第二章:记忆空间的结构

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第二章:记忆空间的结构
一
智能体的回忆性表述和反思过程反应了一个信息被保存的空间的存在,我们把这个空间叫做记忆空间。我们说我们刚才看到什么,听到什么,这是对自身感官经历的记忆;我们会说我们之前思考了什么,这是对自身思维经历的记忆;我们会说刚才我感受到恐惧或愤怒这是对自身情绪经历的记忆。此外我们会说“苹果属于水果”,“苹果是甜的”这些是对事物关系和属性的逻辑信息的记忆。
记忆空间是我们对人类思维所有的自我反思的素材的来源,那些能够被反思从而能够被表述出来的记忆是可以被访问的记忆空间。记忆空间中还有另外一部分保存的内容是无法被访问的,从而也无法表达出来,我们只能通过其在因果链条中形成的效果,或是影响它的原因推知它的存在。我们考察人类智能形成的机制,需要深入细节地去研究人类智能活动中因果链条,但我们从来无法获得整个因果链条的视觉,记忆空间中所呈现的是我们能够看到因果链条中所有的片段。剩下的空缺我们需要用构想去填补,并根据现实中发生的情况去检验机制构造的可行性。第一章我们对这种人类具有的反思能力进行了讨论。这里我们需要看到的是,第一章我们站在系统理论的视角理解了决定持续演变的系统的状态的是记忆性模块的变化;而这里记忆空间作为我们反思中直接信息的来源很自然的成为我们对整个智能系统进行研究的起点。[1]
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二
让我们开始对这个逻辑空间的探索。
当你试图去回忆你脑中所记住的信息你会发现被记忆对象的类型是种类繁多的。逻辑结构相类似的对象可能拥有相同的记忆机理,所以对象逻辑结构的差异可能意味着记忆机理的差异。从而,一个可行的思路是我们以所记忆之对象的差异为起点,把记忆空间分为不同的模块,每个模块保存不同逻辑形式的数据,拥有支持这类数据储存的空间结构,和先天具备的运算规则,这是我们对记忆空间进行工程设计的前期划分依据。
当我们去反思我们每个思维的结论是如何形成时,我们会发现记忆是我们思维素材所有的来源。除此之外,我们还能看到,这些素材来源于不同类型的记忆。当我们看到一只奇怪的动物,我们会根据它的特征判断这只动物可能的种属,这时我们调用的是事物特征和从属关系的记忆;当我们思念恋人时,我们调用的是相处的回忆,这包括了相处时的场景,看到的,听到的,当时所想的,和温暖的感受。所以在第一个层面,一类记忆空间保存的是客观世界对象之间关系,包括了属性关系、从属关系等。我们把这个记忆空间称为第一类记忆空间(First Type of Memory Space, FTMS),它保存事物和事物之间的逻辑关系;还有一类记忆空间是记录主体在时间中的“感知经历”,我们称其为第二类记忆空间(Second Type of Memory Space)。第二类记忆空间内又有明确的界限,一部分是感官经历的记忆,包括到了什么地方,看到了什么,听到了什么,闻到了什么;一部分是思维经历的记忆,包括那个时候我想了什么;还有一部分是“情绪感受[2]”的经历,包括那个时候我感到痛,快乐、愤怒或是悲伤。
三
第二类记忆空间,即保存“感知体验经历”的记忆空间,来源于主体对客观世界的感官信息的接收以及对自身思维及情绪体验的记录。这三类记忆——无论是感官场景体验、思维体验还是情绪体验,其共同的结构是以时间轴为纪录这些体验的轴线;第二个共同的特征不是那么直观,即这些时间轴上的信息都是可以分解的。这点非常重要,决定第一类记忆空间和第二类记忆空间的联系,以及第二类记忆空间的储存、调用方式。我们下面就来解释它。
在第二类记忆空间的三类记忆中,对感官场景体验的记录最为复杂。客观世界有着繁杂的表象使对感官体验的记录面对着海量的信息。而在另一方面,感官体验的记录是诸多思维模块调用信息的来源,这意味着或者记忆在储存时已经蕴含了其所储存事物之间的某种联系,要么这个联系就需要在每次使用时被发掘。对于我们的智能系统而言,前者是成立的。关于这点接下来还会有更加一般性的讨论,即什么是所谓的“理解式记忆”,以及它和“机械记忆的区别”。这里我们先来关注“联系”这两个字。设想一下,如果我们在两个不同的场景中看到两只松鼠,一只长尾巴,一只短尾巴,对于我们自身我们很清楚这两个对象之间的联系——它们都是松鼠,但一只长尾一只短尾。我们如何在保存感知的场景信息时就把这样的联系内蕴到我们的储存中呢?很简单,我们只要从同一个地方获得松鼠这个对象的素材。
进一步反思,当我们回忆我们看到的松鼠,我们会发现松鼠这个对象是这样在记忆中呈现的——首先它具有松鼠的标准的形体,似乎这个形体已经在记忆中存在,其次我们根据看到松鼠时识别到的特征(长尾或短尾)对这个标准形体进行修正。至于现场感知的细节信息:哪里毛密集,哪里毛稀疏,毛的光泽等等如果不去注意就不会被记录。也就是说感官体验记忆记录的对象并非具体的对象而是简化后的抽象的对象。
四
对感官经历进行记录的两个特征——储存过程中对象关系的内蕴和简化储存指向一个可能的记忆结构:第一类记忆空间,即储存事物对象以及事物属性和其他事物间逻辑关系的记忆空间,参与到感官经历的记忆中;对感官经历的记忆,我们并不重复记录具体的信息,其中的对象都来自于第一类记忆空间;感知记忆储存的是指向性信息——指向第一类记忆空间中的元素,包括结构的指向和结构中具体对象的指向。我们可以大致感觉到这样的设计有什么好处——因为第一类记忆所储存的都是抽象的概念和它们之间的关系,所以在这样的指向结构下,感官体验记忆中的对象因为指向第一类记忆空间,对象间的联系被内蕴了[3];其次,第一类记忆空间保存的是客观世界具体对象的抽象模型,这使指向它的感知记忆中的对象也是抽象简化的形态。简化储存有它的道理,人类可以根据自身的需要按照不同的简化程度保存一个对象或一段感知体验,因为过于精细带来的信息量会增加调用函数的复杂度,“精细化”的成本不仅仅是储存上的而更多是信息使用上的。
五
前面我们讨论了第一类记忆空间中的对象是如何参与到感官体验信息的保存中的——感官体验中的具体对象被识别,指向第一类记忆空间中的抽象对象;同时这些对象在空间中排布结构和运动轨迹也被记录。我们能够通过这些信息重建一个简化后的感官体验到的场景。直观地讲,我们通过把第一类记忆空间的对象贴回到时空骨架上就完成了对感官体验的场景的回忆,而根据这个场景信息我们能够不同程度再现我们的体验。
实际上由第一类记忆空间剥离感知体验信息流中的对象,从而进行拆分式的储存并在回忆中重新组织的记忆形式同样适用于第二类记忆空间中其他两类记忆:思维体验和情绪体验的记忆。这两类记忆比感官体验的记忆简单很多,因为不涉及在三维空间的骨架中呈现对象,思维体验和情绪体验中的元素只要被识别、分离(通过指向第一类记忆空间的对象)、并保存(记录时序),就可以在回忆中直接粘附这些对象到时间的轴线上完成对思维体验和情绪体验的回忆。
用一句话去总结:沿着时间轴进行的感知记忆无论是感官场景体验的记忆还是思维过程的记忆还是情绪体验的记忆,记忆都是借助第一类记忆空间,以识别、拆分、存储的方式进行;而回忆则是重构的过程。这是我们在记忆空间部分需要深刻理解的第一个论断。
六
具有反思力的读者可能会有疑问:我们通过回忆呈现的体验似乎总是模糊的,正如我们看到清晰的图画,而回忆总是模糊的。但我们的确能够说我们刚才看到了一副清晰的图画。如何对此进行解释?这涉及到对一个非常重要的假象的解释——我们在体验时刻的感受不意味着信息是以那种符合那种体验的方式去保存的。
感知到的未必被记录,这是第二类以时间为轴线的感知记忆重要的特征。当车开过高速公路,周围如此多的景物都通过视觉被感知到,注意力集中到哪里那里的视觉便是清晰的,这使我们认为我们看到的是精细清晰的画面。但如果开车的人在思考问题,他就会忽略看到的很多信息:比如周围每类颜色的车的比例大致是多少,边上的大树是否在落叶子等等;在思维记忆层面,人没法回忆起过去的一个小时中思维经历的每个状态,而只能回忆起个别重要的思维过程,尽管在另外一方面任何时候的思维都是被感知的。故感知记忆是对感知内容进行取舍后的记忆,智能体总是把具体感知到的信息对应到第一类记忆空间的简化的形式进行储存。
细心的读者可能注意到了一点,在这样的记忆机制下,我们最初接收是感官体验的信息流,但在拆分储存的过程中,感官信息实际上只参与到对象识别的过程中,比如我们通过听觉信息知道是只大象,我们就会用第一类记忆空间中完整的大象作为素材去塑造第二类记忆空间。所以到了这个环节所储存之物已经和感知体验无关了。回忆体验之所以能够模糊再现直接感知体验,是所储存的信息被重组模拟了直接感知体验的信息流。但这个时候,感知的是回忆的体验,往往比直接感知体验模糊,因为信息是在取舍后被简化储存的。至于为什么我们会回忆说“当时这幅画是清晰的”,其实这种清晰感和看到画面所产生的其他情绪一样,被作为一种情绪体验被记录,这个时候被重塑了。回忆经常涉及了三类感知体验信息在重塑时的复合。
在进入下一环节讨论之前,为使读者对上面最粗犷的记忆空间的构架形成更多直观的理解我们来罗列一些来自反思的支持证据。我们将利用这个构架对一些我们的体验经历进行解释。
Evidence A:一个人从乡间小路走过,假设他没有刻意的去记忆周围的事物,在回忆中他能够回忆起路边它认识的植被的样子,而回忆不起不认的植被的样子。因为在简化的画面中,不认识的植被在被储存时仅仅是指向第一类记忆空间中的“植被”,除此以外只记录一些很显著的特征,如色彩很鲜艳,形态很奇怪等等;而认识的植被在感知记录中则是指向一个具体植被的对象,而这个对象的形体特征之前就被具体保存,所以回忆时就会更加具体、细致。
Evidence B:我们对小时候的记忆是非常模糊较为清晰的记忆往往开始于4、5岁的时候。因为在婴儿时期,第一类记忆空间中还没有足够的“对象”,所以无法对感知体验进行记录。智能体总是根据第一类记忆所储存的素材的具体程度来决定感知体验记录中对象的具体程度,事实上第一类记忆中的元素完全地构成了感知体验记录中的对象。
七
八
所谓记忆空间和外部世界的“对接”,具体而言指这样两件事情:其一是识别,即我们能够从感知体验的信息流中分离出具体对象,并判断它对应了第一类空间中的什么抽象对象;其二是模拟重建,即记忆空间中保存的信息能够再造出类似直接感知的信息流,形成回忆体验,当然拥有不同程度的简化。
在这里我们先关注识别功能。仍然以最复杂的感官场景体验的记忆空间为例子。感官场景体验的记忆空间中保存的场景中的对象都是一些“物理对象”,即具有空间形体特征、颜色特征、触觉特征、味觉或嗅觉特征等物理特征的对象。除了空间形体属性外其他属性信息保存形式[6]都相对简单,比如颜色特征可以用波长去完美对应[7],也就是一个一维的标量。类似颜色、触觉等感官经验虽然简单但对识别具体对象而言不具备特异性,我们很难通过看到红色,局部表面触摸就知道对象是一个红苹果。最具识别力的信息形式是复杂程度最高的形体信息,这种复杂性会超出直观的想象——虽然直观想象中它应该已经够复杂了。我们会在第四章“从形体到空间概念”的章节讨论形体信息的储存机制。这里我们仅仅用到第四章的一个结论:在组合和变化这两类操作中,新的形体对象会生成,而素材对象的可识别性和可重构性会在这两类操作中延伸到新的形体对象里。具体而言,因为第一类记忆空间在保存形体属性时内蕴了形体对象间相互组合变化的生成关系,于是我们可以通过识别对象形体的局部特征来对作为整体的对象进行识别。比如我们只要识别出大象鼻子就知道对象是一只大象,识别到水面划过的鱼鳍就知道鲨鱼来了。当然判断感知体验信息流中的对象对应了第一类记忆空间中怎样的对象,可以综合不同维度特征的比对,比如我们会综合形体、颜色、味道、表面触觉等感知信息去判断对象是一个苹果。这边我们要表达的精神是,如果第一类记忆空间中的某个对象具有很高的复杂度——正如大部分“物理对象”具备的特征,我们不会通过全部信息而仅仅通过部分特征信息的比对去识别它,而回忆时我们会调用第一类记忆空间对应的抽象对象的全部信息,从而感知信息流中缺失的部分将因此被填补。
九
上面我们是用感官场景体验记忆空间中最复杂的形体信息为例子,讲述了如何把感官体验信息流中的具体对象对应到第一类记忆空间抽象对象的识别过程,简单描述就是“用局部特征判断,而进行整体替代”的过程。从信息的数学结构上看,形体信息是三维空间的二维曲面,其能够包含的对象是无穷的,而且每个根源性对象包含的信息量都非常巨大。最重要的是,这些形体之间是有联系的:一些形体是另外一些形体的组合,一些则来自于其他形体的简单形变。这些是我们需要去寻找形体属性这个根源性对象相互生成关系的原因。而感官经验的其他信息,如听觉信息、色觉信息、嗅觉信息则简单许多,比如颜色属性就可以用一维数组去(波长)储存,这样的储存具有识别能力、重构能力。以上这些记忆对应了我们的物理的世界。
除此之外另外两类第二类记忆空间中的分区——思维记忆和情绪记忆,它们对应到第一类记忆空间也是相对很容易。类似痛觉、悲伤、快乐等的情绪感受很容易从“情绪感受”[8]的信息流中分离。这些情绪感受作为第一类记忆空间的对象,不像物理对象那样有多个维度的属性,它们自身就是根源对象,直接指向感受的信息,从而一旦智能系统捕捉到感受的信息流,其中的感受就能被识别。情绪感受的根源性对象之所以简单而没有生成关系,这是因为情绪感受这类信息数量有限,而且在感受层面相互独立。
思维记忆稍微复杂一点。思维对象和形体对象具有一个共性,就是对象间不是相互独立的。按照我们的在序言中所描述的,思维对象最原子的层面是那些基础思维模块,基础思维模块的组合形成思维过程,固有形式的组合叫做思维模式,这些都是思维对象。思维对象和情绪对象也有一个共性,即思维对象无法再分解为不同维度属性的组合,也就是说他们自己就是自己的属性,每个思维对象都是根源类。因为第一个特征,思维对象的识别功能是来自于先天定义的基础思维模块[9],识别功能通过基础思维模块的组合而延生到思维过程或思维模式等复杂的思维对象。因为第二个特征,思维对象作为根源性对象直接指向思维作为函数的信息。
至于为什么回忆时会有不同程度的体验再现感,则因为第一类记忆空间中保存的对象通过和根源类的联系不仅仅具有识别功能,还可能可以把储存的信息映射为和感知体验时的信息相同的形式,从而能够模拟出感知时的体验。而根据简化程度不同,体验的模糊性也会不同。比如,复杂度最高的形体视觉体验的回忆是最模糊的,因为其中的简化成分很多,而思维体验的回忆就可以和之前思考时没有差异,因为思维对象作为根源类其背后的都是思维函数,在回忆中可以无差异再现。
十
到此为止,我们可以来关注根源性对象的信息储存形式了——信息的保存形式根据所需要的功能去决定。
我们仍然拿最复杂的空间形体为例子。设想对于一个复杂形体,比如说人体。我们怎样在第一类记忆空间中呈现它。这里有三种不同具体程度的信息保存的层次。第一种层次最为具体,是近似全息地保存一个形体对象。一种是以类似照片的保存方式,我们建立一个空间网格,我们去表述哪些坐标上的格子是空的哪些坐标的格子是实的,只要我们观察的细致,并且采用非常致密的空间网格我们就能够近似全息地储存一个空间形体。同样细致的保存方式是用函数,它可以精确地表达理想化的形体,比如球体、轮胎体、长方体。第二层次储存形体信息的模式则不是直接表述,而是表达形体是如何生成的,比如复杂形体是如何由每个部分拼接而成,而每个部分又是如何生成的,这边我们不去更深入讨论每个基础部件是如何生成的,因为描述这个机制需要巨大的篇幅,我们将在第四章节去讨论。这里我们关注“生成”,它意味着第二层次的储存模式无法以直接的方式去呈现储存的感官信息,但我们能够通过若干思维函数从这些数据中重建一个形体,这种生成需要付出运算成本。在第三个层次我们保存的信息甚至无法去生成形体,在第三个层次中我们保存的是局部的特征,使我们无法去生成形体但我们却有能力去识别它。最好的例子就是我们对汉字的学习,一些字我们一开始不会写但已经会认。因为会写意味着是按照第二层面的方式保存了文字图形的信息,即知道如何生成文字图形;而仅仅会认意味着保存了特征,在比对中完成对文字图形的识别工作。
这边就出现两个问题:其一,是人类在大脑中是以上面三种模式中哪写模式去保存形体信息的。其二,这样的保存模式有什么样的优势和劣势。接下来我们考虑这两个问题。
十一
我们来考虑三种保存信息的模式分别有什么样的表征。
如果形体信息是由空间网格中点的虚与实去表示的,那么最源头的储存状态必定是精确的,至少在足够的观察之后。除非有某个思维函数使这个信息在表达时模糊化,那么形体信息若是以这种形式保存我们能够每次精确画出同样的保存的形体对象;而且回忆这个形体时在脑海里呈现的画面可以是清晰的。除此之外,这种保存方式无法直接内蕴形体之间的联系。比如对于一个标准球体和一个梨形体,这种保存方式将独立保存这两个对象,这种储存方式下智能系统很难理解梨形体可以由标准球体通过拉伸得到。这和人类的在输出所记忆之形体时的表征是不一致的。用函数表达形体也会带来相同的表征,而且函数显然不适合用来记忆不规则的非标准化形体。
如果记忆空间采用的是第二层面的储存方式,即储存了生成的方式。因为在这种信息的储存模式下生成一个形体需要大量的运算,而大脑也许根本就不会提供一个内存空间来把生成的信息映射成类点阵的信息或扫描信息,从而回忆中脑海中很难再现出清晰的整体的画面。所以在这种储存模式下,信息在内部呈现上是具有很大缺陷的,而外部呈现却可以保持清晰感和整体性。比如我们熟悉我们住的屋子,但在想象中我们难以呈现出屋子的画面,但我们可以较为精确地把它画出来。这也是为什么我们会依赖画图等方式来辅助我们在房屋设计、运动轨迹预测等思维活动上进行思考。
第三个层面的储存模式显然也是非常常见。在这种储存模式中我们的信息不足以在内部或是在外部生成这个形体对象,而我们却可以根据特征去识别。这里的例子非常多,比如有些字我们不会写但会认,很多动物和植物我们无法画出来但是看到可以认出来。
十二
上面我们看到第二层储存方式应有的表征是符合我们的记忆通过回忆表述显现的表征的。事实上,这样的储存方式不仅仅在对形体信息的储存中使用,我们的整个记忆空间有很大一部分的记忆模式体现了这种生成的精神,比如之前讨论过的基础思维模块生成思维过程和思维模式。这种模式非常重要,现在让我们不局限于形体对象的记忆,而仅仅从最一般化的信息保存的角度来考察这个模式,当然现在我们拥有了最复杂的形体信息作为例子。
首先生成方式的信息蕴含了一部分的特征信息,比如对于形体信息,你可以把它画出来,画中有随性添加的成分,除此之外的确定的部分就蕴含着特征信息,也就是说如果信息是按第二层面的方式储存的,那么它具备第三层面储存信息的特征。其次,任何特征信息可以作为一部分的生成信息去保存,比如你看到这个人鼻子尖上有一颗痣,这个特征信息显然会被用来生成这个人的形象。也就是说第三层面的保存方式和第二层面的差距在于信息的完整性(或简化程度)。而我们也清楚第二层面的保存模式和第一层面的保存模式在映射成同样的形式后差异也在于这种完整性。
也就是说第二层面的模式和第三层面的模式并不存在一个显著的边界。我们以第二层面的模式保存信息,在重现时也可能加入了许多自己构想的成分。这时,聪明的读者能大致感到这样的模式有什么样的好处。首先,对于复杂的具体对象,保存可繁可简,可以保存一种粗略简化的生成方式,然后逐步添加特征,使第一类记忆空间的模型逐渐逼近具体的对象;其次,这样保存的对象是被“理解”的。关于“理解”我们马上要详细讨论,这里我们无法精确的描述“理解”是一种怎样的状态,但我们可以大致感觉到如果通过基础对象和基础变化和组合生产复杂对象,复杂对象之间的联系因为这些构成单位的联系而在储存中被内蕴了。
十三
在感知体验信息的重现上,我们知道感知体验的瞬间外部或内部[10]的信息是被直接感知的没有经过记忆空间。记忆中的信息在回忆中若想创造同样或类似效果,一种自然的方式就是把自身转化为当时被直接感知的信息的形式。如果无法实现这种转化,那么回忆就无法重现直接的感知体验.比如对于复杂形体的记忆数据是无法转化为二维点阵的形式或扫描信息形式,从而复杂形体的体验是无法在回忆中整体重现的,这正如现实中发生的;如果是简化储存,但形式的转化可以达成,那么回忆重现的效果是粗略而不精细的;还有一种情况则是转化可以完成,而且因为信息形式本身简单清晰而且来自于内部(如形成情绪体验和思维体验的信息)但重现体验是较弱的形式,比如情绪体验的再现;还有则是思维体验的再现,即不存在信息简化也不存在程度的弱化,回忆体验和当时的直接体验具有完全的一致性。
这边需要重复指出,因为混淆时刻可能发生。回忆体验和直接感知体验的一致性不是来自于“真实感受”,而是信息从真实感受输出前端输回智能系统后形成的“反应感受”的效果的比对。产生的一致感或不一致感也会形成感受输出,也同样在输出前端回到智能系统创造感受的反应……这点我们在第一章讨论过,请读者在凡是涉及“感受问题”尤其注意,好好体会。
到此为止我们讲述了第一类记忆空间和第二类记忆空间相互配合的拆分重构的储存机制,以及根源性对象以何种数据形式去储存以使记忆空间中的对象是和客观世界可“对接”的——识别信息(Identification information, II)和生成信息(Generative Information, GI)是根源性对象背后储存的内容。这是关于记忆空间第三个重要的论断。
十四
现在我们终于可以来讨论前面反复提到的“理解式记忆”。前面我们一直在讨论以第一类记忆空间为素材来源的感知体验的储存机制;以及第一类记忆空间如何通过抽象、简化的方式处理、储存高复杂度的外部信息;以及信息如何以“可生成”、“可识别“为标准进行储存,而不必保留直接感知时的那种形式。
在讲述为何使第一类记忆空间为第二类记忆空间中三种感知体验记忆的素材来源时,我们讲述了一个重要的理由:对象之间是有关联的,我们希望在储存感知体验时能够使对象的关系已经被内蕴其中。那个时候我们举了长尾松鼠和短尾松鼠的例子,它们除了尾巴长短,其他部分都是一样的,我们不希望感知体验的记忆独立地保存它们。我们把储存时内蕴了事物之间关系的储存方式叫做理解式记忆。相对的,比如像数字照片那样以点阵方式保存图形,而相关图形之间的关系需要后期挖掘,这样的记忆为机械式记忆。
所以我们看到相比于独立储存每个感知体验的信息,借助第一类记忆空间去储存更符合理解式记忆的标准,因为感知体验中的对象如果是有从属关系的或是具有相关属性的我们都可以借助第一类记忆空间去知晓,这两类联系因为第一类记忆空间而内蕴了。
事物之间的关系很多,我们前面讲的第一类空间最主要的两个关系:从属关系和属性关系只是其中的两类。除此之外,后面我们会看到类似从属关系和属性关系都可以用三个位格数据组的记忆单位去储存,事实上任何两两对象间的关系都可以用这样的三位格数据组的记忆单位储存。但除了两两间的关系外,很多关系是多对象之间的,它们无法直接以这种形式储存。所以如果说第一类记忆空间参与的记忆是理解式记忆,那么存在更符合理解式记忆标准的模式。于是为了使“理解式记忆“不仅仅是一种相对的概念而有一个标准,我们会以人类储存信息时内蕴关系的程度作为理解式记忆的标准。也就是说我们要达到的“理解式储存”的标准就是在储存时能够内蕴人类在储存时会内蕴的关系——以此为目标。未来我们能够看到人类记忆空间对事物关系的内蕴是人类思维得以在记忆空间上运转的基础,也是情绪系统运转的基础。三位格记忆单位储存的模式符合关系内蕴的要求,但其可表达的关系还远远不够。
十五
现在我们有了判断记忆空间是否“完备”的标准。我们定义完备的记忆空间被以下判断决定:凡是人类能储存的对象完备记忆空间也可以储存,凡是人类在储存信息时能够内蕴的联系完备记忆空间在储存同样的信息时也可以内蕴。
对于人类而言,反应记忆空间储存内容的一个方式是语言的输出。首先在第一类记忆空间中我们保存了对象的属性和对象的从属关系,就是我们说的红苹果是红色的,味道是甜的,它属于苹果这个母类。直观上,第一类记忆空间具有网状的储存结构,而对象间两两的关系都是容易用语言表达的。我们把第一类记忆空间能够内蕴的对象(事物)间的联系叫做显性关系。但我们清楚地知道仅仅有它记忆空间是不完备的,比如事物之间的关系可能发生在特定的场景内,依赖时空的骨架去表述。比如我和我妻子的关系不仅仅是夫妻关系,我们完整的关系还内蕴在无数的故事里面。对第一类记忆空间不完备性最直观的说明就是它无法保存一个故事的内容,比如:“麦克在1988年在华尔街抢劫了一个老妇人的钱包。”所以,第二类记忆空间保存的感知体验实际上蕴含着事物之间的某种关系,这种关系很难用简单语言指向性地去表达,这样的关系是内蕴时空骨架内的,我们把这些第一类记忆空间不能够内蕴的关系叫做隐性关系。
十六
现在我们大致能感觉到由第一类记忆空间和第二类记忆空间所组成的记忆空间仍然不是完备的。
在物理中我们有许许多多的物理模型,比如力作用在物体上导致加速度,向这样的关系无法依靠第一类记忆空间三位格数据组的形式去内蕴,这个关系是保存在一个物理模型中:一个力作用在一个质点上,从而质点具有了加速度。所以,模型内蕴了经典物理学中非常重要的一个关系,但它不是一种对感知体验的记录,所以也不属于第二类记忆空间。事实上除了物理学之外,当我们去检验人类认知文明中的各个学科,就会发现每个学科都在用一系列理想化的模型去表达具体事物在某个维度的关系。这就指向人类记忆空间中还存在第三个重要的记忆子空间——模型空间。这是记忆空间部分我们需要了解的第四个重要的结论。
这边需要指出一点:实际上,那些第一类记忆空间无法内蕴的对象间的关系很多已经在第二类记忆空间中内蕴了,只是在第二类记忆空间中这些关系隐藏在各种繁杂的表象中,会降低联想、运算的效率。从而思维会把第二类记忆空间中的场景进行抽象,简化忽略无关的信息,剩下的信息并非我们曾经用感官感知到的,甚至场景中会加入自身的构想,但在这个简化的场景中特定维度的关系得到了清晰的表述。我们需要模型来理解感知体验。
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十七
模型空间的引入可以直接来自于反思。我们保留的很多场景并不是我们经历的而是构想出来的,还有很多场景是高度抽象不会在现实中存在的。这些场景信息虽然都是按照第二类记忆空间的方式——第一类类记忆空间的对象在时空骨架和特定结构中被组织储存,但并非我们前面定义的第二类记忆空间——一个保存感知体验的记忆空间。
之所以要通过先反思第一类记忆空间和第二类记忆空间的完备性去引入模型空间,是出于以下的原因:判断我们构建的整个记忆空间合格的标准就是完备性,因为完备性是人类的思维情绪函数完美运行的基础,是我们能依赖人类智能系统的道理去重建,而使被造的智能体的记忆空间能够自主成长的主要必要条件。以这样的方式引入模型空间,我们很清楚我们对模型空间构造的评价标准是是否能够内蕴第一类记忆空间和第二类记忆空间组合下所内蕴不了的事物间的关系。如果做到了这点,我们则会认为——这个新的记忆空间——由第一类记忆空间、第二类记忆空间、模型空间组成的是一个完备的记忆空间。
关于模型空间加入后记忆空间是否完备,我们很难作为一个证明题去证明,只能通过实践去检验。尽管在简单的反思中我们会看到所有的学科都多多少少依靠一系列的模型来表达学科覆盖的概念和概念之间的联系——这样概念的保存是被理解的;但我们无法知道模型空间的加入在内蕴联系上是否充分。一个很有意义的工作是去考察每个已有的学科的知识是如何依赖三类记忆空间去储存的,这样的储存是否使那些语言可以对应的概念是被理解的。第十二章“学科、理论、视角”中我们会对十门学科进行了简单的反思,但这些粗略的反思显然是不足够的,不仅仅无法以此检验记忆空间对储存特定学科知识的完备性,也无法使我们发现哪些存储结构的补充能够完善这种完备性。希望读者能够根据自身熟悉的领域,去尝试这个细致的检验工作。
十八
模型空间的元素有三个来源,因为这属于记忆空间如何生成的范畴,应该在思维系统中讨论,我们这里仅仅简要描述下。第一个来源是最主要的,概括而言:思维从若干具体程度较高的模型出发,通过剔除非共性部分而得到共性的部分,在这个归纳的过程中生成了一个较为抽象的模型;或是从抽象度较高的模型出发通过加以具体的限定演绎出较为具体的模型。这个概括性的描述不容易理解,大家可以结合脑中的例子好好体会——比如我们总是会通过对若干具体事例的归纳总结去抽象出一个这些事例背后共同的逻辑骨架,或是通过把抽象理论加以具体的限定从而形成运用型理论。这样的模型空间的来源是人类学科知识形成的最主要途径;还有一种是外部指向性信息诱导生成的。比如我们听一段文字故事的情况下发生的,有人在讲三国时期的故事,我们能够在脑中构想出当时的场景。文字中的对象对应到第一类记忆空间的对象,文字表达的逻辑结构对应到场景的结构骨架,从而构想使故事保存在大脑中,而这个故事是我们不曾经历的。这是我们保存文字故事的方式。除此之外,我们知道学科中的各种模型都可以通过文字和图例去描述并教授,外部指向性信息诱导生成模型的过程是人类学科知识传播的最主要途径;最后一种方式相对于上面的,则不是由外部信息流驱动的,而是由内部动机驱动构建生成的。比如我们在大脑中构想一副完全没有见过的场景,完全凭借自己的喜好创造场景:发生的事情和人物的属性等等。这是那些小说的创作者经历的思维过程。事实上每个人,在他们的梦中都是构想的大师,梦中创造的场景可以非常逼真而光怪陆离。
十九
这边我们不去具体讲述后面两类模型空间。由外部指向性信息流驱动的模型空间的生成方式相对容易,因为生成模型需要的思维操作的序列是被指向性的外部信息所引导的,比如讲故事的人会说:“有一个人叫刘备,他样貌英俊。”这就指示思维在第一类记忆空间中创造这个故事场景需要的一个对象;接下来“刘备曾在新野被曹操大军追击”,那么思维会创造三国时期的模糊的地图,上面有个地域叫新野,会创造曹操这个人物对象,并建立模糊的战争场景描述刘备军队被追击的场面……学科理论的描述如何诱导模型的生成则请读者自己去思考检验。
由内部动机驱动的自我构想则复杂很多,涉及到情绪系统如何形成动机和构想的任务序列,但这个构想是创造力产生的环节,非常重要,我们会留到讲述情绪系统运作的时候去解释。这边我们关注真正意义上的用于认知的模型空间,我们通过若干例子来说明模型空间覆盖的储存范围和储存机理,请大家体会复杂的学科内容的储存是如何从最原始存储结构中演化而来的。
二十
我们继续在序言中提到的那个例子。
当我的记忆空间保存了比如这样几个较为具体的模型:A手推球,球飞出;B脚踢球,球飞出;C、手推门,门动了,D脚踢门,门动了。由A和B我们会得到“物体作用在球上,球会飞出”这样的模型,这个模型是由A和B模型在删除非共性成分后得到的。手和脚,他们的共同的母类是物体(当然也可以说是身体的一部分),如果用共同母类去替代具体子类,那么子类中非共性的部分就消失了。同样我们比对A和C我们会得到“手作用在物体上,物体会动”这样的较为抽象的模型;比较B和D得到“脚踢物体,物体会动”这样的模型。再比较上面这两个模型,我们得到“物体作用在物体上,导致物体运动”这样的抽象程度高的模型。由若干具体程度较高的模型通过剔除非共性的部分留下共同的逻辑骨架,这个逻辑骨架就是一个适用性更广而针对性较弱的模型。这个过程就是归纳(Induction)。
当我们拥有了“物体作用在物体上,导致物体运动”这样的抽象的模型,我们就可以对其统辖(Govern)的具体模型形成理解。除了最初的A、B、C三个模型外比如我们看到高尔夫球干撞击球,我们会用第一个“物体”对应球杆,第二“物体”对应球,而“作用”对应了撞击,“运动对应了球飞出。因为在第一类记忆空间中球和球杆都是“物体”的子类,而撞击是作用的子类,球飞出是“运动”的子类。从而通过了统辖检验,我们称“物体作用在物体上,导致物体运动”这个抽象的模型统辖了“高尔夫球干撞击球,而球飞出”这个具体的模型,这就是模型的套用理解。在记忆空间中上面描述的从抽象模型到具体模型在统辖关系下的映射会被保存——保存在模型空间附属空间中(Affiliate Space of Model Space, ASMS)。这个映射意味着我们能够用这个抽象模型去“理解”具体模型。请大家仔细体会“理解”这个两个字。
在通过了“统辖检验”我们能够把抽象模型套用到具体模型中,如果具体模型有内容是缺失的,比如在前面的例子中在球杆撞击球的一瞬间,我们还未看到球飞出。但我们可以建立“物体作用在物体上”到“高尔夫球杆撞击球”的统辖关系。之后具体模型的延伸也会被抽象模型统辖,即我们能通过抽象的模型判断球在撞击后会运动——这就是预测。套用理解和预测都是以抽象模型为起点,形成对具体模型理解或形成具体层面模型延伸的过程,这些相对于由具体模型生成抽象模型过程统称为演绎过程。
二十一
要清晰地了解归纳,我们还需更进一步,去考察抽象度很高的数学模型是如何来的。继续前面这个例子。对于力、质量、加速度的关系,经过高中物理训练的人脑中的模型是这样的:首先有一个质点,它被一个力所作用,然后开始加速。质点的质量被度量为M力被度量为F,加速度被度量为a。然后是一个数学模型 ,这个数学模型统辖了物理模型。回顾统辖关系检验过程,如果说这个数学模型统辖了物理模型,那么数学模型中的a、F、M分别映射到物理模型中的a,F、M,“=”被映射到物理模型中的原因和结果的连接点(因为力作用质点,所以获得怎样的加速度);此外统辖模型的元素必须是被统辖模型元素的母类——数学模型中的没有含义的数是其他学科所有模型中有含义的数的母类,而等号是所有模型中等价关系的母类。也就是说数学模型是用来描述具体模型中变量之间的某种等价关系的。关于物理模型和数学模型我们会在第五章“模型空间”的讨论中给出更细致的说明。
因为归纳和演绎是人类认知过程的核心机制,这边留给读者一个作业,在记忆空间的层面:从具体的感知场景模型经过数次归纳生成高抽象度的数学等式模型——加法模型、乘法模型,这样我们能深刻理解归纳的过程;用十个不同的物理模型去理解具体的感知场景,关注统辖关系的建立和预测如何做出,这样能深刻理解演绎过程。
二十二
同样的模型还有因果关系模型,因果模型的实体也是一个判断函数——事件在时间上的前后相邻,空间上的相关性……等等特征如果被识别,那么建立事件之间的因果关系。在因果关系中还分几个子类,前面这个判断函数判断的是可能的因果相关性。如果事件A的发生,在各种其他情况下都会导致B,那么A是B的充分条件;如果A不发生必定B不发生那么A是B的必要条件……
二十五
到此为止我们描述了完备记忆空间的主要结构,从逻辑上这个记忆空间可以保存人类能够保存的对象并把事物内在的关系内蕴到这种保存中,即能够按照人类的方式去“理解式”记忆。我们知道这种完备性是人类思维和情绪得以发挥完整作用的基础。而我们正是保持了对造物造人的道理的尊重,和对每个设置所隐含的道理的信仰去构建这个记忆空间。正如未来我们将看到的,这个记忆空间将使我们能够方便地在上面建立思维和情绪的系统;而记忆空间中那些看似没有道理的设置,其背后蕴含的伟大的精神也会在后续的篇幅中逐渐彰显出来。
[1] 一种对这个观点质疑是:感官信息也构成了反思信息的来源,所以记忆不是唯一的来源。对这个的解释是:感官信息的作用是瞬间的,一秒前的感官体验在后一秒就已经作为记忆的内容而存在了。
[2] “情绪感受”指的是“真实感受”的信号回到智能系统的那部分,不是真实的感受,所以加引号。后同。
[3] 比如我们上年讨论的例子中,这样的结构下感知记忆中不同时间出现的相同的对象不会被保存两次,因为他们指向第一类记忆空间中同个东西;仅有局部差异的两个事物,共同的部分不会被保存两次,因为它们可以由共同部分(作为第一类记忆空间中对象)通过组合和变化得到。
[4] 比如红色是红苹果的属性。红色可以理解为红色物体,所以红色属性是属性亦是对象;而红色是红苹果的属性等价于红苹果属于红色物体,所以这个属性关系亦是从属关系。
[5] 这里一致性意味着通过某种映射,根源性信息和感知体验的信息可以相互转化,这是所记忆之信息可以在重建中再现感知体验的原因。
[6] 作为根源对象,其保存形式需要和感知体验信息流的形式一致。
[7] 保持了和感知体验信息流中对应成分的形式一致性:能够通过某种映射相互转化。
[8] 当然我们指的是“反应感受”而不是“真实感受”。
[9] 实际形体对象识别机制的源头也来自于那些先天具备的“基础形体”和“基础变化规则”。这些我们会在第四章具体讨论。
[10] 外部的信息指感官信息,内部的信息指思维信息和情绪信息