展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 硬件相关 > 对话韩芃睿:拆开AI大脑,看见了和人脑相似的功能分工

对话韩芃睿:拆开AI大脑,看见了和人脑相似的功能分工

Air Explorer Pro
Air Explorer Pro

Air Explorer Pro是一款跨平台多网盘管理工具,可实现一站式完成不同网盘间文件的互传、搜索和同步等操作。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。

¥99
Windows/macOS 2026-08-22
正版软件 Windows macOS软件 Pro 文件搜索工具 Pro下载 Pro正版软件 Pro购买
立即下载

MIT团队研究发现,仅靠下一词元预测训练的大语言模型会自发形成与人脑相似的功能模块化分工,语言、逻辑、物理、社会推理分别由不同神经元支撑,并具有因果效力。这表明模块化更可能是智能系统的深层规律,而非生物演化的偶然。

人脑的结构并非均匀分布。经过漫长的演化,它形成了一套分工精细的组织:语言、逻辑、物理直觉、社会推理,各自盘踞在皮层相对固定的区域,既分工又协作。一个困扰研究人员许久的问题是:大脑的这种功能分区,究竟是任何智能系统都躲不开的必然,还是人类演化路上的偶然?

最近,MIT 团队的一项研究“Modular Cognitive Architecture Emerges in Large Language Models ”表明,答案更倾向于前者。毕竟,大语言模型的出身完全不同——它没有身体,没经历过演化,只是靠着在海量文本上做基于下一词元预测(next-token prediction)的训练。当这样一个构造截然不同的系统也展现出类似的分工时,它更像是智能本身的深层规律,而非碳基大脑的偶然。不过,作者也谨慎地强调,这仅仅是“证据的指向”,远谈不上定论。

这项研究的带队者包括两位资深学者:一位是 MIT 脑与认知科学系教授 Evelina Fedorenko,她因界定出人脑中专门负责语言的“语言网络”而闻名,2025 年刚获美国国家科学院颁发的 Troland 研究奖;另一位是 MIT 计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)教授 Jacob Andreas,他是 AI 与自然语言处理领域的知名学者。研究的第一作者是韩芃睿,他是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)计算机科学硕士,师从尤佳轩教授;他的工作发表于 ICML、EMNLP 等顶级会议,曾获 NeurIPS Workshop 最佳论文荣誉提名。


(来源:Github)

在这项研究中,团队分析了六个 24B 到 123B 的主流开源模型,覆盖语言、逻辑、物理、社会四大认知域共 46 个任务,用电路级方法定位每个任务真正依赖的神经元。他们发现,同域任务共享神经元,跨域却几乎互不相干——同域重叠是跨域的四倍多。更关键的是,他们做了一个干净利落的验证:关掉负责语言的神经元,模型照样能进行物理推理,只是表达不通顺;关掉负责物理的神经元,句子流畅,结论却说反了。这套分工,不是统计上的巧合,而是有实实在在的因果效力。

围绕这项研究,以及它用 AI 理解智能本身的理念,DeepTech 和韩芃睿进行了一次对话。

用另一种智能,回答一个只有一个样本的问题

DeepTech:你们是怎么想到用 LLM 来切入大脑的功能分区是“智能系统的必然”,还是“生物演化的偶然”?

韩芃睿:这个问题光靠研究大脑本身很难回答。因为我们只有一个样本,而且生物组织还背着很多和任务无关的约束,比如能量代谢。

趋同演化在生物学里是一种很强的证据逻辑:如果一个性状在亲缘很远的物种里各自独立出现——比如蝙蝠和鲸鱼各自演化出回声定位——那就有理由相信,它是被问题本身逼出来的,而不是偶然。

LLM 给了我们一个全新的机会。它是另一类智能系统,走的是完全不同的优化路径,本质上是在预测下一个词元(next-token prediction)上做梯度下降,和生物演化截然不同。同时,它又具备很多人类独有的高级认知能力,比如理解人类语言、解决复杂的数学问题。所以,如果模块化在 LLM 里也独立出现了,那它更可能是任何朝着智能优化的系统都会收敛到的解,而不是碳基大脑的偶然。这就是我们用 LLM 切进来的核心动机。

DeepTech:团队里既有认知科学家 Evelina Fedorenko,也有 AI 研究者 Jacob Andreas。这两边看问题的方式很不一样,你们怎么协调这些视角?

韩芃睿:其实两边的摩擦比想象中小很多。因为 Jacob 和 Ev 都研究语言和 AI,共享了非常多的兴趣和判断,只是侧重不一样。Jacob 会更聚焦在算法这一层。举个例子:我们最开始用的方法更偏神经科学,直接拿最小对照对(minimal pair)去比激活值,看哪些神经元在统计上是显著的。但后来发现,这样识别出来的单元没有很好的因果影响,Jacob 就建议我们换成 patching 这类更严格的方法,这直接决定了后面整套流程。

Ev 这边更在意科学层面的洞见,比如怎么让任务和脑网络的对应更扎实,以及我们到底能检验哪些真正有意思的假设。一个偏重方法站不站得住,一个偏重科学值不值得问,两个视角其实是互补的,最后拼在一起,研究才完整。

模块化,是“同时解决很多问题”逼出来的

DeepTech:如果用最简单的一句话概括你们的研究发现,你会怎么说?

韩芃睿:一个只靠预测下一个词元、靠反向传播训练出来的语言模型,会自发长出和人脑相似的模块化分工:语言、逻辑、物理、社会推理各自由一批基本不重叠的神经元支撑。而且这种分工是有因果效力的:关掉某个域的神经元,只会破坏那个域的能力。

DeepTech:你们有一个很直观的结果,同一类任务用的是重叠的神经元,不同类任务用的是几乎不相干的神经元,同域重叠是跨域的四倍多。LLM 为什么会形成这种分工?

韩芃睿:我们提出的一个可能解释是:LLM 要在海量、异质的语料上实施预测,而这种预测常常需要多种推理同时上场。想象一下,你要预测一本侦探小说结尾的下一个词:可能同时需要演绎推理去缩小嫌疑人范围,社会推理去推断动机,物理推理去判断作案在物理上是否可能,而这些还都得和解析句子结构的语言处理交织在一起。

当多种计算要在同一个输入上同时运行,系统就面临一个压力:别让它们互相干扰。这个压力有两层。一层是处理层面,几种信息要同时表示,编码就必须彼此可分,否则会撞在一起、互相污染。另一层是学习层面,如果不同计算的神经元混在一起,改进一个域的更新就会扰动另一个域,这是分布式系统里灾难性干扰的老问题。

把不同计算分给不同的神经元,正好同时解决了这两种干扰。所以,模块化很可能不是被谁设计的,而是来自于同时解决很多种问题的压力。

DeepTech:损伤实验里出现了一个现象:关掉负责语言的神经元,模型推理是对的,但语法开始出错;关掉负责物理的神经元,语法流畅,却把物理结论说反了。这种形式与内容的分离,你会怎么理解?

韩芃睿:对,这正是我们在损伤实验里看到的双分离(double dissociation),而且它非常干净。用同一个物理问题——一根橡皮筋热老化之后的弹性来测试。关掉语言神经元,模型的物理推理还是对的:更弱的回弹力、回弹不完全、耗散更多能量,但语法和词法开始出错。反过来关掉物理神经元,句子依然通顺流畅,但物理结论说反了。

这说明模型内部确实把“把话说通顺”和“把道理说对”交给了两套不同的系统。它们在同一个输出上协作,但可以被独立地破坏。这种可分离性本身就是模块化最直接的行为证据。这其实也和 Ev 之前在人身上的发现很呼应——语言能力严重受损的失语症患者,几乎无法理解语言,却依然能完成很复杂的推理、数学和逻辑任务。

DeepTech:Transformer 没有神经科学的能量代价,损失函数也不在乎具体用了多少神经元,它却照样出现了模块化。你觉得是什么在驱动它?

韩芃睿:神经科学里的解释是代谢约束:大脑每次只激活一小部分神经元,比广泛激活省能量,而给每类任务分一套专属神经元,正好能实现这种稀疏。但这个压力对我们研究的 LLM 完全不适用。Transformer 的前向计算在任何生物意义上都没有代谢成本的差异,损失函数里也没有任何一项去惩罚某个输入激活了多少神经元。可即便如此,一个明显可辨认的、类人的模块化组织照样出现了。

这说明,代谢压力不管在塑造人类皮层时起了多大作用,它都不是功能特化出现的必要条件。那真正在驱动的是什么?我们认为一种可能,就是前面说的那种干扰压力,它不需要任何能量代价就能成立。

DeepTech:对照实验里,小模型 GPT-2 做不对这些推理任务,它只能分出“语言 VS 其他”,分不出更细的模块。你们也提到“模块化只在模型真能解决任务时才出现”。你可以具体解释一下吗?

韩芃睿:先讲清楚我们这套方法的一个性质:归因修补(attribution patching)本质上是在找那些对做对任务有因果贡献的神经元。换句话说,如果模型根本做不对、或者理解不了某个任务,它内部就没有一套对的计算可言,修补出来的东西自然也没有意义。GPT-2 的对照正好佐证了这一点。我们把完全一样的流程、完全一样的数据放到 GPT-2 上,它做不了大部分推理任务,结果就只能分出“语言 vs 其他”。这说明我们的框架测的是底层计算,而不是数据本身的假象。

当然,我们也承认,换一套别的办法或者换更简单的任务,GPT-2 有可能也显现出某种模块化。所以,我们的发现想强调两点:第一,我们这个框架测到的是计算,而不是数据的假象。我们还专门做了一个关于语义的对照实验来佐证,光靠 prompt 的语义相似度是还原不出这个结构的;第二,也正因为这样,与其说这种精细分工是“涌现的副产品”、或者去谈它和规模的关系,我们更愿意说:模型真正能解题,是它出现的前提。只有能理解、能做对,才谈得上计算、才谈得上电路。

把 LLM 当作“第二种智能系统”来研究

DeepTech:你们在文章里提到一个很有意思的定位:LLM 可以当作“第二种智能系统”去检验我们关于人类认知的理论。这对研究大脑有什么具体的启示?

韩芃睿:LLM 作为一个科学研究对象,在拥有很多复杂行为和能力的同时,比人脑有更多可控性,也更容易交互。我们可以随意探测它、干预它、把某部分关掉再看会发生什么,这些在人身上要么做不到,要么代价极高。所以它本身就是一个很适合拿来做科学研究的对象,能帮我们更高效地检验关于智能和认知的假设。

对神经科学,我们有两个挺具体的方向。一是预测:我们的方法可以从 LLM 出发,对一个全新的任务会调用人脑哪个网络生成假设,再拿去用 fMRI 验证,等于给脑科学多了一个产生假设的来源。二是研究信息流:不同脑网络之间怎么把信息传给彼此,这在人脑里极难研究,因为你需要同时具备很高的空间和时间分辨率,而这个组合在人类神经成像里基本做不到。但在 LLM 里,我们能同时访问全部神经元和它们的连接,所以可以去构建和检验一些机制层面的假设,比如语言系统到底是怎么把解析好的输入喂给某个推理系统的。

DeepTech:反过来,你认为这项发现对做 AI 的人有什么用?知道模型内部是模块化的,能帮我们把模型造得更好或者更可控吗?

韩芃睿:最直接的一条,和现在很火的混合专家模型(mixture-of-experts,MoE)有关。MoE 被采用主要是出于效率考虑,把每个 token 路由给一部分专家,能减少激活的参数量。但我们的发现提示,模块化组织本身可能还带来额外的计算优势,而不只是省算力。

已经有工作往这个方向走了,比如让专家之间形成类脑的特化,既保住了推理的性能,又让模型更可解释、更可引导。所以知道模型内部是模块化的,未来可能真的能反过来指导我们把模型设计得更好、更可控。这块还很开放,值得深挖:模块化和性能之间,到底是什么关系。

AI 像大脑,最怕被过度解读

DeepTech:AI 像大脑这种说法很容易被过度解读。作为研究者,你最希望大众不要从这项研究里武断得出的错误结论是什么?

韩芃睿:这是个很好的问题。做这类研究一个很重要的注意事项,就是不要过度地把 LLM 当人。随着研究深入,很多实验室确实发现了越来越多 AI 和大脑相似的地方,从行为到机理,这非常令人兴奋。但不可否认,LLM 和大脑有着根本性的不同,而且它只由语言这一个模态驱动。

所以我的态度是:LLM 是一个很好的东西,可以拿来检验假设、去交互、去探测,把它当成一个科学研究对象来研究,这比研究人有更多可控性、也更高效。但不能盲目。每一个实验我们都要尽力去分清,这个相似背后真正的来源是什么。它可能来自一个真正的原理,也可能只是某些人类数据的假象,或者其他各种因素。把这些分清,才能让研究更经得起推敲。

DeepTech:抛开这项具体的研究,在“用 AI 理解智能本身”这个方向上,你觉得最大的挑战是什么?

韩芃睿:我觉得最大的挑战,恰恰就是上一个问题的延伸:怎么系统性地把一个真正的原理和一个假象区分开。

现在我们缺一套公认的标准,去判断某个 AI 和大脑相似到底算不算数。它是两类智能系统面对同一个问题各自收敛出的深层原理,还是只是训练数据、任务设计或者度量方式带来的表面巧合。每一个这样的相似,都需要单独去设计对照、去排除掉浅层的解释,才敢说它有意义。

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
作者最新文章
硬件相关 AI
相关文章 更多
精品专题 更多
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

PDF教程

正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

IOS软件

正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

AI

正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

Mac软件 更多
WPS Office macOS版
WPS Office macOS版

WPS Office是一款面向macOS用户的综合办公套件,将文字处理、电子表格、演示文稿、PDF工具、模板与云协作整合在同一应用中。它兼容常见Microsoft Office格式,支持Intel及Apple芯片Mac,基础功能可免费使用,

Shapr3D macOS版
Shapr3D macOS版

Shapr3D是一款面向工业设计、机械工程、建筑概念和三维打印工作流的CAD软件。Mac版采用Parasolid建模内核,支持草图约束、实体建模、工程图、可视化渲染及常见CAD格式交换,并可通过账户在多台设备之间同步项目。

REAPER macOS版
REAPER macOS版

REAPER是Cockos开发的数字音频工作站,提供多轨音频与MIDI录制、剪辑、处理、混音和母带制作工具。Mac版兼容Intel与Apple芯片,支持AU、VST、VST3、CLAP等插件格式,并提供高度可定制的工作流程。

Ableton Live macOS版
Ableton Live macOS版

Ableton Live 是面向音乐制作人与现场表演者的数字音频工作站,提供编曲视图、独具特色的现场视图、音频录制、MIDI创作、实时变速、乐器及效果器。Mac版原生支持Apple芯片,并可连接音频接口、MIDI控制器和第三方插件。

Adobe After Effects macOS版
Adobe After Effects macOS版

Adobe After Effects 是面向动态图形、影视特效与视频合成的专业创作软件。它提供关键帧动画、遮罩抠像、运动跟踪、三维空间、文字动画和表达式等工具,并可与 Premiere Pro、Photoshop、Illustrator

Adobe Audition macOS版
Adobe Audition macOS版

Adobe Audition 是面向播客、影视后期、音乐制作及内容创作者的专业音频工作站,提供波形精修、多轨录制与混音、频谱编辑、降噪修复、响度匹配和效果处理工具,并可与 Adobe Premiere 协同完成视频声音制作。

Adobe Bridge macOS版
Adobe Bridge macOS版

Adobe Bridge 是面向摄影师、设计师及内容团队的免费数字资产管理工具,可集中预览照片、视频和 Adobe 项目文件,并利用评级、标签、关键词、元数据、筛选与收藏集完成分类检索。它还支持批量重命名、格式导出、相机导入及 Camera

Adobe Illustrator macOS版
Adobe Illustrator macOS版

Adobe Illustrator 是 Adobe 推出的专业矢量图形设计软件,适合在 Mac 上制作标志、图标、插画、包装、信息图及印刷版面。它以路径和锚点构建可无损缩放的图形,并提供钢笔、形状、文字、图像描摹、渐变、画板及生成式功能。

Adobe InDesign macOS版
Adobe InDesign macOS版

Adobe InDesign 是面向印刷品与数字出版物的专业版面设计软件,可在 Mac 上制作书籍、杂志、宣传册、海报、报告及交互式文档。它提供精细的文字样式、网格、母版、长文档管理和印前输出能力。

Adobe Lightroom Classic macOS版
Adobe Lightroom Classic macOS版

Adobe Lightroom Classic 是面向桌面摄影工作流的照片管理与后期处理软件,可将原始照片保存在本地硬盘,通过目录、关键词、评分和收藏夹高效整理图库,并提供 RAW 冲印、蒙版、镜头校正、批量同步及多格式导出等功能。

Adobe Media Encoder macOS版
Adobe Media Encoder macOS版

Adobe Media Encoder 是 Adobe 推出的专业音视频编码与转码工具,可通过队列、预设和监视文件夹批量完成格式转换、代理文件创建及多平台成片输出,并与 Premiere Pro、After Effects 等软件紧密协作。

Adobe Photoshop macOS版
Adobe Photoshop macOS版

Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理软件,提供图层、蒙版、选区、修复、调色、文字排版、智能对象及生成式编辑等能力。Mac 版支持 Intel 与 Apple Silicon 处理器。

WINDOWS 更多
Adobe Photoshop Windows版
Adobe Photoshop Windows版

Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理工具,可在 Windows 上完成照片修饰、选区抠图、图层合成、文字排版、绘画及生成式编辑。软件采用订阅授权,由 Creative Cloud 管理安装、更新与许

Adobe InDesign Windows版
Adobe InDesign Windows版

Adobe InDesign 是面向印刷与数字出版的专业页面排版工具,可制作书籍、杂志、宣传册、海报、交互式 PDF 和电子书。它提供精细的文字样式、多页面管理、印前检查及多格式输出能力,并能与 Photoshop、Illustrator

Adobe Illustrator Windows版
Adobe Illustrator Windows版

Adobe Illustrator 是用于绘制矢量图形、插画、图标、徽标和版式的专业设计工具。它以路径和锚点为核心,作品放大后仍能保持清晰,并提供画板、文字、渐变、图像描摹及精确变换等功能,适合品牌视觉、印刷物料、数字界面和商业插画创作。

Adobe Bridge Windows版
Adobe Bridge Windows版

Adobe Bridge 是 Adobe 推出的创意资产管理工具,可集中预览、分类和查找照片、视频、PDF及多种设计文件,并支持元数据、关键词、评级、批量重命名和格式导出。它可与 Photoshop、Illustrator 等应用衔接,

Affinity Photo Windows版
Affinity Photo Windows版

Affinity Photo 是一款面向摄影师、修图师和视觉设计人员的桌面图像编辑工具,提供 RAW 显影、多图层合成、蒙版、实时滤镜、批处理和色彩管理等功能。原独立产品已停止销售,其照片编辑能力已延续至免费的新 Affinity 应用;

Adobe Lightroom Classic Windows版
Adobe Lightroom Classic Windows版

Adobe Lightroom Classic 是面向 Windows 桌面摄影工作流的照片管理与无损编辑工具,可通过目录集中整理大型图库,并完成 RAW 显影、局部蒙版、批量调整、打印和多格式导出。它强调本地文件管理与精细控制,

Figma Windows版
Figma Windows版

Figma 是面向产品设计与开发团队的云端协作平台,可在 Windows 桌面客户端中完成界面绘制、组件管理、交互原型、评论评审和开发交付。文件保存在云端,多名成员能够同步编辑并共享设计系统;官方同时提供免费 Starter 方案及按席位计

Affinity Designer Windows版
Affinity Designer Windows版

Affinity Designer 是面向矢量图形、数字插画和界面设计的专业创作工具,可在矢量、像素与导出工作区之间快速切换。它提供曲线编辑、形状构建、画板、排版、图层和专业色彩管理,并支持常见设计文件的导入及多种印刷、网页格式输出。

Capture One Pro Windows版
Capture One Pro Windows版

Capture One Pro 是面向摄影师和影像团队的专业桌面照片处理工具,提供相机定制色彩配置、RAW转换、图层与蒙版、联机拍摄、目录及会话管理等功能。它适合棚拍、人像、商业产品、婚礼和风光摄影,

Adobe Acrobat Pro Windows版
Adobe Acrobat Pro Windows版

Adobe Acrobat Pro 是面向专业 PDF 工作的综合解决方案,可在 Windows 中创建、编辑、转换、比较、整理和保护文档,并支持表单、电子签名、扫描件文字识别及敏感信息永久遮盖。订阅还包含网页、移动服务和云端协作能力,

Adobe After Effects Windows版
Adobe After Effects Windows版

Adobe After Effects 是面向动态图形、动画与影视视觉特效制作的专业工具,可完成关键帧动画、图层合成、遮罩跟踪、抠像、文字动画和二维三维元素整合。Windows 版通过 Adobe Creative Cloud 安装及更新,

DaVinci Resolve Windows版
DaVinci Resolve Windows版

DaVinci Resolve是Blackmagic Design推出的一体化影视后期工具,将素材管理、非线性剪辑、专业调色、Fusion视觉特效、Fairlight音频处理和成片交付整合在统一工程中。免费版已覆盖多数个人创作需求,

即将离开本站
您即将前往第三方网站,请确认是否继续?