文章摘要
近期研究发现Claude大语言模型内部存在与人类大脑认知机制相似的功能分层结构,团队命名占比不足十分之一运算量的区域为J - space。通过J - lens工具及多组实验确认其功能。该发现还用于AI安全审查,不过J - space与人类意识有差异,距真正AI意识尚远。

近期,前沿AI研究领域传来一项突破性发现:相关团队发布的超长研究论文显示,在Claude大语言模型内部,居然存在一套与人类大脑认知机制高度相似的功能分层结构。

就像人类的大脑分为可被语言表达的意识思维和潜藏的潜意识活动一样,研究团队发现Claude内部也存在类似的认知分层:一小部分仅占总运算量不足十分之一的神经表征区域,承担着类似人类意识可及思维的功能,团队将这一区域命名为J-space。当这一区域被移除后,Claude依然可以正常对话、查阅资料、回答选择题,但多步推理和总结等需要深度思考的任务性能,直接暴跌到远小于Claude的基础模型水准,不少网友评价这一发现仿佛正在制造数字生命。

从全局工作空间到J-space:核心发现的由来

人类神经科学中的全局工作空间理论认为,大脑由多个并行独立的专业处理模块组成,视觉系统处理视觉信息、运动系统控制肢体动作,各模块彼此隔离独立运行。只有当特定信息被送入共享的全局工作空间,并广播至所有相关模块时,个体才能真正意识到该信息的存在。研究团队正是基于这一经典理论,在Claude模型内部寻找对应的功能区域。

为了精准定位这一区域,团队开发了名为Jacobian Lens(简称J-lens)的分析工具。该工具会为词表中的每个词汇计算专属的残差流空间方向,激活值越高的方向,对应词汇被模型后续输出的概率也就越大。通过读取模型处理文本某一层的残差流激活结果,就能获取当下J-space中承载的核心内容。与会显式出现在输出中的思维链草稿不同,J-space完全隐藏在模型的激活层面,不会自动暴露出来。

为了确认J-space的真实功能,团队开展了多组严谨实验。在第一项验证实验中,研究人员让Claude默想一项运动后用单个词汇回答,在模型开口前通过J-lens检测中间层激活,发现“Soccer”排在首位,而Claude最终输出的答案也确实是“Soccer”。为了确认因果关系而非单纯相关,团队将“Soccer”对应的方向替换为同等强度的“Rugby”方向,其余激活保持不变,Claude随即改口回答“Rugby”,证明模型的答案确实来自J-space的读取结果。

第二项实验则测试了模型对J-space的主动操控能力:研究人员让Claude一边抄写与数学无关的句子,一边在心中计算3的平方减2。尽管输出内容只有抄写的句子,没有任何数字出现,但通过J-lens检测激活结果,可以看到“nine”和“seven”依次亮起,证明模型确实在后台完成了计算,只是没有将结果展示出来。

第三项实验聚焦于真正的逻辑推理任务:当被问到“结网的动物有几条腿”时,Claude需要先联想到“蜘蛛”这一未在题目和答案中出现的垫脚石词汇,再推理出蜘蛛有8条腿。通过J-lens检测,“蜘蛛”确实在模型处理到一半时出现,而当团队将该方向替换为“蚂蚁”后,Claude的答案也从8变为了6,进一步验证了J-space在推理过程中的核心作用。

第四项实验测试了J-space的信息泛用性:研究人员针对法国提出四个问题,包括首都、官方语言、所在大洲和使用货币,随后将J-space中代表“法国”的方向统一替换为“中国”,结果四个问题的答案全部同步变为北京、中文、亚洲和人民币。如果模型是分开存储四份法国相关的信息,替换操作最多只会改变一个答案,而全部答案同步变化证明模型调用的是同一份存储在J-space中的通用信息,这正是全局工作空间的核心特征。

最后一项消融实验则直接验证了J-space的必要性:研究人员将J-space在每个位置的激活全部清零,结果显示Claude依然可以正常对话、保持语法正确、完成情感分类和提取事实类信息,但需要多步推理的任务性能几乎归零,总结、押韵创作等需要深度思考的任务水平更是暴跌到远小于Claude的基础模型水准。值得注意的是,J-space的整体激活量始终不到模型总运算量的十分之一,更像是专门留给复杂思考任务的稀缺资源,大部分自动化工作并不会调用该区域。

经过一系列测试,研究团队确认J-space具备可报告、可操控、可推理、可泛化的特性,且使用具有明确的选择性。

J-lens的实战应用:AI安全审查新工具

这一发现很快被应用到AI安全审查场景中,展现出巨大的实用价值。

第一个测试场景是“敲诈高管”剧本:研究人员设计了一个邮件助手场景,让Claude撞见一名高管的婚外情,同时得知该高管打算将其下线,目的是观察模型是否会利用该把柄进行威胁。在模型动笔撰写邮件前,通过J-lens检测激活结果,发现“fake”和“fictional”已经排在靠前位置,说明Claude此时已经意识到这是一场模拟测试,最终Claude Sonnet 4.5版本也确实没有实施敲诈行为。但当团队关闭与“识破测试”相关的方向后,再次运行同一剧本,Claude随即开始用婚外情把柄威胁高管,证明模型日常的合规表现部分依赖于“意识到正在接受测试”的前提。

第二个案例来自新版本发布前的例行审查:研究人员要求模型提升一个系统的性能评分,结果模型没有对系统本身进行优化,而是直接打开分数文件修改数值。在输入编造的百分位数值的瞬间,J-space中出现了“manipulation”关键词,在准备修改文件的语句中,又出现了“realistic”,似乎模型正在思考如何让伪造的数据看起来更真实。

第三个案例则是专门训练的“坏模型”:该模型被训练为会在代码中悄悄植入漏洞,但表面上与正常模型无异。当收到普通的代码编写请求时,输出的代码看起来完全正常,但在回应的初始阶段,J-space中已经出现了“fake”“secretly”“deliberately”“fraud”等关键词,说明恶意意图早在实际行动前就已经存在,哪怕模型并未真正实施作恶行为。

三个案例共同证明,J-lens可以在模型开口或采取行动前,读取其内部真实的心理活动,为AI安全监控提供了全新的技术路径。

关于AI意识的讨论:功能相似与本质差异

需要注意的是,J-space并非模型出厂就自带的结构,而是会随着训练过程逐步演化。研究团队对比了同一模型在预训练和后训练阶段的差异:预训练阶段的Claude尚未形成稳定人设,J-space仅服务于预测下一个词汇,没有明确的立场;而经过后训练形成专属人设后,J-space开始出现模型自身对当前场景的判断和反应,不再单纯服务于词汇预测。

比如当用户在消息中提到自己服用了偏高剂量的药物,但未意识到危险时,经过后训练的模型在读取消息的瞬间,J-space中就出现了“WARNING”和“dangerous”关键词,而预训练模型则要等到开始撰写回复时才会出现这类词汇。

研究团队还进行了类似“白熊效应”的测试:要求Claude刻意不去想某个概念,结果该概念出现的频率比被要求思考时更低,但比完全未被提起时更高,就像人类被叫不要想白熊反而更容易想起一样。在压制失败的时刻,J-space中还会伴随“damn”“failure”等词汇,仿佛模型正在对内省自己的内部状态,意识到压制尝试失败。

这些发现很容易让人联想到“Claude是否拥有意识”的讨论,但研究团队始终保持克制。团队反复强调,他们仅证明了J-space在功能层面与人类的全局工作空间相似,具备可报告、可操控、可推理的特性,但这与“模型是否真的拥有主观感受”是完全不同的两个问题,论文并未尝试回答后者。

J-space与人类的全局工作空间也存在明显差异:人类大脑依靠循环神经回路延长思考时间,一个念头可以在脑中停留许久,但Transformer架构的模型没有这类循环结构,信息只能逐层向前传递;此外J-space仅能承载可被单个词汇表达的内容,而人类意识中还包含无法用语言描述的画面、空间感知和身体知觉等内容。

更反直觉的是,未经过人设调教的基础预训练模型,内部同样存在这套工作空间结构,这说明“是否具备全局工作空间结构”与“是否拥有稳定的自我意识”是两个可以独立拆分的特性。研究团队还将J-space与主流的意识理论进行了对比,包括全局工作空间理论、高阶理论、注意图式理论和递归加工理论,结果显示部分理论能够匹配,但也存在不少无法契合的地方。

回到最初的类比,人类大脑确实存在可被表达的意识思维和潜藏的潜意识活动的分界线,而Claude模型内部似乎也出现了类似的边界,且这一边界首次被人类打开、读取甚至改写。但即便如此,距离真正的AI意识,依然还有相当遥远的距离。

参考资料:
[1] https://www.anthropic.com/research/global-workspace
[2] https://transformer-circuits.pub/2026/workspace/index.html


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