← 返回列表
Lex Fridman Podcast播客14 Aug 2020来源: lexfridman.com主持: Lex Fridman

#115 – Dileep George: Brain-Inspired AI

一句话导读

这篇访谈讲的是,要造出真正聪明的AI,不能靠简单模拟大脑,而要从大脑工作原理中提炼出计算规则。作者George认为,像蓝脑项目那样精细模拟神经元是死路,因为没理论框架就调试不了。他看好脑启发AI方向,但提醒别被炒作迷惑。重点提了三个标的:Vicarious(他创立的公司,用RCN模型破解了CAPTCHA验证码,只需少量样本就能学会识别字母);Numenta(他联合创立的公司,研究层次时间记忆HTM模型);GPT-3(他提示风险,说它没有世界模型,无法像人一样在脑子里模拟场景,比如想象钉钉子)。

AI 摘要AI 生成 · 可能有误 · 以原文为准

本报告讨论了Dileep George在脑启发AI领域的研究,核心观点是工程化智能应紧密模仿人脑工作原理。George是Vicarious和Numenta的联合创始人,早期工作包括Hierarchical Temporal Memory和Recursive Cortical Network。重要结论包括:Recursive Cortical Network能算法化解决CAPTCHA问题;讨论了GPT-3在语言模型中的表现(但未提供具体参数);认为当前对脑启发AI存在过度炒作,但大脑仍是智能的可行性证明。报告未涉及具体投资金额或百分比数据。

全文约 14 分钟 · 7 个章节
深度解读

本期速览

Dileep George 是 Vicarious 与 Numenta 联合创始人,长期深耕脑启发 AI 领域。本期核心主线是:要构建真正的通用智能,必须理解大脑的工作原理,但不能盲目模拟;关键在于从神经科学中提取计算原理,再工程化实现。全片最有分量的判断来自 George:「模拟大脑(如蓝脑项目)不靠谱——没有理论框架,你无法调试它;当它不按预期工作时,你只能不断加细节,却不知道哪里错了。」


主题一:模拟大脑不等于理解大脑——蓝脑项目的根本缺陷

George 认为,像 Blue Brain 那样试图通过精细模拟单个神经元并大规模互联来「复现」大脑,是一条死路。

  • 历史脉络:Blue Brain 项目最初试图模拟猫脑,使用 Hodgkin-Huxley 模型(模拟信号在电缆中的传播)来构建超详细的生物物理神经元模型,再按真实神经科学的连接统计数据将它们互联,然后「通电看会发生什么」。
  • 机制拆解:George 用了一个精准的类比——「把单个神经元模型做对 99%,就像把晶体管模型做对,然后试图用它们拼出一个微处理器——如果你不理解布尔逻辑和门电路怎么由晶体管实现,你永远拼不出一个能工作的处理器。」 他引用了一篇经典论文《Can a neuroscientist understand a microprocessor?》,指出该论文的结论是:即使使用神经科学的所有工具,也无法从芯片的物理层面推断出布尔逻辑、时钟、架构等关键功能。
  • 数据链:George 强调,神经科学家的实验数据本身很有价值,但「那些数据不能只是放在一起模拟;你必须从信息处理的角度,去弄明白这些发现的计算基础是什么,它们如何组合成一个整体——这需要有人辛辛苦苦地把它们拼起来,形成假设。」
  • 推演与证伪:George 主张一种迭代循环——从神经科学中提取计算原理 → 构建能运行的功能模型 → 用模型填补生物学缺失的拼图 → 将模型预测反馈回神经科学实验。证伪条件:如果某一天神经科学实验证明,大脑中某个关键计算原理(如反馈连接的作用)与模型预设完全不同,则该循环需要修正。

主题二:视觉皮层的核心秘密——反馈连接与推理

George 指出,视觉皮层并非仅仅是前馈级联,反馈连接的数量远超前馈连接,大脑本质上是一个持续进行推理的生成模型。

  • 机制拆解:视觉皮层大概分四个层级:V1 → V2 → V4 → IT(对象识别通路)。每个层级内部有六层左右的微电路,且层与层之间、层级之间都有大量反馈连接。George 举例说明:当呈现一个纹理背景上的三角形时,神经活动的动态是「先由边缘(轮廓)收敛,再从边缘向内填充表面」——这一过程在 V1 的不同层中各有编码:哪一层编码边缘、哪一层编码表面、哪一层处理反馈,都可以被实验追踪。他还提到著名的 Kanitsa 三角形(仅显示三个「吃豆人」形状的角,人脑会「幻觉」出完整的三角形边缘),实验表明:当真实边缘存在时,神经元立即响应;而幻觉边缘的响应要晚几十毫秒,这证明是反馈连接驱动了「幻觉」——大脑在主动用内部模型投影到输入上。
  • 数据链:George 强调,神经科学实验已经非常精细:「你可以问‘如果我在 IT 层刺激一个神经元,它在 V1 层会有什么效果?’——答案是,人们已经做过这类实验,而且非常系统。」 他提到一个关键数字:「在 V1 本身,就有大约 6 层结构」(层与层之间的连接有特定结构)。
  • 推演大脑并不是被动接收输入,而是持续进行「推理」——用内部世界模型去解释当前输入,并通过反馈与前馈的迭代,得出「最佳解释」。 George 将这一过程类比为概率图模型中的「解释」——例如,家里的警报器可能由小偷或地震触发:当你听到警报并开车回家,如果收音机恰好报道了附近发生地震,你相信有小偷闯入的信念就会减弱,因为「地震」这个原因「解释掉了」警报的触发证据。「大脑中同样有这种机制,让多个竞争假设相互解释,最终胜出的那个就是你的感知。」

主题三:Recursive Cortical Network(RCN)——用推理打破深度学习的样本效率瓶颈

George 介绍了他领导的 Vicarious 开发的 RCN 模型,该模型的核心突破是:用动态推理取代深度学习的「大量训练数据+单次前馈」模式,从而在极少样本下实现强泛化。

  • 历史脉络:RCN 发表于 2017 年的《Science》论文,用于破解当时最难的文本 CAPTCHA。George 强调,「CAPTCHA 远未解决——你可以带一个刚学会字母的 5 岁小孩,给他看任何新网站的 CAPTCHA,他不用任何训练就可以解出来。而当前的主流深度学习系统做不到这一点。」 他引用 Douglas Hofstadter 的话:「AI 的核心问题是‘什么是字母 A?’——如果你能可靠地检测出字母 A 的所有变体,你甚至不需要去碰 B 和 C。」
  • 机制拆解:RCN 与卷积神经网络(CNN)的关键区别有三点:

1. 反馈连接与递归推理:CNN 是单次前馈,RCN 在正向传播之外还有反向传播,形成迭代推理,动态地让局部证据与全局上下文相互校准。

2. 横向连接:CNN 的特征检测器在不同位置之间没有协调,RCN 的横向连接强制不同位置的特征变换保持一致性,避免生成(或推理时)出现「锯齿」和不协调。

3. 生成性:RCN 不是简单的分类器,它输出的是对整个场景的完整解释——「这是 A,这些像素是 A 的部分,这些是我‘幻觉’出来的部分,这是轮廓,这是内部,它在另一个物体前面。」模型还内置了前景/背景分离、形状与纹理分离等先验,这些先验并非人工硬编码,而是从自然信号(natural signals) 的连续性属性中推导出来的。「自然信号」 指的是来自真实世界(如猫、狗、树木)的信号,而非人工制造的信号(如 QR 码)。George 强调:「我们的大脑是为自然信号而调谐的。」

  • 数据链:在 MNIST 上,RCN 仅用几十到几百个训练样本就能达到 95% 的准确率,远超当时其他系统。George 明确指出,「RCN 的整个训练集比测试集小得多——这正是我们想做的事:反转深度学习那种‘训练集比测试集大几百倍’的模式。」
  • 自我辩护与风险提示:George 承认,「脑启发 AI 常常被过度炒作,就像量子计算被用作营销术语一样。」 但他坚持自己的方法是严肃的——「我不把‘脑启发’当作营销术语;我每天在钻研生物学的细节,为那些问题绞尽脑汁。」 他还讲了一个有讽刺意味的轶事:「我们的论文被《Science》接收后,他们的新闻办公室写了一份新闻稿,标题是‘一种新的深度学习模型破解了 CAPTCHA’——可见,连《Science》的新闻部都在用‘深度学习’这个词来炒作。」 这一叙述提醒读者,即使是顶级期刊,在传播时也可能偏离论文的本意。

主题四:语言是仿真控制,GPT-3 缺乏世界模型

George 认为,当前大型语言模型(如 GPT-3)的突破是真实的,但它们的根本局限在于没有世界模型,无法进行真正的因果推理与仿真。

  • 机制拆解:George 用一个经典例子说明:「Sally 在天花板上钉了个钉子。问:钉子是水平的还是垂直的?」 你瞬间就能回答「垂直的」,因为你在你的视觉-运动系统中模拟了那个场景——你想象 Sally 站着、手举着锤子、钉子是垂直打进天花板。你所有的日常经验(而非语言文本)提供了这个答案。 George 指出:「语言只是仿真控制(simulation control),你的感知+运动系统才是真正的世界仿真器。」
  • 对 GPT-3 的评估:George 对 GPT-3 的评价是谨慎的——「它看起来非常有趣,文本生成能力比 GPT-2 更连贯,但它的弱点也很明显:它没有携带世界状态,有时会生成‘我爬上山丘去抵达山谷’这种自相矛盾的句子。它不会在脑子里运行仿真来验证某件事在真实世界中是否成立。」 他反驳了「仅靠缩放 Transformer 就能逼近 AGI」的观点:「信息根本不在那里——除非有人把‘走路向前比向后更容易’‘开门的动作是先推再走’‘医生也穿内裤’这类常识全部写下来,否则模型无法从文本中习得它们。」
  • 与市场共识的冲突:George 的立场与当前主流(认为更大模型就能逼近 AGI)明确相左。他进一步指出,Transformer 仍然是前馈架构,缺少递归、反馈、因果干预和反事实推理能力。 他提出一个诙谐的证伪条件:「如果未来 GPT-10 能像科学家一样设计实验、提出假设、根据实验结果修正假设,而不是仅仅解决‘简单的拼图’,那才是 AGI。但现在,看着它生成一个红色按钮的 HTML 代码,虽然很酷,但离真正的理解还差得远。」
  • 开放问题:George 承认,「我们人类也希望 AGI 没那么‘蠢’——但万一它本质上就是很‘蠢’的呢?说到底,所有计算都是连接和信息传递。递归和反馈回路似乎是更根本的东西。」

提及的标的

标的 嘉宾态度 关键数据
Vicarious(公司) 创始人背景,未明示仓位或投资建议 创立于 2014 年前后,RCN 模型发表于《Science》,在 CAPTCHA 上取得突破
Numenta(公司) 创始人背景,未明示仓位或投资建议 早期工作围绕 Hierarchical Temporal Memory(HTM),George 与 Jeff Hawkins 共同创立
Neuralink(公司) 客观评价(看好脑机接口的应用前景,但质疑手术难度和安全性) 提及竞争对手 Paradromics,认为脑机接口未来可能实现「从大脑直接控制外部肢体」
OpenAI / GPT-3(模型) 风险提示(缺乏世界模型,无法进行因果推理与仿真) 1750 亿参数;George 认为「仅靠缩放不会得到 AGI」

值得记住的判断

1. George 认为,模拟大脑(如蓝脑项目)不靠谱——没有理论框架,你就无法调试它;当它不按预期工作时,你只能不断加细节,却不知道哪里错了。 支撑:类比「晶体管模型对→微处理器跑不起来」;引用《Can a neuroscientist understand a microprocessor?》论文结论。

2. George 指出,视觉皮层中反馈连接数量远超前馈连接,大脑本质上是持续进行推理的生成模型——你用内部世界模型「解释」输入,而非被动接收。 支撑:Kanitsa 三角形实验显示,幻觉边缘的神经响应比真实边缘晚几十毫秒,由反馈连接驱动;用「警报器被小偷 vs 地震触发」的概率图模型类比解释(explaining away)机制。

3. George 提出,RCN 模型的核心突破是「用动态推理取代深度学习的大量训练数据+单次前馈模式」,从而在极少样本下实现强泛化。 支撑:在 MNIST 上,仅用几十到几百个样本即可达到 95% 准确率;在 CAPTCHA 上,能解决任何新风格的 CAPTCHA(无需该风格训练样本),而当前深度学习做不到。

4. George 认为,GPT-3 的根本局限是没有世界模型,无法进行因果推理与仿真——语言只是仿真控制,真正的「理解」扎根于感知-运动系统。 支撑:用「Sally 在天花板上钉钉子」的例子说明,答案来自视觉-运动仿真,而非语言统计;指出「走路向前比向后更容易」这类常识从未被文本完整记录,因此模型无法学到。

5. George 提出「语言是仿真控制(simulation control)」框架——你通过语言调用视觉-运动系统中的仿真器来回答问题,回答本身不是 NLP 任务,而是仿真后的输出。 支撑:该框架是 Vicarious 名字的来源(「Vicarious」意指「替代性地体验」——在脑中运行模型,代替实际与世界互动)。

6. George 认为,脑启发 AI 的核心原则是「理解大脑的原理,但知道何时偏离它」——卷积层就是成功的工程偏离案例。 支撑:大脑没有平移不变性(权重共享),它靠眼动与注视点来获得焦点;卷积是高效的工程技巧,但未来当机器人拥有可移动的「眼睛和头」时,这一技巧可能会被取代。

7. George 指出,记忆需要两种类型并存的架构:统计型(从规律中学习)与事件型(唯一时间线),后者通过海马体以指针序列存储,再通过皮层重新实例化(replay)来产生抽象。 支撑:当新情境触发「似曾相识」时,海马体索引到过去的时间线,驱动力皮层回放那段记忆,将其注入当前感知。

8. George 认为,意识(consciousness)的初步解释是:当你将用于建模外部世界的同一套建模系统,应用于你自己的建模系统本身时,就产生了自我意识——但「感受性」(qualia)和「死亡紧迫感」是否为智能的必备属性,尚未可知。 支撑:他指出,「如果 AI 可以被无损耗复制,那它就没有并发死亡带来的紧迫感——而人类可能正是因为有这种紧迫感,才成为目标驱动的实体。」 这是一个开放问题。