仿真人腦

瓦利菲斯特(Wally Pfister)執導的科幻影片《超驗駭客》(Transcendence)將於4月17日正式發布,加州伯克萊的機器智慧型研究學院(Machine Intelligence Research Institute)的執行主任盧克穆豪瑟爾(Luke Muehlhauser)和牛津大學人類未來研究院的研究員斯圖亞特阿姆斯特朗(Stuart Armstrong)發表了一篇文章來探討《超驗駭客》中的科幻概念以及將人腦上傳到計算機系統中的可能性。

理論上是可行的

仿真人腦 仿真人腦

瓦利菲斯特(Wally Pfister)執導的科幻影片《超驗駭客》(Transcendence)將於4月17日正式發布,加州伯克萊的機器智慧型研究學院(Machine Intelligence Research Institute)的執行主任盧克穆豪瑟爾(Luke Muehlhauser)和牛津大學人類未來研究院的研究員斯圖亞特阿姆斯特朗(Stuart Armstrong)發表了一篇文章來探討《超驗駭客》中的科幻概念以及將人腦上傳到計算機系統中的可能性。

穆豪瑟爾和阿姆斯特朗的文章是《將來時》(Future Tense)系列的一部分,該系列是由亞利桑那州大學、新美國基金會和知名網路雜誌Slate合作推出的一系列文章,主要探討各種新技術將對人類社會、政策和文化造成什麼樣的影響。

文章內容

當瓦利菲斯特執導的科幻影片《超驗駭客》在4月17日正式發布時,無數觀看了該片的人不禁會自問“我們有朝一日真的能夠將約翰尼德普(Johnny Depp)的大腦上傳到計算機中嗎?”,在“布魯斯威利斯能否拯救世界?”和“地心引力”中,我們可能會認為好萊塢也許太嚴肅了一些,同時我們想來探討一下“全腦仿真”(whole brain emulation)的科學合理性。

在《超驗駭客》中,全腦仿真從原則上來說似乎是可行的。正如影片的第一個預告片中的一位角色所說,思想就是一種電子信號模式。那種說法或許不能被大眾所認同,但是在認知科學家之中,那卻是一個共識。從原則上來說,那種電子信號模式是可以在計算機上運行的。

我們已經成功地仿真了很多相對比較簡單的事物。比較年長的讀者或許象盧克一樣在Atari 2600遊戲機上玩過象《宇宙入侵者》(Space Invaders)那樣的老遊戲。Atari 2600遊戲機有一個名為MOS 6502的處理器,那款處理器早就過時了。但是我們能夠在現代計算機上準確地仿真它。

研究員們是出於封存的目的這么做的:物理晶片會隨著時間的推移而腐爛,但是仿真物只是信息,可以被複製和保存下來。

我們所說的“仿真”是這樣的:當年輕的盧克按下Atari遊戲機控制器上的“發射”按鈕時,一個電子信號會從控制器發到MOS 6502處理器,然後控制處理器內部的電子信號在不同電路之間移動,最終向他的電視機發出某種電子信號模式,然後盧克就會看到他控制的宇宙飛船剛剛向入侵的異族之敵發出了一束雷射。

掃描處理器的高清晰電路圖並了解那些電路的工作原理,我們就可以在現代計算機上再現相同的功能。在仿真的處理器中,沒有電流,只有數字;沒有物理電路,只有控制數字變化的規則。但是結果是,按下與MOS 6502仿真品相連的一個按鈕,就會象年輕的盧克一樣看到相同的畫面。物理MOS 6502處理器已經沒有了,但是信息模式是一樣的,各種輸入指令得到的結果也跟以前是一樣的。

如果你想親自嘗試一下,不妨利用NESbox在瀏覽器中玩玩象超級馬里奧那樣的老遊戲。那些老遊戲都能夠在瀏覽器中得到再現,瀏覽器可以準確地仿真任天堂在上個世紀發布的遊戲機。

從理論上來說,仿真人腦也應該是可行的。我們可以模仿人腦的物理、化學和電子結構,將所有的細節都輸入計算機,從而產生與真實的人腦相似的輸出結果,比如控制虛擬的肢體、五官和其他器官。但是在實際中,我們還缺少3個重要因素。第一,我們還無法足夠細緻地掃描人腦以便完美再現人腦中的所有“電路”。第二,我們還不了解控制所有神經元和腦細胞工作原理的規則。第三,我們還沒有足夠強大的計算能力去運行整個仿真系統,因為人腦的複雜程度比MOS 6502處理器要高得多。

我們現在還遠遠達不到上述三項要求中的任何一項。現在的科學家們連一隻小蟲子的大腦都模仿不了。有一種被稱作C.elegans的小蟲子,它的大腦中有302個神經元,相比之下,人腦中共有860億個神經元。按照這三個問題涉及到技術的進步速度來估算,我們估計至少要到2070年才能仿真人腦。

但是即便有朝一日我們能夠仿真人腦,仿真得到的人腦會跟真正的人腦一樣嗎?它是否會有自己的意識呢?這些都還是未知數。同時這些問題也會引發倫理上的擔憂,但是現在我們還可以暫時將它們放在一邊。從某種角度來說,不管人腦仿真是否會有意識,只要知道人腦仿真得到的結果能夠擁有人腦的功能就足夠了。

那么,《超驗駭客》中的科幻真實性有多強呢?從預告片來看,很多細節看起來可能是錯的,但是全腦仿真的技術可行性或許是正確的。但是我們必須記住一點,即這並非是已經實現的科學。它更接近於人造地球衛星宇航技術中的探索性技術、ENIAC之前的計算機科學、分子納米技術中的同代研究、星際旅行和量子計算。

科學幻想經常會變成現實,但是並非全部如此。全腦仿真的可行性是一個公開的難題,而且這個難題可能在未來幾十年內都得不到確切的答案。

約翰尼德普出生於1963年,到2070年時他就有107歲了。在美國,男性公民的平均壽命只有79歲。我們估計,傑克斯帕羅(Jack Sparrow)(《加勒比海盜》中的海盜王)可能也不願意被數位化保存下來以便他能在《加勒比海盜》後續劇集中繼續閃亮登場。

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