26、元宇宙中会有有意识的数字生物漫步吗?

元宇宙中会有有意识的数字生物漫步吗?

1. 元宇宙简介

维克多·雨果曾说:“没有任何军队能够抵挡一个时代已经到来的思想的力量。”虽然很难反驳这一观点,但不幸的是,对于任何特定思想,其有效性只有在它的力量明显不可阻挡之后才能确定。它并不能帮助我们提前发现即将到来的思想,从而进行实际准备,如投资或在不同背景下利用它。

如果备受讨论的元宇宙是这样一种思想,那么它究竟由什么组成呢?目前还不清楚。有人声称它已经存在,也有人认为它永远不会存在。但未来的元宇宙通常被认为是一个完全虚拟的替代世界或宇宙,技术装备齐全的人类可以通过他们的化身(自己的虚拟代表)沉浸式地进入其中,用于商业或娱乐。它将大致以现实世界为模型,与现实世界的法律和货币系统相联系。它应该是持久的(一旦启动就不应停止)、同步的(与现实时间相同),甚至可能由多个不同但可互操作的元宇宙组成。元宇宙这一概念的可信度很大程度上源于互联网的成功,事实上,一些反对者将其贬低为“3D互联网”。

元宇宙的名称和许多相关概念已有30年历史,其最初来源是1992年尼尔·斯蒂芬森所著的科幻小说《雪崩》。2022年是否接近元宇宙时代的到来呢?如果不是,在此期间可能会有巨大的投资损失。Meta(前身为Facebook)目前每年在其元宇宙的支持技术上花费100亿美元,预计5到10年后才能看到潜在回报。然而,从1948年历史上第一个在数字、电子、存储程序计算机(曼彻斯特“宝贝”)上运行的程序(共17条指令)展示,到1978年苹果II和DEC VAX的推出,标志着数字计算思想在家庭和企业中不可阻挡的力量的释放,仅用了30年。34年后,IBM PC的推出使这一思想几乎普及到无形,41年后,互联网和万维网的硬件和软件基础设施基本完成,带来了全新且极具影响力的金融、社会和政治后果。元宇宙时代可能已经临近,让我们开始思考它除了早期支持者和组件制造商设想的用途之外,还能用于哪些方面。

在《雪崩》中,虚构的元宇宙基于使用化身让人们获得虚拟世界的替代第一人称体验,而不是现实世界的糟糕体验。本文关注的不是政治、商业、犯罪或对虚拟现实体验的成瘾,而是人工意识:元宇宙的虚拟世界是否能包含人工意识实体,使人类能够与它们进行第一人称互动,就像现实世界中存在人类和其他有意识的物种一样?

在斯蒂芬森的元宇宙中,人类控制的化身与其他人类控制的化身以及虚拟环境中的物体进行互动,但除了化身之外,没有其他活跃的智能代理,当然也没有看起来有意识的代理。有趣的是,斯蒂芬森承认这本书的主要灵感之一是朱利安·杰恩斯的《二分心智的崩溃与意识的起源》。从一些领先公司将《雪崩》列为研究人员的推荐或必读书目,可以看出它对技术发展的影响。它甚至渗透到学术界,2002年一本关于虚拟环境中预期存在的虚拟对象的教科书摘录如下:
“A special subset of the objects is called actors. An actor is an object that can initiate an interaction with another object or actor…There is a special actor, a human operator, or participant in the environment. The participant has a visual representation within the environment (e.g., a cursor in the simplest possible graphical application, a full humanoid representation, or an avatar, in more sophisticated applications). A more complex example was provided by Neal Stephenson in his…novel Snow Crash. The Metaverse is a three-dimensional virtual world that humans can enter into embodied as “Avatars” — typically 3D graphical representations of the human body or something approximating this. But some objects, supposedly Avatars, were really system Daemons representing processes carried out by the computer systems maintaining the Metaverse in human form”

《雪崩》中没有更高级别的自主虚拟代理,并不意味着它们不是当时科技行业关注的问题。从角色扮演电脑游戏中起源的非玩家角色(NPC),被编程为在特定情况下表现出特定行为。虽然它们通常行为简单,但复杂性没有限制,并且可以被编程为对人类玩家表现出智能甚至类人特征。有趣的是,2009年一场游戏比赛中被评为最像人类的NPC的设计基于巴尔斯的全局工作空间意识理论。然而,传统人工智能和相对较新的行为树方法构成了当今复杂NPC的主要框架,重点在于代理行为所产生的印象,而不是模仿智能有意识人类使用的机制。(实际上,在某些圈子里,NPC被用作对那些似乎无法独立思考的人的侮辱。)NPC与斯蒂芬森的元宇宙完全兼容,但在小说中并未体现。

本文的主要问题是:元宇宙的数字基础能否支持自主意识实体以及有意识人类的化身?

元宇宙特点总结

特点 描述
虚拟性 完全虚拟的替代世界或宇宙
可访问性 人类通过化身沉浸式进入
与现实联系 与现实世界法律和货币系统相关
持久性 一旦启动就不应停止
同步性 与现实时间相同
互操作性 可能由多个可互操作的元宇宙组成

元宇宙发展时间线

graph LR
    A[1948年:第一个程序在计算机上运行] --> B[1978年:苹果II和DEC VAX推出]
    B --> C[1982年:IBM PC推出]
    C --> D[1989年:互联网和万维网基础设施基本完成]
    D --> E[1992年:《雪崩》出版,元宇宙概念提出]

2. 虚拟现实的现实性

大卫·查默斯在其新书《现实+:虚拟世界与哲学问题》中探讨了与我们问题相关的一些问题。他在引言中宣称:“本书的核心论点是:虚拟现实是真正的现实。”这一具有挑战性的观点引发了从哲学角度对虚拟现实在多大程度上是或不是幻觉、影响虚拟现实真实感的因素、计算机模拟基础技术的作用、非玩家角色的性质和存在等诸多方面的深入分析。

此外,他在第15章直接面对了我们问题的一部分:“数字世界中能有意识吗?”作为意识领域的领先哲学家,他最初坦率地表示:“为什么宇宙中会有意识?物理过程如何产生意识?客观世界中怎么会有主观体验?目前,没有人知道这些问题的答案。”他随后将问题缩小到“很难确定硅基机器是否能有意识。原因之一是很难确定除自己之外的任何实体是否有意识。”这引入了经典的他心问题。他接着宣称“机器意识问题是他心问题的一个特别困难的版本”,并进一步缩小问题范围:“我将专注于一种类型的机器:对大脑(如我自己的大脑)的完美模拟。大脑模拟是在计算机上运行的数字系统。如果我们能确定一个数字系统是有意识的,那么我们就知道数字系统没有普遍的理由不能有意识,大门将被打开。”

他还声称,关于使用这种模拟与原始大脑的身体相结合的渐进式思维上传思想实验的最合理假设是“模拟大脑可以有意识。至少在你通过渐进式上传成为模拟大脑的特殊情况下,模拟将是完全有意识的。”虽然他的论点满足了他自己提出和主张模拟系统和世界现实性的标准,并从哲学上验证了模拟思维现实性的想法,但这本书并没有从技术上充分说明未来元宇宙环境中人工意识代理的可能存在。本文的其余部分旨在提供基于工程的数字意识问题的观点,与查默斯的哲学方法相结合,可能有助于对相关问题进行富有成效和积极的三角测量。

查默斯关于意识问题的思考步骤

  1. 提出宇宙中意识存在、产生及主观体验的根本问题。
  2. 缩小问题到硅基机器是否有意识及他心问题。
  3. 聚焦于大脑模拟这一数字系统的意识问题。
  4. 提出模拟大脑可以有意识的假设。

查默斯意识思考流程

graph LR
    A[宇宙中意识的根本问题] --> B[硅基机器意识与他心问题]
    B --> C[大脑模拟的意识问题]
    C --> D[模拟大脑可以有意识的假设]

3. 抛开“蝙蝠难题”

令人遗憾的是,新兴的机器意识或人工意识领域似乎没有取得任何进展。至少部分原因是近期的研究活动水平较低,相关的研究现状仍与之前的情况大致相同。这与意识神经科学形成了鲜明对比,在意识神经科学领域,新的论文、实验和发现不断涌现,人们对意识的理解也在逐步加深。然而,这两个领域也有一个重要的共同点:它们都尚未对现象意识究竟是什么以及它是如何产生的给出充分的解释。

曼佐蒂和切拉认为,所谓的“传统人工意识”(GOFAC)之所以失败,是因为它“暗示了一个物理世界,在这个世界中,意识是作为一个特定中间层次的结果出现的。基于意识从中间层次涌现这一观点的理论,应该解释这个层次是什么以及它为什么会产生意识……这种方法可以被称为‘中间层次谬误’,而且它似乎很有吸引力,因为引入的这个层次看起来比意识本身更不那么令人生畏,也更熟悉。”事实上,许多神经科学的意识理论也存在类似问题,它们将特定结构或过程的存在或活动视为意识本身,而不是现象意识的相关因素或因果因素。当然,幻觉主义和纯粹功能性的认知意识理论(如全局工作空间理论)不需要犯这种错误,因为对它们来说,没有什么需要解释的真实事物。

如果存在一个令人满意的现象意识理论,并且该理论有足够详细的说明,让工程师能够直接进行实施,那么机器意识的发展将会容易得多。在认知意识理论的背景下,已故的斯坦·富兰克林对巴尔斯全局工作空间理论的实施,展示了所需的过程和细节水平。对于神经意识理论,埃德尔曼的一系列机器人为他的理论方案的至少某些方面提供了重要支持。不幸的是,大多数意识理论家似乎没有意识到,一个理论要能够被实施,其表达必须多么具体;同样不幸的是,很少有工程师对意识研究有足够的了解,能够提出一个可以充分应对内在挑战的可实施理论。为了规划一条可靠的未来发展道路,以工程师的视角和思维去审视现象意识本身可能会有所帮助。

机器意识发展的阻碍因素

阻碍因素 具体描述
缺乏有效理论 没有令人满意且详细的现象意识理论供工程师实施
理论实践脱节 理论家不了解理论实施的具体要求,工程师缺乏意识研究知识
研究活动不足 机器意识领域近期研究活动水平较低

机器意识发展困境分析流程图

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    A[缺乏有效理论] --> B[机器意识发展受阻]
    C[理论实践脱节] --> B
    D[研究活动不足] --> B

4. 哲学上的“蝙蝠难题”

我们可以将现代意识研究时期追溯到大量文章开始使用“成为(某物)是什么感觉”这一表述来指向现象意识。尽管法雷尔指出该表述有更早的使用情况,但哲学家托马斯·内格尔的开创性论文《成为一只蝙蝠是什么感觉?》引发了这一表述在近期讨论中的广泛使用。内格尔写道:
“意识体验是一种广泛存在的现象。它出现在动物生命的许多层面,尽管我们不能确定它是否存在于更简单的生物体中,而且一般来说很难说什么能证明它的存在。(一些极端主义者甚至准备否认除人类之外的哺乳动物有意识。)毫无疑问,在宇宙中其他太阳系的其他行星上,它以我们完全无法想象的无数形式存在。但无论形式如何变化,一个有机体拥有意识体验这一事实,基本上意味着成为那个有机体有某种感觉。关于体验的形式可能还有进一步的含义;甚至(尽管我对此表示怀疑)关于有机体的行为也可能有含义。但从根本上说,一个有机体拥有有意识的心理状态,当且仅当成为那个有机体有某种感觉——对那个有机体来说有某种感觉。”

法雷尔将这一表述及其引发的讨论称为“WIL - 谈话”(“成为……是什么感觉”谈话),并从哲学角度分析后得出结论:“目前,关于如何理解‘WIL - 谈话’还没有达成共识。”作为一名工程师,我关注的不是这个概念中“是什么感觉”的部分,而是通常表述的另一部分——在内格尔的文章中,即“成为一只蝙蝠”。

假设我有一个性能良好但无意识的机器人,然后我开发了一个意识模块并将其安装到机器人上,将它与传感器、电机电路、电池等进行适当连接。那么,我问现在成为那个机器人是否有某种感觉,这有什么意义呢?在意识模块中肯定会有一个“是什么感觉”的过程,必然涉及与无意识机器人的通信,但该模块只是机器人的一个物理和功能部分,而不是整个机器人。说现在成为那个机器人有某种感觉,就会陷入合成谬误——与部分论谬误相反,因为部分的属性被归因于整体。

如果我不将意识模块直接连接到机器人,而是将它放在工作台上,通过无线方式进行必要的连接,仍然会有相同的“是什么感觉”的过程,但该模块将不是机器人的物理部分,尽管它仍然是功能部分。如果我将模块的内部数字电路迁移到云端,同样的“是什么感觉”的过程仍会继续,但将不再有实体的意识模块,只有分布在几台远程计算机上的一些软件片段,它们会根据内存和处理器周期的可用性进行移动。然而,在这三种情况下,“是什么感觉”的过程和体验将是相同的,完全由机器人的传感器、电机和环境决定。可以说,在这三种情况下,这个过程都会觉得自己就是机器人,就像蝙蝠的意识会觉得自己就是蝙蝠一样,但说成为机器人有某种感觉,就像说成为蝙蝠有某种感觉一样不合理,除非这种表述有其他含义。(法雷尔讨论并基本否定了“WIL - 谈话”是在技术意义上使用的说法。)但说在蝙蝠的某个地方——很可能就在大脑中,尽管有人会不同意——有成为蝙蝠的感觉,可能是完全正确的。

机器人意识模块不同连接方式对比

连接方式 物理部分关系 “是什么感觉”过程
直接连接 模块是机器人物理和功能部分 有“是什么感觉”过程,由机器人相关因素决定
无线连接 模块不是机器人物理部分,是功能部分 有相同“是什么感觉”过程,由机器人相关因素决定
云端迁移 无实体意识模块 有相同“是什么感觉”过程,由机器人相关因素决定

机器人意识模块连接方式影响分析流程图

graph LR
    A[直接连接] --> B["是什么感觉”过程存在]
    C[无线连接] --> B
    D[云端迁移] --> B
    B --> E[由机器人传感器、电机和环境决定]
【电能质量扰动】基于ML和DWT的电能质量扰动分类方法研究(Matlab实现)内容概要:本文研究了一种基于机器学习(ML)和离散小波变换(DWT)的电能质量扰动分类方法,并提供了Matlab实现方案。首先利用DWT对电能质量信号进行多尺度分解,提取信号的时频域特征,有效捕捉电压暂降、暂升、中断、谐波、闪变等常见扰动的关键信息;随后结合机器学习分类器(如SVM、BP神经网络等)对提取的特征进行训练与分类,实现对不同类型扰动的自动识别与准确区分。该方法充分发挥DWT在信号去噪与特征提取方面的优势,结合ML强大的模式识别能力,提升了分类精度与鲁棒性,具有较强的实用价值。; 适合人群:电气工程、自动化、电力系统及其自动化等相关专业的研究生、科研人员及从事电能质量监测与分析的工程技术人员;具备一定的信号处理基础和Matlab编程能力者更佳。; 使用场景及目标:①应用于智能电网中的电能质量在线监测系统,实现扰动类型的自动识别;②作为高校或科研机构在信号处理、模式识别、电力系统分析等课程的教学案例或科研实验平台;③目标是提高电能质量扰动分类的准确性与效率,为后续的电能治理与设备保护提供决策依据。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码深入理解DWT的实现过程与特征提取步骤,重点关注小波基选择、分解层数设定及特征向量构造对分类性能的影响,并尝试对比不同机器学习模型的分类效果,以全面掌握该方法的核心技术要点。
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