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由于全篇長度超過簡書的單篇文章的字?jǐn)?shù)限制，所以將13個(gè)文章分為上中下三部分，此部分包括以下章節(jié)：
全文很長，圖片很多，包括了近百個(gè)智能相關(guān)的概念，希望這些內(nèi)容能給你帶來新的AI視角。
幾乎所有人都在談?wù)撊斯ぶ悄?，但人工智能是什么？是機(jī)器人？還是什么別的？ 我也不敢妄下結(jié)論，但在接下來的幾篇文章里，我將嘗試一步步的，把人工智能概念扒個(gè)底兒朝天，探索到埋得最深的那些人工智能含義。  AI，即Artificial Intelligence，通常翻譯成中文就是人工智能。  1950年，計(jì)算機(jī)科學(xué)之父，人工智能科學(xué)之父，艾倫圖靈發(fā)表了一篇論文，Computing Machinery and Intelligence，計(jì)算機(jī)器與智能，著名的圖靈測試和圖靈機(jī)概念也正是出自這篇文章。正是這篇文章，開啟了計(jì)算機(jī)與智能模擬的科學(xué)討論。  圖靈在文章的第一句就提出來很敏感的話題，"Can machines think?" ，機(jī)器會(huì)思考嗎？
 圖靈的論文之后，1950年代早期，控制論、自動(dòng)機(jī)器理論和信息論等各個(gè)領(lǐng)域，都對Thinking Machines的具體形態(tài)表達(dá)了不同的觀點(diǎn)和定義。 1955年，當(dāng)時(shí)在達(dá)特茅斯學(xué)院任教的約翰麥卡錫希望組建專家組能夠給出一個(gè)清晰定義和闡明研究方向，他選定了Artificial Intelligence一詞。  Artificial Intelligence，這個(gè)詞非常中立客觀，同時(shí)也避免了把人工智能約束在自動(dòng)機(jī)或機(jī)器人領(lǐng)域，它涵蓋了硬件實(shí)體的表現(xiàn)和程序軟件的邏輯處理能力。  Artificial一詞的含義是人工的，偽造的。它的近義詞是Man-made，反義詞是Natural。 首先，人工智能必須是通過人為設(shè)定的方法和流程創(chuàng)造出來的智能體，而不可以是其他。 其次，在目前看，人工智能特指電子計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)造出來的智能體，而類似人造胚胎、生物克隆等也不在人工智能討論范圍之內(nèi)。  科學(xué)怪人弗萊肯斯坦是西方知名的怪物角色之一，他誕生于1818年科幻作家瑪麗雪萊的同名小說品。  1968年上映的經(jīng)典科幻電影《2001太空漫游》中的超級(jí)電腦HAL9000，以及星球大戰(zhàn)系列中的R2D2、BB-8等機(jī)器人都是計(jì)算機(jī)程序創(chuàng)造的智能體，而星球大戰(zhàn)中的數(shù)百萬克隆戰(zhàn)士，以及異形系列中的生化人，都不是計(jì)算機(jī)程序控制的，也不屬于人工智能研究范圍。  在英文里面，Artificial和Smart是兩個(gè)不同的詞。但都被中文翻譯成"智能"，這導(dǎo)致了很多溝通理解的錯(cuò)位。  很多我們平常一直說到的智能，都是Smart而不是Intelligence。比如智能手機(jī)Smartphone，智能電視SmartTV，智能音箱Smart Speaker，智能手表Smart watch，智能手環(huán)Smart band，還有更多的比如智能路由器，智能空調(diào)，智能冰箱，智能攝像頭等等。它們都是Smart而不是Intelligence的。  Smart Device智能設(shè)備，一般是指帶有計(jì)算芯片的電子設(shè)備，它們應(yīng)該是可以聯(lián)網(wǎng)的，可以通過電腦或者手機(jī)遠(yuǎn)程操控的，具有一定的自主自動(dòng)能力的設(shè)備。 比如我們可以利用手機(jī)遠(yuǎn)程控制家里的空調(diào)，下班回家之前就把室溫調(diào)整到最好。當(dāng)我們家中有陌生人闖入的時(shí)候，自動(dòng)攝像頭就會(huì)自動(dòng)向我們的手機(jī)發(fā)送報(bào)警和拍攝的照片。 Smart和Intelligence在形容人的時(shí)候，含義上有很多區(qū)別。Smart指人類后天學(xué)習(xí)得到的技能，比如適應(yīng)各種生活環(huán)境的能力、做出優(yōu)秀選擇的能力；而Intelligent則是指人類先天就有的資質(zhì)，所以我們可以用IQ來評(píng)估一個(gè)人的智力，IQ的I就是Intelligence。 可以說Smart是一種表象，它來源于Intelligence。從這個(gè)意義上講，智能設(shè)備之所以表現(xiàn)出Smart智能能力，也正是源自于設(shè)備內(nèi)部計(jì)算芯片運(yùn)行的Intelligence智能程序。 一般的，Intelligence一詞只在學(xué)院或科研機(jī)構(gòu)中使用，其他情況都傾向于使用Smart。 由于Intelligence是一個(gè)很復(fù)雜的概念，在接下來的幾篇，我們將集中從各個(gè)方面來深入剖析它的含義。敬請關(guān)注。 隨著人工智能的炒熱，出現(xiàn)了各種各樣的智能理論，其中不乏奇葩離譜的想法與說辭。 為了能夠繼續(xù)后面關(guān)于Intelligence的更多討論，首先我們需要在這一篇概覽一下智能的各種概念和分類。 1992年，美國學(xué)者詹姆斯·貝茲德克(James C.Bezdek)在論文《計(jì)算智能》中將智能分為生物智能Biological intellegence、人工智能Artificial Intelligence和計(jì)算智能Computational Intelligence三種智能。 貝茲德克認(rèn)為這三種智能具有層次遞進(jìn)關(guān)系，BI生物智能在這里特指人類生物體，它處于最高級(jí)別，除了聽覺視覺等感知數(shù)據(jù)，它還能夠利用存儲(chǔ)在大腦里的人類知識(shí)進(jìn)行運(yùn)作處理，而低一級(jí)別的AI人工智能則是利用感知數(shù)據(jù)加上人類輸入到計(jì)算機(jī)里面的知識(shí)碎片進(jìn)行運(yùn)作，最深層的CI計(jì)算智能則是依賴于計(jì)算力和數(shù)字化的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)作。 他認(rèn)為CI屬于AI，AI屬于BI，也就是說生物智能是比人工智能更大的超集，因?yàn)槿说闹悄馨吮華I更多的內(nèi)容。 同時(shí)，貝茲德克認(rèn)為，智能Intelligence是更大的集合，PR即Pattern Recognition模式識(shí)別，例如人臉識(shí)別，聲音識(shí)別等，他們都是智能的子集，因?yàn)橹悄懿粌H僅是識(shí)別，還包含了思考和邏輯等其他內(nèi)容。而NN，Neural Network神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則是模式識(shí)別的子集。 BI這個(gè)縮寫在人工智能相關(guān)領(lǐng)域有兩種含義，一個(gè)就是我們上面提到的biological Intelligence生物智能，還有一個(gè)就是我們以后會(huì)提到的，數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，Business Intelligence商業(yè)智能，請大家注意不要混淆。 和人工Artificial相對的是Natural自然，我們現(xiàn)實(shí)中最普遍存在的就是大自然創(chuàng)造的各種智能體，也就是各種動(dòng)物以及我們?nèi)祟愖约骸?/p> 但糟糕的是，Natrual Intelligence這個(gè)詞已經(jīng)被多元智能所占用，那是一種教育理論，其中自然智能被用來表示小孩子對自然界動(dòng)植物的認(rèn)知能力。在后面我們還會(huì)提到多元智能理論，但在這里，自然智能特指大自然創(chuàng)造的智能現(xiàn)象。 自然智能不僅僅表現(xiàn)在生物個(gè)體上，很多看上去不怎么聰明的生物個(gè)體在組成群體之后，可以表現(xiàn)出更加強(qiáng)大的智能現(xiàn)象。比如善于協(xié)作的螞蟻，以及能夠充分利用空氣動(dòng)力學(xué)或者流體動(dòng)力學(xué)的鳥群魚群等。 蜂群具有強(qiáng)大的自組織協(xié)作能力，甚至可以通過種族分工構(gòu)成完善的蜂群社會(huì)體系。這種群體智能對人工智能的群體算法和機(jī)器人控制技術(shù)提供很多啟發(fā)，尤其是對于無人機(jī)協(xié)作控制方面的技術(shù)。 2018年，intel動(dòng)用1200架無人機(jī)，為韓國平昌冬季奧運(yùn)會(huì)進(jìn)行了精彩的表演，無人機(jī)攜帶燈光，在天空中組成各種巨大絢麗的動(dòng)畫圖像，效果非常的震撼。 生物體以外，大自然也經(jīng)常表現(xiàn)出一種無生命的智能現(xiàn)象。 天然的畫作實(shí)際是人類藝術(shù)家選擇的藝術(shù)，是大自然和人類共同的作品。 大自然系統(tǒng)還有恐怖的一面，旱澇災(zāi)害，颶風(fēng)災(zāi)害，以及閃電沙塵暴和火山噴發(fā)。 自古以來，由于無法解釋此類現(xiàn)象，人們內(nèi)心就習(xí)慣于將整個(gè)自然系統(tǒng)視為具有智能甚至具有生命的神明。 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)足夠復(fù)雜，超出人類常識(shí)的認(rèn)知水平之后，我們往往就會(huì)傾向于認(rèn)為它也是具有智能的。在這里，把它稱作系統(tǒng)智能System Intelligence。 依賴于表現(xiàn)智能的主體不同，我們可以簡單地分為人工智能和自然智能，也就是非人工智能。如果我們進(jìn)一步對主體進(jìn)行區(qū)別，則可以分為四種：
后續(xù)介紹我們也將在這個(gè)分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入剖析。 生物智能，Biological Intelligence，就是指各種生物動(dòng)植物所表現(xiàn)出來的智能，尤其是動(dòng)物和人類，這一篇我們著重討論簡單生物的智能。 關(guān)于生命的起源，達(dá)爾文認(rèn)為一切開始于一個(gè)“溫暖的小池塘 A warm little pond”。1920年代，科學(xué)家們提出原始湯理論P(yáng)romordial Soup Theory，認(rèn)為在大約40億年前，由于陽光紫外線、火山爆發(fā)、閃電等各種因素，深海中的大量無機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成簡單有機(jī)物，此后逐漸合成為復(fù)雜有機(jī)物，進(jìn)而構(gòu)成生命。 生物體最關(guān)鍵的材料是蛋白質(zhì)和負(fù)責(zé)遺傳的RNA與DNA。而蛋白質(zhì)是由氨基酸構(gòu)成的，RNA也就是核糖核苷酸則可以由甲醛分子合成，同樣，我們熟知的DNA脫氧核苷酸也可以由氰化氫構(gòu)成。氨基酸、甲醛、氰化氫這些簡單有機(jī)物都可以通過碳?xì)溲醯琢虻葻o機(jī)元素通過化學(xué)反應(yīng)生成。 1953年，著名的米勒-尤里實(shí)驗(yàn)Miller-Urey，通過模擬地球形成早期的大氣環(huán)境，從無機(jī)環(huán)境成功合成出有機(jī)物氨基酸，從實(shí)踐上證明了生命起源于無機(jī)物的原始湯理論的關(guān)鍵部分。 image.png
細(xì)菌是最早誕生的單細(xì)胞生物，也是當(dāng)今世界上數(shù)量最多的生物，甚至在太空航天器上都能生存。據(jù)估計(jì)，全世界大概有5×1030數(shù)量的細(xì)菌，在我們每個(gè)人體內(nèi)的細(xì)菌數(shù)量也足以超過我們?nèi)梭w自身細(xì)胞數(shù)量的1.2倍，腸道內(nèi)細(xì)菌的數(shù)量甚至可以達(dá)到腸道自身細(xì)胞數(shù)量的十倍以上。 腦洞大開的日本人甚至制作了一個(gè)叫做《萌菌物語》的動(dòng)漫系列劇，幻想出人類和細(xì)菌的各種奇葩有趣的故事。 很多細(xì)菌都生活在液態(tài)環(huán)境里，它們依賴于從周邊環(huán)境中吸取糖分作為營養(yǎng)物質(zhì)才能存活，它們能夠感覺周邊的糖分濃度，如果它們發(fā)現(xiàn)周邊的糖分濃度比幾秒鐘之前少了，就會(huì)搖動(dòng)尾部的鞭毛，像魚一樣游到糖分比較高的地方去。 于是，我們就會(huì)看到細(xì)菌緩慢的游來游去，看上去像是具有某種智能。 細(xì)菌的這種機(jī)制是記錄在細(xì)胞核內(nèi)的，也就是記錄在與生俱來的DNA里，本質(zhì)是復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)決定的，經(jīng)過無數(shù)代的進(jìn)化，不符合這個(gè)機(jī)制的細(xì)菌都由于找不到糖吃被餓死了，這就是達(dá)爾文的自然選擇理論。 我們從細(xì)菌生命行為上看到的這種智能表現(xiàn)，實(shí)際就是復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)加上物種進(jìn)化的自然選擇結(jié)果。 以上細(xì)菌游泳的故事來自于麻省理工學(xué)院宇宙學(xué)家麥克斯·泰格馬克的暢銷書《Life3.0》。他在書中認(rèn)為，生命是一個(gè)可以保持其復(fù)雜性和復(fù)制性的過程，生命體本質(zhì)是信息的自我復(fù)制與進(jìn)化的處理系統(tǒng)。 他在這本書中將所有生命形式分為三個(gè)階段：
2014年3月，泰格馬克和Skype的創(chuàng)始人讓·塔林等五位科學(xué)家在波士頓創(chuàng)立了Futrue of life institute生命未來研究所，簡稱FLI，致力于研究人類生存面臨的各種威脅，目前主要集中在研究人工智能技術(shù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。 生命未來研究所受到了眾多知名人士的關(guān)注和支持，其主要顧問委員會(huì)成員就包括特斯拉創(chuàng)始人埃隆·馬斯克和已故偉大科學(xué)家史蒂芬·霍金。 回到細(xì)菌游泳的例子，我們可以在計(jì)算機(jī)中用很簡單的邏輯編程來模擬它。我們在屏幕上建立一個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)格子有不同的深色或淺色，代表糖分的高低，然后把我們的電子細(xì)菌放在任意一個(gè)格子里面，開始先記錄下所在格子的糖分值，然后每隔1秒隨機(jī)移動(dòng)到身邊的任意一個(gè)格子，如果檢測到新格子的糖分比剛才的高就歇1秒，如果低就繼續(xù)移動(dòng)。 如果整個(gè)格子世界的糖分分布是靜態(tài)不變的，那么我們的細(xì)菌移動(dòng)幾步就會(huì)停下來。但如果我們每隔1秒隨機(jī)改變格子的深淺，那么就會(huì)看到細(xì)菌不停地游來游去。 1986年，美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家，Artificial Life人工生命領(lǐng)域創(chuàng)始人之一，克里斯托弗·蘭頓提出了一個(gè)螞蟻模擬游戲，在二維黑白格世界中只遵循三個(gè)原則就創(chuàng)造了極為復(fù)雜的圖形：
神奇的是，當(dāng)螞蟻爬行步數(shù)足夠多，往往是上萬步以后，螞蟻就會(huì)自發(fā)的找到一條hightway高速路，停止盲目亂爬，而是沿著高速公路向固定方向爬過去。 蘭頓的螞蟻游戲是一種二維的通用圖靈機(jī)，試圖模擬簡單生物的行為，也是細(xì)胞自動(dòng)機(jī) Cellular Automaton的一種，簡稱CA。 早在1970年，英國數(shù)學(xué)家約翰·康韋就提出生命游戲Game of life程序，它能夠基于四個(gè)簡單規(guī)則生成更加復(fù)雜炫酷的動(dòng)畫圖像，有時(shí)候看上去簡直就像龐大又調(diào)度有序的螞蟻社會(huì)。 愛因斯坦曾經(jīng)把螞蟻比喻成二維世界的生物，它們永遠(yuǎn)無法知道球面不是平的，也無法理解三維世界的情況。 但實(shí)際上我們?nèi)匀豢梢钥吹缴嬖诙S世界的生物所表現(xiàn)出的智能，不管是真實(shí)螞蟻或者是上面我們介紹的電子螞蟻。 智能在于表現(xiàn)而不在于肢體。我們談?wù)摰闹悄懿⒉皇巧锏氖只蛘吣_，而是它的行為表現(xiàn)出來的一種特征。 更多關(guān)于世界維度的討論，1999年上映的經(jīng)典科幻片《駭客帝國》和《第十三層樓（又名異次元空間）》都提出了很多新奇而富有啟發(fā)性的概念，推薦大家抽空觀看。 限于篇幅，關(guān)于動(dòng)物和人類的智能相關(guān)內(nèi)容，我們將在下一節(jié)中深入討論。 我們總是習(xí)慣的認(rèn)為有生命才會(huì)有智能?？梢哉f所有的生命都擁有智能嗎？ 這一節(jié)的可能很枯燥，但從這里我們可以看到生物智能的本質(zhì)和源頭。 所有生物都是由細(xì)胞組成的。生物依照細(xì)胞的數(shù)量可以分為單細(xì)胞生物和多細(xì)胞生物，或者依照細(xì)胞的結(jié)構(gòu)分為原核生物和真核生物。 如上一篇所說，既然智能起源于生命，那么我們研究智能的來源就應(yīng)該從細(xì)胞的機(jī)制上探尋。 生物的細(xì)胞主要由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核構(gòu)成。 營養(yǎng)物質(zhì)存在于細(xì)胞質(zhì)中，遺傳基因DNA則存在于細(xì)胞核內(nèi)，而RNA能夠穿梭于兩者之間，它進(jìn)入細(xì)胞核，和DNA產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，復(fù)制到基因信息，然后再從細(xì)胞核鉆出來進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在那里通過化學(xué)反應(yīng)生成蛋白質(zhì)和各種細(xì)胞物質(zhì)，塑造細(xì)胞形態(tài)，進(jìn)而決定了生物的最終形態(tài)。這稱為基因的轉(zhuǎn)錄。 DNA基因呈雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)，就像是兩條擰在一起的繩子，在細(xì)胞分裂的時(shí)候，解旋酶會(huì)將兩條繩子解開，然后再RNA的幫助下，收集周圍漂浮的堿基物質(zhì)，為每條繩子重新裝配一個(gè)新搭檔，然后再擰合起來，這樣就變成了四條繩子兩個(gè)雙螺旋。這就是DNA的復(fù)制過程。 生物的繁衍和生長都依賴于細(xì)胞的分裂，而細(xì)胞分裂的關(guān)鍵在于DNA遺傳基因的復(fù)制，一方面基因的穩(wěn)定性確保了生物品種的穩(wěn)定性，才會(huì)有龍生龍鳳生鳳而不是相反，另一方面基因由于其復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)，所以在轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生很偶然的偏差，這就是基因的突變，如果這個(gè)突變讓生物體具有了更強(qiáng)的生存能力，那么這個(gè)物體就能繁衍出更多后代，突變產(chǎn)生的新基因就會(huì)被后代保留下去，否則如果突變讓生物體的生存能力變?nèi)?，那么生物體就會(huì)在生存競爭中死亡，突變產(chǎn)生的新基因也會(huì)從此消失。 DNA鏈由TCAG四種堿基組成，RNA由UCAG四種堿基組成，就像磁鐵互相吸引一樣，堿基也是成對互相吸引產(chǎn)生化學(xué)作用鏈接在一起的。簡單的，A和T（或U）是一對，C和G是一對，在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄中，雙螺旋被解開，如果單條繩子上某個(gè)位置是C，那么它就會(huì)吸引周邊漂浮過來的G來幫忙組成新繩子。 每個(gè)細(xì)胞中的DNA，都攜帶著構(gòu)成整個(gè)生物體所需的全部特征信息。以人類細(xì)胞為例，單個(gè)細(xì)胞直徑大概10微米左右，但其中包含了31.6億個(gè)堿基對，這31.6億個(gè)堿基對決定了我們的身高，決定了我們眼睛皮膚的顏色，決定了我們手指的長度，決定了我們腸胃的構(gòu)成方式。 DNA在細(xì)胞核內(nèi)是卷曲的，如果把這個(gè)人類細(xì)胞中的DNA拉伸開，足有2米多長。人類大約有50萬億個(gè)細(xì)胞，如果把所有細(xì)胞中的DNA都拉伸開，總長度估計(jì)可以從地球到月亮好幾千個(gè)來回。 一項(xiàng)新興的科技叫做DNA存儲(chǔ)技術(shù)，與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)用0和1來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不同，DNA存儲(chǔ)技術(shù)使用堿基對TCAG來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它的存儲(chǔ)能力是驚人的，比水滴還小的DNA就能存儲(chǔ)千萬部高清電影，而1公斤的DNA的存儲(chǔ)容量就超過全世界所有硬盤的容量之和，而且DNA的穩(wěn)定性可以維持500年以上，而相對的現(xiàn)有普通硬盤存儲(chǔ)壽命一般不超過20年，光盤不超過50年。 生命的特征往往表現(xiàn)為生物的生長、繁殖和衰老，這都是由于細(xì)胞分裂而引起的現(xiàn)象。細(xì)胞為什么分裂？比較科學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)為這是自然選擇的結(jié)果，對于早期的單細(xì)胞生物來說，分裂后的兩個(gè)小細(xì)胞較原來一個(gè)大細(xì)胞，有著更大的表面積，可以吸收更多營養(yǎng)，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的復(fù)雜度也更少，因此具有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 或者說，細(xì)胞由于不斷吸取周邊營養(yǎng)，RNA不斷轉(zhuǎn)錄合成新的物質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞越來越大越來越復(fù)雜，如果繼續(xù)長大而不分裂，那么就會(huì)在自然選擇中處于劣勢，被很快淘汰。 人類的壽命一般為七八十年，最高記錄可達(dá)122歲，最長壽的烏龜生命長達(dá)250年，而燈塔水母甚至可以依賴某種轉(zhuǎn)生的方式獲得永生的生命。 《莊子·逍遙游》曾講“朝菌不知晦朔，蟪蛄不知春秋”，生命以日月計(jì)算，而細(xì)菌則能夠以更短的壽命更快的速度進(jìn)行繁殖進(jìn)化，某種細(xì)菌20分鐘即可分裂繁殖一次，如果條件允許，10小時(shí)后它就能繁殖出10億個(gè)后代，如果在繁殖中某次突變產(chǎn)生了更優(yōu)秀的個(gè)體基因，那么它將占據(jù)優(yōu)勢，擠壓其他個(gè)體的生存空間，也許數(shù)天之后就成為新的霸主。 生物的生命現(xiàn)象本質(zhì)是基因DNA的轉(zhuǎn)錄、復(fù)制與突變過程，讓遺傳信息不斷的傳遞、擴(kuò)張和進(jìn)化，而生物體只是作為遺傳信息的載體而存在。 而生物的智能行為也正是起源自這些細(xì)胞分子的化學(xué)反應(yīng)，所有現(xiàn)存生物也是自然選擇的進(jìn)化結(jié)果。 相比較動(dòng)物，植物往往很少表現(xiàn)出智能行為，但并不代表植物不具有智能，作為生物而言，植物生命體也同樣由細(xì)胞構(gòu)成，依靠基因的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制來繁殖和擴(kuò)張種族群體，同樣遵循物競天擇的進(jìn)化原理。 向日葵、捕蠅草等植物可能并不是足夠好的例子，但至少可以證明植物可以具有某種我們普通意義上所說的智能行為。 絕大部分植物不能自主行動(dòng)，但植物群落往往可以形成非常復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，這部分將放在系統(tǒng)智能的部分談?wù)摗Ｔ谏镏悄苷鹿?jié)我們主要以動(dòng)物的智能作為參考。 生物智能的意義是什么？動(dòng)物的智能比人類如何？ 我們可能看到過很多次杯子從桌上跌落摔得粉碎的情況，但沒有誰看到過相反的過程，比如說由于某種自然原因，杯子碎片重新組合成完整的杯子。 這是因?yàn)槲覀兊氖澜缈偸亲袷?strong>熵增定律的運(yùn)行規(guī)律。這里的熵，是指無序性，完整的杯子總是具有規(guī)則的曲線和幾何的造型，而粉碎之后它的無序性大大增加了。 熵增定律也是熱力學(xué)第二定律的另一種表達(dá)，熱力學(xué)第二定律描述的是熱量總是從高溫傳向低溫，最終達(dá)到平衡，此時(shí)熵最大。 整個(gè)宇宙都遵循墑增定律，不斷把一切敲碎鋪平，讓熱量平均停止流動(dòng)。然而，生物卻不斷的執(zhí)著于DNA序列的復(fù)制和繁衍。 生物是自然規(guī)律中生成的反自然現(xiàn)象，但在整個(gè)宇宙時(shí)空中，生命就像是大海浪潮中偶然激起的一個(gè)小水滴，如此微不足道，根本不足以影響大局。另外，就地球而論，生物活動(dòng)包括人類活動(dòng)在內(nèi)，也是在間接促進(jìn)地球上能量的釋放進(jìn)而達(dá)到更大的平衡。 在無盡的未來，如果終有一天宇宙歸于最大熵的死寂狀態(tài)，完全不存在能量的流動(dòng)，那么在那很早之前，一定所有生物都已滅絕。 生物智能，也許正是在某個(gè)階段，宇宙規(guī)律偶發(fā)形成的一種更有效的實(shí)現(xiàn)“墑增”的手段。 如前所述，在微觀領(lǐng)域，生物智能源自于細(xì)胞內(nèi)分子之間的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。目前，也有一些觀點(diǎn)認(rèn)為，智能和意識(shí)很可能來自于更小尺度的量子空間，甚至認(rèn)為智能來自其他空間，這種說法類似科幻小說《三體》中描述的智子。 然而關(guān)于智能是否與量子有關(guān)，目前也沒有科學(xué)的理論或依據(jù)，所以很大程度上是幻想和猜測。為了不讓我們的討論陷入玄學(xué)的詭辯，在這里并不采納智能來源于量子的觀點(diǎn)，關(guān)于智能與意識(shí)的關(guān)系，我們也留到后面人類智能的篇幅再討論。 生命經(jīng)過40億年的進(jìn)化，目前已經(jīng)記錄命名的生物種類已有數(shù)百萬種，科學(xué)家們認(rèn)為這只是很少的一小部分，地球上存在過的生物種類可能多達(dá)數(shù)億甚至上萬億。 自然選擇讓具有更好基因的物種得以生存、繁衍和擴(kuò)張，然而“更好的基因”這個(gè)詞的解釋可能有各種不同，更長的壽命，更強(qiáng)的繁殖能力，更健壯的身體結(jié)構(gòu)，或者更高的智能水平。 智能是生物進(jìn)化出的一種動(dòng)態(tài)適應(yīng)環(huán)境的能力，從單細(xì)胞生物搖擺鞭毛游泳，到人類行走工作使用計(jì)算機(jī)，正如達(dá)爾文1871年在《人類的由來》一書中指出，人類與高等動(dòng)物的智力“肯定只是程度不同，而不是性質(zhì)不同”。 靈長類中的黑猩猩、恒河猴有著與人類超過90%以上的相同基因，寬吻海豚和大象的腦容量都超過人類，鸚鵡不僅能模仿人類說話，還能自主根據(jù)情況簡單重組語言，烏鴉喝水的故事是真的，而且烏鴉可以做出很多更加驚人的智能行為，而看上去愚蠢的八爪章魚，甚至擰開水族館的閥門試圖逃跑。 人類在抽象邏輯和推理方面要遠(yuǎn)勝過其他動(dòng)物，但動(dòng)物們的很多方面智能也遠(yuǎn)超人類，海豚可以利用回聲定位了解周邊情況，狗能在數(shù)百米外通過氣味識(shí)別主人，大象超強(qiáng)記憶能力讓它們從不迷路。 對于哺乳動(dòng)物來說，科學(xué)屆常使用腦化商指數(shù)來描述動(dòng)物大腦和體重之間的關(guān)系比例，上面提及的智能表現(xiàn)較高的動(dòng)物都具有比較高的腦化商值，大腦容量對動(dòng)物的智能水平有關(guān)鍵性的影響。 二十世紀(jì)初，德國出現(xiàn)了一匹會(huì)做各種數(shù)學(xué)四則運(yùn)算的馬，被稱為“聰明的漢斯”，它的主人奧斯滕是位數(shù)學(xué)老師。奧斯滕帶著漢斯在全國各地表演它的各種神奇智能，漢斯可以用前蹄敲擊地板的次數(shù)來回答人們提出的數(shù)學(xué)問題。 德國教育部組織了專門的委員會(huì)來調(diào)查漢斯是否真的具有數(shù)學(xué)計(jì)算能力。最終結(jié)果讓幾乎所有人感到意外，這匹馬并不是真的會(huì)計(jì)算抽象數(shù)字，但它可以從提問者的微妙表情和身體姿勢來判斷是否需要繼續(xù)敲擊底板，或者可以說，漢斯不會(huì)做算術(shù)，但它會(huì)讀心術(shù)。 觀察者期望效應(yīng)，是人類常見的認(rèn)知偏見之一，如果你心理有預(yù)期答案，而又參與實(shí)驗(yàn)其中，那么你的期望很可能會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重歪曲影響。聰明的漢斯后來一直被作為認(rèn)知偏見的一個(gè)經(jīng)典案例使用。 曾經(jīng)有一部美劇叫做《別對我撒謊》，其中描述了美國FBI心理專家如何根據(jù)嫌疑人微妙的表情和肢體語音判斷其是否誠實(shí)的場景。從這個(gè)角度看，聰明的漢斯所具有的是一種超越人類智能的細(xì)微觀察力。 鏡中自我識(shí)別測試（鏡子測試）是另一個(gè)著名的動(dòng)物智能測試實(shí)驗(yàn)，把各種動(dòng)物放在鏡子面前，觀察動(dòng)物是否能夠識(shí)別到鏡子里的就是自己，從而判斷動(dòng)物是否具有清晰的自我意識(shí)。 很多靈長類動(dòng)物都能通過這個(gè)測試，比如大猩猩，獼猴等。此外通過測試的還有寬吻海豚、虎鯨、亞洲象、歐亞喜鵲，個(gè)別的螞蟻和魚也通過了測試，絕大多數(shù)鳥類和魚以及大熊貓、海獅、章魚都沒能通過測試。 這個(gè)測試并不足夠公平，由于很多動(dòng)物的感知能力并太依賴于視覺，比如很依賴嗅覺識(shí)別主人和同伴的狗。 很多動(dòng)物都具有學(xué)習(xí)和使用簡單工具的能力，比如獼猴會(huì)用石頭砸開堅(jiān)果，大猩猩會(huì)用木棍伸進(jìn)螞蟻洞撈出螞蟻吃，值得一提的是懂得向瓶內(nèi)扔石子讓水升高進(jìn)而喝到水的烏鴉。 日本研究人員曾經(jīng)跟蹤拍攝到一只聰明的烏鴉，它已經(jīng)學(xué)會(huì)把嘴里的堅(jiān)果扔到馬路中間等待經(jīng)過的汽車壓碎，然后它還學(xué)會(huì)看紅綠燈，懂得趁綠燈的時(shí)候飛到路上把果仁叼走。 2018年1月10日，瑞士有關(guān)部門宣布，烹飪龍蝦時(shí)候不允許將其活煮，殺死之前必須先請將其電暈至無意識(shí)。他們認(rèn)為此舉可以減少動(dòng)物死亡時(shí)產(chǎn)生的痛苦。 甲殼類節(jié)肢動(dòng)物是否能夠感受到疼痛還有爭議，但此舉從一個(gè)側(cè)面反映出人類對于動(dòng)物具有智能甚至可能具有自我意識(shí)和思維能力的一個(gè)認(rèn)可。 關(guān)于生物智能的篇幅就到這里，在下一篇我們將展開討論人類智能的一些話題，敬請關(guān)注。
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