大脑与人工智能结合后究竟会怎样?

在过去的两百万年中,人类大脑在稳步进化。但最近情况开始改变了,其中一件令人震惊的变化是,人类大脑在过去2万年间已经开始萎缩了。我们大脑萎缩体积大约为一个棒球大小,现在还不如一个足球大。

这个退化十分迅速且效果显着。人类学家John Hawks将其描述为相对于进化过程,大脑体积的缩小就是眨眼间的事儿。科学家预测,如果这种情况持续发展,那么再过2000年我们的大脑将比我们的祖先(直立猿人)的大脑还小。

我们大脑萎缩的原因很简单:我们的生态学注重生存而非智力。更大的大脑对于我们学习和使用语言、工具以及所有让我们的种族繁荣昌盛的发明是很必要的。但是现在,我们已经文明开化了如果你愿意享受家庭生活智力的某些部分就不那么重要了。

这对于所有生物都是很真实的:家养的动物,包括狗、猫、仓鼠和鸟,它们的大脑与野生的同物种动物相比,要小10%15%.由于保持大脑体积要付出较大代价,所以更大体积的大脑在生存的时候没有直接益处时,就会被选择性淘汰。这是不可避免的。

幸运的是,另一个方面在过去2万多年进化了,那就是即使我们的大脑萎缩了,却能让我们更加聪明的科技。科技让我们超越进化,让我们的大脑和身体可以完成那些生物学上不可能的事情。我们生来没有翅膀,但是我们发明了飞机、直升机、热气球和悬挂式滑翔机。我们没有足够的自然力量或速度狩猎大型猎物,但是我们发明了长矛,步枪和畜禽养殖场。

目前,随着互联网的发展,我们不仅见证了智力方面的扩展,还实现了智力和机器的融合,这两个方面逐渐合二为一。我们更小体积的大脑要突破自然的局限性,通过替代品变得强大。相信终有一天,我们的大脑可以利用互联网装满世界上所有信息。

通灵能力是否存在?

在19世纪末,一位名为Hans Berger的德国天文学家从马上摔了下来,差点被装甲部队碾压过去,还好他幸免于难。奇怪的是他妹妹竟然感应到了这件事,这也永远地改变了他。意外发生当天,他妹妹远在千里之外,但是却感觉到Berger遇到了危险。Berger认为这是通灵能力的表现,并且用其毕生精力来寻找证据。

为了证明大脑中的客观活动和主观心理现象之间的联系,Berger放弃了对天文学的研究转而进入医学院研究大脑。随后,他进入了德国耶拿大学(University of Jena)成为了神经学教授,继续他的探索。

在那时,人们对于通灵能力的关注相对较高。有许多学院,例如知名学府斯坦福(Stanford)、杜克(Duke)、牛津(Oxford)和剑桥( Cambridge)等,都致力于这个领域的研究。与此同时,也有许多知名学院在进行大量的研究予以反驳,来证明通灵能力并不存在。但这些通灵能力信念中有一个是正确的。

那就是现在人们所熟知的观念,即我们的大脑通过电荷通讯。这在当时是很激进的想法。最终,人们于1865年发现电磁场。Berger也发现了证据,他发明了一种称作脑电图的仪器(你可能认识它,它就是EEG),这个仪器可以记录脑电波。通过运用这一新型仪器EEG,Berger首次证明了人类神经元之间通过电子脉冲通讯。Berger在1929年发表了他的研究成果。

新常态

正如常常发生在其他革命性想法上一样,当时Berger的研究成果EEG被视为招摇撞骗的花招而被忽略或遭到谴责这终究是超自然能力。但是在随后的十年,更多的独立学者证实了这个结果,并广泛接受这一结果。Berger认为他的发现是能够证明精神拥有潜在超自然能力的证据。他不断寻找更多的证据,直至沮丧至极而上吊自杀。其他的科学团体恢复了他们之前所从事的好的科学。大部分人忘记了电子神经元。

直到1969年,由生物学家Eberhard Fetz对Berger的发现进行了详细说明,这种状况才有所改观。Fetz解释道,如果大脑是由电流控制的,那么我们或许可以用大脑来控制电子设备。在华盛顿大学(University of Washington)的一个小型灵长类动物实验室中,他将猕猴的大脑和一个电表连接在一起。随后,他惊讶的发现,猴子学着用它的思想来控制电表的读数。

难以置信的是,这一发现在1969年并未得到广泛的应用。但是随着硅晶片,电脑和数据网络的快速发展,现有技术能够将人类大脑与网络连接,进而产生了一种新智能。

全球许多实验室中的科学家正致力于不断完善电脑芯片。这种电脑芯片可以植入人类大脑。在许多方面,如果成功的话,这个结果能完美地与心理学领域相契合。现实中可能不存在超自然能力,但是下面这些无疑是可以实现的:心灵感应、心灵遥感、千里眼、超能感觉力。尽管超自然是不存在的,但是Hans Berger始终是正确的。

价值六百万美元的人

Jan Scheuermann拿起了一块巧克力送到嘴边,咬了一口,脸上绽开笑容,然后说道:对于一个女人来说是一小口,但是对于BCI来说却是一大口。

BCI可以代替脑机接口(brain-computer interface),Jan是世界上仅有的少数能够使用这个技术的人,这可以通过两个直接植入她大脑神经元的芯片来完成。首个人类大脑植入是John Donoghue设想的,他是布朗大学(Brown University)的一位神经系统科学家。2004年,他给一位瘫痪患者植入了一个芯片。

这些微型计算机芯片使用了一种叫做脑之门(BrainGate)的技术。这个技术可以直接把思想与计算机和网络连接起来。作为脑之门公司主席,他可以亲自证明这项创造有着何种深远的意义。

脑之门这个发明可以让人们通过自己的思想来控制电子设备,无需其他辅助工具。脑之门芯片植入大脑中并附属于颅骨外面的连接器。在Jan Scheuermann的案例中,连接器与计算机连接,再将计算机连接到机器人手臂上。这样,Scheuermann就可以通过自己的思想来控制机器人手臂来喂自己吃巧克力。

Scheuermann五十来岁,是一位聪明、有活力的女性,但自从40岁起她的手臂和腿就无法正常使用,她被诊断患有一种罕见的基因疾病。她说道:我已经有差不多10年的时间不能移动东西了,这是我生命的转折点,就像是过山车和高空跳伞一样。其他患者用大脑控制芯片来沟通,控制轮椅,写电子邮件并连接网络。

这个技术极其简单,易于理解。脑之门就像Berger的EEG和Fetz的电表那样,是插入大脑的电子信号。如果将脑之门芯片附在皮质区,读取大脑电子信号并将其传输到计算机,它就可以翻译电子信号,然后把指令传输到其他的电子设备,例如机器人手臂或轮椅。

在这个方面,它与通过电视遥控器来换频道没有什么大的不同。这项技术很大程度上将使仿生学(bionics)成为可能;让残疾人恢复沟通能力,让他们用以前难以想象的方式亲近这个世界。

思想融合

但是想象一下,如果我们(不论残疾与否)能够把我们的思想连接到计算机,那么这个世界会变成什么样子。

计算机自发明之日起就已经慢慢接近我们的大脑了。计算机开始的时候是一个大型的主机,慢慢演变成台式机、笔记本、平板电脑和可以手持的距离我们面部几英寸远的智能手机,再到现在的谷歌眼镜。谷歌眼镜(尽管正在进行重新设计)通过一对镜片与网络连接。

回到2004年,谷歌创立者表示,终有一天我们能够通过大脑植入物与网络直接连接起来,即全世界的信息都可以整合入我们的大脑。

十年后,路线图初具雏形。尽管植入设备(如脑之门)还需要很多年才能达到足够安全标准毕竟植入需要进行脑科手术现在正在开发一大批可在颅骨外使用的脑电波传感器,这可用于我们所有人:可用于检测司机警觉的帽子,用于监控睡眠的发带,用于控制视频游戏的头盔;这有助于开发可穿戴设备EEG、可植入纳米芯片;甚至是能够通过空气中的电磁波来读取我们大脑信号的技术。

正由于人类智能向着互联网的方向发展,互联网本身也变得日益强大。实际上,互联网可作为机械智能的基础。自20世纪50年代开始,这一直都是科学家们努力的方向。

人工智能的发展遇到了一些问题。其中之一是,我们一直在改变对智能的定义。在20世纪60年代,我们认为计算机击败了十五子棋(backgammon)冠军就是智能。但是到了70年代,Gammonoid以71的比分击败了Luigi Villa世界十五子棋冠军,我们认为十五子棋太简单了,只需要径直计算就能达到效果。

我们改变了关注复杂规则和策略的游戏的方式,如国际象棋。然而,当IBM的深蓝计算机( Deep Blue computer)在1997年打败了在国际象棋界有着统治地位的冠军Gary Kasparov时,我们再次了改变规则。再也不用复杂的计算或逻辑判断来代表智能了。

或许当计算机能够回答人类知识性问题时,它们才是智能的。当然,当2011年IBM的沃森计算机在危险境地彻底击败了最强选手时,我们必须修改这一理论。但是所有计算机的运动功能都欠佳:他们不会打招呼、握手或聊天。每每有一个机器挑战我们对于智能的定义时,我们都会对其重新定义。

是什么创造了人类?

本质上,我们已经做了相同的事情。我们曾经争论,将我们与其他动物区别开来的是我们能够使用工具。然后,我们发现灵长类和乌鸦也能使用工具,所以我们改变了我们的想法,并说是我们的语言能力创造了我们的智能。之后生物学家教第一只黑猩猩如何使用符号语言。随后我们声称,智能不是语言。

接下来是自觉意识和认知,直到有实验明确地证明海豚也是有自我意识的。随着对动物智能和机械智能的认识,我们不断地改变着定义。

有些人相信,我们可以超越不断改变的定义。这些大胆的冒险家中的大部分人,最近都把精力聚焦在大脑科学上面了,他们试图对大脑进行逆向工程。随着理论的日趋完善,一旦我们了解了大脑的所有区域,我们就能将其重新构建并建立一个智能系统。

但是这一方法面临着两个问题。首先,绝大部分大脑的内部工作状态还是个谜。神经系统科学已经取得了令人瞩目的进步,但是仍处于早期阶段。

其次,大脑是更基本的。就像怀特兄弟并未通过解剖鸟类学习飞翔一样,我们不会通过重建大脑来创建智能。非常明确的是,一个智能机器看起来会像一个三英镑重的木头人,也没有细胞、血液和脂肪。

大学教授Daniel Dennett,和塔夫茨大学(Tufts University)哲学教授Austin B. Fletcher是逆向工程观点的拥护者。作者认为Austin B. Fletcher是一位导师,并可以为解决精神谜团提供指导。但是他最近改变了研究课程,他说道:我正在试图解决多年前我犯下的一个错误,并重新思考它:要想了解大脑,就得把它拆分开。

Dennett的错误是将大脑简化为神经元以试图将其重建。这样简化步骤跨越太大了,把我们从树林的边缘一下子推入了树林的深处。这对于任何一种逆向工程来说都是很危险的。生物学家将蚁群简化为个体,但是我们现在已经知道了蚂蚁的网络(族群)是临界水平。把飞行简化为一片羽毛是没有用的,但是将其简化为翼展就不同了。羽毛的步骤跨度就是太大了,就像蚂蚁和神经元一样。

科学家已经将神经元的功能过于简化了,将其视为一个可预见的开关。如果这是真实的,那么就太方便了。但是神经元在工作的时候不仅仅是有逻辑的,并且在90%的情况下神经元是不奏效的。人工智能基本都忽略了这个事实。

新智能

关注单个神经元的开或关,会漏掉整个神经元网络正在发生的事情,这些事会产生令人惊讶的结果。个体神经元的不完善考虑到了网络整体的可塑性和适应性。不论其完善与否,智能不能通过创建一系列开关来复制。相反,我们必须把注意力集中在网络整体上。

神经元可能是晶体管,甚至是计算机芯片的类似物。但其对于智能来说并不是好的构建模块。神经元网络是功能性的,脑之门技术是可行的,因为芯片不是附着在一个神经元上面,而是一个神经元网络上。读取单个神经元的信号能够得到的信息太少了;其显然不能让脑之门患者移动一个机器人手臂或是计算机光标。科学家可能永远不能让神经元进行逆向工程化,但是他们能更好地解释网络的通讯交流。

对于智能来说,与计算机相比互联网是更好的选择。计算机是由完美的晶体管组成的完美的计算器,;它们就像我们预想的单个神经元一样。但是互联网拥有大脑所有的特性:它可以平行地工作,可以远距离通讯,它也会犯错。

尽管互联网还处于发展初期,但是它可以影响自然赋予我们的大脑。计算机网络以及神经元网络的集合是创造真正的人工智能的关键。人类需要花费百万年才获得的智能,在人类思想的指导下仅需要一个世纪就可以创造出来。(科学之家,议审:Kong)

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2015-06-10
大脑与人工智能结合后究竟会怎样?
在过去的两百万年中,人类大脑在稳步进化。但最近情况开始改变了,其中一件令人震惊的变化是,人类大脑在过去2万年间已经开始萎缩了。我们大脑萎缩体积大约为一个棒球大小,现在还不如一个足球大。这个退化十分迅速且效果显着。人类学家John Hawks将其描述为相对于进化过程,大脑体

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