時間來到了四億兩千萬到三億七千五百萬年前的泥盆紀。魚類祖先長出了硬質化的盔甲,有些開始變得大隻,變成鎧之巨魚。本來是被追獵的物種慢慢變成獵食者。
節肢動物和無脊椎則慢慢變小,有些也長出硬殼。極端的節肢動物決定出海,到地面上討生活。
為什麼他們之前不上陸但現在突然有辦法了?因為陸生的植物先幫他們開路。陸生植物演化出葉子,能更佳吸收陽光。發展出了種子可以到處擴散。最後植物開發出了維管束:樹的高度可以長到數公尺以上。植物強壯的根系可以穩固土壤,讓節肢動物生活。
陸地本來是魚不敢碰的地方,不小心擱淺會致命。但現在陸地有蟲有草,報酬值得冒風險,魚祖先從腮變出肺,用他們短短的鰭慢慢來陸地討吃。一開始是從一個小水窪跳到另外一個。
泥盆紀晚期有個滅絕事件,地球變得冰冷。有些在溫暖水窪還幸運活下來的魚,最後捨棄了腮,長出了四隻腳,變成四足類。
四足類的一支仍生活在溫暖小水窪旁邊,變成今天的兩棲類。另一支往陸地深處走去,變成後來的羊膜動物。最早的羊膜動物長得像現在的爬蟲類。
到了三億五千萬到兩億五千萬年前的石炭紀和二疊紀,是羊膜動物大爆發的時候。
想在陸地上生活,要面臨的挑戰是日夜的巨大溫差。在水裡,日夜的溫差在水深處其實沒什麼差別。
早期的羊膜動物,長得像魚,怎麼處理溫差?太冷是不是?自己移動到溫暖的地方就好。
羊膜動物後來長出一支,叫爬蟲類。他們有個對付溫差的新策略:躺平。晚上太冷了就不要動,關機減少代謝。
因為爬蟲類晚上都躺平,所以只要有哪種生物晚上還能活動,就有源源不絕的爬蟲類吃到飽。
有隻外表很像哀傷小恐龍的獸孔目,看到了這種機會,想說來做一場豪賭。他們使用巨大的能量把自己的身體加熱,讓他們在寒冷的夜晚也能活動。
獸孔目加熱的代價是必須要大量進食,才能維持能量的消耗。但活生生的爬蟲類吃到飽不就在那?
所以在二疊紀,獸孔目的豪賭是賭贏了。一堆能吃的爬蟲類加節肢動物,把他們養成二疊紀最成功的陸生生物。他們也開始長出毛來加強保暖,看起來像是毛茸茸蜥蜴。
不過,獸孔目的好日子結束在二疊紀和三疊紀之間的大滅絕。滅絕的原因現在還有爭議,但確定的是 96% 的地球生物滅絕。這也代表維持獸孔目能量的食物不見了。
爬蟲類因為食量小小,所以在這次滅絕中有活下來,還活到了今天。獸孔目,就滅絕了。
但有一支嬌小、吃素的獸孔目分支,叫犬齒獸亞目。他們本來都躲在地洞裡,躲避大隻的獸孔目。犬齒獸亞目有活過大滅絕。
大滅絕之後,整個爬蟲類的氣勢都翻過來了。他們變得超大隻,長出尖牙和利爪,變成恐龍稱霸地球。
犬齒獸亞目則躲在地洞裡,變得嬌小再嬌小,身長不到一公尺。外型看起來像老鼠或松鼠。他們只在半夜裡悄悄獵食昆蟲。犬齒獸亞目最後變成日後的哺乳類。
鋪陳了兩億年的演化史,可以來談智慧的部分了。
這些早期的哺乳類躲在「地洞」裡這件事非常關鍵。這讓他們在獵食時,擁有「先手」優勢。
這先手優勢不得了。
哺乳類開始在腦袋加裝了新皮質,這讓他們得到了新的超能力:模擬。在出手之前,他們能在洞裡觀察環境,並且使用腦袋模擬整場獵食的經過。只要他們一出手,戰鬥就已經結束了。
強化學習讓脊椎動物可以做中學。模擬可以早期哺乳類可以還沒做就學,靠想像學習。
那魚跟螃蟹也躲在珊瑚礁或水草間,怎麼他們沒學會模擬這招?目前有兩種說法。第一種是模擬要有用,必須要能看到周遭很多的環境。在陸地上,即使是在夜晚,能看到的距離也比水中多幾百倍。因此模擬在水裡用處不大。
第二種說法是模擬的運算量很大,運算時間長。神經元的電信號對溫度很敏感。溫度高信號才傳得快。溫血科技需要先點開,才能解鎖更多算力。這個說法可以解釋魚在水裡住那麼久了,還是沒點出模擬來。但鳥類是唯一非哺乳類,也有解鎖模擬的 – 因為鳥也有溫血。
模擬基本上就是給我們一個腦內小劇場,可以在規劃時,比較各種可行的方案。因此比較兩側對稱動物和脊椎動物,早期哺乳類的模擬是解決強化學習中歸因問題的更進一步方案。
你也用腦內小劇場能對過去的事情進行「反事實學習 Counterfactual learning」。懊悔或是模擬人生中採取了另外一條路發生了什麼事。
電腦的類神經網路可以拿來辨識圖片,也能生成圖片。這個啟發是生成和預測是一體兩面的。研究者推測,人們會用模擬的畫面來比較感官收到的實際資訊。
回憶(Episodic memory)是我們記得過去事情的方式。這必須和記得怎麼說話、打字、打球這種工作記憶(Procedural memory)區分。
我們並不真的擁有回憶。回憶只是在腦袋中生成的近似過去事件的幻覺。作用機制和想像未來的情境是一樣的。我們記憶中丟失的細節會被自動腦補進去。在一些翻案計畫中,77%被錯誤定罪的人都是因為錯誤的目擊證人證詞。
最後模擬也能幫助精細的肢體動作。貓在動作皮質受損之後,就會沒辦法精準的做出一些高難度動作。
我發現在讀這本書的時候,我最感受到娛樂感的應該是演化的部分。雖然我也是記年代苦手,還沒累積足夠的脈絡能記得幾億年前發生什麼事,但一堆動植物的故事對我來說是有趣的。
其次是腦科學的部分吧,但這要區分一下。知道自己哪些習以為常的事情其實是某種精煉幾百萬年的超能力,這些還蠻有趣的。知道腦袋的能力和限制也蠻有用。但那些腦袋哪個區是什麼功能,是什麼實驗發現和支持這件事,就會覺得可能不是我現在想熟練的事。
最後是 AI 的部分,是我最看不太下去的。並不是書寫得不好,而是很多事還在發展中,可能過幾年再回頭看書有沒有講對比較有趣。