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改装人脑,能超越人工智能?

“喂,警察吗?我被我家的机器人关起来了,快来救我。”“现在是人类警官的休息时间,有任何问题请留言,机器人警官随时为您服务”……公元2035年,人类拥有着最好的伙伴和帮手――机器人,它们严格遵守“机器人三大法则”,从不伤害人类。人们相信,人类和机器人会一直和谐共处。可是,一夜之间,人们的生活大变样:所有人类都被囚禁起来,机器人甚至铁腕处决了那些不服管教的人类。尽管人类数次发起反抗,但都被无情镇压了……怎么会变成这样?

原来,这正是机器人在保护人类。当利欲熏心的人类开始无止境地破坏环境、争夺地盘时,机器人根据“三大法则”,判断人类的这些行为将毁灭自身,于是开始执行“保护人类”的最高法则:将破坏者都关起来。

这只是电影《机械公敌》的情节。但是,即使最“听话”的机器人,也很难保证会跟人类永远和平共处,其他“叛乱者”更不可能:《终结者》中的超脑“天网”几乎杀死全人类、《机器的叛变》中的机器首领指挥摄像机器人暗地里将人类一个个杀死……

这些电影中,人类无一不是靠永不言败的精神和巨大的牺牲来战胜机器人。难道人类真的无法永远跟机器人和平共处吗?一旦机器人叛乱,我们战胜它们就那么难吗?其实只要早做准备,人类能比机器人更智能、更强大。

人脑加装大脑

我们制造人工智能(AI)是为了让它为人所用,而不是反噬人类。那么有什么办法既能享受超级智能的便利,又能避免可能发生的危害?与其成天担忧AI未来可能的反叛或事发后再付出沉重的代价去补救,不如防患于未然,让人类比AI更聪明。

AI有多聪明,大家都知道了,可是它有一个劣势,那就是“死脑筋”――当AI开始执行任务时,它会不惜一切代价去完成任务。在电影《2001太空漫游》中,为了完成登陆和探测木星的指令,飞船上的超级电脑HAL 9000关闭了宇航员们的冬眠维生装置,直接导致了宇航员们的死亡,只是因为他们可能会终止登陆任务。由此可以想象,当遇到预设之外的难题时,AI的脑筋是不会转弯的。那么只要人类具有一颗容量与之相近的“大脑”,战胜它们就是小菜一碟。

一台史上最大的超级计算机耸立在珠峰顶端,它的身上延伸出许许多多细如毫毛的电线,顺着电线追踪,最后能看到的是一个个小小的传感器。当人们有需要的时候,随时将它连接到自己脑后的电源接口上,立刻,人脑中的电线被激活,联上了超级计算机的网络,海量的知识涌入人脑……这台“脑机”可能是人们变得更智能的第一步。

脑机指的是将电极与大脑神经相连,通过电极运输神经电信号的方法,其实我们早就在许多残障人士身上见到过。人工耳蜗能将收集到的声音转换成电信号,传递给听神经,使听障人士听到声音。全身瘫痪的著名物理学家史蒂芬・霍金也常年戴着一台脑机,电极与他的皮层运动区神经相连,只要他在大脑中想一想,电信号就会经由电极传入计算机中,他的想法就会在屏幕上显示出来且电脑会代他发声。

人脑与电脑合体

未来,脑机能做到的事情可不仅仅如此。特斯拉和SpaceX的创始人埃隆・马斯克创立了一家脑机接口公司,正在进行将电极接入大脑皮层的实验,网络中海量的知识将有望通过一根根细细的电线直接传到大脑中。目前他们已经能以每分钟六根的速度在大脑的目标位置植入电极线,这些电极线宽度只有4~6微米左右,比头发丝还要细。在动物实验中,大鼠脑中植入的1500个电极线,可以通过传感器将神经元活动数据传输到体外,研究人员能顺利读取大鼠的“思想”。

如果上述过程反向操作一下,从电脑中“吸取”知识的想法不就能实现了吗?当然,人脑中有数以亿计的神经元和神经网,要想通过脑机增加智商,在人脑中需要植入的可不止区区几千根电极线,而且电极线又细又密,维修起来也很不容易。

有线网络很麻烦,现在我们更喜欢用无线WiFi,脑机能不能“连WiFi”呢?神经尘埃应运而生。神经尘埃是由美国加州大学伯克利分校的科学家发明的,它本质其实是一种压电晶体。压电晶体在受到大小不同的压力时,能将这些压力转换成电流,比如我们常见的麦克风中就装有压电晶体,将声音引起的振动转换成电流进行传输,能起到放大和传送声音的用途。正是因为具有这样的特性,神经尘埃可以作为传输神经电信号的介质。不过要植入大脑的神经尘埃必须尽可能小,目前由美国麻省理工学院的科学家制造的最小的神经尘埃是体积约10微米的长方体,比沙粒还小得多。

将神经尘埃植入大脑后,就能感应神经元的电信号了。神经元每产生1毫伏的电压,神经尘埃会发生几十毫伏的电压信号,通过外置的接收器接收这些电压的变化情况,就能随时掌握神经元的放电状态及其传输的信息。现在,科学家们已经在小鼠的肌肉和神经组织中植入了神经尘埃并能接收到神经信号。

不过,现在制造出来的信号接收器体积还很大,将外界信息传给大脑也还没能实现。想通过“填鸭法”灌输知识,让人类智慧赶超AI,还有很长的路要走。

实现全脑仿真

强化实体大脑很不容易,那么舍弃实体大脑,将大脑数据与计算机数据相融合,使人脑直接变成“电脑”,可不可行呢?

不久的未来,许多刚出生的婴儿孤独地躺在手术台上,周围是数个机器人医生。“主刀医生”熟练地打开了他们的头盖骨,然后小心翼翼地用蜘蛛腿般纤细的“手指”取出了黏糊糊的大脑。这个配有高分辨率显微接收器的医生快速地扫描了大脑的化学结构,并将得到的数据传输到功能强大的计算机上。慢慢地,计算机上出现了一个与人脑很像的三维图像。与此同时,另一位医生负责在计算机上编写代码,对神经活动进行建模,将这个静止的三维图像构建成与大脑完全相同的虚拟大脑。至此,手术完成了,一个个虚拟大脑在浩瀚的数码世界中永生,人类思想再也没有了藩篱。

以上技术并不完全是虚构的,已经有科学家在研究一项被称为全脑仿真的技术,其中的一类方法正与上述手术有异曲同工之妙。德国马克斯・普朗克科学促进学会的医学专家凯文・布里奇曼和美国哈佛医学院的达维・博克是全脑仿真技术的领军人物,他们各自的实验都表明,运用高精度的扫描电子显微镜一点点地扫描大脑组织,再根据扫描结果重建神经回路,并通过编程恢复大脑功能,是可以实现的。

不过,整台手术的完成还有难处,比如目前我们的“手术刀”只能切出厚度为20微米的组织块,而要想形成精密的显微图像,组织厚度得控制在5纳米以下。此外,全部扫描工作完成后,哪个人类工程师能保证他/她可以写出能完美模拟人脑的程序?这不久的未来还有多久,谁也说不准。

制造机械大脑

除了上述方法,还有一个全脑仿真的计划在研究中,那就是制造机械大脑。目前科学家们在秀丽线虫的身上实现了一部分目标。

秀丽线虫是一种细胞数量少、结构简单的小型动物,因此常被作为模式生物进行研究。而它之所以被选为首个机械大脑的所有者,原因也很简单,它全脑仅有302个神经元,与人类大脑的860亿个神经元相比,简直不值一提。因此也更容易被仿造成机械大脑。

由来自美国、巴西、俄罗斯等世界各地的生物学家和计算机学家组成的一个叫做“开源蠕虫”的项目组的研究目的正是制造秀丽线虫的机械大脑。科学家们在前人的研究基础上运用计算机芯片模拟了秀丽线虫约三分之一的神经元,这是主要用于控制运动的神经元。接着,科学家们把这个模拟大脑装入乐高机器人中,再给它安装一个作为“鼻子”的声呐传感器,观察机器人在遇到障碍物时的反应。结果让人振奋,遇到障碍物时,这个机器人不像全机械的机器人那样“傻傻地”先后退再转弯,而是像线虫一样灵活地扭动避开――它的模拟大脑生效了!

不过这个实验的成功仅意味着机械大脑项目迈开了一小步。毕竟研究了几十年,了解已经很透彻的小小的秀丽线虫的大脑我们也仅能模拟三分之一。想要模拟比之大几百亿倍的人类大脑,甚至让其更复杂,难度可想而知。

超智能:让人类大脑联网

除了上述那些短期内很难看到成果或有种种风险的技术外,还有方法能让人类变得更加聪明吗?有的,而且人们已经在使用了。有句俗语叫做“三个臭皮匠,赛过诸葛亮”,虽然我们大部分人都不是天才,但如果集合众人的智慧,也能爆发出巨大的力量,也许这才是当前最安全可靠的获得超级智能的方法。

每个重大技术和发明的背后往往凝聚着许多科学家的智慧和心血,唯有依靠集体的智慧才能结出成功的果实。1962年,中国在经济水平和科技水平双低的情况下,仅用6年时间就破解了号称世界上最难最复杂的技术之一――原子弹制造技术,这与许多位物理学家的智慧和努力是分不开的。在整个研发团队中,有的人精通空气动力学,有的人专研原子物理学,还有的人擅于设计实验和分析数据。这些科学家聚集在一起,在几乎一穷二白的情况下用短短几年的时间造出最复杂的武器,这件事没有任何一个人能独立做到。研究全脑仿真技术的团队也汇聚着许多全球顶级的科学家,纳米技术、人工智能、脑成像、认知心理学、生物技术等领域的研究人员都是缺一不可的。

即使是普通人,也可以通过共享知识来凝聚智慧,而互联网的发展大大减小了我们共享知识的门槛和成本。比如问答网站知乎,作为一个开放性的平台,任何人都可以在网站上提出各式各样的问题,经济、政治、科技、文学等,很快就可以收获许多或蕴含知识或脑洞大开的答案。人们畅所欲言,思想碰撞,不正是一种凝聚智慧、提升智力的方法吗?而不久的未来,当虚拟大脑们在网络世界中相遇,又会碰撞出怎样强烈的思维火花呢?

与其惧怕AI太过强大,不如致力于提高人类自身。