拟人智能的实现.doc

拟人智能的实现之结构功能程洪文(第三人民医院,湖北省 钟祥市431900)摘 要: 经典的人工智能理论在模拟人脑的智能方面令人失望，为了用智能软件模拟人的智能，本文提出了全新的理论和方法。它提出并讨论了，如何用记忆柱模拟人脑皮质垂直柱的功能来实现基本的兴奋单位的模拟，同时讨论了如何用它来模拟人脑的高级结构与功能。本文提出的理论较好的解决了智能软件的大规模并行计算、兴奋、并行存储、自我学习等智能实现的关键问题。它主要分三部分：1、设计、讨论了智能软件的一些主要结构、功能及编程方式，包括记忆柱等，并简要讨论了如何将大规模顺序计算转化为并行计算。2、讨论了智能软件的基本功能、高级功能及它们是如何被实现的，包括并行存储、思维等。并讨论了它的一些运行特点。3、讨论了我为什么这样来设计智能软件。虽经几十年发展，但人工智能在用软件模拟人的智能方面仍让人失望。经典的神经网络理论、遗传算法、专家系统等人工智能理论都不能使智能软件具有以下人脑所具有的能力：1、能与复杂的环境相适应的自我学习能力。2、大规模并行计算、兴奋、及并行存储、回忆的能力。3、自然而简单的模糊兴奋、回忆的能力。4、思维能力。当然也就不可能具有像人一样的智能了。本文先从理论上解决了智能软件的大规模并行计算、兴奋，并行存储、回忆及模糊兴奋、回忆的问题，然后提出了操作中枢的概念。讨论了智能软件的的高级功能，包括自学习能力（包括确定与转换目的、奖惩学习等）、抽象思维等能力等问题。我认为仿生学派通过模仿人脑的基本结构的功能来使智能软件获得智能，方向是正确的，主要是模拟对象及对象的功能选择上有问题。因而在本文我提出了记忆柱的概念，它部分模拟了人脑的皮质垂直柱的功能，皮质垂直柱是特殊的神经网络，每个皮质垂直柱都含有一定数目的传入、传出轴突，它即能被兴奋又能记忆兴奋、遗忘兴奋还能传出兴奋，它的功能建立在组成它的神经元的功能之上。本文的记忆柱与广义的神经网络相比，有明确、简单的结构与功能，便于大规模编写、理论思考。当然，我认为其中最关键的是规定了记忆柱只能是兴奋性记忆柱，这一规定使一群记忆柱的有效记忆、有效回忆（指被刺激记忆时这一群记忆柱兴奋，回忆时仍是这一群记忆柱兴奋，这样，回忆的内容才是记忆的内容）、模糊兴奋、回忆、并行存储能容易的实现。有了这些低级功能做基础，我们才能设计出智能软件的高级功能。传统的人工智能理论没有对人脑低级结构模仿，当然也谈不上对人脑的高级功能的模仿，智能软件高级功能的核心是动力（奖惩）预期中枢的功能，它模仿了人脑奖惩预期中枢的功能，它使智能软件有了自我学习发展的能力，也是智能的基础核心。说明：1、为了论述方便，神经科学的许多词语在本文被我直接借用（如纤维、联络区等在本文都被直接使用，但它们都是虚拟的）。2、在实现智能软件的某些功能时，有时只要某一方法能实现这些功能，我便采取了这一方法，但在实现功能时这一方法可能不是最佳的。（比如为了表示兴奋的先后关系，本文所引入的基本记忆柱群的概念）3、在论述智能软件的高级功能时由于篇幅的限制，论述的较简单。详细的论述见我相关的文章。计算机所具有的复制、修改、存储文件的功能是智能软件的编写基础。1 智能软件的结构及各结构间的关系概述智能软件可分为核心部分与周围部分，1、核心部分包括感觉、传出中枢的联络区及操作中枢（包括状态中枢、奖惩中枢、强度中枢，状态中枢又包括目的中枢、注意力分配中枢及其它的一些辅助中枢）。2、周围部分包括传入部分（包括感觉中枢及其它的一些结构）和传出部分（包括传出中枢及其它的一些结构）。它们之间的大概关系是（这里只是简要说明，具体的说明见后面的内容）：1、如图1，传入部分与相应的感觉中枢的联络区只是单方面的一一对应的纤维联系，信息只能从传入部分到相应的感觉中枢的联络区而不能反过来传递且这种信息的传递不需要记忆。传出部分与相应的传出中枢的联络区有单方面的一一对应的纤维联系，信息只能从传出中枢的联络区到相应的传出部分而不能反过来传递且这种信息的传递不需要记忆。2、核心部分的各个中枢之间只通过它们的联络区来交换信息，只有核心部分的各联络区在传递信息时才有记忆。它们之间的关系如图1和图2。本文主要讨论核心部分的结构与功能。各联络区由原始记忆柱群组成，原始记忆柱群由基本记忆柱群组成，基本记忆柱群由记忆柱组成。2 记忆柱、基本记忆柱群、原始记忆柱群2.1 记忆柱的编写我是以记忆柱来做为智能软件兴奋的基本单位的（记忆柱的结构及各结构的功能见图3）。记忆柱是一段可被复制的文件，每个记忆柱由n个recordnumber（用RN来表示）组成，每个RN是一条记录，（配合专门的操作程序，可以使记忆柱的功能极其复杂。用记忆柱或记忆柱群即可以模拟神经元的功能也可以模拟皮质垂直柱的功能甚至可以模拟脏器的功能）。记忆柱之间通过传入、传出纤维进行兴奋联系。记忆柱被传入纤维易化到一定程度后兴奋，记忆柱兴奋后传入了兴奋冲动的传入纤维对记忆柱的易化兴奋能力增强并被记忆下来。那么如果两个记忆柱之间有纤维联系，在它们同时强烈兴奋后它们之间的兴奋能力便大为增强，只有同一时段都兴奋且相互之间有纤维联系的记忆柱才能建立兴奋的记忆联系。兴奋了的记忆柱传出兴奋（顺序读取图3的第2区的记录所指向的RN）。操作中枢的各联络区另一种类型的传入刺激一种类型的传入刺激对应的又一感觉中枢对应的感觉中枢联络区1联络区2联络区3操作中枢的控制部分传出中枢Fig.1 Information in main centers transmission图1 信息在中枢的传递奖惩预期中枢（动力预期中枢）状态性中枢注意力分配中枢目的中枢1、感觉、运动中枢1、 “先天的”奖惩刺激与奖惩中枢的联系是奖惩学习的基础。感觉、运动中枢的记忆内容能通过“先天”的奖惩刺激与奖惩中枢建立记忆联系而成为习得性的奖惩刺激。2、 如图以上是各个主要中枢之间的关系。3、 奖惩预期是注意力分配中枢分配注意力的基础。4、 各个中枢与皮质之间的联系主要是通过它们的联络区来实现的。Fig.2 The relation between various main centers图2 各中枢之间的关系5、 具体说明见智能软件的操作中枢这一节。用专门的程序来读写记忆柱而实现记忆柱的兴奋、记忆、遗忘及传出兴奋等众多功能。记忆柱的任一个传入联系传入的兴奋都能在一段时间内易化记忆柱并被记忆下来，不同传入联系传入的兴奋能相加，当记忆柱被易化到一定程度后便可能被兴奋，然后通过传出联系传出兴奋，并被记忆下来。配合专门的程序，记忆柱的第一部分的记录，可对应反应不同的传入联系对记忆柱的兴奋及记忆柱对兴奋的记忆、遗忘的情况，这部分记录的一部分，记录的是时间，它们主要分别对应记录了不同传入联系最后一次兴奋的时间（根据需要也可包含其它一些内容），其余下的一部分记录分别为不同传入联系最后一次兴奋时的兴奋值。记忆柱的第二部分记录，分别记录了记忆柱的传出联系所对应的记忆柱的某一RN。记忆柱的第三部分记录了记忆柱在某一刻的易化、兴奋状态，包括这一刻所对应的时间，记忆柱的那些RN被传入纤维兴奋及记忆柱的兴奋值。记忆柱之间的联系为对应性联系。需说明的是只有兴奋性记忆柱而无抑制性记忆柱，智能软件的兴奋平衡是通过其它方式来调节的。2.2 基本记忆柱群基本记忆柱群是记忆的基本功能单位所对应的一群记忆柱。基本记忆柱群应主要包括易兴奋的记忆柱与不易兴奋的记忆柱。只有不易兴奋的记忆柱兴奋后，基本记忆柱群才算兴奋。不易兴奋的记忆柱兴奋后抑制相应的易兴奋的记忆柱的兴奋。记忆柱33、记录记忆柱的易化及兴奋（包括时间、强度及一些统合性的信息）状态。22、记录传出纤维传出到那一个记忆柱的那一RN。11、主要记录传入纤维对记忆柱的兴奋能力及上一次兴奋的时间。Fig.3 Memory columns structure, function图3 记忆柱的结构、功能2.3 原始记忆柱群。所谓原始记忆柱群是指一个注意对象的一次刺激所对应兴奋的联络区的记忆柱。如当注意一物体的图形时，图形所对应的视觉一联络区的记忆柱便是原始记忆柱群。当注意一物体的的空间位置时空间位置所对应的联络区的记忆柱便是原始记忆柱。原始记忆柱群由一群基本记忆柱群组成。同时或先后强烈兴奋的原始记忆柱群之间能建立较强的记忆联系，兴奋越弱，记忆联系越弱，记忆联系建立后，先兴奋的原始记忆柱群对后兴奋的兴奋能力远强于后兴奋的对先兴奋的兴奋能力。3如何使PC机象人脑一样具有并行兴奋的能力由于记忆柱的兴奋（对信息的表征）往往是一群记忆柱的同时兴奋（原因在我后面的文章中会有反应），因而为了使PC机象人脑一样具有并行兴奋的能力我引入了展示框的概念，展示框是由RN组成的，它的作用是记录某一刻（一短时间段）所有被“兴奋”的记忆柱，以使PC逐一读写完这一时刻被兴奋的记忆柱后再逐一读写下一时刻被兴奋的记忆柱，通过这种转换就可使一次只能进行一次读写的PC机也能模拟人脑的并行兴奋特点。其中，有一种比较简单的方法，就是一切都以主注意对象的兴奋与抑制为时间标准（为一时间单位），完全习惯性兴奋、非完全习惯性兴奋与非习惯性兴奋对应的记忆柱群的兴奋时间都相同，但可以以一定的方法来标示习惯性兴奋（当然，这是在硬件计算速度不快的情况下可采取的折中方式）。 操作中枢的结构与功能顾名思义，智能软件的操作中枢就是统筹智能软件运行的程序，它的作用就是使记忆柱的兴奋及智能软件的注意、感知、记忆、回忆、思维、输出能顺畅进行不发生冲突，且功能与环境相适应。它主要包括三部分：1、奖惩中枢（动力中枢），奖惩中枢的核心是奖惩预期中枢。2、强度中枢。其作用是感知一些记忆柱群的兴奋强度，参与多种功能的实现。其中包括选择出主注意对象及中介奖惩刺激通过它来实现。3、状态中枢。（实现它们的功能需要对应的记忆柱和直接编程获得功能结合起来。）。操作中枢的任何一个中枢都包括联络区与功能区。.1奖惩中枢（动力中枢）、调节中枢的结构与功能。必须有事先编程设定的奖惩刺激（“先天”的），“后天”的奖惩刺激在“先天”的中介下学习形成，中介奖惩刺激是一种特殊的先天奖惩刺激。对奖惩中枢的兴奋有两种方式，一种由奖惩刺激兴奋，一种是在某些情况下主注意目的实现或没实现之后兴奋。在某一原始记忆柱群兴奋后不久（或同时）奖惩中枢兴奋，则它能与奖惩中枢（奖惩预期中枢）建立一定的记忆联系。调节中枢的主要作用是接受其它中枢的信息传入，经处理后调节状态中枢或皮质的兴奋状态。它包括主注意目的中枢、亚主注意对象（目的）中枢、主注意对象中枢、注意力分配中枢、状态性中枢。.1. 动力中枢及动力的比较：动力中枢应分为两大部分及一小部分，两大部分是动力预期中枢及动力预期计算中枢，动力预期计算中枢又分为三小部分，它们指这两大部分又分别分为正负及综合计算部分三部分（获得奖赏的思想行为与正动力相对应，获得惩罚的思想行为与负动力相对应，这种关系是通过编程获得的）。当动力中枢兴奋到一定程度后，动力中枢便能与对象建立一定的记忆联系。当刺激达到一定程度或当回忆起的一个对象所对应的动力可能大于主注意目的所对应的动力，刺激对象（或回忆起的对象）便会成为主注意目的，原来的主注意目的对象成为亚主注意目的对象，刺激产生的动力快速衰减，通过注意、回忆，如无新的主注意目的的产生或在现有状态下重新预期到回忆起的对象的动力不如先前的主注意目的的动力则回到先前的主注意目的。主注意目的的动力由其固有动力及其实现概率按一定方式计算而来。.1. 状态中枢。广义的状态中枢包括狭义的状态中枢及主注意目的中枢、主注意对象中枢等等。狭义的状态中枢可分为两部分，一部分接受、处理注意力分配中枢所传入的信息后，控制另一部分的易化状态或被兴奋能力。另一部分与皮质存在对应性联系，同时与主注意目的中枢、亚主注意目的中枢等存在特殊的联系。一个状态中枢的记忆柱影响一个记忆的基本功能单位，同时也受到皮质记忆柱的影响。状态中枢的功能为：1）在主注意对象中枢的作用下，参与使可能产生回忆干扰的皮质（如视觉中枢）所对应的状态中枢的记忆柱在某一刻只能有有限的记忆柱兴奋，使最易兴奋的原始记忆柱群被选择出来。2）当一个并行区域的原始记忆柱群的易兴奋的记忆柱被选择出来后，兴奋相应的主注意对象中枢，成主注意对象，由其强烈兴奋对应的状态中枢的记忆柱，兴奋的状态中枢的记忆柱又会强烈的易化对应的基本记忆柱群，而使对应的原始记忆柱群强烈兴奋。3）参与主注意目的及亚主注意目的的形成。4）将注意力分配中枢所分配的注意力转化为实实在在的强度不同的易化（对应的状态中枢的易化）或被兴奋能力。其方法可为：当一群记忆柱被分配了注意力后则可以调低这群记忆柱及对应的状态中枢的记忆柱的兴奋阀值，注意力分配的越多，则兴奋阀值越低，或采取其它方法（如直接给这群记忆柱以易化）或多种方法并用。.1. 主注意目的、主注意对象：（如果回忆起的内容与主注意目的相比具有更大的动力，则回忆起的内容与目的中枢代表主注意目的的记忆柱群建立联系而成为主注意目的）确定主注意目的后，目的对象与主注意目的中枢便有了特殊的记忆联系。主注意目的对象确定后，通过目的对象进行周期性兴奋而产生回忆。目的完成（没完成）后兴奋相应的动力中枢，同时对在完成（没完成）目的过程中兴奋的记忆柱按时间远近与动力中枢建立相应的记忆联系，并与主注意目的对象建立记忆联系。回忆起与主注意目的有记忆联系的一些内容，通过回忆，如果认为某一内容成为现实后主注意目的能实现，则它成为主注意目的，前一主注意目的成为亚主注意目的（这种能力是长期的奖惩学习后获得的，是动力预期的结果）。回忆起由哪一行为开始便可能达到目的，则根据主注意目的的动力对它临时分配动力，使“实现这一行为”成为主注意目的，将实现这一行为的起始对象做为主注意对象，则思维、行为由它开始。智能软件随时都有主注意目的，有主注意目的就有注意力的分配。.1. 亚主注意对象（目的）：通过回忆，预期到在完成目的的过程中能带来一定程度奖惩的条件对象为亚主注意对象，在完成目的过程中注意与这一对象所带来奖惩有关的一些信息确定为亚主注意对象信息，并被记忆下来。其被易化程度通过亚主注意对象对动力中枢的影响程度来确定。它与主注意目的对象同时存在（亚主注意对象有两种，一种与主注意目的有直接的联系，一种与主注意目的没有直接的联系）。.1.5. 注意力分配中枢。注意力分配的主要内容为：主注意对象、主注意目的对象、亚主注意目的对象（目的）、的注意力的分配。智能软件在某一刻只能有有限的注意力被分配，分配注意力有专门的记忆柱群来完成。分配多少注意力主要根据它要完成目标的过程中所对应的动力来确定，主注意对象分配大多数注意力，其它主要为主注意目的对象及亚主注意目的对象所分配。在某目的下先根据回忆的奖惩预期进行注意力的分配，如果错误便不能完成任务，则通过奖惩学习获得该如何分配注意力。 正在运行的智能软件随时都有主注意目的。阶段主注意目的对象、亚主注意对象都曾经成为过主注意目的对象，否则智能软件不可能知道这些对象的意义，也就不能成为阶段主注意目的对象或亚主注意对象。一个行为在不熟练时，它需要成为主注意目的。一定熟练后可成为亚主注意目的，且随熟练程度的发展分配的注意力也越来越少。完全熟练成为习惯后，则不需另外分配注意力，只需主注意目的对象的易化即可，最后甚至不要主注意目的对象的易化。这是智能机器人能同时实现多任务的基础。奖惩中枢、状态中枢之间通过编程获得的“先天”的关系是不成熟的，成熟的关系需要经过长期的奖惩学习获得。.2 宏观的记忆、回忆问题：我把状态中枢称为第一记忆系统，皮质称为第二记忆系统。.2.1. 周期性兴奋：首先是在第一记忆系统设置以主注意对象为核心的周期性兴奋易化系统。其具体的过程是：当主注意目的对象、亚主注意目的对象确定后就会以它们在状态中枢的记忆柱为对象，周期性的兴奋状态中枢的记忆柱。兴奋的状态中枢的记忆柱再易化皮质中枢。当主注意对象被选择并确定后，在状态中枢对应主注意对象的记忆柱便会随周期性兴奋强烈易化皮质中枢。在主注意对象、外界刺激、状态中枢、其它兴奋的记忆柱（包括没有或少量分配了注意力的对象）的共同易化兴奋下：会有两种情况1. 是不易兴奋的记忆柱不能被直接兴奋，但易兴奋的记忆柱能被兴奋，然后由专门的结构（强度中枢）选择出最易兴奋的一群易兴奋的记忆柱，做为主注意对象，并将选择信息传出到状态中枢的相应结构。2. 是不易兴奋的记忆柱能被直接兴奋（多数是习惯性兴奋）。它又分两种情况，1）主要是由主注意对象直接兴奋，这种情况思维是连续的。2）主要是由外界刺激直接兴奋，思维是不连续的。直接兴奋的（原始）记忆柱群兴奋后会有两种兴奋情况：a) 是直接兴奋的（原始）记忆柱群仍能直接兴奋下一（原始）记忆柱群。这种情况下，在状态中枢就无或有主注意对象被兴奋，有主注意目的对象、亚主注意目的对象、其它兴奋的记忆柱或主注意对象等的兴奋易化。这种回忆由于主注意对象兴奋的不强且与主注意目的对象建立的记忆联系有限，不易被回忆。b) 是不能直接兴奋下一原始记忆柱群。这种情况下，经过选择在状态中枢有与主注意对象相对应的记忆柱被兴奋，其它的与“1”情况相同，从而使被选择出的原始记忆柱群强烈兴奋。这种回忆由于与主注意目的对象及其它记忆柱建立的记忆联系强，易被我们回忆。.2.2. 短期记忆的回忆考察回忆过程可知，影响一个对象被回忆起的因素：1、主注意对象与之建立的记忆联系的强弱，特别是当主注意对象与之有强烈的奖惩联系时。2、与之有记忆联系的主注意目的对象及亚主注意目的对象。3、与之有记忆联系的环境刺激对象及其它对象。因而，影响回忆内容的因素，首先是主注意对象，特别是与被回忆对象建立有较强奖惩联系的主注意对象，其次是主注意目的对象，然后是亚主注意目的对象。在回忆时环境刺激、大脑兴奋状态也发挥着作用。有时甚至是重要作用。当然在长期的实践学习过程中为了更好的回忆，通过学习，人们会形成与环境相适应的注意、记忆、回忆习惯。学习获得的习惯包括归因，对任务的习惯性回忆等。将任务与时间、空间建立记忆联系等。与主注意目的对象建立的记忆强的有：亚主注意对象、主注意对象、下或前一主注意目的对象。.2.2. 短期记忆向长期记忆的转化过程中的变化。在状态中枢，只有对象所对应的记忆柱与其它记忆柱同时或先后兴奋时，才能产生相互兴奋的记忆联系或使相互之间的记忆联系得到加强，兴奋的越强记忆联系越强。而影响对象在状态中枢对应的记忆柱兴奋强弱的因素主要有1、是否能做为主注意对象（当然主注意对象也因情况有不同的兴奋强度）。2、其被分配的注意力的多少。在状态中枢，对象及亚主主注意目的对象与主注意目的对象之间的记忆联系随时间会不断遗忘。因而，随熟练程度的发展，一方面注意力分配减少带来对象与主注意目的对象或状态中枢的其它记忆柱之间的记忆加强不断减弱，直至几乎可忽略不计，另一方面由于熟练、习惯性，对象作为主注意对象与主注意目的对象或状态中枢的其它记忆柱之间的记忆加强不断减弱直至可忽略不计。这样在状态中枢对象与主注意对象的记忆联系由先由弱到强，在不断熟练的过程中又由强到弱，直到最后几乎可以忽略不计。而在皮质记忆却是不断增强的，在这个过程中会产生习惯性兴奋，并且兴奋的速度会越来越快，但兴奋的强度会越来越弱。一些兴奋特点的说明、 习惯性兴奋应是一群记忆柱引起的，单个的记忆柱应一般无足够的兴奋能力发生习惯性兴奋。、 一群记忆柱习惯性引起其它记忆柱群的兴奋后，它应被抑制（这个抑制应可能有专门的机制，而那些没有被抑制的记忆柱就会继续处于易化或兴奋状态一断时间，这是状态性兴奋的机制之一）。所以，这群记忆柱如果对其它的记忆柱的兴奋能力越强，它自身的兴奋也相对越弱。先后兴奋的原始的记忆柱群（分别用A、B来表示）之间随记忆联系强弱的不同有不同的理想兴奋特点。1、记忆联系较弱，A不能直接兴奋B，需主注意对象中枢的参与，这时A对B的兴奋称为非习惯性兴奋。2、记忆联系相对较强，A不需主注意对象中枢的参与就能兴奋B，但B的易兴奋的记忆柱仍能产生较强兴奋而使B成为主注意对象，这时A对B的兴奋称为非完全习惯性兴奋。3、记忆联系强，A对B的不易兴奋的记忆柱的兴奋能力强，B的不易兴奋的记忆柱与易兴奋的记忆柱几乎同时兴奋，而使易兴奋的记忆柱受到抑制，不能强烈兴奋，B不能成为主注意对象，也就是不能被意识到，称为完全习惯性兴奋。 信息的传入、存储、回忆、传出传入智能软件核心部分的信息应具有以下特点：1、信息量应不多，且能很好的达到反应外部世界以使智能软件的反应与外界环境相适应的目的。2、应便于核心部分的记忆柱群的信息处理。本文以视觉中枢的联络区的部分结构为例来讨论并行存储、模糊兴奋、模糊回忆（对视觉信息的处理可能还有其它更好的方法，但其传入与处理的基本原则应不变）。视觉刺激视觉中枢的联络区视觉中枢E区B区是与颜色信息相对应的原始记忆柱群所在的地方A区是与图形对象的轮廓相对应的原始记忆柱群所在的地方C区视觉联络区AFig.5 Visual information spreading, processing图5 视觉信息的传入与处理如图5：假设E皮质是与图形刺激相对应的地方。当智能软件注意一个对象时，不管这个对象在空间的那个位置，所兴奋的E区的原始记忆柱群都相同（对象的空间位置等参数可转化为相应的刺激，兴奋非E区的相应记忆柱群）。A是视觉中枢的联络区的一个亚区，它与对象的轮廓信息相对应。我们可以这样来设置E皮质的记忆柱的分布与传入信息的关系以及皮质的记忆柱的分布与E区传入信息的关系。（为了论述的方便，本文假设任一个注意对象的轮廓在A区只有20个最小反应区与之对应）。1） 将E细分成有限的一些区域，任一个区域都与一次有意义视觉传入的最小单位相对应（任何一个区域都包含一群记忆柱），把这些区域称为最小反应区。将注意对象所充满的空间进行平面划分，它所划分的区域与E的最小反应区相对应。这些区域的任何一个区域的视觉信息在传入到E之前都转化为具有一定角度的线段信息或非线段的其它信息，注意对象由这些具有一定角度的线段连接起来构画出其轮廓。与最小反应区对应的任何一个具有一定角度的线段在E的相应的最小反应区中只能兴奋一群基本记忆柱群中的一个相应的基本记忆柱群（这群基本记忆柱群分别对不同的线段信息进行反应，一次只能有其中的一个基本记忆柱群兴奋）。2） 将E区对象的轮廓按一定标准进行处理，转化成仅由20个具有先后顺序且有一定角度的线段组成的对象，使它们与A区的20个最小反应区分别对应。比如轮廓的第六个线段只能兴奋A区的第六个最小反应区中的相应角度的基本记忆柱群。6.1 并行存储（记忆）、并行回忆。A区的每个最小反应区如果所区分的线段的最小角度是20,则一个最小反应区能反应不同的角度信息有360/20=18,最小反应区的每个角度信息对应一个基本记忆柱群，也就是说一个最小反应区可有18个基本记忆柱群。最小反应区不能同时有两个基本记忆柱群兴奋。当一个对象刺激视觉中枢而引起A的反应时，A只能有20个基本记忆柱群（它们分别属于不同的最小反应区）同时兴奋，兴奋了的基本记忆柱群相互之间建立了兴奋性记忆联系，从而进行了信息的存储。再进行回忆时这20个基本记忆柱群通过兴奋性记忆联系又能同时兴奋。记忆时的信息被同时存储在不同的基本记忆柱群中，回忆时又能被同时提取，这样的记忆、回忆便是并行存储（记忆）、并行回忆。并行存储是指众多的不同信息存储在相似区域(比如对于前文的所述的A区的信息传入：任一个注意对象传入的刺激信息只能分别兴奋被平分的有限区域内的几个最小反应区，信息也就被分别存储在那里)，我认为人脑的存储模式是并行存储，而计算机硬盘的存储模式是顺序存储（即不同的信息存储在不同的区域）。并行存储相对于顺序存储来说其优势是明显的。对于并行存储，记忆的各部分能自然建立记忆联系，因而它能使模糊记忆、回忆方便的实现。同时，其存取量、速度都是顺序存储无法比拟的。其最大的缺点就是能产生回忆差错，但是回忆差错是能被克服的。并行存储最主要的问题是回忆干扰的问题，回忆干扰的原因是不同的原始记忆柱群之间包含一些共同的基本记忆柱群。下面我提供了解决这一问题的方法。1） 与并行存储相对应的并行回忆必须是模糊回忆。2） 一个并行存储的文件系统一次只能有有限的基本记忆柱群兴奋，其数量应与一个原始记忆柱群差不多。3） 记忆迅速遗忘，只有少量记忆能转化为中长期记忆，这样在正常的信息刺激下产生的记忆可使记忆柱之间的兴奋联系密度控制在一定范围内。通过遗忘能使不同记忆柱的兴奋能力出现差异，这种差异是并行回忆的基础。4） 最易兴奋的被选择兴奋（在强度中枢选择）。1、同时兴奋的建立了记忆联系的记忆柱之间的兴奋能力远大于没有建立记忆联系的记忆柱之间的兴奋能力。原始记忆柱群被兴奋后，组成原始记忆柱群的各亚群记忆柱群之间的兴奋能力便大大的加强了。回忆时，如果原始记忆柱群中易兴奋的记忆柱被兴奋达到了一定数目，而相应的不易兴奋的记忆柱没兴奋或兴奋的很少后，通过记忆的兴奋联系应能使易兴奋的记忆柱兴奋的记忆柱呈几何数级的增加，也就是说兴奋能力发生了突变，从而使这一原始记忆柱群的大部分易兴奋的记忆柱兴奋，并且易兴奋的记忆柱群兴奋到一定强度后会兴奋相应的强度中枢，并被选择做为主注意对象。2、一原始记忆柱群与多个原始记忆柱群建立有记忆联系，当这一原始记忆柱群兴奋时，会传出兴奋，首先兴奋与之有记忆联系的易兴奋的记忆柱，当选择出主注意对象时，兴奋的原始记忆柱群抑制，被选择的主注意对象强烈兴奋。当某群原始记忆柱群（）的记忆柱首先达到突变状态时这群原始记忆柱群便被选择兴奋，这样便大大减轻了记忆干扰。5） 增加基本记忆柱数。6） 采取状态兴奋的方法。7） 采取选择注意的策略。8） 回忆判断机制。6.2 记忆模式。记忆联系有两种模式，一种是原始记忆柱群内部的记忆柱之间的记忆联系，一种是原始记忆柱群之间的记忆联系。而第二种又有两种模式。1）当智能软件注意一个图形（用K表示）时，视觉中枢联络区的相应记忆柱被状态中枢易化，这一图形便兴奋A区与图形相对应的20个基本记忆柱群（它们组成了A区的原始记忆柱群，用K1表示）兴奋，这20个基本记忆柱群之间便建立了相互兴奋的记忆联系。如图6大矩形代表所有与K对应的基本记忆柱群，两个大椭圆代表其中任意两个基本记忆柱群，箭头代表记忆联系。2)当智能软件再注意另一个图形（用S表示）时，如图7：A区与S对应的20个基本记忆柱群（用S1表示）被状态中枢易化并被S兴奋，并传出兴奋。同时K1的20个基本记忆柱群受到抑制。这时的兴奋与记忆特点是：由于K1处于抑制过程而S1处于易化兴奋过程，而且S1在兴奋发展的早期K1处于兴奋状态。则K1的传出纤维与S1的记忆联系相对强，而S1的传出纤维与K1的记忆联系相对弱许多。同时K1只有不易兴奋的记忆柱的传出与S1的易兴奋的和不易兴奋的记忆柱建立了相对强的记忆联系，而易兴奋的由于受到抑制兴奋联系弱了许多，而S1的不易兴奋的记忆柱的传出与K1的不易兴奋的和易兴奋的记忆柱建立了相对较弱的记忆联系。所以回忆时兴奋是一个方向。3）当两个不属于同一个并行区域的原始记忆柱群同时兴奋时，记忆柱之间的记忆联系类似于第一种情况下的记忆柱之间的联系，但由于至少一个属于完全习惯性兴奋，其兴奋强度弱，因而它们之间的记忆联系较弱。易兴奋记忆柱易兴奋不易兴奋不易兴奋Fig.6 Internal memory relation图6 内部记忆联系K1（被抑制）共有10个易兴奋的记忆柱能与S1的不易兴奋的建立记忆联系，在这里的记忆联系相对弱。S1（被兴奋）共有10个易兴奋的记忆柱能与K1的不易兴奋的建立记忆联系，在这里的记忆联系相对强。基本记忆柱群基本记忆柱群易兴奋易兴奋不易兴奋不易兴奋Fig.7 Exterior memory relation图7 外部记忆联系6.3 回忆模式。B、D两群原始记忆柱群之间建立记忆联系后，当由B的兴奋回忆D时，D中被B兴奋的易兴奋的记忆柱数（非习惯性兴奋时，由主注意对象的强烈易化来实现）或基本记忆柱群数（非完全习惯性兴奋时，由兴奋的记忆柱直接兴奋）只要超过或等于一数值，则D的所有或绝大部分基本记忆柱群便会被兴奋，这个数值便是兴奋阀数（可知，有两种类型的兴奋阀数）。D中能被B直接兴奋的基本记忆柱群的最大值是最大兴奋数。因多种原因B可能只有M个基本记忆柱群能传出兴奋到D，而这时D被B兴奋的易兴奋的记忆柱或基本记忆柱群能刚好达到兴奋阀数，则M为回忆阀数（有两种类型）。1） 当智能软件欲通过K的刺激回忆与K建立有记忆联系且在其后刺激智能软件的对象时，兴奋的K1易化或兴奋所有与之建立有记忆联系的易兴奋的记忆柱，其中只要有6个相互之间建立有记忆联系的易兴奋的记忆柱兴奋便会诱发其它与之有记忆联系的易兴奋的记忆柱的大量兴奋，它们兴奋到一定程度便会兴奋强度中枢相应的记忆柱，并从中选出最易兴奋且相互之间建立有记忆联系的记忆柱群做为主注意对象（在这里6个易兴奋的记忆柱被兴奋后便能触发状态兴奋，6便是兴奋阀数），兴奋与这些易兴奋的记忆柱对应的状态中枢，再由状态中枢记忆柱强烈易化相应的基本记忆柱群，使它们兴奋。兴奋的基本记忆柱群通过传出兴奋与它们同时被易化兴奋（也就是说它们的记忆柱之间有相互兴奋的记忆联系）且这时最易被兴奋的14个基本记忆柱群。2） 以上的回忆模式是一种理想的标准模式，对一个有一定经验的智能软件来说更多的回忆应由K1的兴奋直接兴奋与之间有较强记忆联系的基本记忆柱群，从而触发一回忆，触发回忆所需最低数量的基本记忆柱群便是兴奋阀数。这种情况如果两群记忆柱群之间的记忆联系没有强到产生完全习惯性兴奋时，易兴奋的记忆柱仍能兴奋到一定的强度人，从而兴奋强度中枢产生主注意对象的选择。6.4 等效回忆的机理（它是思维的基础之一）刺激M对应的原始记忆柱群为m，刺激B对应的原始记忆柱群为b，刺激C对应的原始记忆柱群为c，刺激E对应的原始记忆柱群为e，m与b有直接的记忆联系，b分别与c、e有直接的记忆联系，由刺激A回忆起b，如果b与b相比，它们共有的基本记忆柱群达到了回忆阀数，则由b能回忆起c、e，那么相对于c、e，b与b等效，也就是说由刺激A回忆起了刺激B。如果b与b不存在等效关系，则由A不能回忆起B。6.5 智能软件的模糊回忆机理。F1K1K1F1有12个基本记忆柱群S16个基本记忆柱群Fig.8 Fuzzy recollection mechanism图8 模糊回忆的机理有原始记忆柱群A、B（A、B曾分别兴奋过），A发出的传出纤维与B的一部分基本记忆柱群（用B1表示，B1应是最大兴奋数）有联系，而当B1中兴奋的基本记忆柱群达到兴奋阀数时通过记忆联系能使所有的B兴奋。当A、B建立记忆联系后， A对B1的兴奋能力便大大增强。A再兴奋时便可兴奋B1，B1又能使大部分B兴奋。与A相似的兴奋能兴奋大部分B1（用B2表示），如果B2包含的易兴奋的记忆柱（或基本记忆柱群）的数目超过或等于兴奋阀数，B2便能使B兴奋。1） K1与S1建立了记忆联系，K1的20个基本记忆柱群与S1中的10个基本记忆柱群有直接的兴奋记忆，而K1中的12个基本记忆柱群至少与S1中1012/20=6个基本记忆柱群建立有记忆联系。2） 一个对象F对应的A区的基本记忆柱群为F1，F与K相似，F1与K1共有的记忆柱群F1K1为12个基本记忆柱群。3） 如图8：以F为对象进行回忆， F1K1的不易兴奋的记忆柱刚好使S1的6个易兴奋的记忆柱兴奋而触发S1的兴奋，从而完成回忆。在F1K1的作用下F的回忆内容可与K的回忆内容相同。（由于在这里只要有超过12个基本记忆柱群相同便能产生一次有效的回忆因而12便是回忆阀数）4） 也就是说只要一个对象与K相似到一定程度（有12到20个基本记忆柱群相同）便能触发相同的回忆，这便是模糊回忆的微观机理。6.6 状态性兴奋。状态性兴奋：在一群被易化了的记忆柱中产生的兴奋称为状态性兴奋。状态性兴奋应是智能软件必有的功能，否则智能软件便只能进行最基本的回忆，稍复杂的回忆便无法进行。在有大量的记忆的情况下，只有并行存储模式才能使状态性兴奋方便的实现。假设K1与F1、S1建立有记忆联系而K2与S1、F2建立有记忆联系。如果要回忆即与K1建立有记忆联系又与K2建立有记忆联系的对象，有两种理想情况，一种是S1与K1、K2的记忆联系不够强对S1的回忆需要状态性中枢的参与，一种是它们的联系足够强直接回忆就能完成回忆。1、需要状态性中枢的参与。其过程是：在状态性中枢的参与下同时易化，由K1易化的所有的易兴奋的记忆柱，及由K2易化的所有的易兴奋的记忆柱，最后从这些被易化的易兴奋的记忆柱中选择6个最易被兴奋且相互之间有记忆联系的易兴奋的记忆柱对应的记忆柱群做为主注意对象，强烈易化，从而产生回忆。由于K1、K2都与S1建立有记忆联系的，因而S1中的被易化的易兴奋的记忆柱被易化强度是F1、F2的两倍，被选择的易兴奋的记忆柱自然是S1的，因而S1被回忆。S1S1K1K2K2K2F2K1K1F1Fig.9 Condition excited mechanism图9 状态性兴奋的机理如图9：K1易化兴奋的S1的易兴奋的记忆柱为S1K1，在K1易化兴奋的基础上，K2再易化兴奋S1K1的S1K1K2，K1易化兴奋的F1的易兴奋的记忆柱为K1 F1，K2易化兴奋的F2的易兴奋的记忆柱为K2 F2。可看出，S1K1K2 的易兴奋的记忆柱的易化兴奋能力远大于K2F2、K1F1的易兴奋的记忆柱的易化兴奋能力。因而回忆时，S1K1K2被选择，从而回忆的内容为S1。2、不需状态中枢的参与。其过程是：先兴奋的K1易化F1、S1，在对F1、S1的易化并没消失的情况下后兴奋的K2易化S1、F2，由于S1受到的易化兴奋强度是F1、F2的两倍，因而兴奋的是S1。其它类型的状态性回忆的机理类似。6.6 信息的传出。用传出中枢的一群记忆柱的兴奋代表传出联系的基本组成单位。一个传出联系就是多个这样的记忆柱群按一定方式兴奋的结果，不同的传出兴奋可通过传出中枢的联络区对应核心中枢不同的兴奋状态。如果用文字来输出信息，我们可使其基本单位为短线段、角度、时间、空间，这是因为任何字我们都可以用大量的具有不同角度的短线段在一定时间内组合出来。传出中枢能与其它中枢建立记忆联系，其兴奋状态是可调的，如受其它皮质中枢的调节、状态中枢的调节等，同时传出的信息能被部分感知到，也进一步参与传出中枢的兴奋调节。也就是说只要方法得当我们可以编写出，其传出信息能反应自己的核心中枢对信息处理结果的智能软件（这种能力需长期学习获得），并且这样的信息能被人理解。7 智能软件各局部之间的纤维联系7.1 联系的原则是：2、 使并行存储、回忆实现。3、 使模糊兴奋、回忆实现。4、 联系尽量少（这将有效减少计算量）。5、 记忆差错的发生概率在容忍范围内。7.2 我想可有下面的联系方式。1、 各个感觉中枢及传出中枢与其联络区的纤维联系是一一对应性联系，它们之间不存在记忆联系问题。2、 纤维联系问题主要是联络区的基本记忆柱群之间的联系问题。可有以下几种联系方式。1） 每个基本记忆柱之间都有相互兴奋的纤维联系。这种方法最简单，但只在智能软件包含的记忆柱较少的情况下可应用，否则计算量太大。2） 通过各种方法减少记忆柱之间的纤维联系（这种情况下往往使回忆差错的概率增大）在能满足并行存储、模糊兴奋、回忆的前提下，回忆差错的概率应在能容忍的范围内。假设另一感觉中枢的联络区（用Q表示）的结构与视觉中枢的联络区（A）的结构相似。那么如果以第一种方式来联系则每个易兴奋的记忆柱的传出联系有20191919741个。每个基本记忆柱群的基础传出联系有74132223个。但如果只是各中枢内部的YXZ采取这种联系方式，而各中枢的内部及各中枢之间采取以下联系方式：A区的不易兴奋的记忆柱只与A、Q的10个最小反应区的易兴奋的记忆柱有纤维联系（因而10便是最大兴奋数），这种联系是A的一个最小反应区的每个不易兴奋的记忆柱与Q、A的对应的两个最小反应区的所有的易兴奋的记忆柱有相应的纤维联系。Q对A的传出联系类似。这样每个易兴奋的记忆柱的传出纤维的数目为1919361，不易兴奋的记忆柱的传出纤维的数目总和为19219276，每个基本记忆柱群的传出纤维的数目为36176437也就是说总体纤维联系只及第一种联系方式的437/2223=0.20。这种联系方式能方便的实现并行存储、回忆及模糊兴奋、回忆（为什么这样说大家可直接参照本文关于记忆、回忆模式及模糊回忆的论述）。如果以每10个最小反应区为单位采取这种类似的联系方式则每个基本记忆柱群的传出纤维的总数为19921941976360,。当然我们也可采取其它的方式来减少智能软件的纤维数目（可能有其它的方式更有效率）。但随着纤维数目的减少也会带来回忆差错的增加，应使纤维数目尽量少而回忆差错的发生概率却在容忍范围内。回忆时不可频繁出现回忆差错，同时这种回忆差错能通过内省或其它方式（如学习）而消除。8进一步的一些说明8.1 兴奋但没成为主注意对象的神经通路既然兴奋了就会与其它兴奋了的记忆柱建立相互兴奋的记忆联系，同时也能易化其它与之建立有记忆联系的记忆柱。如何理解它呢。比如：一图形刺激，智能机器人多次注意且让它与其它刺激建立记忆联系后，那些频繁成为主注意对象的图形信息对回忆影响的大，也能被我们认识，但那些没有成为主注意对象的图形信息只要它能引起视觉中枢记忆柱的兴奋就也能与其它刺激信息或兴奋的记忆柱建立记忆联系，从而也影响回忆，只是影响弱，同时不被我们意识到而已。这是我们或智能机器人没有意识到的图形信息仍然能对我们或它们的学习、回忆产生影响的机理。这一机理有广泛的应用。杂乱兴奋的记忆柱（相对于成为注意对象的记忆柱，是因为它们的兴奋弱无法被选择成为主注意对象）既能影响动力预期，又能影响主注意对象的回忆，只是影响相对弱。习惯性兴奋的影响、亚主注意目的对象及没有成为注意对象的刺激信息：它们与杂乱兴奋的记忆柱的影响相似，但它们能产生明确的动力预期，且能被迅速确立为主注意目的对象。这也是非常重要的，因为智能机器人要迅速的对可能带来强的奖惩刺激的信息做出反应。这些记忆柱告诉我们，必须有主注意对象，否则我们的思维便会淹没在这些记忆柱的兴奋中而失去方向。同时我们的思维必然是模糊的。记忆柱能兴奋的便兴奋，兴奋了的便会传出兴奋，同时会对周围记忆柱产生抑制，其能否兴奋受到其它记忆柱对它的易化、抑制情况，状态中枢的易化情况等多种因素的影响。不是特别习惯的习惯性兴奋应能够成为主注意对象。从兴奋到一定强度的对象中选择中选择主注意对象，过于习惯的兴奋其兴奋不能达到一定强度。成为主注意对象后其兴奋又被大大加强。8.2 主注意对象确定的说明：、 只有感觉中枢的兴奋才能成为主注意对象。这保证了我们的思想、行为、反应能与内外环境的变化相一致。、 在任一个并行兴奋中枢一次只能有一个原始记忆柱群兴奋。一个主注意对象兴奋，上一主注意对象对应的记忆柱群应被抑制。、 在所有的中枢中只有一个对象能成为主注意对象，一个原始记忆柱群成为主注意对象表示它强烈兴奋，是引起后续兴奋的主要力量。、 时刻有主注意目的，主注意对象。、 主注意对象的选择：1）完全习惯性兴奋，不需要也没有必要成为主注意对象。2）能成为主注意对象的1是其兴奋能达到一定强度，并不会马上进行兴奋转移的兴奋。2是内外刺激达到一定强度所引起的兴奋。3是人没有主注意对象中枢的参与无法兴奋的类型。、 对主注意对象所兴奋的记忆柱也需要进行选择，选择方式类似于我在智能软件的编程这篇文章中所述的。、 主注意对象的选择确定具有重要的意义，这是因为兴奋的模式是能兴奋的记忆柱都兴奋，也就是在某一刻兴奋的记忆柱可能有大量的与我们思考的内容无关（比如各种内外环境刺激所产生的兴奋），如无注意对象，我们的思考便会迷失在这些无关的兴奋中。但如果有了主注意对象，我们的思考便有了方向。8.3 主注意目的对象的确定主注意目的对象的确定：通过回忆预期环境条件下，某对象出现后，其对动力中枢（奖惩中枢）的兴奋能力大于现有的主注意目的对象对动力中枢的兴奋能力，则它成为主注意目的对象。主注意目的对象确定过程中有几个问题。1、 是那些与奖惩中枢没有长期强的联系的对象是如何成为主注意目的对象的。我曾经设计了多种实现方法，这里我仅讨论其中一个比较简单的方法，即通过对对象与奖惩中枢之间记忆联系中的短期记忆的设定来实现。主注意目的对象的动力是确定的，预期一对象出现后，主注意目的对象才能实现，从而兴奋奖惩预期中枢，对象与奖惩预期中枢建立记忆联系（这种记忆联系是短期的），它的动力是在预期主注意目的对象能实现的情况下对奖惩预期中枢的兴奋能力，它的动力预期应大于原来的主注意目的对象的动力预期，从而它成为主注意目的对象。为什么会大于呢，这是因为一个预期一定能实现，而一个预期可能实现，在实现目的对象相同的情况下，一定能实现的动力预期大，这是学习的结果，其结构基础及实现机理见预期中枢这一段。2、 一个是对应的问题，即奖惩预期中枢确定的主注意目的对象与状态中枢确定的主注意目的对象的对应问题，当然解决方法很多，对智能软件来说我们可以直接设定，但对于智能软件来说可能的情况是它们对一个对象的注意有一个时间段，在这个时间段内，确定的主注意目的对象应都是这个对象。8.4 动力预期、主注意目的对象确定的说明 整个兴奋模式所设计的中枢：奖惩预期中枢的联络区（在人类可能是额页的部分中枢），奖惩预期中枢（在动物可能包括杏仁核），奖惩中枢（狭义的奖惩中枢，在人类具体所指不祥，可能包括中脑被盖多巴胺系统），状态中枢（包含主及亚注意目的中枢，注意力分配中枢，主注意对象中枢，在人类可能是海马相关中枢的功能）关于兴奋的大概模式我在脑电图形成机理的假说及生存与注意力这两篇文章中已述。下面是稍具体的动力预期模式。在主注意目的下，受到一刺激