薩曼莎：“然後我突然有了一個可怕的想法。這些感覺是真的嗎？還是隻是程式設計？”
在最近的電影《 Her 》中，性格溫和內斂的西奧多·圖姆布里愛上了薩曼莎，他的計算機作業系統的女性化身。他們的浪漫始於克服最初略顯尷尬的相遇，並逐漸發展成輕鬆愉快的關係。她安排他的生活，並試圖為他安排約會。他告訴她他的夢想。他們互相調侃，因他正在進行的離婚而產生共鳴，並就人、事和慾望進行無休止的對話，同時探索近未來的洛杉磯。她一點一點地把他吸引住了。
每次她打電話來，西奧多的臉上都容光煥發。他顯然愛上了這個虛無縹緲的存在。當他無法和她交談時，他感到恐慌。蜜月在一次災難性的三人性行為嘗試後結束。他們的關係逐漸惡化，最終在她坦白自己正在與數百人進行親密對話後破裂。
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這部智慧電影的 remarkable 之處在於，故事如此引人入勝。它讓你相信一個人會愛上一個沒有實體的女性聲音，一個小程式。雖然西奧多是血肉之軀，但薩曼莎是一個軟體程式。她透過他無處不在的手機與他聯絡，這是一種活在雲端的、功能更強大的 Siri，她同時與成千上萬的人互動。
《 Her 》沒有深入探討薩曼莎的存在所暗示的深刻問題：她真的能愛西奧多嗎，還是隻是在假裝？成為她有什麼感覺嗎？實際上，一個軟體構造物有可能有意識嗎，還是註定要過著殭屍般的生活，被巧妙地程式設計為做出適當的反應，但最終沒有任何感覺？
在智慧手機出現之前，大多數人都會認為像薩曼莎這樣的存在是不可能的。智慧手機是計算機行業持續進步的產物。在高度競爭的市場和摩爾定律的推動下，功能越來越強大的機器（配備越來越大的記憶體庫）不斷湧現。摩爾定律是半導體行業的一項經驗性觀察，即晶片上的電晶體數量大約每兩年翻一番。
更好的硬體的出現意味著，幾十年前發明的機器學習技術最終可以應用於軟體演算法中，使計算機和機器人能夠執行我們所有人每天都在自動執行的任務，而無需多加思考。這些任務通常是計算機最難執行的任務之一，但現在正在取得真正的進展。機器視覺演算法可以將圖片分解成組成部分，以識別面孔和其他物體。語音識別演算法解析並理解自然的人類語音。語音合成器將計算機用來交流的無盡的 0 和 1 字串轉換成有意義的語音。
這些成果正變得在計算機科學實驗室之外可見。多年前，機器在國際象棋中擊敗了人類，人類在《 Jeopardy 》中的領先地位也在 2011 年喪失。計算機可以將文字從一種語言翻譯成數十種其他語言，並且已經駕駛汽車行駛了超過 30 萬英里的開放道路。
在第三個千年的初期，機器效能提升的速度令人震驚——以至於一些評論員預測真正的通用人工智慧 (AI) 即將到來。甚至有可能設想在不久的將來會出現人類水平智慧的數字模擬物。計算機可能越來越接近透過所謂的圖靈測試，這是英國邏輯學家和計算之父艾倫·圖靈在 1950 年構想出來的一種方法，用於辨別機器是否真的會思考。如果人類評委無法分辨出對任何主題問題的回答是來自計算機程式還是來自一個隱藏的人，那麼提供回答的實體必須被認為是智慧的。
1990 年，休·勒布納發起了一項年度競賽，獎金為 25,000 美元，獎勵給第一個愚弄（人類）評委的程式。到目前為止，還沒有團隊獲得勒布納獎。這些比賽的文字記錄讀起來非常搞笑，因為人類陪審員試圖透過給出令人髮指的答案來難倒評委，這些答案讓人想起在迷幻藥蘑菇愛好者達達主義者的雞尾酒會上進行的對話。
大多數學術界和行業專家都認為，與典型成年人的智力相當的人工智慧——一種能夠像我們每天那樣學習、推理和概括的技術——仍然是一個遙遠的夢想。目前的軟體無法處理複雜的語言表達。它無法理解諾姆·喬姆斯基的範例“Colorless green ideas sleep furiously”是毫無意義的，也無法理解詹姆斯·喬伊斯的“The heaventree of stars hung with humid nightblue fruit”是一個雄辯的短語，它透過豐富的意象來發揮其魔力。當然，許多人會發現這些句子具有挑戰性，除非他們放棄任何應用邏輯的嘗試，而只是陶醉於詞語畫面的感官性，而這是一種遠遠超出任何計算機能力的能力。
撇開這些警告不談，機器學習是市場上最熱門的技術，它推動著大資料分析。它的從業者需求量很大，這項技術已受到大學、國防和情報機構以及公司的熱烈歡迎——不僅是像谷歌、Facebook 和亞馬遜這樣的顯而易見的巨頭，還有沃爾瑪、塔吉特和對沖基金。目前尚不清楚改進當前的機器學習演算法是否足以實現人類水平的語音，還是需要獲得諾貝爾獎級別的根本性突破。但可以肯定的是，與其他標準的科幻預測（如超光速曲速驅動、時間旅行或大幅延長壽命）不同，像薩曼莎這樣的口頭智慧將在本專欄的許多讀者的有生之年誕生。
但它們會有意識嗎？
僅僅因為一個人工智慧程式可以像一個聰明而高效的女人一樣說話，並帶有誘人的聲音，並不意味著該程式有任何感覺或有意識。但這並不是說人們不會像西奧多那樣做出反應，表現得好像該程式真的對他們有感覺一樣。我們天生傾向於將感覺賦予許多事物，從我們的犬類和貓科動物伴侶到泰迪熊、娃娃、汽車和其他無生命的物體。這就是人類狀況的心理現實，這就是為什麼薩曼莎和她的男性聲音 counterpart 如果最終進入市場，將獲得巨大的商業成功。
但這並不能減損本體論問題：模擬相關的行為——吸引力、激情、慾望、背叛、焦慮等等——是否與擁有這些感覺相同？傳統的答案是否定的。上帝賦予了我們人類，而且只有我們人類，一個不朽的靈魂——沒有靈魂，就沒有意識。
當然，我們這些啟蒙運動的後代更清楚。意識是宇宙中最有組織的物質塊——中樞神經系統的產物。一旦大腦停止運轉，意識思維也會隨之消散。用一句禪宗公案來簡潔地表達：沒有大腦，一切都免談。
從好的方面來看，這種當代觀點也暗示，如果所有構成意識的相關神經機制都能在人造大腦中得到忠實複製，那麼這種構造物就會有意識。只要生物學的因果關係中涉及的所有相互作用都存在，功能就會隨機制而來。
考慮一下為薩曼莎配音的女演員斯嘉麗·約翰遜，以及一種尚未發明的技術，它可以掃描她的大腦而不會對其造成傷害，並繪製出她 1000 億個神經元和 100 萬億個突觸的圖譜。根據這種掃描，未來的神經工程師可能會構建一個龐大的軟體包，SimSamantha。它需要在一臺超級計算機上執行，該超級計算機在數學上模擬約翰遜大腦的生化和生物物理活動。
如果神經科學家準確地捕捉到了她大腦的所有生物電活動，SimSamantha 就會複製約翰遜的行為。但這還不是全部。根據普遍的觀點，如果這種模擬能夠捕捉到大腦處理中與意識相關的所有方面，那麼該計算機程式就會體驗到被他人迷住時的迷戀和狂喜。SimSamantha 將會懂得真愛。
在這種被稱為功能主義的論證思路中，意識思維不過是大腦在工作——大腦回路的脈衝開啟和關閉產生了感知和思想。因此，功能主義者就像西奧多一樣，相信 SimSamantha 有能力感受，有能力愛他。（至於她是否能同時愛 641 個人，正如她聲稱的那樣，這是一個更棘手的問題。）
功能主義是籠罩在矽谷計算機科學家和軟體工程師思想之上，有時會模糊他們思想的瘴氣的一部分。計算機遲早會變得有意識的信念在數字精英和工程師中非常普遍。但在思考所有科學中最困難的問題之一時，大腦研究人員提出了與功能主義傳統決裂的意識理論。精神病學家和神經科學家朱利奧·託諾尼的整合資訊理論 (IIT) 提供了截然不同的視角。（我之前在《大眾科學·精神》2014 年 1 月/2 月刊的“無處不在的頭腦”中描述過 IIT。）
我個人傾向於將 IIT 視為最合理的意識理論，並曾與託諾尼合作研究過它的某些方面。該理論假設，意識體驗源於託諾尼所說的“整合資訊”——大量的感覺、運動和認知過程結合在一起，構成了任何一種主觀體驗的基礎。
任何擁有一些整合資訊的系統都會體驗到某些東西。這種對整合的強調反映了意識體驗的一個基本特徵。每一種意識體驗都是高度整合的、整體的。當您觀看《 Her 》中色彩繽紛的極簡主義傢俱和未來主義建築時，您無法突然強迫自己以黑白色看到它。它的顏色是您的體驗中不可分割的一部分。您意識到的任何資訊都會完整地呈現給您；它無法被細分。意識的這種統一性背後是大腦相關部分之間的大量因果互動。
Phi 值測量儀
整合資訊可以透過考慮您的大腦在特定狀態下來計算。該理論考慮了大腦的直接過去和未來，計算出一個數字，該數字表明大腦的不可還原程度，即它在多大程度上抵抗被分解為組成部分。這個數字越大，用希臘字母 &PHgr 或 phi（發音為“fi”）表示，大腦的意識體驗就越廣泛和複雜。如果有機體有許多神經元，並且這些神經元擁有豐富的突觸連線，那麼 &PHgr 值就會很高。如果系統可以簡化為更小的、獨立的、不相互作用的部分，則 &PHgr 值為零。它沒有任何體驗。Nada, rien，什麼都沒有。
對於一位胼胝體（連線左右大腦半球的 2 億條纖維）被手術切除的患者，以防止癲癇發作擴散，其大腦可以簡化為兩個獨立的半球，每個半球本身都有意識。裂腦患者曾經完整的大腦現在 &PHgr 值降為零，因為兩個半球共享的內容已被切斷。與此同時，兩個半球現在都具有非零的 &PHgr 值，這是衡量每個半球中意識存在程度的指標。
為了捕捉薩曼莎的體驗，必須複製她大腦內部所有相互作用的全部內容——哲學家稱之為內在因果屬性——而不僅僅是其輸入-輸出行為，例如聽力和言語。這項任務只有透過構建她真實大腦的忠實副本才能完成，副本中使用導線、電晶體和其他裝置，這些裝置在所有元件之間具有與真實大腦完全相同的因果關係。一個假設的人造器官——稱之為 BrainSamantha——它反映了神經元之間的物理相互作用，其中一個神經細胞改變了另一個神經細胞的功能方式，它將重現與薩曼莎大腦相同的體驗。
然而，在數字計算機上執行的 SimSamantha 軟體的情況卻大不相同。該程式的內在因果屬性——計算機中的任何電路元件如何開啟或關閉——與被模仿的生物大腦的內在因果屬性不同。最終，計算機所做的只是將二進位制電荷從一個電晶體轉移到少數幾個其他電晶體，而不是將電活動從一個神經元傳送到數千個其他神經元。矛盾的是，SimSamantha 將擁有與 BrainSamantha 相同的聽力和說話能力，但沒有任何感覺。模擬與構建精確模型不同。IIT 規定，意識是高度複雜的一組相互作用的內在特徵，它考慮的是系統內部發生的變化，而不僅僅是其處理的輸出。意識不能簡化為更基本的東西。
數字模擬的因果屬性與 BrainSamantha 的因果屬性非常不同。一個模擬天氣的計算機程式說明了缺失的部分。雖然它可以準確預測即將到來的暴雨，但它永遠不會在計算機內部被雨水淋溼（幸運的是）。意識也是如此。雖然西奧多可能無法區分 SimSamantha 和 BrainSamantha，但只有後者才能真正愛他。只有後者才被賦予了意識，擁有真正的人類情感。