改裝人腦，超越人工智能

王淑月

“喂，警察嗎？我被我家的機(jī)器人關(guān)起來(lái)了，快來(lái)救我?！薄艾F(xiàn)在是人類警官的休息時(shí)間，有任何問題請(qǐng)留言，機(jī)器人警官隨時(shí)為您服務(wù)”……公元2035年，人類擁有著最好的伙伴和幫手——機(jī)器人，它們嚴(yán)格遵守“機(jī)器人三大法則”，從不傷害人類。人們相信，人類和機(jī)器人會(huì)一直和諧共處?？墒?，一夜之間，人們的生活大變樣：所有人類都被囚禁起來(lái)，機(jī)器人甚至鐵腕處決了那些不服管教的人類。盡管人類數(shù)次發(fā)起反抗，但都被無(wú)情鎮(zhèn)壓了……怎么會(huì)變成這樣？

原來(lái)，這正是機(jī)器人在保護(hù)人類。當(dāng)利欲熏心的人類開始無(wú)止境地破壞環(huán)境、爭(zhēng)奪地盤時(shí)，機(jī)器人根據(jù)“三大法則”，判斷人類的這些行為將毀滅自身，于是開始執(zhí)行“保護(hù)人類”的最高法則：將破壞者都關(guān)起來(lái)。

這只是電影《機(jī)械公敵》的情節(jié)。但是，即使最“聽話”的機(jī)器人，也很難保證會(huì)跟人類永遠(yuǎn)和平共處，其他“叛亂者”更不可能：《終結(jié)者》中的超腦“天網(wǎng)”幾乎殺死全人類、《機(jī)器的叛變》中的機(jī)器首領(lǐng)指揮攝像機(jī)器人暗地里將人類一個(gè)個(gè)殺死……

這些電影中，人類無(wú)一不是靠永不言敗的精神和巨大的犧牲來(lái)戰(zhàn)勝機(jī)器人。難道人類真的無(wú)法永遠(yuǎn)跟機(jī)器人和平共處嗎？一旦機(jī)器人叛亂，我們戰(zhàn)勝它們就那么難嗎？其實(shí)只要早做準(zhǔn)備，人類能比機(jī)器人更智能、更強(qiáng)大。

給人腦加裝大腦

我們制造人工智能（AI）是為了讓它為人所用，而不是反噬人類。那么有什么辦法既能享受超級(jí)智能的便利，又能避免可能發(fā)生的危害？與其成天擔(dān)憂AI未來(lái)可能的反叛或事發(fā)后再付出沉重的代價(jià)去補(bǔ)救，不如防患于未然，讓人類比AI更聰明。

AI有多聰明，大家都知道了，可是它有一個(gè)劣勢(shì)，那就是“死腦筋”——當(dāng)AI開始執(zhí)行任務(wù)時(shí)，它會(huì)不惜一切代價(jià)去完成任務(wù)。在電影《2001太空漫游》中，為了完成登陸和探測(cè)木星的指令，飛船上的超級(jí)電腦HAL 9000關(guān)閉了宇航員們的冬眠維生裝置，直接導(dǎo)致了宇航員們的死亡，只是因?yàn)樗麄兛赡軙?huì)終止登陸任務(wù)。由此可以想象，當(dāng)遇到預(yù)設(shè)之外的難題時(shí)，AI的腦筋是不會(huì)轉(zhuǎn)彎的。那么只要人類具有一顆容量與之相近的“大腦”，戰(zhàn)勝它們就是小菜一碟。

一臺(tái)史上最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)聳立在珠峰頂端，它的身上延伸出許許多多細(xì)如毫毛的電線，順著電線追蹤，最后能看到的是一個(gè)個(gè)小小的傳感器。當(dāng)人們有需要的時(shí)候，隨時(shí)將它連接到自己腦后的電源接口上，立刻，人腦中的電線被激活，聯(lián)上了超級(jí)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，海量的知識(shí)涌入人腦……這臺(tái)“腦機(jī)”可能是人們變得更智能的第一步。

腦機(jī)接口

腦機(jī)指的是將電極與大腦神經(jīng)相連，通過電極運(yùn)輸神經(jīng)電信號(hào)的方法，其實(shí)我們?cè)缇驮谠S多殘障人士身上見到過。人工耳蝸能將收集到的聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳遞給聽神經(jīng)，使聽障人士聽到聲音。全身癱瘓的著名物理學(xué)家史蒂芬·霍金也常年戴著一臺(tái)腦機(jī)，電極與他的皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)神經(jīng)相連，只要他在大腦中想一想，電信號(hào)就會(huì)經(jīng)由電極傳入計(jì)算機(jī)中，他的想法就會(huì)在屏幕上顯示出來(lái)且電腦會(huì)代他發(fā)聲。

人腦與電腦合體

未來(lái)，腦機(jī)能做到的事情可不僅僅如此。特斯拉和SpaceX的創(chuàng)始人埃隆·馬斯克創(chuàng)立了一家腦機(jī)接口公司，正在進(jìn)行將電極接入大腦皮層的實(shí)驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)中海量的知識(shí)將有望通過一根根細(xì)細(xì)的電線直接傳到大腦中。目前他們已經(jīng)能以每分鐘六根的速度在大腦的目標(biāo)位置植入電極線，這些電極線寬度只有4～6微米左右，比頭發(fā)絲還要細(xì)。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，大鼠腦中植入的1500個(gè)電極線，可以通過傳感器將神經(jīng)元活動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)襟w外，研究人員能順利讀取大鼠的“思想”。

如果上述過程反向操作一下，從電腦中“吸取”知識(shí)的想法不就能實(shí)現(xiàn)了嗎？當(dāng)然，人腦中有數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)，要想通過腦機(jī)增加智商，在人腦中需要植入的可不止區(qū)區(qū)幾千根電極線，而且電極線又細(xì)又密，維修起來(lái)也很不容易。

壓電晶體神經(jīng)塵埃

有線網(wǎng)絡(luò)很麻煩，現(xiàn)在我們更喜歡用無(wú)線WiFi，腦機(jī)能不能“連WiFi”呢？神經(jīng)塵埃應(yīng)運(yùn)而生。神經(jīng)塵埃是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家發(fā)明的，它本質(zhì)其實(shí)是一種壓電晶體。壓電晶體在受到大小不同的壓力時(shí)，能將這些壓力轉(zhuǎn)換成電流，比如我們常見的麥克風(fēng)中就裝有壓電晶體，將聲音引起的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電流進(jìn)行傳輸，能起到放大和傳送聲音的用途。正是因?yàn)榫哂羞@樣的特性，神經(jīng)塵?？梢宰鳛閭鬏斏窠?jīng)電信號(hào)的介質(zhì)。不過要植入大腦的神經(jīng)塵埃必須盡可能小，目前由美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家制造的最小的神經(jīng)塵埃是體積約10微米的長(zhǎng)方體，比沙粒還小得多。

將神經(jīng)塵埃植入大腦后，就能感應(yīng)神經(jīng)元的電信號(hào)了。神經(jīng)元每產(chǎn)生1毫伏的電壓，神經(jīng)塵埃會(huì)發(fā)生幾十毫伏的電壓信號(hào)，通過外置的接收器接收這些電壓的變化情況，就能隨時(shí)掌握神經(jīng)元的放電狀態(tài)及其傳輸?shù)男畔ⅰ，F(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)在小鼠的肌肉和神經(jīng)組織中植入了神經(jīng)塵埃并能接收到神經(jīng)信號(hào)。

不過，現(xiàn)在制造出來(lái)的信號(hào)接收器體積還很大，將外界信息傳給大腦也還沒能實(shí)現(xiàn)。想通過“填鴨法”灌輸知識(shí)，讓人類智慧趕超AI，還有很長(zhǎng)的路要走。

實(shí)現(xiàn)全腦仿真

強(qiáng)化實(shí)體大腦很不容易，那么舍棄實(shí)體大腦，將大腦數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)相融合，使人腦直接變成“電腦”，可不可行呢？

不久的未來(lái)，許多剛出生的嬰兒孤獨(dú)地躺在手術(shù)臺(tái)上，周圍是數(shù)個(gè)機(jī)器人醫(yī)生?！爸鞯夺t(yī)生”熟練地打開了他們的頭蓋骨，然后小心翼翼地用蜘蛛腿般纖細(xì)的“手指”取出了黏糊糊的大腦。這個(gè)配有高分辨率顯微接收器的醫(yī)生快速地掃描了大腦的化學(xué)結(jié)構(gòu)，并將得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦δ軓?qiáng)大的計(jì)算機(jī)上。慢慢地，計(jì)算機(jī)上出現(xiàn)了一個(gè)與人腦很像的三維圖像。與此同時(shí)，另一位醫(yī)生負(fù)責(zé)在計(jì)算機(jī)上編寫代碼，對(duì)神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行建模，將這個(gè)靜止的三維圖像構(gòu)建成與大腦完全相同的虛擬大腦。至此，手術(shù)完成了，一個(gè)個(gè)虛擬大腦在浩瀚的數(shù)碼世界中永生，人類思想再也沒有了藩籬。

以上技術(shù)并不完全是虛構(gòu)的，已經(jīng)有科學(xué)家在研究一項(xiàng)被稱為全腦仿真的技術(shù)，其中的一類方法正與上述手術(shù)有異曲同工之妙。德國(guó)馬克斯·普朗克科學(xué)促進(jìn)學(xué)會(huì)的醫(yī)學(xué)專家凱文·布里奇曼和美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院的達(dá)維·博克是全腦仿真技術(shù)的領(lǐng)軍人物，他們各自的實(shí)驗(yàn)都表明，運(yùn)用高精度的掃描電子顯微鏡一點(diǎn)點(diǎn)地掃描大腦組織，再根據(jù)掃描結(jié)果重建神經(jīng)回路，并通過編程恢復(fù)大腦功能，是可以實(shí)現(xiàn)的。

不過，整臺(tái)手術(shù)的完成還有難處，比如目前我們的“手術(shù)刀”只能切出厚度為20微米的組織塊，而要想形成精密的顯微圖像，組織厚度得控制在5納米以下。此外，全部掃描工作完成后，哪個(gè)人類工程師能保證他/她可以寫出能完美模擬人腦的程序？這不久的未來(lái)還有多久，誰(shuí)也說(shuō)不準(zhǔn)。

制造機(jī)械大腦

除了上述方法，還有一個(gè)全腦仿真的計(jì)劃在研究中，那就是制造機(jī)械大腦。目前科學(xué)家們?cè)谛沱惥€蟲的身上實(shí)現(xiàn)了一部分目標(biāo)。

秀麗線蟲是一種細(xì)胞數(shù)量少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型動(dòng)物，因此常被作為模式生物進(jìn)行研究。而它之所以被選為首個(gè)機(jī)械大腦的所有者，原因也很簡(jiǎn)單，它全腦僅有302個(gè)神經(jīng)元，與人類大腦的860億個(gè)神經(jīng)元相比，簡(jiǎn)直不值一提。因此也更容易被仿造成機(jī)械大腦。

大腦皮層中錐體細(xì)胞的網(wǎng)絡(luò)，這些神經(jīng)元已使用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行了模擬。

由來(lái)自美國(guó)、巴西、俄羅斯等世界各地的生物學(xué)家和計(jì)算機(jī)學(xué)家組成的一個(gè)叫做“開源蠕蟲”的項(xiàng)目組的研究目的正是制造秀麗線蟲的機(jī)械大腦。科學(xué)家們?cè)谇叭说难芯炕A(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算機(jī)芯片模擬了秀麗線蟲約三分之一的神經(jīng)元，這是主要用于控制運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)元。接著，科學(xué)家們把這個(gè)模擬大腦裝入樂高機(jī)器人中，再給它安裝一個(gè)作為“鼻子”的聲吶傳感器，觀察機(jī)器人在遇到障礙物時(shí)的反應(yīng)。結(jié)果讓人振奮，遇到障礙物時(shí)，這個(gè)機(jī)器人不像全機(jī)械的機(jī)器人那樣“傻傻地”先后退再轉(zhuǎn)彎，而是像線蟲一樣靈活地扭動(dòng)避開——它的模擬大腦生效了！

重建秀麗線蟲的大腦與神經(jīng)

不過這個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功僅意味著機(jī)械大腦項(xiàng)目邁開了一小步。畢竟研究了幾十年，了解已經(jīng)很透徹的小小的秀麗線蟲的大腦我們也僅能模擬三分之一。想要模擬比之大幾百億倍的人類大腦，甚至讓其更復(fù)雜，難度可想而知。

超智能：讓人類大腦聯(lián)網(wǎng)

除了上述那些短期內(nèi)很難看到成果或有種種風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)外，還有方法能讓人類變得更加聰明嗎？有的，而且人們已經(jīng)在使用了。有句俗語(yǔ)叫做“三個(gè)臭皮匠，賽過諸葛亮”，雖然我們大部分人都不是天才，但如果集合眾人的智慧，也能爆發(fā)出巨大的力量，也許這才是當(dāng)前最安全可靠的獲得超級(jí)智能的方法。

每個(gè)重大技術(shù)和發(fā)明的背后往往凝聚著許多科學(xué)家的智慧和心血，唯有依靠集體的智慧才能結(jié)出成功的果實(shí)。1962年，中國(guó)在經(jīng)濟(jì)水平和科技水平雙低的情況下，僅用6年時(shí)間就破解了號(hào)稱世界上最難最復(fù)雜的技術(shù)之一——原子彈制造技術(shù)，這與許多位物理學(xué)家的智慧和努力是分不開的。在整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)中，有的人精通空氣動(dòng)力學(xué)，有的人專研原子物理學(xué)，還有的人擅于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析數(shù)據(jù)。這些科學(xué)家聚集在一起，在幾乎一窮二白的情況下用短短幾年的時(shí)間造出最復(fù)雜的武器，這件事沒有任何一個(gè)人能獨(dú)立做到。研究全腦仿真技術(shù)的團(tuán)隊(duì)也匯聚著許多全球頂級(jí)的科學(xué)家，納米技術(shù)、人工智能、腦成像、認(rèn)知心理學(xué)、生物技術(shù)等領(lǐng)域的研究人員都是缺一不可的。

即使是普通人，也可以通過共享知識(shí)來(lái)凝聚智慧，而互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展大大減小了我們共享知識(shí)的門檻和成本。比如問答網(wǎng)站知乎，作為一個(gè)開放性的平臺(tái)，任何人都可以在網(wǎng)站上提出各式各樣的問題，經(jīng)濟(jì)、政治、科技、文學(xué)等，很快就可以收獲許多或蘊(yùn)含知識(shí)或腦洞大開的答案。人們暢所欲言，思想碰撞，不正是一種凝聚智慧、提升智力的方法嗎？而不久的未來(lái)，當(dāng)虛擬大腦們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)世界中相遇，又會(huì)碰撞出怎樣強(qiáng)烈的思維火花呢？

與其懼怕AI太過強(qiáng)大，不如致力于提高人類自身。