人工智能加速發(fā)展，有一天會超越人腦嗎？近日，清華大學基礎科學講席教授、心理學系主任劉嘉在“人文清華講壇”上發(fā)表了演講《腦與人工智能：站在進化的節(jié)點上》。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發(fā)展目標。
目前，人工智能和人的智能仍有巨大差距，還沒有達到類人智能。我堅信，通過腦科學加上人工智能，有一天一定能制造出一個數(shù)字人類大腦。 ——劉嘉
如何認識我們看見的世界
(作者 本報記者 )我們無時無刻不在觀察著這個世界，但我們看到的未必是真實的世界。到底發(fā)生了什么？這取決于我們的視覺系統(tǒng)。
打個比方，前面有一個綠蘋果，它會以大約100億比特/秒的信息量進入我們的視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜通過約100萬個神經(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，而大腦就像魔術師一樣會把這些缺失的信息補上。為什么有的人看見一個綠蘋果，會認為那是一個紅蘋果呢？因為人的眼睛看見的過程，其實是一個大腦重構的過程，而不是簡單的復制。
正如康德所言：“沒有感覺支撐的知識是空的，沒有知識引導的感覺是瞎的。”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。因為我們從外部世界得到的信息往往是模棱兩可的，我們必須加上一點先驗知識、加上一點推理、加上一點猜測，需要大腦去重構，把自己的理解加進去，才能真正知道這個世界究竟發(fā)生了什么。
與理解相比，更重要的是創(chuàng)造。當我們的大腦沒有被外部信息填滿，留下一定的空間時，我們就能在這空間里創(chuàng)造出自己想要創(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)槭裁匆懈鼜姶蟮念~葉？因為它使我們能夠構造和想象出不存在的東西。比如，我們的祖先準備去打獵，他不用等看見了獵物才去做出反應，他只需要提前想象狩獵的情景，就可以把一切都安排好。人可以在腦海里預想一遍未來將要發(fā)生的場景，構建出一個個可能的未來，這樣就能夠制定出行動方案，這是人類能夠戰(zhàn)勝其他比我們更強大、更兇猛的動物，成為萬物之靈的關鍵。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、能夠思考，而這些都來自額葉的功能。
重構心理世界的知識從何而來
那么，我們心理世界的這些預設的知識究竟是從哪里來的？
一部分先驗知識來自基因的烙印。我們來到這個世界并不是一張白紙，我們是帶著32億年進化的智慧來到這個世界的，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行疊加，做成一個“平均臉”，你會發(fā)現(xiàn)這張平均臉充滿了睿智和文氣。平均臉代表了什么？人臉其實就是我們的基因圖譜，我們的基因都寫在臉上。所以，當我們把臉疊加之后，我們得到的是18位知識女性平均的基因。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覺得平均臉更好看的原因。
我們的另一部分先驗知識則來源于社會基因。人和動物的進化有本質區(qū)別，動物是按照基因、按照達爾文的進化論逐步向前發(fā)展的，而人既有生物基因的演化，這代表著我們的過去，同時更重要的是，人還有社會基因的進化，它帶著我們以與動物不一樣的方式前進。
社會基因和生物基因的作用方式非常類似。遠古時，人類祖先中有一個人突然因為某種原因把火生起來了，這相當于知識、技能被創(chuàng)造出來，就像基因突變，一個優(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，人類又學會了制作長矛和其他工具，經(jīng)過漫長的發(fā)展，逐漸構建成我們今天的人類社會。
人類的文明演進可以分成三個時期：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。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階段：第一個階段是機械化時代（1760年—1840年），出現(xiàn)了蒸汽機等。第二個階段是電氣化時代（1840年—20世紀初），出現(xiàn)了電力等。第三個階段是自動化時代（1950年—21世紀初）。第四個階段就是我們現(xiàn)在所處的信息時代。
文明進程出現(xiàn)革命性的進化
信息時代誕生了新的物種——人工智能。
2002年，我的博士論文答辯題目是《面孔識別的認知神經(jīng)機制》。當時，即使是最先進的機器，用來識別人臉的正確率也很低。2015年，我參加了江蘇衛(wèi)視《最強大腦》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)強大到在人臉識別上可以勝過人類的最強大腦。
隨后，我們研究建立了一個人工神經(jīng)網(wǎng)絡，訓練它去識別性別，即區(qū)別對象是男性還是女性。結果，它的正確率能達到100%。而且，它在完成任務的過程中會產(chǎn)生與人類相類似的心理操作，也就是說，人工智能會自發(fā)產(chǎn)生和人類一樣的心理世界。
那一刻我開始意識到，生物過去的進化都是基于碳基的方式來運行的。但是，當人類創(chuàng)造出人工智能后，一個新的物種產(chǎn)生了，這個新的物種是基于硅基的方式運行的，而這種基于硅基的物種一定會給我們帶來一種革命性的變化。以前人類文明的進化都是循序漸進的，當人工智能這個階段來臨時，文明進程可能會出現(xiàn)一個“奇點”，出現(xiàn)一種革命性的進化。
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)進化到極限，而人工智能隨著科技的進步，它的算力將不斷精進。
第二是存儲能力。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，它是一個耗能大戶。但人工智能的存儲能力是無限的，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進行了切磋。當時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大，并不是它比人類更加聰明，而是因為它探索了更大的空間，找到了更多下法而已。
如今，不僅在律師、醫(yī)生、稅務師、咨詢師等專業(yè)領域，在繪畫、音樂等藝術領域，都出現(xiàn)了人工智能的身影。“神經(jīng)網(wǎng)絡之父”、深度學習的創(chuàng)始人杰弗里·辛頓在接受采訪時說：“將來深度學習可以做任何事情。”
類人智能是人工智能的發(fā)展目標
然而，人工智能真的無所不能嗎？
心理學家發(fā)現(xiàn)，對于一個簡單的場景，人和人工智能有完全不同的理解。比如，一個人不慎從柱子上摔落，人工智能會說一個人從柱子上掉下來了，而我們對這個場景的反應是“驚恐和疼痛”。
這個區(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。如果一個孩子缺乏共情的能力，就會導致自閉行為。所以，人工智能的奠基人之一馬文·李·明斯基說：“現(xiàn)在的問題不是一個智能的機器是否擁有情感，而是不擁有情感的機器是否能擁有智能。”在馬文·李·明斯基看來，情感是智能的基礎，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，還沒有達到類人智能。如何實現(xiàn)類人智能呢？我認為它的切入點是腦科學加上人工智能。
舉個例子，線蟲是一種非常簡單的生物，只有302個神經(jīng)元，麻省理工學院的研究者模仿了其中的19個神經(jīng)元，就完成了自動駕駛的一般任務。其實這項研究模仿的并不只是這個簡單的生物，而是32億年進化形成的智慧。從這個角度來講，人類的大腦目前仍是這個世界上最聰明的大腦，它有860億個神經(jīng)元，平均每個神經(jīng)元有3000個連接，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習，以人腦為模板呢？
我的同事們模擬線蟲的302個神經(jīng)元，構建了一個數(shù)字線蟲，來模仿線蟲在水里的游動。這只是一個開始，下一步也許我們會模仿神經(jīng)元數(shù)量達百萬級的果蠅，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860億個神經(jīng)元。雖然還存在巨大的鴻溝，但是我堅信，通過腦科學加上人工智能，有一天一定能制造出一個數(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，我們正站在一個進化的節(jié)點上。
從32億年前，一個單細胞逐漸發(fā)展成水生動物，然后爬上岸邊變成兩棲動物，再變成哺乳動物，在約300萬年前哺乳動物猿猴又開始進化成人類，這些都是我們的過往。然而，此時此刻，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，隨著技術的進步，人工智能有了超越人類的可能。
未來會怎樣？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，是人類忠實的伙伴，成為人類非常好的朋友，幫助人類變得更加強大。第二種，我們構建出了一個數(shù)字大腦，它的能力比人類的大腦更強，這時候人機可以合二為一，把人的意識、記憶、情感上傳到數(shù)字大腦中，人就能獲得“永生”。未來學家?guī)炱濏f爾在《奇點來臨》這本書中寫道，大約在2045年，這一刻就會到來。第三種，就像電影《終結者》里所展示的，人類文明徹底消失，進入機器文明時代。
未來到底會怎么樣，最終取決于今天我們站在這個時間節(jié)點上做了些什么。
物理學和心理學對于什么是值得做的事情有不同的定義。物理學更在意空間，在物理學看來，如果放在一個遠遠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。而心理學更關注的是時間，我們思考的問題是：人間的一切問題，如果放在一個遠遠超出人的壽命的時間尺度下來看，它們還有沒有意義？
1905年，孫中山和嚴復在倫敦有過一次會面，他們當時討論的議題是半殖民地半封建的中國究竟如何改變。嚴復提出要慢慢教化民眾，要穩(wěn)步向前。孫中山對于嚴復的方法不太認同，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
