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嘉兴在线新闻网     2017-12-13 15:18:59     手机看新闻    我要投稿     飞信报料有奖
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原标题:Neuralink 与大脑的神奇未来·第一部分:人类巨像

这是 ONES Piece 翻译计划的第 130 篇译文。本文原载于 WaitButWhy.com,作者 Tim Urban 由 ONES Piece 塔娜、徐雪儿、王沫涵、任宁、何聪聪翻译,关嘉伟校对。ONES Piece 是一个由 ONES Ventures 发起的非营利翻译计划,聚焦科技创新、生活方式和未来商业。

上个月,我接到了一个电话。

好吧,可能这并不是他当时的原话。但是在听过埃隆·马斯克介绍完他正在创立的新公司以后,我感觉这就是他真正想做的事情。

在之前写关于特斯拉和 SpaceX 的文章时,我明白了有些公司是需要使用一种「缩放思维」才能完全理解的——放大至企业工程师正在处理的技术难题,缩小至我们人类正在面临的生存挑战;放大至当今世界的发展现状,缩小至我们一路走来的历史进程和我们即将走向的未来景象。

埃隆的新公司 Neuralink 当属此列,而且在首次听说这家公司的六周之后,我确信,它在未来的意义将远远超越特斯拉和 SpaceX——无论从它所采用的大胆工程技术还是它所肩负的伟大使命来看。

前两家公司的目标是重新定义人类未来要做什么——而 Neuralink 想做的是重新定义人类未来会变成怎样。

Neuralink 所追求的前所未有的伟大使命,加上人脑本身超乎想象的复杂性,形成了我认为迄今为止最难完全理解的一系列概念——但它们也是最让我感到兴奋的,当我投入了足够多的时间去对它进行「缩放思考」之后,一切顿时豁然开朗。

我感觉自己就像是乘坐时间机器去了未来,现在我回来告诉你,它的可能性已经超越了我们的想象。

但是在我带你坐上时间机器,向你展示我的发现之前,我们需要先掌握缩放思考的能力——因为通过这段艰难的学习过程,我明白到在掌握了正确的思维方法之前,你是无法完全理解埃隆的巫师帽计划的。

现在,请清空你自认为了解的所有关于大脑及其未来的概念,穿上舒适的衣服,跟我一起跳入这个思维的漩涡中吧。

Contents 目录
  • Part 1: The Human Colossus 人类的巨像
  • Part 2: The Brain 大脑
  • Part 3: Brain-Machine Interfaces 脑机接口
  • Part 4: Neuralink’s Challenge Neuralink 的挑战
  • Part 5: The Wizard Era 巫师时代
  • Part 6: The Great Merger 大融合
第一部分:人类巨像

6 亿年前,这个世界仍然处于一片死寂。

问题在于那时不存在任何拥有神经的生物。没有神经,任何生物都无法移动,无法思考,也无法处理任何形式的信息。所以它们只是存在于这世上,寂静地等待死亡。

后来,水母出现了。

水母是第一种认识到「神经是个好东西,我也应该有」的动物,它拥有世界上第一种神经系统——神经网。

水母的神经网可以让它可以收集到周围环境的重要信息——比如哪里有障碍物、捕食者和食物——并将这些信息像传话游戏一样传到水母身体的各个部位。拥有接收和处理信息的能力,意味着水母实际上可以对周围环境的变化作出反应,从而提升可以更好活下去的可能性,而不是漫无目的地在水中漂浮,听天由命。

不久之后,另一种更有想法的动物出现了。

扁形虫发现,如果神经系统里面有一个可以掌管一切的「老大」,它还可以做更多的事情。这位「老大」住在扁形虫的头部,并且规定身体内的所有神经都要把新的信息直接汇报给他。因此,扁形虫的神经并不是以网状结构排列的,它的神经系统是完全围绕一条中心神经高速公路运转的,所有信息都通过这条公路在「老大」和其他神经之间来回传递:

扁形虫的「老大高速公路」系统是世界上第一个中枢神经系统,而住在扁形虫头部的「老大」就是最原始的脑部。

神经系统「老大」的概念很快在其他动物之间流行,不久后,地球上出现了成千上万个拥有大脑的物种。

随着时间的流逝,地球上的动物开始发明各种复杂的身体系统,「老大」们变得更忙了。

又过了一段时间,哺乳动物出现了。作为动物王国的新生代,它们的生活要复杂得多。没错,它们的心脏需要跳动,肺部需要呼吸,但是除了生存必须的功能以外,哺乳动物要操心的东西还有很多——它们还拥有爱、愤怒和恐惧等复杂情感。

在此之前,爬行脑只需要应付爬行动物和其他更简单的生物,但是如果要应付哺乳动物的话就太难为它了(译者注:爬行脑,英文为 reptilian brain,是由保罗·D·麦克莱恩提出的三重脑理论的其中一个结构,是爬行动物与哺乳动物共享的大脑最高级部分,其余两个结构分别为边缘系统和新皮质)。于是哺乳动物就进化出了一个可以辅助爬行脑的「老二」,用于处理这些新出现的需求——也就是最早出现的边缘系统(limbic system)。

在接下来的 1 亿年里,哺乳动物的生活变得越来越复杂。直到有一天,老大和老二发现他们的指挥室里面多了一个新人。

这个不知道从哪里冒出来的「婴儿」其实是新皮质(neocortex)的雏形。这位「老三」虽然一开始不太会说话,但随着从灵长类到类人猿再到原始人类的进化历程,他也从一个婴儿逐渐成长为儿童,最终成为了一个对各种事情都有一套自己想法的少年。

事实证明「老三」的想法确实管用,于是他成为了原始人类在工具制作、狩猎策略和同类合作等方面的直接领导。

接下来的几百万年里,这位「老三」变得更加成熟和睿智,他给出的主意也越来越好,比如他想到了怎样可以不用光着身体到处跑,发现了取火的方法,还学会了如何制作长矛。

但他最厉害的本事还是思考。他把每个人类的大脑变成了一个属于自己的小世界,于是人类成为第一种能够思考复杂问题,作出理性决定,以及制定长期计划的动物。

然后在大约 10 万年前,他产生了一个突破性的想法。

人类大脑的发达程度已经足以理解:虽然「石头」这个发音并不是石头 本身,但它可以作为石头这个物体的一个 符号——它是用于 指代石头的一个发音。原始人类就这样发明了语言。

很快,各种各样的东西都有了自己的名称。到了公元前 5 万年,人类已经可以使用完整、复杂的语言进行交流了。

新皮质将人类变成了魔法师。他不仅把人类大脑转变成充溢着各种复杂想法的奇妙海洋,他的最新突破还可以将这些想法转换成一系列的声音符号,并通过空气振动将它们传递给其他人的大脑。

然后,其他人可以解读这些声音的含义,并将其中的想法吸收到自己的脑海中。人类的新皮质已经独自思考了很长的一段时间——现在他终于找到可以交流思想的对象了。

接下来就是新皮质的派对时间了。新皮质之间开始相互分享各种事情——他们的经历,有趣的笑话,各自的观点,未来的计划。

但是其中最有用的分享内容是他们已经学会的东西。如果一个人通过亲身尝试得知某种浆果会让人连续腹泻两天,他就可以用语言将这个惨痛教训分享给部落里的其他成员,就像是把复印的课件传给班上的其他同学一样。而其他部落成员也会用语言将这个教训传给他们的孩子,他们的孩子又会把它传给自己的孩子。

这样一来,同样的错误就不会被不同人不断重复,只要有一个人学会了「不要碰那种浆果」,这条智慧就可以随着空间和时间不断传播,让其他所有人都能避开这种不快的体验。

当有人想到一个绝佳的新点子时也会发生同样的情况。如果有一个特别聪明的猎人,他掌握了星象变化和牛羚年度迁徙之间的规律,并总结出了一套利用夜空来确定牛羚群还有多少天回迁的方法,他就可以将这套方法传授给其他人。

尽管有能力想出这套方法的猎人非常难得,但是通过口耳相传,以后部落里的其他猎人都能从这位祖先的智慧中受益。而这位猎人的伟大发现也成为了以后每一位猎人的知识起点。

比如说这个新的知识让整个部落的狩猎季变得更高效了,那么部落成员就可以将更多的时间花在改进武器上——经过几代人之后可能会有另一位绝顶聪明的猎人因此诞生,他发现了一种方法可以做出更轻便、更结实的长矛,这种长矛拥有更高的投掷命中率。从此以后,这个部落的每个猎人都能使用更趁手的长矛来打猎了。

语言的存在,使得那些由最聪明的人顿悟得出的智慧得以延续一代又一代,不断累积到部落的知识库中——一个囊括他们祖先的最佳「灵光一闪」时刻的「精选集」。

后来的每一代人在出生时就已经拥有了这座知识库,于是他们就可以在老祖宗的智慧的基础上得到更好的新发现,部落的知识库也会因此变得越来越庞大和高级。

语言的作用体现在下面两幅图之上:

语言的存在可以让部落的知识增长曲线得到大幅提升,这背后的原因有二:

如果部落成员之间可以通过语言交流想法和结合各自的经验,那么每一代部落成员能学习到的新东西就会多很多(这就是第二张表格的蓝色条形高出这么多的原因)。

另外,每一代人都能将自身更高比例的知识成功传授给下一代,所以这些知识可以随着时间得到更好的保留。

得到分享的知识仿佛变成了一场盛大的代际集体协作。经过了几百代人的努力之后,当初那条叫人不要吃某种浆果的提示,变成了一套种植和收成食用浆果的复杂体系;关于牛羚迁徙规律的天才发现发展成了一套山羊驯养的方法;改进过的长矛,在经过上万年的不断调整后也演化成了弓箭。

语言为一群人赋予了一种远比个体智慧更强大的集体智慧,同时每个人都能从这种集体智慧中获益,就像他们自己的智慧一样。我们认为弓箭是一项古老的技术,但是如果爱因斯坦从小就在深山老林中长大,而且没有任何的现有知识储备,这时如果要让他构思出一种尽可能好的打猎装备,他是不可能拥有足够的智力、技巧或知识来发明弓箭的——这只有通过人类的集体协作才能实现。

使用语言互相交流的能力也让人类得以形成复杂的社会结构,加上农业和动物驯养等先进技术的出现,随着时间的推移,小型部落开始选择永久定居在某个地方,并合并成更有组织的大型部落。

当出现这种情况时,各个部落一直积累下来的知识库可以分享给大型部落,形成一个超级知识库。群体合作提高了每个人的生活质量,到了公元前 1 万年,城市的雏形已经形成。

维基百科上对「梅特卡夫定律」(Metcalfe’s law)给出了这样的定义:「电信网络的价值与连接该系统的用户数的平方成正比。」这篇条目还附上了一个老式电话的网络:

这个概念也同样适用于人与人之间的交流。两个人可以产生一个对话,三个人就可以形成四个独立的对话组(三个不同的两人对话和全部三人为一组的第四个对话)。五个人可以形成 26 组,二十个人就有 1,048,554 组。

所以城市的成员不仅可以得到一个庞大的知识库作为基础,而且根据梅特卡夫定律,人与人之间可能产生的对话也会达到前所未有的数量。更多的对话意味着更多的思想碰撞,也意味着更多发现的产生,从而迅速提升创新的步伐。

很快,人类精通了农业技术,很多人因此从劳作中解放了出来,开始思考各种各样的想法。不久后他们就发现了一个新的巨大突破:

写作。

历史学家认为人类大约在 5 到 6000 年前开始写东西。在此之前,集体知识库只能保存在人们的记忆中,而且只能通过口述传播。这个系统在小型部落还能行得通,但是对于在大量人群之间共享的庞大知识体系,仅仅依靠记忆将难以维持,许多知识也会因此失传。

如果说语言可以让人类将想法从一个大脑传递到另一个大脑,那么写作就是让他们把想法刻在一个实物上,比如一块石头,这样它可以永远保存下来。当人类开始在羊皮或纸上写字时,那些需要口述数周才能传达的庞大知识就可以被压缩成一本书或一个卷轴。

现在,人类集体知识库开始以实体形式存在——它们就被整齐地排列在城市图书馆和大学的书架上。

这些书架成为了人类进行所有活动的巨型指导手册。它们引导人类产生新的发明和发现,而后者又会成为书架上的新书,让我们的巨型指导手册可以不断增补完善。

这本手册教会了我们贸易和货币、造船和建筑、医学和天文学的各种细节。每一代人在出生时都可以站在比以往更高层次的知识和技术之上,而且这个过程还在不断加速。

然而,书籍抄写工作需要花费大量的精力,所以这种书籍往往会被视若珍宝,只有极少数精英人群才有机会接触它们(15 世纪中叶的欧洲全境只有 3 万本书籍)。这种情况一直持续到另一项重大突破——印刷机出现之前。

在 15 世纪时,大胡子的约翰内斯·古腾堡(Johannes Gutenberg)想出了一种制作书籍副本的方法,这种前所未有的方法可以快速、低成本地制作大量完全一样的书籍副本。(或者更准确地说,在古腾堡出生时,人类掌握了发明印刷机所需的 95% 的知识,而古腾堡以这些知识为起点完成了剩下 5% 的发明工作。)(哦,还有,古腾堡并非第一个发明印刷机的人,中国人要比他早好几个世纪。一条普遍适用的定理是:所有你认为是在其他地方发明的东西,其实可能都是在中国发明的。)

这是它的工作原理:

补充说明:其实古腾堡也不太值得专门补充说明

在准备写这个部分的过程中,我找到了这个视频,里面解释了古腾堡印刷机的工作原理,但我发现这没有什么了不起的。

我一直以为古腾堡发明了一台多么神奇的机器,但他其实只是制作了一堆刻有字母和标点符号印章,并按照书籍的内容将它们排成一页,然后将一张纸印在上过墨的印章上,这就完成了一页书的印刷。

他会先排好一页书的印章,印出很多页的副本,然后花费大量的时间手动重新排列下一页的印章(这就是所谓的「活字印刷」)。他的第一个项目是 180 本《圣经》的印刷,他和他的工人总共花了两年时间才完成全部书籍的印刷。(作者注:目前已知现存的《古腾堡圣经》还有 49 本)

那就是古腾堡的发明?一堆印章?我觉得我随便都能想出这样的办法,不知道为什么人类在学会书写的 5000 年以后才能做出这些活字印章。我不是想针对古腾堡——我对他没意见,他很正常——我只是对其他人太失望了。

无论如何,尽管古腾堡的印刷术并非什么惊人的发明,但它仍然是人类传播信息能力的一次巨大飞跃。印刷技术在后来的几个世纪得到了迅速发展。古腾堡时代的印刷机每小时只能打印 25 页纸,而到了 19 世纪早期,印刷机的印刷速度可以达到每小时 2400 页,提升了接近 100 倍。

批量印刷的书籍让信息可以像野火般蔓延,当书籍的印刷成本变得越来越低,教育便不再是精英阶层的特权——因为现在有数以百万计的人可以接触到书籍,同时人们的识字率也得到了大大的提升。一个人的想法现在可以触达数百万人,大众传播时代已经开始。

大量涌现的书籍让知识可以跨越国界,世界各地的知识库终于融合成为一个全人类共享的最高知识库。

随着大规模沟通能力的提升,人类也开始变得越来越像一个统一的有机体——它的大脑是人类的集体知识库,每个人的大脑就像是它体内的一条神经或一条肌肉纤维。随着大众传播时代的到来,人类的集体有机体——人类巨像(Human Colossus)也诞生了。

利用存放在大脑中的人类集体知识,人类巨像开始创造出一些个人不可能独自发明的东西——在几代人之前,这些东西即使在科幻小说中都显得过于荒谬。

它把我们的牛车变成了高速列车,把我们的马车变成了锃亮的汽车。它把我们的灯笼变成了灯泡,书信变成了电话,工厂工人变为了工业机器。

它让我们翱翔在天空,漫游在太空。它用收音机和电视重新定义了「大众传播」的含义,它开创了一个全新的世界,现在一个人的思想可以立刻被投射到十亿人的大脑之中。

如果一个人的核心动机是传递自己的基因,让整个种族可以得到繁衍,那么宏观经济学的影响下,人类巨像的核心动机是创造价值,这意味着它会倾向于发明更新更好的技术。

它每次想出一个发明都会让它成为一个更好的发明家,也就是说它可以用更快的速度发明新的东西。

然后到了 20 世纪中叶,人类巨像开始研究它有史以来最具野心的一项发明。

人类巨像在很久以前就发现,创造价值的最好方法是发明可以创造价值的机器。机器在很多类型的工作上都做得比人类更好,它们为我们带来了许多可以用于创造价值的新资源。也许更重要的是,机器劳动力让人类可以将大部分的时间和精力集中在创新之上(对于人类巨像来说也是如此)。

它把我们上肢的工作外包给了工厂机器,把我们下肢的工作外包给了发动机,它是通过自己大脑的力量做到这些的——现在,如果它可以把自己大脑的工作也外包给机器,那会怎样呢?

世界上第一台电子计算机诞生于 1940 年代。

计算机能替代的一种脑力劳动是信息储存——它们是记忆机器。但是我们已经知道如何将记忆外包给书籍,正如在汽车出现之前我们已经在用马匹代步,汽车只是一个好得多的代步工具。同样,计算机也只是一个更高级的记忆外包工具。

信息处理就完全是另外一回事了——我们从来没有想到如何外包这种脑力劳动。一直以来,人类巨像只能独力完成所有的运算工作。计算机的出现改变了这一点。

我们向工厂机器外包的是一种物理处理——我们将材料放进机器,机器对材料完成物理处理后会输出产物。计算机在信息处理中也扮演着同样的角色。软件程序就相当于信息处理过程的工厂机器。

事实证明,这种用于信息储存、组织、处理的新机器是非常有用的。计算机开始成为企业和政府日常运作的核心。在 1980 年代后期,个人拥有计算机成为了普遍现象。

接下来出现了另一个飞跃。

在 90 年代初期,我们教会了数百万台独立的机器大脑如何互相沟通。于是,它们形成了一个全球范围的计算机网络,一个新的巨人——计算机巨像诞生了。

对于人类巨像来说,计算机巨像和它所形成的巨大网络就像是大力水手的菠菜一样。

如果说人类个体的大脑是人类巨像的神经和肌肉纤维,那么互联网则让它拥有了第一个真正的神经系统。现在它的每一个节点之间都建立了互相的关联,信息能够以光速在这个系统中传递。人类巨像从此成为了一位更敏锐的思考者。

互联网提供了即时、免费又易于搜索的方式,让数十亿人类能够接触到完整的人类知识库(现在这座知识库的高度已经超过月球了)。这让人类巨像成为了一位更聪明、效率更高的学习者。

如果说单独的计算机是作为个人、企业或者政府的大脑延伸,那么计算机巨像就是人类巨像的大脑延伸。

作为人类巨像的第一个真正的神经系统、升级版的大脑和强大的新工具,计算机巨像将它主人的发明工作推向了一个新的层次——在注意到这位新计算机伙伴的用处之后,人类巨像把大部分的精力都放在了发展计算机技术之上。

它研究出了如何让计算机变得更快、更便宜。它实现了更加快速和无线的互联网。它把计算机芯片变得越来越小,直到现在每个人的口袋里都有一台性能强大的计算机。

每一次的创新都为人类巨像送上了一车新的「菠菜」。

如今,更多的「菠菜」已经不能满足人类巨像,它开始将目光放在一个更为宏大的想法上。计算机已经颠覆了我们的世界,它承接了许多人类的脑力工作,让人类可以更好地作为一个统一有机体。但是仍然有一种脑力劳动是计算机无法胜任的——思考。

计算机可以运算、组织和运行复杂的软件——这些软件甚至可以自我学习。但它们无法以人类的方式进行思考。人类巨像知道自己创造的所有东西都源于它的独立创新能力——它也知道终极的大脑延伸工具必须能够进行真正意义上的思考。它不知道当计算机巨像能够独立思考的时候会怎样——也许有一天它会睁开眼睛成为一个真正的巨像——但既然人类巨像的核心目标是创造价值,以及将科学技术发展到极致,那它肯定会看到这一天的到来。

我们稍后再回来聊这个话题。接下来,我们需要先学习一点知识。

正如我们在以前的文章所讨论过的,知识的结构如同一棵大树。如果你的脑海里没有扎实的基础理解作为树干,你是无法真正掌握知识体系中的旁枝末节的。因为这些枝叶没有可以连接的地方,它们就会从你的脑袋上掉下来。

我们已经得知埃隆·马斯克想给人类大脑做一顶巫师帽,了解他为什么要这样做的原因是理解 Neuralink——以及人类未来会成为什么的关键。

但是只有当我们真正了解这顶巫师帽背后的惊人概念,戴上它会有怎样的感受,以及我们要如何实现它,这一切的讨论才有意义。

讨论这个话题的基础是理解什么是脑机接口(brain-machine interface),它们是如何运作的,以及现在相关的技术已经发展到了什么地步。

但其实,脑机接口也只是一根比较粗壮的树枝——它还不是树干本身。如果要真正理解脑机接口及其工作原理,我们得从理解大脑入手。学会大脑的运作方式才我们的树干。

所以我们将从大脑开始学习,这是我们学习脑机接口的基础,后者可以让我们了解做出巫师帽需要什么,然后我们才具备讨论未来这个疯狂话题的知识——这样我们才能明白为什么埃隆认为巫师帽对于人类的未来如此重要。等我们讨论到最后的时候,整件事应该就豁然开朗了。


来源:嘉兴在线—嘉兴日报    作者:摄影 记者 冯玉坤    编辑:李源    责任编辑:胡金波
 
 
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