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科学家欲2018年前造出具有意识和智能的人造大脑

2010-01-06
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科学家欲2018年前造出具有意识和智能的人造大脑

过耳朵、眼睛、鼻子、舌头和触觉,大脑可接受大约1亿条信息,每天大约耗费10瓦能量。大脑重1.5公斤。如果将大脑中所有的神经结点打开,可能长达320万千米。而这只是我们所了解的大脑的一小部分。其实,大脑的复杂性远远超出人们的想象。电脑工程师马克拉姆宣称,他的团队的奋斗目标是将在2018年前开发出世界上第一个具有意识和智能的人造大脑。

意识是否和大脑无关

英国伦敦大学学院的神经心理学家查尔斯-弗瑞斯总结了大脑和思维的关系,他说:“大脑做的很多工作都是无意识的。实际上,人的整个世界:意识、本体,是大脑创造的幻觉,不同的大脑构建的世界各不相同。”

科学家欲2018年前造出人工大脑具有意识(图)
2010年01月06日 新浪科技

马克拉姆教授希望他的蓝脑计划能够取得成功 电影中的弗兰肯斯坦

据英国《每日邮报》报道,在瑞典政府、欧盟、IBM公司的鼎力支持下,瑞士洛桑综合理工学院电脑工程师亨利-马克拉姆(Henry Markram)教授计划在2018年前开发出世界上第一个具有意识和智能的人造大脑。虽然面临种种质疑,马克拉姆仍对未来充满信心,稳步推进他的“蓝脑”计划。

现实版“弗兰肯斯坦实验”

马克拉姆今年47岁,出生于南非,现为以色列国籍,他曾是一名医生,后转行成了电脑工程师。在2009年夏季科技大会上,马克拉姆的话让博学多才的听众们也目瞪口呆。马克拉姆宣称,他的团队将在2018年前开发出世界上第一个具有意识和智能的人造大脑。这确实是他的奋斗目标。在日内瓦湖畔,这位才华横溢、又有些古怪的科学家正在朝这个目标迈进。

按照他的设想,人造大脑由硅、金和铜等金属制成。最终的结果会是一个“人”——如果我们可以这样称呼的话,马克拉姆相信在十年内,此人可能会具备思维、感觉等能力,甚至还能坠入爱河。一旦成功,马克拉姆的“蓝脑”(Blue Brain)计划一定会成为科学史上最非同寻常的项目之一。

如果他的实验取得成功,那么我们将接近于实现一个古老的概念,这个概念最早是在英国著名小说家玛丽-雪莱(Mary Shelley)创作的文学史上第一部科幻小说《弗兰肯斯坦》(Frankenstein)中提出的,讲述了科学家利用高科技打造人造怪物的故事。巧合的是,《弗兰肯斯坦》的创作地离马克拉姆教授的实验室并不远。马克拉姆的尝试一旦成功,将带给这种概念以最大的哲学、道德和伦理谜团,或许迫使我们接受这种难言的结局。

马克拉姆认为,人造大脑会使活体解剖过时,征服精神疾病,甚至改善我们的智商和认知能力。马克拉姆“蓝脑”计划的目标是,尝试在世界上运算能力最强大的电脑之一上开发电脑化的大脑版本——一开始是对老鼠大脑进行试验,接着过渡到人脑。马克拉姆希望赋予人造大脑以丰富的情感,具有思维、推理、意愿表达、记忆等能力,甚至还能体验像人一样的悲伤、欢乐、痛苦、愤怒。



科学家欲2018年前造出人工大脑具有意识(图)

  获得巨额资金支持

马克拉姆自信地说:“我们将在2018年前实现这一目标。我们需要大笔资金,对我来说这也不是什么难事。世上鲜有科学家具有像我一样的资源。”当然,这个雄心勃勃的计划不可避免遭受非议。不过,即便是批评者,他们大多也承认马克拉姆正朝着正确的方向迈进,最重要的是,他拥有开展这种计划的资金。

数千万欧元正源源不断涌入马克拉姆设在瑞士洛桑综合理工学院脑智研究所(Brain Mind Institute)的实验室,资助者当中包括瑞士政府、欧盟和私人企业,如电脑巨头IBM公司。人造大脑具有深远影响并不足为奇。人脑是宇宙中最复杂的物体,马克拉姆坚持认为,最新的超级电脑不久将具备人脑的复杂能力。

《每日邮报》记者走访了马克拉姆的实验室,发现这肯定不是一项普通的科学研究。事实上,马克拉姆的实验室内部构造看上去就像“企业”号星舰一样,里面摆放着各种各样的玩具,即便是詹姆斯-邦德系列影片中的“Q博士”,见到这一幕也会因嫉妒而脸红。问题是,如何用电脑建造大脑?数十年来科学家建造电子大脑的尝试从未取得过成功。

IBM“蓝色基因”超级电脑

要想理解“蓝脑”计划的重要性,首先了解该计划不同寻常之处肯定有帮助。马克拉姆不是在尝试开发向来是科幻电影主题的机器人奴仆。真正的机器人或许能行走、谈话,建立在被“教授”如何像人一样表现的电脑基础之上,但它们最终不会比洗碗机聪明。马克拉姆认为这些玩具“已经过时了”。

相反,马克拉姆将要打造他所希望的“真人”,或至少是真人最重要、最复杂的部分——大脑。所以,他不是尝试复制大脑的功能,比如教电脑下棋,爬楼梯等最基本的事情,而是寻求人脑一样的功能。人脑遍布神经细胞,彼此间可利用非常小的电脉冲进行交流。按照设想,“蓝脑”计划利用相当于极为复杂的解剖技术的手法,将人脑一个个细胞“分解”,分析细胞间的数十亿个连接,然后将这些连接输入电脑。

这样做的结果其实就是大脑的蓝图或副本,只不过通过软件而非血肉呈现出来。马克拉姆的想法是希望通过建立大脑模型,令其功能像人脑一样。为演示他是如何做到这一点的,马克拉姆向记者展示了一台机器,从外观上看,这台机器就像是严刑拷打的地狱工具——一个直径约为2英尺(约合61厘米)的轮子,十二个极其微小的玻璃“辐条”对准中心。

在这个机器上,马克拉姆利用比人头发还纤细的工具,将老鼠大脑切片。接着将它们的互连绘制出来,变成电脑代码。一个盛满污水的大桶放在这台高科技机器旁边。用过的老鼠大脑碎片会被丢入桶内,这令人不寒而栗,不禁想到这是一个基于血肉之躯的计划。迄今为止,马克拉姆的超级电脑(IBM“蓝色基因”)运转正常,利用源自人脑组织切片的信息,模拟大约1万个神经细胞的工作机制,这相当于单个老鼠的“新皮层单元”(neocortical column)。新皮层单元是大脑的一部分,被认为是理性思维的中心。

科学家欲2018年前造出人工大脑具有意识(图)

电脑运算能力至关重要

马克拉姆说,这是极为关键的步骤。接下来,他需要一台运算能力更突出的电脑。只需30瓦的电力——足以驱动一个小电灯泡,人脑的运算能力将是原来的一百万倍,甚至超过强大的“蓝色基因”超级电脑。马克拉姆说,全面复制人脑“在今天是完全不可能的事情。”即便是研究的下一个阶段(即完全复制老鼠大脑),仍需要一台造价2亿英镑、效率更高的超级电脑。

马克拉姆说:“我们需要一台10亿美元的定制机器,用它来复制人脑信息。”电脑的计算能力目前正成倍增加,所以,开发出合适的硬件只是时间问题。马克拉姆自信地表示:“我们会实现这一目标的。”事实上,马克拉姆认为他将在2020年前拥有足够高效的电脑,用以处理各类数据,模拟人脑活动。

结果又如何呢?或许是一个具有意识和情感的“人”,具备认知和自主决策能力。这种可能性的确令人十分感兴趣。面对如此非同寻常的想法人们往往会首先提出这样的问题:“他疯了吗?”《每日邮报》记者曾采访过几位自认为有能力改变世界的科学家——奇怪的是,总是男性——他们信心满满地说自己可以建造时间机器或星舰,能够治愈癌症,抗击衰老。

他们认为,心灵感应真实存在,外星人造访过地球,甚至还宣称距造出人造大脑仅一步之遥。其中大多数人都是受到了欺骗。马克拉姆并不是疯狂之人,但他肯定令人感到不安。他就像是维多利亚女王时期绅士科学家和新世纪宗教领袖的结合体。他一本正经地说:“你必须掌握物理学、宇宙构成和哲学等方面的知识。”

  最大程度挖掘人类潜能

马克拉姆说人类“尚未实现他们的潜能”,深信世上的天才比我们想象的多。他认为人造大脑可以向我们展示如何利用人脑中尚未开发的潜能,如果创造出智力高过我们的“人”,或许它能教我们如何开发大脑潜能。马克拉姆并不疯狂的最佳证据是他会弄脏自己的双手。他对“超级机器”的运转心知肚明,对大脑细胞的工作机制了如指掌。

“蓝脑”计划的原理深深根植于主流科学思想。马克拉姆认为,人的最深层次、最基本的特征——思维、情绪、自我意识神秘感——源于发生在人脑中的数万亿次电化学反应。他相信自我感觉的产生并不存在神秘“灵魂”。相反,这产生于人脑的物理过程。当然,意识是最难解的科学谜团之一。人脑中数百万个小小的电脉冲如何产生自我、疼痛等感觉?没人知道答案。

如果马克拉姆是对的,这并不成问题。马克拉姆认为意识或许是一种由于足够程度的有组织复杂事物而“出现”的东西。例如,一群椋鸟傍晚出现时的奇妙景象。数千只鸟儿相互作用,产生类似于具有自我生命的单个统一体的外形。马克拉姆认为,这便是意识生成过程——从数十亿个独立大脑细胞产生一个有感觉力的思想。

科学家欲2018年前造出人工大脑具有意识(图)

英国“大脑盒子”计划

这种发明可能会产生怎样的问题?如果机器妄自发号施令该怎么办?它祈求你别关闭或晚上独处一室又该怎么办?马克拉姆解释说:“或许你只能像对待孩子一样对待它。有时,我只能对我的‘孩子’说:‘抱歉,我得走了。’”事实上,人造大脑会带来一系列道德问题。你真的能用人造大脑去做实验吗?马克拉姆的人造大脑未来的一个潜在用途是医学检测。

然而,引起人脑甚至人造大脑任何“疼痛”是否是合适之举?马克拉姆承认:“如果你能接受建造模拟机器同开发真正大脑是一样的事情,那么我们就遇到了真正的问题。建造这个神奇机器的过程将会改变未来社会。我们将遭遇难以想象的伦理问题。如果我感受到痛苦的迹象,我或许会停下来。”

马克拉姆还承认,他的人造大脑可能会被当作邪恶工具,比如军方通过其研制未来的杀人工具。出于这个原因,马克拉姆决定将“蓝脑”计划部分电脑编码作为机密不对外公布,对于一位接受公共资金资助的科学家来说,这是极为罕见的举动。事实上,马克拉姆的团队并不是唯一试图开发人造大脑的研究组织,只不过马克拉姆可能在这个领域处于领先地位。

在英国曼彻斯特大学,“大脑盒子”(Brainbox)计划也试图模仿人脑功能。参与该计划的科学家戴维-莱斯特博士说,他们实际上正在同马克拉姆的团队展开一场竞争,而且只能凭借聪明才智而非资金赢得最终的胜利。莱斯特说:“我们只有400万英镑的经费。相比之下,‘蓝脑’从瑞士政府和IBM获得了巨额资金。亨利-马克拉姆的努力将得到认真对待。”曼彻斯特大学希望尽量简化大脑的重要元素,由此大大降低复制它们的运算能力。

  动摇西方哲学基础

还有人对马克拉姆的计划能否最终成功持怀疑态度。英国帝国理工学院教授伊格尔-亚历山大(Igor Aleksander)称,虽然马克拉姆可以建立人脑的模型,但它就像“一个空壳子”,完全没有意识能力。正如莱斯特博士所指出的,“除了放在地板上隆隆作响外,人造大脑的用处不大。”实际上,马克拉姆教授恐怕最终会造出世界上最昂贵的“宝宝”。

不过,如果他如愿在2018年成功造出人造大脑,这不啻于发出动摇西方哲学根基——“我思故我在”(I think, therefore I am)的宣言,他将会令批评者倍感困惑。马克拉姆的梦想并非不可能实现。在过去的一年,老鼠大脑模型在电脑软件上产生了“脑波图像”,这完全出乎科学家的意料。一个像老鼠这样的稍纵即逝的意识是否会出现,即便仅仅持续几秒钟?

马克拉姆说:“可能吧。”如果老鼠可以,人类为何不能呢?在采访中,记者试图避免说出那个最著名的人造生命缔造者的名字,不过最终还是忍不住提到了他。马克拉姆微笑着说,“是的,弗兰肯斯坦博士。人们都会这样说。”当然,弗兰肯斯坦博士的实验是个可怕的错误,他用一具古尸创造了一个怪物。现在的情况则不同,先进的人造大脑的智力恐怕是人脑的数倍,由世界上装备最精良的实验室之一开发,可能还具有当作邪恶工具或正义工具使用的更大潜能。(孝文)

意识和大脑无关?

发布时间: 2007-09-26 科技日报

通过耳朵、眼睛、鼻子、舌头和触觉,大脑可接受大约1亿条信息,每天大约耗费10瓦能量。大脑重1.5公斤。如果将大脑中所有的神经结点打开,可能长达320万千米。

而这只是我们所了解的大脑的一小部分。其实,大脑的复杂性远远超出人们的想象。


意识是否和大脑无关

英国伦敦大学学院的神经心理学家查尔斯-弗瑞斯总结了大脑和思维的关系,他说:“大脑做的很多工作都是无意识的。实际上,人的整个世界:意识、本体,是大脑创造的幻觉,不同的大脑构建的世界各不相同。”

在9月中旬举行的英国科学促进协会年会上,弗瑞斯教授同其他著名脑科学专家陈述了人类意识和精神世界的关系。他们认为,人类大脑一直在从周围的世界吸收信息,并处理、跟踪、监察、评价这些信息。但人类100万亿个大脑细胞所产生的大多数信息从未被人类接收。相反,大脑获得少量粗糙信息创造了人类赖以为生的精神世界的模型。

科学家使用非侵害性的脑扫描设备清晰地观测到哪个大脑区域正在被使用。他们试图探究大脑中哪个部分产生自我意识?当人们失去意识时,例如处于昏迷状态,或被麻醉会发生什么事情?研究人员试图获得答案以帮助精神紊乱、意识错乱的人,例如精神分裂症患者。

弗瑞斯教授说,人们只需要少量的大脑活动来塑造自我个性以及对世界的认知。如果使用所有的大脑活动,人类的意识很容易混乱纠结,从而产生无法应付的情况。

为了说明这一点,弗瑞斯教授写了一本书:《制造意识:大脑怎么样创造我们的精神世界》。他说,有些活动完全是大脑的无意识活动,如果我们开始思考我们怎样做事情,比如,开始思考怎样移动四肢,或怎样理解报纸上文字的确切含义,人就会变得有点思维混乱,且大脑不一定好使。

弗瑞斯说,大脑能自得其乐而不被意识干扰。人们可以“一心多用”,比如,一边开车,一边思考其他事情,如在哪儿买午餐等,这表明在人类大脑中有许多意识层次。最近使用的功能性磁共振成像的大脑扫描技术也证实了这一点。

弗瑞斯他们做了一个实验,当扫描一群人的大脑时,在他们面前闪过一张仅在屏幕上逗留10毫秒,受到惊吓的脸孔图像,当问及受试者是否看到这张脸时,他们都说没有。然而测试结果显示,他们的大脑其实已经看到了这张脸,因为其大脑内同恐惧相连的区域突然变得活跃起来。

  大脑活动分为前部和后部

该试验证实,大脑吸收到的信息超出人们的想象,我们只看见了其中非常小的一部分。那么,人的大脑包含意识部分和无意识部分吗?严格来讲,是的。弗瑞斯教授说:“我们大脑的后部处理感觉(有意识),大脑的前部处理活动(无意识)。”

通过脑部扫描试验,科学家相信,意识由大脑前部和后部的相互影响产生。前部存储记忆,看起来这个区域负责塑造我们的个性。大脑的后部负责协调环境,它持续地吸取有关周围环境的信息。然而,因为它吸收了大量信息后告诉大脑的前部,意识部分很麻烦,我们只能记住一些特殊的事情。

英国开放大学的博士皮特-纳什正在研究当意识紊乱时大脑如何活动。他扫描了催眠状态下人的大脑,并且同一些患精神分裂症而产生幻觉的病人的大脑相比较,他认为,大脑前部和后部不完美的连接产生了幻觉。他说:“精神分裂症患者的这两个区域失去了平衡,于是,大脑中无意识的部分提供信息给意识部分,并使意识部分相信,而实际上,这些都是假信息,因此才会出现幻觉。”

植物人和麻醉病人可能无意识

安德鲁安?欧文博士是英国哥伦比亚大学的神经科学家,他扫描了持续植物生存状态患者的大脑,这些人的大脑都遭受过严重创伤,尽管他们双眼睁开,面带微笑,但他们不能与人交流,并且直到欧文博士的工作开始之前,人们还不知道他们是否有意识。欧文通过脑部扫描,试图找到某种方法来了解这些患者是否还有意识。去年,他要求一个植物生存状态患者想象打羽毛球,他发现患者的大脑的意识区域变得很活跃,于是,他证实这类患者确实有意识。

欧文博士说,在给麻醉状态下的健康人做实验时发现,尽管他们的脑部活动异常活跃,但仅仅在非意识区域。他说:“当我们对麻醉状态下的人说话时,大脑中能识别语音的无意识部分变得活跃,而在意识部分,理解和处理区域保持静止。因此,大脑听到了我们所说的话但并不处理它。”

欧文说:“20年前,我们不知道无意识发生的大脑活动的数量,而现在意识大脑的活动仍有很多不为人知,有待我们进一步探索。” (记者 刘霞)
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