· 研究文章

行星何时开始思考？

被卫星、传感器和全球连接网络环绕的地球

行星认知整合量表：从互联网到可能的行星智能

摘要

人们通常将智能视为单个生物体或人工计算系统的属性。然而，由大量相对独立的元素组成的分布式系统也能实现集体问题解决、信息存储、适应和控制等功能。

现代文明正逐步构建一个连接人、计算机、人工智能、卫星、传感器、数据库、能源系统、交通运输和机器的全球网络。“全球大脑”、“精神圈”和“行星智能”等概念已然存在。特别是，弗兰克、格林斯潘和沃克将行星智能视为在行星尺度上运行并与行星系统运行相融合的集体知识。

本文提出了一种描述这种转变的另一种方法：行星认知整合量表（PCIS）。****

PCIS将全球信息系统的发展分为六个功能阶段：

全球互联 → 全球感知和记忆 → 集成建模 → 行星能动性 → 自我建模和自我调节 → 自主行星智能。

主要标准不是网络的规模或计算的数量，而是整个系统新功能的出现。

认知闭合——即形成闭合回路——尤为重要：

感知→记忆→世界模型→决策→行动→世界改变→新的感知。

意识特意没有被纳入该等级体系。即使是对应于最高级别PCIS的系统，也未必具备统一的主观体验。

1. 从神经元到行星

人脑中的单个神经元并不具备人类的智能。

它接收信号，改变自身状态，并将信号传递给其他细胞。

智能并非产生于单个神经元，而是产生于不同的组织层次——是大量元素相互作用的结果。

这就引出了一个更普遍的问题：

智能是否必然属于一个独立的生物体？

现代生物学日益将生命系统视为多尺度结构，其中新的能力在不同尺度上涌现：从分子网络和细胞到组织、生物体和群体。例如，麦克米伦和莱文提出，应将集体智能视为研究不同生物组织层次问题解决能力的统一原则。

进化不断地将以前相对独立的元素结合成新层次的系统。

分子构成细胞。

细胞是多细胞生物。

某些物种的个体生物已经形成了高度整合的群体。

对重大进化转变的研究长期以来引发了一个问题：个体单元如何成为更大整体的一部分并发挥作用。

人类或许正在创造另一个这样的层次，但并非完全通过生物手段。

如今，数十亿人通过各种技术通信渠道保持着持续的联系。卫星监测着地球。传感器测量着大气、海洋、交通、工业和能源的状况。庞大的计算系统存储着信息并构建模型。人工智能正越来越多地被用于处理这些信息。

我们习惯于将这一切视为一系列不同的技术。

但如果将其视为一个整体架构，则会呈现出不同的景象：

传感器→通信网络→存储器→计算→决策→物理执行器。

从功能上看，这已经开始呈现出一些神经系统的特性。

但这并不意味着互联网就是大脑。

但问题来了：

全球网络在什么情况下不再仅仅是通信手段，而成为一个更高层次的认知系统？

2. 之前已经提出的方案

行星级智能的概念由来已久。

精神圈的概念假定地球上出现了一种与人类智能活动相关的新的组织层次。

后来，“全球大脑”的概念出现了。海利根和莱纳托维奇将其定义为通过互联网实现的人类和技术主体之间交互所产生的分布式智能。

2022 年，亚当·弗兰克、大卫·格林斯潘和萨拉·沃克提出，应该将智能直接视为行星尺度的过程。

他们确定了与行星智能相关的五种特性：

作者还区分了不成熟和成熟的生物圈，以及不成熟和成熟的技术圈。在他们的模型中，现代地球对应于不成熟的技术圈：人类技术已经显著地改变了地球的状态，但这些影响尚未形成一个可持续的系统，以维持整个“文明+生物圈”复合体的自我维持。

PCIS 并不打算取代该型号。

她又问了一个问题。

不是：

这是什么类型的行星？

一个：

“全球系统在这个阶段具备哪些认知功能？”

3. 究竟什么才算是行星系统？

这种推理的主要问题之一是对系统边界的定义不正确。

PCIS框架内的行星智能并非互联网本身。

互联网只是一个通信层。

拟议系统包括：

人 + 人工智能系统 + 计算机 + 通信网络 + 数据库 + 传感器 + 卫星 + 能源基础设施 + 交通运输 + 生产系统 + 机器人和其他执行器。

在这种情况下，地球的生物圈、大气层、海洋和其他自然系统可以同时发挥以下作用：

  1. 该系统所处的环境；
  2. 信息来源；
  3. 影响对象；
  4. 全球反馈机制的一部分。

这是一个重要的区别。

评论家可能会说：

“互联网不能做任何决定，最终决定权在人手里。”

但对于大脑，也可以做出类似的陈述：

“大脑不做决定，神经元才做决定。”

问题不在于这些组件是否仍然是活跃的、独立的元素。

问题有所不同：

是否存在系统层面的行为，无法仅用其某个组成部分来充分描述？

正是这种转变才是我们感兴趣的所在。

4. 智能的工作定义

就本模型而言，智能被认为是功能性的。

智能是指系统接收有关世界和自身的信息、存储信息、将信息与先前的经验相结合、构建可能状态的模型、选择行动并根据这些行动的结果改变后续行为的能力。

该定义特意不包含“神经元”、“大脑”或“生物学”等词语。

在这里，构成该系统的材料是次要的。

流程的组织安排至关重要。

因此，全球网络的存在本身并不意味着拥有智慧。

需要一系列函数。

5. PCIS：行星认知整合的层次

层级 0 — 局部智能

地球上存在智能体，但它们之间没有永久性的全球信息基础设施。

每个个人或地方团体都拥有知识，但很多信息无法迅速在全球范围内传播。

人类历史上大部分时间都处于这种状态。

主要特点：

地球上存在智慧生物，但目前还没有行星认知系统。

层级 1 — 全球互联

在这个阶段，一种基础设施逐渐形成，使得文明的任何部分都能进行信息交流。

电报、电话、无线电、卫星系统，尤其是互联网，已经逐渐形成了一个全球范围的通信网络。

一级主要属性：

信息在远程节点间传播的速度远超文明本身的变化速度。

但这样的网络仍然只能算作传输信道。

即使十亿台计算机都能发送信息，也不意味着十亿台计算机就构成了一个单一的智能体。

这里与神经系统的类比是有限的：

沟通渠道已经存在，但整合的全球知识未必已经存在。

层级 2 — 行星感知与记忆

下一个转变发生在全球网络不仅开始在人与人之间传递信息，而且不断收集有关地球自身状况的信息之时。

出现：

卫星；

气象站；

海洋浮标；

相机；

麦克风；

雷达系统；

望远镜；

地震仪；

工业传感器；

运输遥测；

环境监测；

医疗和经济统计数据。

正在构建分布式感觉系统的功能模拟模型。

与此同时，数据中心、档案馆和数据库创建了一个全球外部记忆。

事件可能会结束，但其信息痕迹仍然可供系统的其他部分使用。

一种全新的结构由此诞生：

世界 → 全球传感器 → 网络 → 内存。

当今人类在很大程度上已经达到了这个水平。

层级 3 — 行星建模

但仅仅感受和记忆是不够的。

下一阶段是从系统地将来自多个独立来源的数据结合起来，构建世界模型开始的。

该系统不仅能够回答以下问题：

“发生了什么事？”

但是也：

“为什么会发生这种事？”

接下来会发生什么？

“如果改变某个参数会发生什么？”

在这个层面上，出现了全球气候模型、大气模型、流行病学预测、经济和基础设施网络分析以及其他形式的大规模计算。

人工智能的发展可以显著促进这一转变。

然而，关键不在于人工智能本身是否存在。

关键在于融合。

一百万个独立的智能系统并不一定构成全球智能。

当一个系统的各个组成部分相互作用，产生出单个组成部分无法单独产生的认知结果时，这个系统就变得有趣起来。

对集体智能的研究表明，网络结构确实既能促进也能阻碍集体解决问题。仅仅增加连接参与者的数量并不能保证整个系统的智能水平都会提高。

层级 4 — 行星能动性

这是PCIS最重要的过渡阶段之一。

该系统不再仅仅是观察和预测。

她开始行动。

完成一个完整的循环：

感知→记忆→模型→决策→行动→改变世界→新的感知。

在该模型的框架内，建议将此循环称为认知闭合。

我们来看一个简单的例子。

卫星探测到重大森林火灾。

在较低层级，信息传递给个人。

有人对其进行分析。

一个人做出决定。

男子派遣消防队前来。

全球网络在这里发挥着工具的作用。

现在让我们想象一种不同的建筑风格。

卫星系统探测火灾。

人工智能将卫星数据与风力预报、森林状况、道路网络和可用资源相结合。

该系统用于计算火势发展情况。

自动改变无人机航向。

改变运输路线。

负责管理消防安全基础设施。

通过传感器观察后果。

重新计算模型。

改变行为。

现在形成了一个闭环：

地球→系统→地球。

从功能上看，这种架构更接近于智能体。

6. 认知闭环：关键边界

或许正是这种反馈循环，构成了全球计算系统与行星主体之间最重要的过渡之一。

生物体有一个持续循环：

感觉→内部状态→行动→结果→新的感觉。

如果这个循环被打破，智力就无法有效地控制身体。

类似的准则也适用于技术领域。

没有执行器的互联网主要传输信息。

互联网+人工智能能够解读它。

互联网+人工智能+全球传感器+自主基础设施已经具备形成稳定认知回路的潜力。

这就是为什么机器人、自动驾驶汽车、可控能源网络和自动化工业可能不仅仅是另一种技术。

它们构成了全球信息系统的引擎层。

层级 5 — 自我模型与行星自我调节

更高层次的智能不仅要能够模拟周围的世界。

他必须考虑自身情况。

人脑不断接收信息，信息来源不仅限于外部感官。

它还能监测体温、能量状态、血压、血气、组织损伤以及其他许多内部参数。

从功能上讲，生物体拥有自身状态的模型。

对于全球系统而言，这种类比就变成了对以下情况的观察：

能量状态；

通信网络；

计算基础设施；

资源储量；

经济状况；

生产链；

人口状况；

生物圈；

气候;

技术圈本身对环境的影响。

一个全新的问题随之而来：

“作为一个系统，我身上发生了什么？”

如果某个特定行为带来局部利益，但却破坏了整个系统的长期生存条件，那么先进的系统应该能够检测到这一点。

然后改变自己的行为。

这不再仅仅是智力的问题了。

这是行星尺度上体内平衡的开始。

在此，PCIS与Frank、Grinspoon和Walker提出的成熟技术圈概念相契合。在他们的模型中，成熟的技术圈应与生物圈和地球物理系统形成反馈回路，从而维持整个相互关联的复杂系统的稳定性。

层级 6 — 自主行星智能

在所考虑的最后一个层面上，该系统不仅具有记忆、预测和反馈功能。

她成为了一名稳定的经纪人。

要做到这一点，你至少需要：

这种系统最不寻常的特性是，它的智能可能并不位于任何特定的位置。

无法打开特定服务器并说：

“这就是行星意识所在之处。”

它将被分配到大量的进程中。

正如人类的智能不能仅仅局限于单个神经元一样。

人不一定会消失，也不会丧失他们的个人智慧。

神经元在大脑内部仍然是一个细胞。

理论上，一个人既可以保持独立主体的身份，同时也可以成为更高层次系统的一部分。

7. 六个层级简述

层级主要功能功能类比
0局部智能体独立元素
1全球信息传递传导网络
2感知与记忆感觉器官与记忆
3整合与建模认知处理
4决策与行动的闭环感觉运动回路
5自我模型与自我调节内感受与稳态调节
6自主的长期能动性整合的智能有机体

然而，这张表格不应被理解为一条固定的阶梯。

一个真实的行星可以同时处于不同层次，发挥不同的功能。

8. 不能简单地给地球指定一个层级

这是对该模型的一项重要改进。

现代地球并非一个同质系统。

在某些领域，全球一体化程度非常高。

在另一些情况下，它几乎不存在。

因此，与其这样说：

“地球处于第二阶段”

最好是建立一个关于地球的认知概况。

系统的状态可以用向量表示：

P = (C, S, M, I, W, A, F, SM, G, AU)

在哪里：

对于现代地球，我们可以初步假设：

C - 非常高；

S — 高；

M — 非常高；

I — 中等；

W - 在某些方面属于平均水平或较高水平；

A - 片段；

F — 碎片；

SM - 低或中；

G — 低；

AU - 低。

因此，更准确地说，现代文明是一个已经自信地形成第 1-2 级、正在积极形成第 3 级、并且正在局部创造第 4 级元素的系统，但它还没有成为一个统一的行星主体。

9. 共同目标问题

即使整个地球都覆盖了传感器、互联网和人工智能，可能仍然不够。

让智能体的数量达到一百亿。

有些人只想要一样东西。

另一些人则恰恰相反。

公司之间存在竞争。

各国之间处于冲突状态。

算法优化不同的指标。

人们追求着数十亿个独立的目标。

这样的系统可能拥有巨大的计算能力，但却缺乏统一的行动主体。

因此，PCIS中出现了一个单独的参数：

目标一致性（Goal Coherence）

集体智慧和单个个体的智慧并非同一概念。

蚁丘能够表现出协调的行为，是因为其内部各成员的局部规则为整个蚁群创造了一个相对稳定的功能。

人类目前还没有达到这种协调水平。

或许全球网络永远不会变成单一主体。

相反，地球上可能存在多个相互竞争的行星级认知系统。

这是该模型的开放可能性之一。

10. 行星智能应该以多快的速度思考？

我们可能没有注意到其他尺度系统的智能还有另一个原因。

我们习惯于认为自己的思维速度是正常的。

一个人可以在几秒钟内做出一些决定。

但为什么这应该成为衡量智力的普遍标准呢？

不同的系统具有不同的典型认知周期时间。

我们不妨这样表示：

τ 是认知时间尺度。

对于神经系统而言，有些过程发生在毫秒之间。

对一个人来说，一个复杂的决定可能需要几个小时甚至几天的时间。

对于一个社会而言，改变信仰可能需要数十年时间。

对于一个文明而言，一项重大决策可能需要几代人的时间才能实施。

行星认知周期理论上可能如下所示：

气候变化可以在数年内被检测到；

↓

全球系统构建了一个模型；

↓

能源行业已经进行了数年的重组；

↓

几十年后，结果终于显现；

↓

下一步策略正在调整中。

对个人而言，这似乎非常慢。

但对于一个存在了几个世纪的系统来说，这样的周期可能是正常的。

这里体现了一个更普遍的原则：

在人类时间尺度上没有行为并不能证明没有信息处理。

因此，与生物分布式网络（包括菌丝体）进行比较很有意思。

信号传输速度慢本身并不能说明网络没有处理任何数据。

关键在于是否存在因果关系：

信号→内部状态改变→未来行为改变。

11. 行星智能的病理

如果我们真的将文明视为一种潜在的认知系统，那么我们需要讨论的就不仅仅是它的能力了。

她的错误也需要讨论。

大型网络的信息处理能力可能较差。

例如：

虚假信息传播速度比可靠信息更快；

算法可以放大局部信息泡沫；

不同的子系统可能会接收到相互矛盾的世界图像；

局部理性决策可能会损害整个系统；

过度集中化会使系统变得脆弱；

一体化程度过低可能导致全球治理无法实现。

可以谨慎地将其与人体病理学进行类比。

癌细胞并不一定是“无效”细胞。

相反，它的繁殖效率极高。

问题出在别处：

其局部目标不再与整个生物体的稳定性相一致。

同样，一个文明可能拥有大量的局部智慧，同时表现出较低的全球理性水平。

因此：

提高组件的智能水平并不能保证提高整个系统的智能水平。

这与网络化集体智能的研究结果一致：交互结构既可以提高集体决策的质量，也可以造成系统性错误。

12. 智能系统必须能够维持自身

这里出现了另一个重要的标准。

假设文明建造了越来越强大的计算机。

提高产量。

消耗的能源越来越多。

创建超级智能模型。

但在这个过程中，它会破坏气候、生物圈或自身生存所必需的资源基础。

这样的系统可以被视为成熟的行星智能吗？

在 PCIS 框架内 - 否。

强大的计算能力并不能弥补缺乏自我调节能力的问题。

弗兰克、格林斯潘和沃克通过成熟的技术圈的概念得出了类似的结论：现代技术圈已经对全球行星进程产生了强大的影响，但其组织方式还不足以稳定地维持自身的生存条件。

这导致了一个意想不到的结论：

行星智能的发展或许并非计算能力的提升，而是系统感知自身行为后果能力的增强。

13. 行星网络能否比其参与者更智能？

是的——至少在功能上是可行的。

人脑能够解决单个神经元无法解决的问题。

社会性生物群体能够表现出并非单个生物体计划的行为。

生物系统通常表现出多层次的组织结构，新的问题空间在更高的层次上出现。

因此，我们可以设想这样一种情况：

没有人完全了解地球的现状；

没有哪个人工智能能够包含所有信息；

没有哪个数据中心能够完成所有的数据处理；

没有哪个组织能够做出所有决定；

但是，整个网络的相互作用使得它能够预测和调节任何单个元素都无法触及的过程。

在这种情况下，智能实际上存在于网络层面。

14. 但这是否意味着意识的出现？

不。

这两者必须尽可能严格地分开。

PCIS描述如下：

洞察力;

记忆;

一体化;

预测;

行动;

反馈;

自我建模；

自治。

原则上，所有这些特性都可以从外部观察到。

意识则是另一回事。

即使一个6级系统能够说话：

“我辖区南部电力短缺。我会重新分配资源。”

但这并不意味着存在一个主观存在体，它实际上感觉自己就是地球。

因此，意识水平不应该是7级。

从科学角度来说，更准确的做法是将其作为一个单独的未知量：

PCIS ≠ 意识水平量表。

至少有三种可能的选择：

  1. 行星智能完全没有任何主观体验；
  2. 主观体验只有在特定的集成架构下才会产生；
  3. 意识以我们尚未能识别的某种其他形式存在。

目前，该模型不允许用户在两​​者之间进行选择。

15. 该模型的可检验含义

如果 PCIS 反映了全球认知系统形成的真实原则，那么可以由此得出几个预测。

1. 增加连接数不应自动提高系统级别

增加设备数量可以提高 C（连接性），但不会提高集成度、自我建模或自主性。

2. 人工智能应主要加速从二级到三级的过渡。

人工智能的主要作用不仅仅是创造一个额外的智能体。

它可以对个人无法获取的大量数据进行持续分析。

3. 机器人技术应促进从3级到4级的过渡。

如果没有执行系统，整体认知就只能是观察性的。

自主机器通过物理动作形成信息闭环。

4. 高层系统必须能够抵御单个节点的破坏。

如果全球智能真正实现了分布式，那么失去一台服务器、一家公司、一个国家或一个计算中心不应该破坏整个认知过程。

5. 自我模型的出现应有助于提高长期可持续性。

该体系必须越来越重视自身决策对其生存条件的影响。

6. 智能发展的速度必须相对于系统的规模来衡量。

单凭反应时间慢不足以证明认知过程不存在。

7. 局部智能和全球智能可以独立变化

有可能出现越来越智能的人类和人工智能，而全球协调却会恶化。

反之亦然。

16. 那么，互联网是什么？

从这个角度来看，互联网的历史看起来有些不同。

我们通常将其描述为技术史。

电脑出现了。

我们通过网络连接了它们。

创建网站。

搜索引擎。

社交媒体。

云计算。

智能手机。

人工智能。

但同样的过程也可以用功能性的方式来描述。

首先，人类建立了全球导电通路。

然后它将内存连接到它们。

然后它开始连接它的各种感官——摄像头、卫星和传感器。

此后，出现了能够自动解读接收到的信息的系统。

现在越来越多的这类系统连接到可以运行的物理设备。

这一过程竟出奇地熟悉：

联系→记忆→感觉→处理→行动→反馈。

我们不知道这是否会孕育出行星智慧生命。

但地球历史上第一次，这种转变的技术可能性不再仅仅是理论层面的探讨。

17. 主要问题

问这个问题或许是个错误：

人工智能何时会超越人类智能？

这或许只是一个更大变革的一部分。

更根本的问题听起来有所不同：

当数十亿人、人工智能、计算机、传感器和机器通过反馈回路深度互联，以至于它们的综合行为开始形成一个稳定的、更高层次的智能体时，会发生什么？

这种智能未必能在单一实验室中产生。

它可能没有中央计算机。

不会只有一个发布日期。

可能无法具体指出时间点：

“今天，地球开始思考了。”

转变可以逐步发生。

就像进化过程中单个细胞曾经成为生物体的一部分，同时又保持着自身的内部过程一样。

18. 结论

互联网本身并非行星智能。

单靠强大的计算能力是不够的。

要出现成熟的行星智能，需要经历一系列功能性转变：

连接

↓

全球感觉和记忆

↓

世界模式的整合与构建

↓

决策和身体行动

↓

关闭反馈

↓

本征态模型

↓

自我调节

↓

自主的长期能动性。

建议使用行星认知整合量表（PCIS）来描述这一序列。

现代地球已经拥有极其发达的全球通信、记忆和感知基础设施。一个自动化的全球建模层正在形成。各个系统已经具备了感知和行动的闭环。

但是，目前还没有一个单一的行星代理人。

或许，它出现的主要标志并非是有一天某台计算机说：

“我就是地球。”

当全球系统开始独立感知地球和自身的状态，预测后果，并根据结果采取行动和改变自身行为时，将会发生更重要的转变。

目前的问题是：

“行星会思考吗？”

将不再仅仅是一个比喻。

然后又会出现另一个：

如果一个神经元不知道自己是人类思维的一部分，那么一个人就一定能理解自己已经成为更高层次思维的一部分吗？

参考文献

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