    意识是通过众多神经细胞之间相互作用产生的。然而,单细胞生物和小型多细胞生物是不可能有意识的,那它们是如何生存下来的呢?


    它们的生存是靠应激反应,其实不光是它们,当我们的手的碰到钉子时,也会下意识的收缩,这个反应并不需要意识的参与,反应的速度超快,大脑还未产生痛觉,应激反应就已经开始了。


    虽然应激反应已经写在了生物的基因里面了。但是应激反应并不是与生俱来的,一代一代的生物,通过遗传给后代错误的基因  (基因突变,遗传信息在复制的过程中发生错误),这样的错误造成了生物的不同形态,以及不同的应激反应,而那些能够产生遇到危险能物理刺激做出反应的基因的生物,更能适应环境,便被大自然筛选保留下来。


    这便是演化,也是生物的第一个学习方法——以种群为单位的试错学习法,但它的代价却是死亡,因为如果你的基因无法遇到危险,物理刺激做出反应,就会死亡,被自然所淘汰。


      生命的第二种学习方法——神经网络


    当种群的基因库的更新速度快过环境的变化速度,种群便得以延续。这也就是为什么生命要一代一代的演化,而不是完全复制自己。
    用演化的试错机制去适应环境,至少需要几代的演化。而且,多细胞生物相比于单细胞生物,演化速度要慢的多,毕竟单细胞的细菌每10分钟就能复制一次,而大型的哺乳动物至少也需要十几年或者几十年才能繁衍出一代。
    所以,多细胞大型生物的繁衍试错演化速度,跟不上环境的改变速度,无法适应环境,那么多细胞生物种群要如何维持自己的存在?


    大脑产生的原因


    这就要求个体在自己的生命周期内拥有学习能力。这需要演化出神经细胞,众多神经细胞形成神经网络,配合演化机制,形成大脑,来感知环境,从环境中获取信息,再根据从以往的信息中总结的规律,形成的模型,从而预测环境的变化,用大脑根据模型指挥身体做出相应的反应,来应对变化,这就是学习。


    寒武纪初期,眼睛等感官器官相继产生,使神经网络增加了实时感官的能力,可以学习用上一时刻的信息,来预测下一时刻的信息的模型。


    比如,我们躲避车辆,是因为我们看过,上下时刻都发生了什么(上一时刻,人站在车前面。下一时刻,车毁人亡。),然后就用神经网络建立了这样的模型,看见车行驶过来,就立刻躲避。

    基于概率的模型筛选机制

    好奇心驱使我们去认识更多环境中的事物,而大脑产生的意识会在各种事物各种现象之间的建立关系。比如猎物脚印与猎物位置的关系,火与温度的关系,待人友善与受到回报的关系,等等


    大脑会建立这些关系的模型。这里实际发生的是负责不同功能的大脑细胞之间,建立了突触链接,加强了交流。


    视觉,听觉,嗅觉细胞首先储存信息,然后建立突触联系,以后遇到相同情况时,二者立刻互联,加快决策和行动。多次见到的联系,会让链接更加紧密,让人印象深刻。

    而大脑的神经网络演化出了遗忘机制,这允许了生命不再以死亡为代价,来学习模型。遗忘替代了死亡,起到了筛选模型的作用。(高频次使用的模型被保存下来,低频次使用的模型则被遗忘淘汰掉

    所以说遗忘是为了更好的学习,更好的生存。这也是重复能够加强记忆的原理。


      高等生物的目标——保证在繁衍之前不死


    虽然这些反应用演化原理产生的应激反应,同样可以实现,但是这种演化试错学习法,对于繁殖能力有限的多细胞生物来说,效率太低,代价太大,基因不可能在出生的时,就定好怎么做高考题?怎么找对象?


    如果演化速度赶不上环境变化速度,就无法适应环境,物种则会被淘汰。这就要求大型生物需要个体的学习,来适应环境,而人类无疑是当前学习能力最强的生物,这也是为什么智人能够在短短两三万年间,便从非洲席卷全球,在基因没有明显改变的情况下,适应了全球所以的陆地环境。


    在这里,人类的身体当于硬件,通常情况下无法改变,而通过后天的学习建立的认知模型,便是输入人体的软件。各种软件塑造着人类的行为,让人类能够在各种环境中稳定存在。

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