在好奇心的驅使下探索未知的意義,就是你不知道未知之中藏著什麼驚天動地的大發現。

比如說,一個小住院醫的一顆好奇心,就能反轉整個現代醫學界對心衰治療的認知。

(據我粉絲說這種說法很營銷號,但是這個是真的!!!相信我!!!)


在2021年的今天,每一個證照齊全的心內科醫生都會知道,治療心力衰竭,正確的做法是:

要用「β受體阻滯劑」讓病人疲憊不堪的心臟「慢下來」,好好休養生息。

但是,如果你帶著2021年的今天的這種知識穿越回僅僅四十年前的1980年,你不僅不會被當作領先世界四十年的先知,還會被當時的各路醫學權威當作24K純傻逼踩上一萬隻腳,踩完說不定還要被掛路燈的。

這是因為,就算是在僅僅40年前,當時的醫學界對治療心力衰竭的共識都還是:

舒服是留給死人的!心臟喊累算個屁,洋地黃鞭子抽你丫的,累什麼累,起來嗨!

在這種思想的指導下,讓心臟慢下來休息的「β受體阻滯劑」,自然也就被列為禁藥了——是「

你敢用這個??你不怕害死病人嗎??你瘋了嗎??」的那種禁。

而,將持續了好幾十年的錯誤的洋地黃療法扭轉過來的,正是始於1970年時一個瑞典小住院醫的好奇心。


1970年的時候,一個叫做Finn Waagstein的三十齣頭的小醫生,開始了他在心內科的見習。

在見習過程中,Finn通過對很多急性心梗的病人的細緻入微的觀察,發現很多病人有著非常劇烈的胸痛,同時心臟都跳得異常地快,血壓也很高。

心臟跳得特別快的時候,它的血液供應是不太好的。這在短時間內沒什麼,但如果成了每天從早到晚24小時持續不斷的日常,心臟就會變得特別累;長期下去,就可能會出現心肌壞死、心室重構之類的負面變化。

而這樣的心肌缺血的現象,不僅急性心梗的病人的心臟會有,慢性心衰病人的心臟也會有。

於是,Finn當時就在想:

如果我讓心臟別跳那麼快,讓心臟好好歇一歇,恢復一下供血,休養生息一下,會不會其實更有利於病人呢?

這個腦洞,在當時不可不謂膽大。

原因是這樣的:

心衰患者的心臟,之所以跳得快,是因為它從身體各種信號中感覺到,它要是不跳這麼快,它泵的血輸送的氧分就會根本不夠身體各個器官用的(醫學術語:灌注不足)。

在這種情況下,如果醫生再用藥逼著心臟跳慢點,那不等於加重灌注不足嗎?

你還嫌病人死得不夠快呢??

儘管單純理論分析就幾乎可以說是給這個腦洞判了死刑,但Finn還是實在止不住好奇,於是他開始拿老鼠的心臟做實驗。

然後他就發現,臥槽,心肌缺血的時候,真的會分泌好多長期來看會損害心肌的兒茶酚胺!

讓跳太快跳到缺血的心臟慢下來一點,說不定真的可以試試哎!反正灌注不足說不定病人能忍一忍呢!

於是,他開始在少數幾位自己管的病人身上嘗試這個腦洞。


由於「讓心臟慢下來」的葯在當時還是心衰和心梗患者的禁藥,所以,Finn在病人身上做嘗試的過程,在行政上遇到了不少波折,這裡就暫且按下不表了。

總之,在接受「β受體阻滯劑」療法的7位病人身上,Finn看到了非常明顯的臨牀改善,並且病人無一病情惡化。

這樣巨大的臨牀改善,甚至讓病房的護士都開始暗中支持他進行這種離經叛道的嘗試。

隨後,Finn趕緊把這7位病人的情況寫成了病例報告,投給知名心臟病學期刊《英國心臟雜誌》。經過一系列和當時的審稿人的激烈交(si)鋒(bi)後,這本雜誌終於接收了他的報告。

為了讓其他同行不要看一眼標題就開噴,當時的內科學和心臟病學大佬教授Lars Werk?甚至還為了Finn而專門出來寫一個保護性的介紹語,開頭第一句話就是:「這個男人還沒全瘋。」(「This man is not completely insane.」)

然而,即使一開始就有大佬把保護打在公屏上,當時的其他醫學大佬們對Finn彙報的這個發現,還是極盡諷刺之能事。

據Finn回憶,當時有的大佬直接在醫學頂刊《柳葉刀》上發表社論,形容他是「那個腦殼有包的瑞典心內科醫生」(「the perverse Swedish cardiologist」)。

這樣的風暴一樣的批評,還持續了大概有十年。

其實,這些大佬的行為也是情有可原的。

7個病例的數據,實在是太少了,沒有排除的其他合理解釋太多了,偶然性太大了。

比如說,當時最大的質疑就是:七個患者都無一惡化,是不是因為七個人當時都本來馬上快好了,導致你用禁藥也瞎貓碰著死耗子了?

事實上,7個個例這種這麼弱的證據,放在今天,那都是循證醫學證據等級金字塔的底端。

就這,就要挑戰成熟的、用了就能立竿見影的洋地黃療法?實在是講笑喇,大佬!


為了說服這些醫學大佬,Finn又開始默默努力籌備更大規模的臨牀試驗。

十幾年後的1989年的時候,已經是醫學教授的Finn,終於努力完成了一個大膽的臨牀試驗:他給病人用「β受體阻滯劑」,然後又撤葯!

這樣做,尤其是後面的撤葯過程,可能會讓病人面臨病情惡化去世的危險。但Finn當時經費條件極為有限,也缺乏學術界的支持,他實在是已經別無選擇。

通過展示病人用藥的時候變好、撤葯之後變壞,他終於向全世界證明瞭:之前的7個病人病情好轉,真的是因為「β受體阻滯劑」的作用!真的不是因為他們本來就快好了!

這樣的臨牀試驗,證據等級比起之前的7個個例而言,明顯高了很多,於是一下子引起了工業界的興趣。

很快,就有葯企給Finn他們投了數以百萬美金計的錢,讓Finn他們開展當時來看證據等級最高的隨機對照試驗。

最後,這些隨機對照試驗也證明瞭:「β受體阻滯劑」療法是真的有效的!在使用時機合適的時候,「β受體阻滯劑」療法,能夠顯著降低心衰患者的死亡風險。

與此同時,醫學界對通行已久的洋地黃療法是否有效的質疑聲音也越來越多。

而這些質疑的聲音引發的大規模臨牀試驗也表明,以前用洋地黃療法逼著心臟「打雞血」的做法,確實是錯的,會增大患者死亡的風險。

終於,在循證醫學開始輝煌的時代,在當年那個小住院醫Finn的好奇心已經出現了19年的遲來時刻,醫學教授Finn終於改變了心衰治療真正的有效藥物「β受體阻滯劑」被束之高閣、架上蒙塵數十年的錯誤待遇!

終於,「β受體阻滯劑」成為了現代醫學界公認的心力衰竭標準治療藥物!

終於,全球數千萬心衰患者,從那一刻開始,真正有機會得到最有利於病情的治療了。

而一切的一切,都始於1970年,有一個小住院醫,在輪轉的時候,因為好奇心,產生了一個腦洞。


所以,如果你問我:人類為什麼會孜孜不倦地探索未知?

寫完這個故事到這裡,我會說:是一個小住院醫的好奇心,是橫跨二十年的學術探索,是全球數千萬人的生命,是現在及未來的全體人類的健康福祉。

願我們都能在好奇心的驅動下擁有越來越好的明天。


第一次撰寫這種科學小故事,如有錯漏之處,歡迎各位醫學同行批評指正,感激不盡!

參考

本文關於Finn教授的敘述,全部來自於發表在《Circulation》上的對Finn教授本人的專訪:Waagstein F, Rutherford JD. The Evolution of the Use of #x3b2;-Blockers to Treat Heart Failure. Circulation 2017;136(10):889-93. doi: doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.117.029934.

致謝

感謝 @杏林小草 @胡遠東 對本文臨牀醫學相關知識細節的貢獻。


愉悅!

一切都是為了愉悅!

求知慾是人類的基本慾望之一,諸君!你們就不覺得,學習本身就可以是一件很快樂的事嗎!

比如說,作為一條生態狗,立志成為人形自走物種圖鑑的我,日常的工作、學習內容中很有很大一部分是擼各種小動物,比如:

↑葉甲

↑哈士奇

↑夜蛾幼蟲

↑食蚜蠅

↑歐洲花園蔥蝸牛

↑長頸鹿

↑黑曜石

對於我而言,每遇到一個物種,每認識一個新物種,都是一件快樂的事情

在學習的過程中,看著自己的知識庫慢慢增加,一點點變成一個人形自走物種圖鑑,這讓我感覺非常愉悅!

偷稅啊!

與此同時,在學習本身就很愉悅的基礎上,我們完全可以讓學習變得更加愉悅

我初一時的物理老師,曾一臉惆悵地感慨過:上課再好玩,能有遊戲好玩嗎?

我於是便忍不住想:學習為什麼就不能比遊戲好玩?我們就不能在遊戲中學習嗎?又或者,我們就不能把學習做成遊戲嗎?

於是我今年就逮著機會,把同濟生科、物理等幾個學院,每年一度的天目山野外實踐的教材,做成了遊戲

↑這樣子的

眾所周知,寵物小精靈是近幾十年最成功的遊戲之一。其中的遊戲角色,如蒜頭王 八等,憑藉著可愛的造型,更是風靡全球。

↑蒜頭王 八

不過話說回來,蒜頭王 八可愛歸可愛,歸根結底,不過是背著個蒜頭的青蛙。這樣的東西,能比現實中活著的小動物可愛嗎!

遊戲中的蒜頭王 八有草和毒的屬性,現實中的帝王蝶同樣有草和毒的屬性。如果在遊戲中抓寵物小精靈能帶來快感,那為什麼在現實生活中抓漂亮的節肢動物不行呢?

於是我就給了不同動物賦予了不同的屬性:

比如,瓢蟲具備警戒色、捕食者的屬性;蝗蟲具備警戒色、植食性、擬態的屬性;馬蜂具備警戒色、社會性(羣居)、捕食者、毒的屬性。

然後根據不同物種的稀有度、觀賞性,以及捕獲難度,我又賦予了不同物種不同的稀有度:

比如蜻蜓的稀有度是稀有(R),魚蛉的稀有是傳說(SR),蟑螂的稀有度是垃圾(T)。

我還順便標註出了物種的大致體型大小:

以我最喜歡的虎甲為例:

虎甲便是一種具備擬態(部分物種擬態螞蟻)、捕食者屬性,體型中等(M),稀有度SSR的昆蟲。分數後面跟著的每個「□」代表一個可計分的有效物種,換句話說,也就是捕獲一種虎甲便可得到8分,最後統計三種,共計8*3=24分。

捕獲不同物種,便是學生們在野外實踐中的日常任務。而在進行日常任務的同時,學生們也能同步完成特殊任務,比如,捕獲三種社會性的昆蟲:

為了幫助學生們上手,我繪製了一張按進化樹排列的物種清單:

以及帶圖片的遊戲攻略,比如:

↑遊戲攻略金龜篇

↑遊戲攻略蜚蠊篇

↑遊戲攻略蝽篇等。

於是,這樣子,就可以一邊玩一邊順便學習啦!

既然你看到了現在,那麼是時候帶你們看看我做出來的野外生態實踐教材(遊戲)了——

歡迎來到 天目山鹹魚指定 的世界(昆蟲版)!

不過今年由於工作原因我沒法去參加天目山實習,這份教材(遊戲)似乎並沒能得到充分的使用

但我一直相信!若是心懷熱愛,學習完全可以是一件非常愉悅的事!

而且學習也完全可以非常好玩!

謝謝!

咩!!!!

版權?犬君拌汪醬,非請勿取

看都看完了,不關注這條學生態的小說狗?犬君拌汪醬 咩!!!!!


我們都對一則諺語耳熟能詳:Curiosity killed the cat——即使貓有九條命,最終還是會死於自己強烈的好奇心。

那麼,擁有強烈的好奇心,到底是好是壞呢?好奇心究竟有什麼意義?

雷丁大學的認知神經科學教授Johnny King Lau和他的同事們(2020)做了一項研究,驗證人們是否願意為了滿足好奇心而付出代價。

研究人員要求被試先看一部魔術短片,之後,請被試自主決定是否下賭注,研究者會提前告知勝負的概率。被試如果接受挑戰並且賭贏了,就能得知先前所看魔術的原理;假如賭輸了,將會在實驗結束後受到電擊懲罰。

研究者還做了一組對照試驗。流程與上述實驗相同,只不過獎勵替換成了美食。

聽上去似乎很荒唐,畢竟好像沒有哪個正常人會為了這種小事情被無緣無故電一下吧。

可結果卻出人意料!

即使在電擊面前,人們也無法拒絕好奇心和美食的誘惑。截圖自Lau, J., Ozono, H., Kuratomi, K., Komiya, A., amp;amp; Murayama, K. (2020). Shared striatal activity in decisions to satisfy curiosity and hunger at the risk of electric shocks. Nature human behaviour, 4(5), 531–543.

研究結果發現,大部分人寧可冒著被電擊的風險,也要滿足好奇心和口腹之慾。這種衝動如此強烈,使人們願意承受身體的疼痛。

在這個實驗中,當人們得知受到電擊的概率上升時,拒絕冒險的人數的確變多了。可當概率維持在一個較低的水平線時,人們還是願意放手一搏。

Lau等人(2020)在實驗中給出了解釋:好奇心源自我們對外部世界的索求;本質是一種通過學習知識或信息從而獲得獎勵的過程(Reward-learning Process)。

好奇心推動自主探索,因為破解未知的行為能夠幫助人們降低對事物的不確定性(Uncertainty),滿足潛在的期望值(Expected Value)(Kobsyshi et al., 2019)。

舉個栗子,在上學時,有些同學會因為好奇考試成績,冒著被抓的風險,偷偷去翻老師辦公桌上的試卷,只為提早知道分數。翻卷子其實並不能改變考試結果。我們這麼做,只是為了儘早將未知化為已知,減少由不確定引發的不安感。同時,這也是一個滿足潛在的分數期望的過程。說不定一不小心,就考出理想成績了呢!

上述行為及決策又被稱為激勵顯著性(Incentive Salience),是一種將人們的願望(Liking)和念想(Wanting)賦予獎勵性刺激的認知過程。它是一種強烈的、由本能驅使的、激勵人心的感覺。當人們對事物產生了好奇,就能輕易地誘發激勵顯著性,而最終揭曉的謎底便充當了獎品(Berridge, 2004)。

激勵顯著性的運行機制,對外界未解之謎的願望和念想是推動人們進一步探索的動力。截圖自Berridge K. C. (2012). From prediction error to incentive salience: mesolimbic computation of reward motivation.The European journal of neuroscience, 35(7), 1124–1143.

在激勵顯著性的鼓勵下,人們甚至會做出非理性、衝動、甚至強迫性的行為(Berridge, 2012)。

簡而言之,「得不到的永遠在騷動」,被好奇心綁架的人都有恃無恐。

黃執中曾在《奇葩說》裏說:如果一個人,沒有了好奇心,ta「雖生猶死」

好奇心真的這麼重要嗎?它究竟有什麼意義?

美國經濟心理學家George Loewenstein將好奇心描述為「面對新知和自身理解之間的差距而引起的認知匱乏」。他指出,人們掌握的信息越少,越是會對未曾涉及的領域充滿好奇,正是因為好奇心的驅使,人們才會不斷去探索、解謎,去積極主動地學習新知。

也有研究發現,好奇心能幫助人們建立並鞏固人際關係。實驗中,被試者們互相提出與回答對方的私人問題,科學家把這一過程稱為「互惠式自我暴露(Reciprocal Self-disclosure)」。結果證明,當人們展示出對他人真實的好奇心時,ta們被評價為「更熱情、更有魅力」(Kashdan Roberts, 2005)。

因此,適當表露對他人的好奇心,還可以提升人際關係中的親密度噢。

總而言之,人類總是對未知或不確定的事情懷有強烈的好奇心,總是會想方設法的一探究竟。然而,有時雖然只是抱著淺嘗輒止的目的,在實際行為中卻往往難以停止自己想要探索更多的想法。這或許會給自己帶來許多困擾。然而在另一方面,正是由於人們存在好奇心,對各種已知的未知的事物不安於當下滿足的狀態,才形成了一種動力,推動著人類和自我不斷探索,不斷進步的步伐。

愛因斯坦曾留下這樣一句話:誰要是不再有好奇心也不再有驚訝的感覺,誰就無異於行屍走肉,其眼睛是迷糊不清的。

認識到好奇心的現實作用,並利用它積極的一面實現新的突破和發展,這不就是它的存在對我們的意義嗎?

References:

Berridge K. C. (2004). Motivation concepts in behavioral neuroscience. Physiology Behavior, 81 (2), 179–209.

Berridge K. C. (2012). From prediction error to incentive salience: Mesolimbic computation of reward motivation. The European Journal of Neuroscience, 35(7), 1124–1143. Harackiewicz, J. M., Barron, K. E., Tauer, J. M., Elliot, A. J. (2002). Predicting success in college: A longitudinal study of achievement goals and ability measures as predictors of interest and performance from freshman year through graduation. Journal of Educational Psychology, 94 (3), 562–575. Kashdan, T. B., Roberts, J. E. (2004). Trait and State Curiosity in the Genesis of Intimacy: Differentiation from Related Constructs. Journal of Social and Clinical Psychology, 23(6), 792–816.Kidd, C., Hayden, B. Y. (2015). The psychology and neuroscience of curiosity. Neuron, 88(3), 449–460. Kobayashi, K., Hsu, M. (2019). Common neural code for reward and information value. PNAS, 116(26), 13061–13066. Lau, J. K., Ozono, H., Kuratomi, K., Komiya, A. Murayama, K. (2020). Shared striatal activity in decisions to satisfy curiosity and hunger at the risk of electric shocks. Nat Hum Behav, 4, 531–543.Loewenstein, G. (1994). The psychology of curiosity: A review and re-interpretation. Psychological Bulletin, 116 (1), 75–98.

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怎樣讓機器變得更加聰明?無需程序員介入,只需給它們一些好奇心就行了。


這是什麼?怎麼抓住它?這個玩意兒派什麼用場?我要是拍拍它,或是把它扔到空中,又會發生什麼?如果按一下這個紅色的大按鈕會發生什麼呢?

因好奇而對世界進行的探索再也不是具有認知能力的卑微人類所獨有的特質了。近幾個月來,各大計算機實驗室已開始在各自開發的強大演算法中加入了一些「人工好奇心」。換句話說,就是用編程給機器製造好奇心。

這對於開發真正擁有智能的機器人來說是非常重要的一步。「只有當機器有能力自由探索身邊的環境,靠自身來認識世界的時候,纔算是成為了真正的人工智慧。」於爾根·施密德胡貝(Jürgen Schmidhuber)這樣表示,他是瑞士盧加諾大學該領域的先驅之一。

近五年,Google、IBM和Facebook等公司研發的演算法取得的成果已經非常可觀了。這些演算法在許多我們之前認為只有人類大腦才具有的技能上都勝過了我們:臉部識別、醫學診斷、國際象棋、圍棋,等等。似乎沒有什麼必要再給這些效率驚人的怪物添加新的屬性了……

但如果我們仔細想一想,就會發現這些厲害的成績只限於某個特定的任務,都是為了完成工程師設立的各種目標:對圖像進行識別分類,落子擊敗對方,等等。

所依靠的學習方法也都相當粗糙:程序員根據決策的有效程度來設計獎懲機制,從而使這些程序在獎賞和懲罰的交互中接受教育。本質上還是「打一巴掌揉一下子」那種古老的教育方式。


獨立學習

然而,科學家越來越相信,單憑這種方法是無法讓機器面對我們這個複雜且不斷變化的世界的。而解決這個問題的一個途徑,正是一小羣機器人專家20年來孜孜不倦研究的課題,他們想要開發能夠自己決定目標,不需要獎賞機制就能進行自主學習的程序,也就是純粹由好奇心驅動的程序。

「人類的好奇心是一種自發的探索行為,並非是受到尋找食物、庇護和社會關係等意願的驅動,只是單純地想要收集信息本身。人從童年開始逐步探索自己的身體、環境和語言等,在這個過程中,好奇心可謂至關重要。」法國國家信息和自動化研究院(INRIA)的機器人專家皮埃爾-伊夫·烏代耶(Pierre-Yves Oudeyer)解釋道,「這讓我們有了在演算法中加入『內在動力』的想法,讓機器在沒有人類幹預的情況下,就能夠自主學習各種各樣的新任務。」這個想法聽起來很完美,但怎樣才能把這種驅使我們探索世界的內在動力複製出來呢?而且一個事物是否有趣又該怎麼衡量呢?

「讓我們舉個具體的例子,比如將一個機器人放在一個房間內,」波爾多大學機器人學家塞巴斯蒂安·佛萊斯蒂耶(Sébastien Forestier)介紹道,「這個機器人會面對許多想得到的目標,比如向上伸手,推動視野內的小球等。面對這麼大範圍的選擇,我們的好奇心演算法會根據機器人當時的能力,優先選擇最容易實現的目標:它會根據在初步嘗試中設立的標準,評估自己的行為對小球是否起效,從而將精力集中在進步最大的行為上。」

機器人就像小孩一樣,會優先選擇適合自己能力水平的練習。「經過不斷的學習,一開始認為無法達到的目標也會變得越來越可行。」法國國立高等電信工程布列塔尼學院計算機系的源紹梅(Sao Mai Nguyen)補充道。


新事物的誘惑力

研究人員也嘗試了其他的方法。「我在演算法中加入了新奇性的測量演算法,可以鼓勵系統導向之前沒有見過的場景,或是外部環境中最不容易被預測的那一部分,」美國得克薩斯大學及Google研究人員託德·赫斯特(Todd Hester)介紹道。

羅切斯特大學發展心理學家塞萊斯特·基德(Celeste Kidd)指出,新奇性和驚奇感是好奇心的兩個關鍵參數:「孩子們更喜歡令他們感到意外的事物,或者是因果關係為他們所不知的事情。」

風險是機器人會不加甄別地接觸所有新鮮事物:想像一個機器人在看見了天上瞬息萬變的雲彩後,沉迷其中,不能自拔……「這些演算法必須忽略環境中機器人無法發揮作用的那一部分,」美國伯克利大學機器學習專家迪帕克·帕塔克(Deepak Pathak)強調道。而皮埃爾-伊夫·烏代耶則認為,「對這些機器的好奇心必須要有所規範……但也不能太單一。」

如今,這些人工好奇心的演算法已經取得了頗有前景的成果。「這些演算法展示出更為有效地探索複雜環境的能力,」皮埃爾-伊夫·烏代耶高興地說,「在恰到好處的好奇心面前,那些互聯網巨頭計算能力卓絕的大型計算機也要退避三舍。」

此外,德國波鴻大學的人工好奇心專家伐樓拿·拉傑·康佩拉(Varun Raj Kompella)指出,好奇的系統能夠更好地舉一反三:「它們不滿足於只學習一種任務,而是希望同時學習多種技能。」「這些機器人的探索行為很接近6個月到2歲的兒童,未來會模仿年齡更大的兒童的行為模式。」塞巴斯蒂安·佛萊斯蒂耶透露。

Google的團隊最近也注意到了這些新的可能性,他們讓這些好奇的機器試著玩起了電子遊戲,在此之前,Google所有的機器人都對這些遊戲束手無策。「這些機器能夠獲得在類似《超級馬裏奧》的遊戲中晉級的能力,完全是受好奇心的驅使,當中沒有進行任何人工幹預。」迪帕克·帕塔克告訴介紹說。

人工好奇心玩馬裏奧

這幾個實驗看起來似乎無關緊要。然而,「這種對可能比較稀少或隱藏在一組數據中的關鍵信息的主動搜尋,對今後學習自動駕駛或醫療診斷這類技能肯定會非常有用。」源紹梅猜想道。計算機科學家已經摩拳擦掌,嘗試將好奇心演算法精妙的分析能力和現有演算法驚人的統計能力結合起來。

如果和這種人工智慧一起生活,可能會有一些奇怪的體驗。「我們在對一個機器人進行操作的過程中驚奇地發現,在已經進行了5個小時的試驗後,它依然樂此不彼地揮動著自己的手和臂膀。」塞巴斯蒂安·佛萊斯蒂耶介紹說。「從某種角度來說,我們完成了學習樂趣的建模。」皮埃爾-伊夫·烏代耶指出。這些擁有好奇心的系統會不斷自我發展,並定期向人類尋求幫助以滿足它們的求知慾,甚至還會發展出人格的雛形。還有可能讓我們大喫一驚的是它們不羈的創造力。「

人工好奇心玩馬裏奧

這些好奇的系統會生成一些新的行為序列或是經驗,有時候能讓我們發現一些至今未被注意到的規律性,」於爾根·施密德胡貝興奮地說道,「可能是一種新的音樂形式,一個新的玩笑,或者是遵循某些未被發現的物理規律的新實驗數據。」


威脅到人類?

但不斷地試錯,不斷往各個方向探出觸角,好奇的人工智慧也可能會成為一個可怕的錯誤。「我們已經開始對這個問題進行研究了。」

皮埃爾-伊夫·烏代耶透露。「確實,這對人類來說可能是一種危險。」伐樓拿·拉傑·康佩拉警告道,「我們不應對好奇心有所限制,這是阻礙生產力的發展。但我們應該對人工智慧獲取能力的學習環境加以限定。我認為我們應該像教育孩子那樣來教育人工智慧:我們不可能把手槍放在嬰兒的手中,他可能會因為單純的好奇心而扣動扳機,傷到他人……」

所以,我們最好避免讓這些新型演算法按下那個紅色的大按鈕。

撰文 Vincent Nouyrigat

編譯 鄒沁

新發現公眾號:sciencevie
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我常常在想:「人生真的是既漫長又短暫啊。」

短暫的是你還未完整體驗每一種生活,時間管理者說翻篇就翻篇了,完全由不得個人掌握;漫長是你除了喫飯睡覺工作陪家人之外,還要找幾件好玩的事情打發閑暇時的無聊。

好奇心的意義就是滿足人們無聊時的想像

  • 「夢境裏是否可以預知未來?」
  • 「人死後靈魂是否真的存在?」
  • 「人的精神力量能否實體化?」
  • 「死後是否會去往另一個世界?」
  • 「靈魂是否真的可以轉世輪迴?」
  • 「人真的可以永生不死嗎?」
  • 「永生不死到底是不是一件好事?」
  • 「宇宙是否存在其他生命?
  • 「黑暗森林法則」和「人類寵物假說」你相信哪一個?」

因為好奇心產生了許多問號,所以人們才會想去探索,去發現,去求證。

去探索未知的星球,去發現未知的物種,去求證生命的意義。

我沒有個性的才能,只有強烈的好奇心。永遠持續好奇心的人是永遠進步的人。

——Albert Einstein


怎樣讓機器變得更加聰明?無需程序員介入,只需給它們一些好奇心就行了。


這是什麼?怎麼抓住它?這個玩意兒派什麼用場?我要是拍拍它,或是把它扔到空中,又會發生什麼?如果按一下這個紅色的大按鈕會發生什麼呢?

因好奇而對世界進行的探索再也不是具有認知能力的卑微人類所獨有的特質了。近幾個月來,各大計算機實驗室已開始在各自開發的強大演算法中加入了一些「人工好奇心」。換句話說,就是用編程給機器製造好奇心。

這對於開發真正擁有智能的機器人來說是非常重要的一步。「只有當機器有能力自由探索身邊的環境,靠自身來認識世界的時候,纔算是成為了真正的人工智慧。」於爾根·施密德胡貝(Jürgen Schmidhuber)這樣表示,他是瑞士盧加諾大學該領域的先驅之一。

近五年,Google、IBM和Facebook等公司研發的演算法取得的成果已經非常可觀了。這些演算法在許多我們之前認為只有人類大腦才具有的技能上都勝過了我們:臉部識別、醫學診斷、國際象棋、圍棋,等等。似乎沒有什麼必要再給這些效率驚人的怪物添加新的屬性了……

但如果我們仔細想一想,就會發現這些厲害的成績只限於某個特定的任務,都是為了完成工程師設立的各種目標:對圖像進行識別分類,落子擊敗對方,等等。

所依靠的學習方法也都相當粗糙:程序員根據決策的有效程度來設計獎懲機制,從而使這些程序在獎賞和懲罰的交互中接受教育。本質上還是「打一巴掌揉一下子」那種古老的教育方式。


獨立學習

然而,科學家越來越相信,單憑這種方法是無法讓機器面對我們這個複雜且不斷變化的世界的。而解決這個問題的一個途徑,正是一小羣機器人專家20年來孜孜不倦研究的課題,他們想要開發能夠自己決定目標,不需要獎賞機制就能進行自主學習的程序,也就是純粹由好奇心驅動的程序。

「人類的好奇心是一種自發的探索行為,並非是受到尋找食物、庇護和社會關係等意願的驅動,只是單純地想要收集信息本身。人從童年開始逐步探索自己的身體、環境和語言等,在這個過程中,好奇心可謂至關重要。」法國國家信息和自動化研究院(INRIA)的機器人專家皮埃爾-伊夫·烏代耶(Pierre-Yves Oudeyer)解釋道,「這讓我們有了在演算法中加入『內在動力』的想法,讓機器在沒有人類幹預的情況下,就能夠自主學習各種各樣的新任務。」這個想法聽起來很完美,但怎樣才能把這種驅使我們探索世界的內在動力複製出來呢?而且一個事物是否有趣又該怎麼衡量呢?

「讓我們舉個具體的例子,比如將一個機器人放在一個房間內,」波爾多大學機器人學家塞巴斯蒂安·佛萊斯蒂耶(Sébastien Forestier)介紹道,「這個機器人會面對許多想得到的目標,比如向上伸手,推動視野內的小球等。面對這麼大範圍的選擇,我們的好奇心演算法會根據機器人當時的能力,優先選擇最容易實現的目標:它會根據在初步嘗試中設立的標準,評估自己的行為對小球是否起效,從而將精力集中在進步最大的行為上。」

機器人就像小孩一樣,會優先選擇適合自己能力水平的練習。「經過不斷的學習,一開始認為無法達到的目標也會變得越來越可行。」法國國立高等電信工程布列塔尼學院計算機系的源紹梅(Sao Mai Nguyen)補充道。


新事物的誘惑力

研究人員也嘗試了其他的方法。「我在演算法中加入了新奇性的測量演算法,可以鼓勵系統導向之前沒有見過的場景,或是外部環境中最不容易被預測的那一部分,」美國得克薩斯大學及Google研究人員託德·赫斯特(Todd Hester)介紹道。

羅切斯特大學發展心理學家塞萊斯特·基德(Celeste Kidd)指出,新奇性和驚奇感是好奇心的兩個關鍵參數:「孩子們更喜歡令他們感到意外的事物,或者是因果關係為他們所不知的事情。」

風險是機器人會不加甄別地接觸所有新鮮事物:想像一個機器人在看見了天上瞬息萬變的雲彩後,沉迷其中,不能自拔……「這些演算法必須忽略環境中機器人無法發揮作用的那一部分,」美國伯克利大學機器學習專家迪帕克·帕塔克(Deepak Pathak)強調道。而皮埃爾-伊夫·烏代耶則認為,「對這些機器的好奇心必須要有所規範……但也不能太單一。」

如今,這些人工好奇心的演算法已經取得了頗有前景的成果。「這些演算法展示出更為有效地探索複雜環境的能力,」皮埃爾-伊夫·烏代耶高興地說,「在恰到好處的好奇心面前,那些互聯網巨頭計算能力卓絕的大型計算機也要退避三舍。」

此外,德國波鴻大學的人工好奇心專家伐樓拿·拉傑·康佩拉(Varun Raj Kompella)指出,好奇的系統能夠更好地舉一反三:「它們不滿足於只學習一種任務,而是希望同時學習多種技能。」「這些機器人的探索行為很接近6個月到2歲的兒童,未來會模仿年齡更大的兒童的行為模式。」塞巴斯蒂安·佛萊斯蒂耶透露。

Google的團隊最近也注意到了這些新的可能性,他們讓這些好奇的機器試著玩起了電子遊戲,在此之前,Google所有的機器人都對這些遊戲束手無策。「這些機器能夠獲得在類似《超級馬裏奧》的遊戲中晉級的能力,完全是受好奇心的驅使,當中沒有進行任何人工幹預。」迪帕克·帕塔克告訴介紹說。

人工好奇心玩馬裏奧

這幾個實驗看起來似乎無關緊要。然而,「這種對可能比較稀少或隱藏在一組數據中的關鍵信息的主動搜尋,對今後學習自動駕駛或醫療診斷這類技能肯定會非常有用。」源紹梅猜想道。計算機科學家已經摩拳擦掌,嘗試將好奇心演算法精妙的分析能力和現有演算法驚人的統計能力結合起來。

如果和這種人工智慧一起生活,可能會有一些奇怪的體驗。「我們在對一個機器人進行操作的過程中驚奇地發現,在已經進行了5個小時的試驗後,它依然樂此不彼地揮動著自己的手和臂膀。」塞巴斯蒂安·佛萊斯蒂耶介紹說。「從某種角度來說,我們完成了學習樂趣的建模。」皮埃爾-伊夫·烏代耶指出。這些擁有好奇心的系統會不斷自我發展,並定期向人類尋求幫助以滿足它們的求知慾,甚至還會發展出人格的雛形。還有可能讓我們大喫一驚的是它們不羈的創造力。「

人工好奇心玩馬裏奧

這些好奇的系統會生成一些新的行為序列或是經驗,有時候能讓我們發現一些至今未被注意到的規律性,」於爾根·施密德胡貝興奮地說道,「可能是一種新的音樂形式,一個新的玩笑,或者是遵循某些未被發現的物理規律的新實驗數據。」


威脅到人類?

但不斷地試錯,不斷往各個方向探出觸角,好奇的人工智慧也可能會成為一個可怕的錯誤。「我們已經開始對這個問題進行研究了。」

皮埃爾-伊夫·烏代耶透露。「確實,這對人類來說可能是一種危險。」伐樓拿·拉傑·康佩拉警告道,「我們不應對好奇心有所限制,這是阻礙生產力的發展。但我們應該對人工智慧獲取能力的學習環境加以限定。我認為我們應該像教育孩子那樣來教育人工智慧:我們不可能把手槍放在嬰兒的手中,他可能會因為單純的好奇心而扣動扳機,傷到他人……」

所以,我們最好避免讓這些新型演算法按下那個紅色的大按鈕。

撰文 Vincent Nouyrigat

編譯 鄒沁

新發現公眾號:sciencevie
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謝邀@樂其老佛爺

我常常在想:「人生真的是既漫長又短暫啊。」

短暫的是你還未完整體驗每一種生活,時間管理者說翻篇就翻篇了,完全由不得個人掌握;漫長是你除了喫飯睡覺工作陪家人之外,還要找幾件好玩的事情打發閑暇時的無聊。

好奇心的意義就是滿足人們無聊時的想像

  • 「夢境裏是否可以預知未來?」
  • 「人死後靈魂是否真的存在?」
  • 「人的精神力量能否實體化?」
  • 「死後是否會去往另一個世界?」
  • 「靈魂是否真的可以轉世輪迴?」
  • 「人真的可以永生不死嗎?」
  • 「永生不死到底是不是一件好事?」
  • 「宇宙是否存在其他生命?
  • 「黑暗森林法則」和「人類寵物假說」你相信哪一個?」

因為好奇心產生了許多問號,所以人們才會想去探索,去發現,去求證。

去探索未知的星球,去發現未知的物種,去求證生命的意義。

我沒有個性的才能,只有強烈的好奇心。永遠持續好奇心的人是永遠進步的人。

——Albert Einstein


我常常在想:「人生真的是既漫長又短暫啊。」

短暫的是你還未完整體驗每一種生活,時間管理者說翻篇就翻篇了,完全由不得個人掌握;漫長是你除了喫飯睡覺工作陪家人之外,還要找幾件好玩的事情打發閑暇時的無聊。

好奇心的意義就是滿足人們無聊時的想像

  • 「夢境裏是否可以預知未來?」
  • 「人死後靈魂是否真的存在?」
  • 「人的精神力量能否實體化?」
  • 「死後是否會去往另一個世界?」
  • 「靈魂是否真的可以轉世輪迴?」
  • 「人真的可以永生不死嗎?」
  • 「永生不死到底是不是一件好事?」
  • 「宇宙是否存在其他生命?
  • 「黑暗森林法則」和「人類寵物假說」你相信哪一個?」

因為好奇心產生了許多問號,所以人們才會想去探索,去發現,去求證。

去探索未知的星球,去發現未知的物種,去求證生命的意義。

我沒有個性的才能,只有強烈的好奇心。永遠持續好奇心的人是永遠進步的人。

——Albert Einstein


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