为什么生命没有进化出过目不忘的大脑(下)?

为什么生命没有进化出过目不忘的大脑?

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泛化能力(举一反三的能力)需求

    多细胞生物想要存活,就不能仅仅记忆已有的例子。

    比如蟾蜍捕食模型的泛化能力,就顾及不到不动的虫子,如果把蟾蜍放在装有大量死掉的虫子的箱子里,蟾蜍会被活活饿死。

    又比如我们无法根据比尔盖茨,乔布斯都辍学,就构建一个认为辍学就能成功的模型,便辍学回家。

    所以多细胞生物应该抑制过拟合和增强泛化能力(举一反三的能力)


个体记忆需求(从经历中学习,构建能预测危险,从而生存下来的模型)

  个体学习就得记忆已有的例子,等收集够了数据,便用来学习(构建模型)。

  所以记忆最初的产生,不是用来回忆过去而是用来从历史经验中学习。


高等生物的目标 ——保证在繁衍之前不死

    多细胞生物只要确保自己在产生后代之前不死,就可以让演化机制在该层级上继续工作。(将自己的基因遗传给下一代)

    这就好比在游戏中,一旦到了存档点,即使死了也可以让后代继续冒险,但前提是要有允许个体走到存档点的学习能力。

    而面对这些新挑战,我们的祖先又靠什么保证繁衍前不死的呢?

 

              查找记忆与网络记忆

    当我们思考生命是如何用记忆来抵抗未知,我们便能知道生命为什么没有选择演化出过目不忘的能力。

    第一种记忆方式是,查找记忆。像背诵九九乘法口诀表,将所有情况都记下来,从输入直接查找对应的输出。

      这种记忆的特点是记忆迅速,保存稳定不会混淆。

    这是我们比较熟悉的记忆方式,大多数人认为我们长期记忆用的就是这种方式,但实际上不是。

      第二种记忆方式是,网络记忆。从输入直接计算出输出。

    不同于第一种记忆,网络的记忆并不是存储在某个特定位置,而是由所有权重共同存储的,无法直接查看,只能根据输入计算出输出。

    假如有四种情况,将全部的情况储存在网络中这便是记忆,如果仅记忆三种情况,而推测出第四种情况,这便是学习。

  这种记忆的特点是记忆缓慢,会有干扰,会有混淆,可稳定记忆


生物记忆 

(生物的底层记忆方法是网络记忆)

    根据我们平时记忆的特点,可以看出生物的底层记忆方法是网络记忆。可是明明网络记忆有很多弊端,为什么不选择查找记忆的方式?

      这是因为查找记忆的代价是有人来提供所有的情况,所有的信息。但是在大自然中,谁来提供所有的情况呢?查找记忆并不能解决上一节我们提到的生存困难,不能用已有的例子来学习模型,并预测危险,抵御生命最大的敌人――未知!

      而网络记忆虽然记忆缓慢,而且会混淆信息,但是他不用记住所有的情况,仅从已知的例子,找到共同的规律。这能节省储存的空间,更重要的是能预测从未见过的情况。

            基于概率的模型筛选机制

根据概率

若某一规律只出现一次 (概率小),那这规律是普遍规律的可能性就很小,那么学习到这一概规律的生物就很难存活。

若某一规律重复出现 (概率大),那么这概规律是普遍规律的可能性就很大,那么学到这一规律的生物就很容易存活。

  于是便出现了基于概率的模型筛选机制:

    若网络中某一连接被高频率使用,就加强该连接(回答了,【为什么需要不断重复,来记忆?】)

      若网络中某一连接被低频率使用,便弱化该连接(回答了,【为什么好不容易记住的信息,又会遗忘?】)

这种筛选机制会使得特殊规律的模型(出现的次数少,概率小,无规律的模型)难以存留,只有那些所有情况都有的规律(概率大)才会被生物学习。大脑的遗忘机制其实和演化的自然选择一样,都是为了筛选模型(筛选出能够预测危机的模型)。

随后拥有该机制的个体在残酷的自然选择中存活了下来,继续繁衍,成了我们的祖先。

而这,便是为什么我们要靠不断重复来记忆?,为什么好不容易记住的信息又会被遗忘?

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