因為 我 知道 多麼 容易 就 會 低估 製造 一 個 重要 東西 的 時間 。 那麼 為什麼 我 對 瞭解 大腦 和 建造 智慧 機器 這麼 樂觀 呢 ？ 我 的 信心 來自於 我 已經 在 智慧 的 問題 上 醞釀 、 親炙 了 很 久 。 一九七九年 ， 我 初次 愛上 大腦 時 ， 我 就 覺得 能夠 在 我 有生之年 解開 智慧 之 謎 。 在 過去 的 年歲 之中 ， 我 仔細 觀察 人工 智慧 的 式微 、 神經 網路 的 崛起 和 衰退 ， 以及 一九九○年代 布希 總統 所 宣稱 的 「 大腦 的 十 年 」 （ the Decade of the Brain ） 。 我 看到 人們 對 理論 生物學 ， 尤其 是 理論 神經 科學 ， 在 態度 上 逐漸 轉變 ； 我 看到 預測 、 階層性 表徵 以及 時間 如何 偷偷 的 爬進 神經 科學 的 語言 中 ； 我 看到 了 我 自己 及 我 同事 對 大腦 瞭解 的 進步 。 十八 年 前 ， 我 對 預測 的 作用 感到 興奮 ， 從 那 以後 便 一直 在 測試 它 ， 因為 我 浸淫 在 神經 科學 和 電腦 領域 二十多 年 ， 或許 我 的 大腦 針對 科技 和 科學 改變 是 如何 發生 的 ， 已經 建構 起 一 個 高層次 的 模式 ， 而 這 個 模式 所 預測到 的 是 快速 的 進展 。 現在 就 是 轉捩點 了 。 第六 章 皮質 如何 運作 在 你 清醒 的 每 一 個 時刻 ， 大腦 皮質 的 每 一 個 區域 ， 都 在 比較 由 上 到 下 驅動 的 預期 神經柱 以及 由 下 到 上 驅動 的 觀察 神經柱 ， 這 兩 組 比對 結果 相交 的 地方 就 是 我們 所 知覺到 的 。 假如 我們 從 下面 區域 得到 完美 的 輸入 和 完美 的 預測 ， 那麼 所 知覺到 的 神經柱 就 總是 包含 在 被 預測 的 神經柱 中 ， 但是 很少 會 有 這麼 完美 的 時候 。 將 部分 預測 與 部分 輸入 結合 在一起 的 方法 ， 解決 了 輸入 上 模稜兩可 的 問題 ， 它 填補 了 缺失 訊息 的 不足 ， 它 也 在 兩 個 可能性 中 做 了 選擇 。 想要 知道 大腦 如何 運作 就 好像 去 解 一 幅 巨大 的 拼圖 ， 你 可以 從 兩 個 方向 著手 ： 用 「 從 上 而 下 」 （ top-down ） 的 方式 ， 你 從 拼好 的 完成圖 應該 是 什麼 樣子 著手 ， 以 此 來 決定 哪 一 小 片 可以 暫時 不 管 ， 哪 一 片 現在 要 先 找出來 ； 另 一 個 方式 是 「 從 下 而 上 」 （ bottom-up ） ， 你 從 手 邊 的 小 碎片 開始 ， 你 研究 它們 的 特質 ， 去 找 相 吻合 的 碎片 放 在一起 。 假如 你 沒有 完成 後 的 全 圖 可 供 引導 的話 ， 那麼 「 從 下 而 上 」 是 唯一 可行 的 方式 。 這 個 「 瞭解 大腦 」 拼圖 特別 令 人 挫折 ， 因為 缺乏 一 個 好 的 理論 架構 來 瞭解 智慧 ， 科學家 被迫 使用 「 從 下 而 上 」 的 研究 方式 著手 ， 但是 這 項 工作 十分 費力 ， 幾乎 是 不可能 的 事 ， 大腦 實在 太 複雜 了 。 要 體會 一下 大腦 複雜性 的 困難度 ， 你 可以 想像 有 一 幅 幾千 片 的 拼圖 ， 其中 許多 小 片 都 可以 有 好幾 種 解釋 ， 就 好像 這 個 小 片 的 正反 兩 面 都 印有 圖案 ， 但是 只有 其中 一 面 是 對 的 。 所有 的 小 片 都 裁切 得 不 俐落 ， 你 不 確定 哪 兩 塊 是 真正 互相 嵌接 的 。 許多 小 片 最後 竟然 是 用 不 到 的 ， 不 在 整 個 完成 圖 之中 ， 但是 你 不 知道 哪些 是 有用 的 ， 哪些 是 妨礙 你 、 干擾 你 的 ， 最 糟 的 是 你 也 不 知道 這 種 小 片 有 多少 片 。 每 個 月 你 都 會 從 郵差 手 裡 接到 新 的 碎片 ， 有些 是 取代 舊 的 碎片 ， 好像 拼圖 的 製造商 說 ： 「 我 知道 你 已經 用 這些 小 片 拼 這 個 拼圖 很多 年 了 ， 但是 最近 我們 才 發現 它們 是 錯 的 ， 請 暫時 先 用 這些 新 的 小 片 去 取代 那些 不 對 的 ， 未來 如果 還 有 問題 ， 我們 會 再 通知 你 。 」 很 不幸 的 是 ， 你 不 知道 最後 的 完成圖 應該 是 什麼 樣 ， 更 糟 的 是 ， 你 有 一些 想法 ， 但是 都 是 錯 的 。 這 個 拼圖 的 比喻 清楚 描繪出 我們 當下 在 創造 皮質 和 智慧 的 新 理論 時 所 面臨 的 難題 。 那些 拼圖 的 碎片 ， 就 是 過去 一百多 年 來 科學家 所 蒐集 的 生物 和 行為 上 的 數據 ， 每 個 月 都 有 新 的 論文 發表 ， 創造 新 的 拼圖 碎片 。 有的 時候 ， 這 個 科學家 的 數據 與 另 一 個 科學家 的 相 抵觸 ， 因為 同樣 的 數據 可以 有 不同 的 解釋法 ， 事實 上 針對 任何 事 都 有 不同 的 意見 。 沒有 「 從 上 而 下 」 的 指引 ， 科學家 對 應該 尋找 什麼 、 哪些 才 是 最 重要 的 ， 或是 如何 解釋 堆積如山 的 資料 都 無法 達成 共識 。 我們 對 大腦 的 瞭解 被 困在 「 從 下 而 上 」 的 泥淖 中 ， 我們 需要 「 從 上 而 下 」 的 架構 。 我 所 提 的 記憶 ─ 預測 模式 可以 扮演 這 個 角色 ， 它 使 我們 得以 看到 如何 把 拼圖 的 碎片 拼 在一起 。 要 能 預測 ， 你 的 皮質 必須 有 一 套 方法 可以 記住 過去 事件 的 序列 並 儲存起來 ； 要 能 對 新奇 的 事件 做 預測 ， 皮質 必須 形成 不變 的 表徵 。 你 的 皮質 需要 創造 及 儲存 外在 世界 的 模式 ， 這 個 模式 必須 獨立 於 從 你 周 遭 不斷 變化 的 情境 中 送進來 的 形態 。 知道 皮質 必須 做 什麼 可以 幫助 我們 瞭解 它 的 結構 ， 尤其 是 它 的 階層 設計 以及 六 層 細胞 層次 的 排列 。 在 探索 這 個 新 架構 時 ， 由於 是 在 本 書 中 第一 次 呈現 ， 因此 我 所 要 談到 的 一些 細節 對 某些 讀者 而言 可能 是 個 挑戰 。 下面 你 會 看到 一些 不 熟悉 的 觀念 ， 但是 我 相信 只要 多下 點兒 功夫 ， 每 個 人 都 可以 瞭解 這 個 理論 架構 的 基本 精神 。 第七 章 和 第八 章 就 不 這麼 技術性 ， 探討 的 是 這 個 理論 的 應用 。 我們 現在 先 來 看 一下 支持 這 個 記憶 ─ 預測 理論 的 生物 證據 ： 這 就 好像 先 把 一 大 堆 的 拼圖 碎片 排除掉 ， 知道 剩下來 的