人工智能加速發(fā)展，有一天會(huì)超越人腦嗎？近日，清華大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)講席教授、心理學(xué)系主任劉嘉在“人文清華講壇”上發(fā)表了演講《腦與人工智能：站在進(jìn)化的節(jié)點(diǎn)上》。他指出，雖然目前人工智能無法與人腦相比，但它發(fā)展迅猛，類人智能是人工智能的下一個(gè)發(fā)展目標(biāo)。
目前，人工智能和人的智能仍有巨大差距，還沒有達(dá)到類人智能。我堅(jiān)信，通過腦科學(xué)加上人工智能，有一天一定能制造出一個(gè)數(shù)字人類大腦。 ——?jiǎng)⒓?/span>
如何認(rèn)識(shí)我們看見的世界
(作者 本報(bào)記者 )我們無時(shí)無刻不在觀察著這個(gè)世界，但我們看到的未必是真實(shí)的世界。到底發(fā)生了什么？這取決于我們的視覺系統(tǒng)。
打個(gè)比方，前面有一個(gè)綠蘋果，它會(huì)以大約100億比特/秒的信息量進(jìn)入我們的視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜通過約100萬個(gè)神經(jīng)元連接到視覺皮層，經(jīng)過加工之后再傳到高級皮層，來決定我們看到的東西到底是什么。在這個(gè)信息傳輸?shù)倪^程中，信息量被衰減到1/1億，而大腦就像魔術(shù)師一樣會(huì)把這些缺失的信息補(bǔ)上。為什么有的人看見一個(gè)綠蘋果，會(huì)認(rèn)為那是一個(gè)紅蘋果呢？因?yàn)槿说难劬匆姷倪^程，其實(shí)是一個(gè)大腦重構(gòu)的過程，而不是簡單的復(fù)制。
正如康德所言：“沒有感覺支撐的知識(shí)是空的，沒有知識(shí)引導(dǎo)的感覺是瞎的。”這句話的上半句說的是，如果我們沒有外部的信息輸入，我們很難構(gòu)建自己的心理世界；下半句說的是，如果你不知道你看到的是什么東西，那你就什么也看不見。因?yàn)槲覀儚耐獠渴澜绲玫降男畔⑼悄＠鈨煽傻模覀儽仨毤由弦稽c(diǎn)先驗(yàn)知識(shí)、加上一點(diǎn)推理、加上一點(diǎn)猜測，需要大腦去重構(gòu)，把自己的理解加進(jìn)去，才能真正知道這個(gè)世界究竟發(fā)生了什么。
與理解相比，更重要的是創(chuàng)造。當(dāng)我們的大腦沒有被外部信息填滿，留下一定的空間時(shí)，我們就能在這空間里創(chuàng)造出自己想要?jiǎng)?chuàng)造的東西。正如《小王子》的作者圣·埃克蘇佩里所言：“一堆巖石在有人對著它思考時(shí)就不再是巖石了，它將化身為大教堂。”這就是人類了不起的創(chuàng)造。
在過去的300萬年里，人和猴子分開進(jìn)化，人發(fā)生的最大改變不是從四肢著地變成直立行走，也不是褪掉了身上的毛，而是大腦的體積增加了3倍。而且，大腦不是平均增加體積的，體積增加最大的部分在額葉。與我們200萬年前的祖先相比，我們的頭骨更往前突出了，以容納更大體積的額葉。
我們?yōu)槭裁匆懈鼜?qiáng)大的額葉？因?yàn)樗刮覀兡軌驑?gòu)造和想象出不存在的東西。比如，我們的祖先準(zhǔn)備去打獵，他不用等看見了獵物才去做出反應(yīng)，他只需要提前想象狩獵的情景，就可以把一切都安排好。人可以在腦海里預(yù)想一遍未來將要發(fā)生的場景，構(gòu)建出一個(gè)個(gè)可能的未來，這樣就能夠制定出行動(dòng)方案，這是人類能夠戰(zhàn)勝其他比我們更強(qiáng)大、更兇猛的動(dòng)物，成為萬物之靈的關(guān)鍵。這也正好印證了荀子的一句話：“然則人之所以為人者，非特以二足而無毛也，以其有辨也。”“有辨”是指我們能夠辨識(shí)、能夠思考，而這些都來自額葉的功能。
重構(gòu)心理世界的知識(shí)從何而來
那么，我們心理世界的這些預(yù)設(shè)的知識(shí)究竟是從哪里來的？
一部分先驗(yàn)知識(shí)來自基因的烙印。我們來到這個(gè)世界并不是一張白紙，我們是帶著32億年進(jìn)化的智慧來到這個(gè)世界的，而這些智慧就印刻在我們的基因之中。比如，我們將18位女教授和女博士后的臉進(jìn)行疊加，做成一個(gè)“平均臉”，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這張平均臉充滿了睿智和文氣。平均臉代表了什么？人臉其實(shí)就是我們的基因圖譜，我們的基因都寫在臉上。所以，當(dāng)我們把臉疊加之后，我們得到的是18位知識(shí)女性平均的基因。平均的基因代表突變很少。基因一旦突變，大概率而言是有害的，所以基因突變越少，說明基因越好，所攜帶的遺傳性疾病的概率就越低，這就是為什么人類會(huì)覺得平均臉更好看的原因。
我們的另一部分先驗(yàn)知識(shí)則來源于社會(huì)基因。人和動(dòng)物的進(jìn)化有本質(zhì)區(qū)別，動(dòng)物是按照基因、按照達(dá)爾文的進(jìn)化論逐步向前發(fā)展的，而人既有生物基因的演化，這代表著我們的過去，同時(shí)更重要的是，人還有社會(huì)基因的進(jìn)化，它帶著我們以與動(dòng)物不一樣的方式前進(jìn)。
社會(huì)基因和生物基因的作用方式非常類似。遠(yuǎn)古時(shí)，人類祖先中有一個(gè)人突然因?yàn)槟撤N原因把火生起來了，這相當(dāng)于知識(shí)、技能被創(chuàng)造出來，就像基因突變，一個(gè)優(yōu)秀的基因產(chǎn)生了。漸漸地，生火這種技能被傳播給了其他人，從一個(gè)部落傳到其他部落，最終成了人類普遍擁有的技能。接著，人類又學(xué)會(huì)了制作長矛和其他工具，經(jīng)過漫長的發(fā)展，逐漸構(gòu)建成我們今天的人類社會(huì)。
人類的文明演進(jìn)可以分成三個(gè)時(shí)期：第一是原始文明，經(jīng)歷了200多萬年，前后變化并不大。第二是農(nóng)業(yè)文明，經(jīng)歷了5000年左右。這期間，野獸被馴服變成了家畜，人類成了文明的種族，懂得了一些天文地理的知識(shí)。第三是工業(yè)文明，從誕生至今不過近300年的歷史。然而，工業(yè)文明給人類帶來了巨大的變化，以至于我們不得不將它分成四個(gè)階段：第一個(gè)階段是機(jī)械化時(shí)代（1760年—1840年），出現(xiàn)了蒸汽機(jī)等。第二個(gè)階段是電氣化時(shí)代（1840年—20世紀(jì)初），出現(xiàn)了電力等。第三個(gè)階段是自動(dòng)化時(shí)代（1950年—21世紀(jì)初）。第四個(gè)階段就是我們現(xiàn)在所處的信息時(shí)代。
文明進(jìn)程出現(xiàn)革命性的進(jìn)化
信息時(shí)代誕生了新的物種——人工智能。
2002年，我的博士論文答辯題目是《面孔識(shí)別的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制》。當(dāng)時(shí)，即使是最先進(jìn)的機(jī)器，用來識(shí)別人臉的正確率也很低。2015年，我參加了江蘇衛(wèi)視《最強(qiáng)大腦》的節(jié)目策劃。我發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，人工智能已經(jīng)強(qiáng)大到在人臉識(shí)別上可以勝過人類的最強(qiáng)大腦。
隨后，我們研究建立了一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練它去識(shí)別性別，即區(qū)別對象是男性還是女性。結(jié)果，它的正確率能達(dá)到100%。而且，它在完成任務(wù)的過程中會(huì)產(chǎn)生與人類相類似的心理操作，也就是說，人工智能會(huì)自發(fā)產(chǎn)生和人類一樣的心理世界。
那一刻我開始意識(shí)到，生物過去的進(jìn)化都是基于碳基的方式來運(yùn)行的。但是，當(dāng)人類創(chuàng)造出人工智能后，一個(gè)新的物種產(chǎn)生了，這個(gè)新的物種是基于硅基的方式運(yùn)行的，而這種基于硅基的物種一定會(huì)給我們帶來一種革命性的變化。以前人類文明的進(jìn)化都是循序漸進(jìn)的，當(dāng)人工智能這個(gè)階段來臨時(shí)，文明進(jìn)程可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“奇點(diǎn)”，出現(xiàn)一種革命性的進(jìn)化。
為什么這么說呢？我們來看人類和人工智能的三大區(qū)別。
第一是算力。人類的大腦已經(jīng)進(jìn)化到極限，而人工智能隨著科技的進(jìn)步，它的算力將不斷精進(jìn)。
第二是存儲(chǔ)能力。人類的大腦大約是1.4千克，雖然只占了我們體重的2%—3%，但是消耗了我們身體25%以上的能量，它是一個(gè)耗能大戶。但人工智能的存儲(chǔ)能力是無限的，一塊硬盤不夠，可以再加一塊硬盤。
第三是壽命。人類的壽命是有限的，而人工智能的壽命是無限的。CPU燒了，可以換塊CPU，電線斷了，再換根電線就行了。
除了無限的存儲(chǔ)能力、算力和壽命，人工智能還有著無盡的可能性。
2016年，AlphaGo擊敗了人類圍棋頂尖高手李世石。后來，很多中國圍棋高手也和AlphaGo進(jìn)行了切磋。當(dāng)時(shí)世界上排名第一的圍棋選手柯潔說：“我們?nèi)祟愊铝?000年圍棋，連門都沒入。”圍棋的空間極其龐大，AlphaGo之所以比人類更加強(qiáng)大，并不是它比人類更加聰明，而是因?yàn)樗剿髁烁蟮目臻g，找到了更多下法而已。
如今，不僅在律師、醫(yī)生、稅務(wù)師、咨詢師等專業(yè)領(lǐng)域，在繪畫、音樂等藝術(shù)領(lǐng)域，都出現(xiàn)了人工智能的身影。“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之父”、深度學(xué)習(xí)的創(chuàng)始人杰弗里·辛頓在接受采訪時(shí)說：“將來深度學(xué)習(xí)可以做任何事情。”
類人智能是人工智能的發(fā)展目標(biāo)
然而，人工智能真的無所不能嗎？
心理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，對于一個(gè)簡單的場景，人和人工智能有完全不同的理解。比如，一個(gè)人不慎從柱子上摔落，人工智能會(huì)說一個(gè)人從柱子上掉下來了，而我們對這個(gè)場景的反應(yīng)是“驚恐和疼痛”。
這個(gè)區(qū)別體現(xiàn)了人類有一種特別重要的能力，叫共情，即別人遭受了苦難，我能感同身受。如果一個(gè)孩子缺乏共情的能力，就會(huì)導(dǎo)致自閉行為。所以，人工智能的奠基人之一馬文·李·明斯基說：“現(xiàn)在的問題不是一個(gè)智能的機(jī)器是否擁有情感，而是不擁有情感的機(jī)器是否能擁有智能。”在馬文·李·明斯基看來，情感是智能的基礎(chǔ)，得先有情感，才有智能。
目前，人工智能和人的智能仍有巨大差距，還沒有達(dá)到類人智能。如何實(shí)現(xiàn)類人智能呢？我認(rèn)為它的切入點(diǎn)是腦科學(xué)加上人工智能。
舉個(gè)例子，線蟲是一種非常簡單的生物，只有302個(gè)神經(jīng)元，麻省理工學(xué)院的研究者模仿了其中的19個(gè)神經(jīng)元，就完成了自動(dòng)駕駛的一般任務(wù)。其實(shí)這項(xiàng)研究模仿的并不只是這個(gè)簡單的生物，而是32億年進(jìn)化形成的智慧。從這個(gè)角度來講，人類的大腦目前仍是這個(gè)世界上最聰明的大腦，它有860億個(gè)神經(jīng)元，平均每個(gè)神經(jīng)元有3000個(gè)連接，它代表著宇宙中生物智力的最高水平。那么，人工智能的發(fā)展為什么不能向人腦學(xué)習(xí)，以人腦為模板呢？
我的同事們模擬線蟲的302個(gè)神經(jīng)元，構(gòu)建了一個(gè)數(shù)字線蟲，來模仿線蟲在水里的游動(dòng)。這只是一個(gè)開始，下一步也許我們會(huì)模仿神經(jīng)元數(shù)量達(dá)百萬級的果蠅，再到更高量級的斑馬魚，甚至到小鼠、大鼠、獼猴，最后模仿人類的860億個(gè)神經(jīng)元。雖然還存在巨大的鴻溝，但是我堅(jiān)信，通過腦科學(xué)加上人工智能，有一天一定能制造出一個(gè)數(shù)字人類大腦。
人工智能未來的三種可能
莎士比亞說，“所謂過往，皆為序章”。今天，我們正站在一個(gè)進(jìn)化的節(jié)點(diǎn)上。
從32億年前，一個(gè)單細(xì)胞逐漸發(fā)展成水生動(dòng)物，然后爬上岸邊變成兩棲動(dòng)物，再變成哺乳動(dòng)物，在約300萬年前哺乳動(dòng)物猿猴又開始進(jìn)化成人類，這些都是我們的過往。然而，此時(shí)此刻，我們的未來是未定的。
人類發(fā)明出了人工智能，今天，隨著算力的推進(jìn)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，人工智能有了超越人類的可能。
未來會(huì)怎樣？大約有三種可能。第一種，人工智能像科幻電影《星球大戰(zhàn)》里的R2-D2一樣，是人類忠實(shí)的伙伴，成為人類非常好的朋友，幫助人類變得更加強(qiáng)大。第二種，我們構(gòu)建出了一個(gè)數(shù)字大腦，它的能力比人類的大腦更強(qiáng)，這時(shí)候人機(jī)可以合二為一，把人的意識(shí)、記憶、情感上傳到數(shù)字大腦中，人就能獲得“永生”。未來學(xué)家?guī)炱濏f爾在《奇點(diǎn)來臨》這本書中寫道，大約在2045年，這一刻就會(huì)到來。第三種，就像電影《終結(jié)者》里所展示的，人類文明徹底消失，進(jìn)入機(jī)器文明時(shí)代。
未來到底會(huì)怎么樣，最終取決于今天我們站在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上做了些什么。
物理學(xué)和心理學(xué)對于什么是值得做的事情有不同的定義。物理學(xué)更在意空間，在物理學(xué)看來，如果放在一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出地球大小的空間尺度下來看，那些有意義的事情，才是值得做的事情。而心理學(xué)更關(guān)注的是時(shí)間，我們思考的問題是：人間的一切問題，如果放在一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人的壽命的時(shí)間尺度下來看，它們還有沒有意義？
1905年，孫中山和嚴(yán)復(fù)在倫敦有過一次會(huì)面，他們當(dāng)時(shí)討論的議題是半殖民地半封建的中國究竟如何改變。嚴(yán)復(fù)提出要慢慢教化民眾，要穩(wěn)步向前。孫中山對于嚴(yán)復(fù)的方法不太認(rèn)同，他說：“俟河之清，人壽幾何？君為思想家，鄙人乃執(zhí)行家也。”后來，孫中山回到國內(nèi)，開啟了轟轟烈烈的辛亥革命。
對于現(xiàn)在的我們來說，解決未來的問題，就要從現(xiàn)在做起，行勝于言，以有限的生命行超越生命之事，這就是我們這一代人的使命。
編輯：李華山
