陳重威

使用世界上運(yùn)算速度最快的96臺(tái)計(jì)算機(jī)，對(duì)人類大腦進(jìn)行迄今為止最大規(guī)模的模擬。

“robot”橫空出世

1920年捷克劇作家創(chuàng)作了科幻戲劇《洛蘇姆萬能機(jī)器人公司》，描述了人類與自己制造的機(jī)器人之間一場兩敗俱傷的戰(zhàn)爭；故事的結(jié)尾，是唯一存活下來的了解機(jī)器人秘密的工程師，聽到了地球上最后兩個(gè)機(jī)器人的笑聲；他們已經(jīng)獲得了人類的思想和情感，甚至有了性別之分，成了新的亞當(dāng)和夏娃。正是該劇的上演，讓“robot”（機(jī)器人）一詞橫空出世。這個(gè)源自捷克文和波蘭文的單詞，很快被各種語言吸收采納，成了世界性詞匯。如今，機(jī)器人早已走出了科學(xué)幻想，成為人類生活中的現(xiàn)實(shí)。

1997年以來，一年一度的機(jī)器人世界杯賽，已經(jīng)包括機(jī)器人足球賽、機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽、舞蹈機(jī)器人賽、水中機(jī)器人賽、空中機(jī)器人賽、機(jī)器人救援賽、機(jī)器人仿真賽等等，其中最受青少年關(guān)注的當(dāng)屬機(jī)器人足球賽和機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽。

日本大阪大學(xué)的一位教授，制造了一個(gè)與自己一模一樣的機(jī)器人，當(dāng)他們兩個(gè)坐在一起時(shí)，不明真相的人會(huì)以為他們是一對(duì)雙胞胎，絕對(duì)可以以假亂真。他讓自己的替身去學(xué)校給學(xué)生上課，而他只需在家中遙控就可以遠(yuǎn)程與學(xué)生交流。有中國學(xué)生因此戲言，以后上課前先得對(duì)走上講臺(tái)的老師“驗(yàn)明正身”，以免“浪費(fèi)感情”。

機(jī)器人咄咄逼人

隨著科技的進(jìn)步，在與人類的智力較量中，機(jī)器人真可謂咄咄逼人。1997年，美國IBM公司的機(jī)器人“深藍(lán)”，以壓倒性優(yōu)勢(shì)擊敗了國際象棋的世界冠軍，全世界為此而震驚。2011年，在美國最受歡迎的電視競猜節(jié)目《危險(xiǎn)邊緣》中，來自IBM的機(jī)器人“沃森”，擊敗了兩個(gè)人類對(duì)手。他們都是此前歷次比賽中最強(qiáng)大的獲勝者，但“沃森”硬是擊敗了他們，贏得了100萬美元的獎(jiǎng)金。

競猜節(jié)目中的題目涵蓋范圍很廣，歷史、文學(xué)、語言、藝術(shù)、科學(xué)、文化等都有涉及，競猜的形式，是參賽者在收到短語提示后，根據(jù)這些提示用問句的方式搶答出那些短語所描述的對(duì)象。競猜的內(nèi)容涉及對(duì)自然語言的理解和聯(lián)想能力。例如，“你好”這兩個(gè)字，在不同的場合，不同的語音、語調(diào)中，既可以是熱情的問候，又可以是諷刺甚至疑問。而正確地理解其確切的含義，通常被認(rèn)為是人類思維優(yōu)于計(jì)算機(jī)的方面。

即便是用速度最快的處理器，一臺(tái)計(jì)算機(jī)至少需要兩個(gè)小時(shí)才能答出一道涉及自然語言的題目。對(duì)于一個(gè)電視競猜節(jié)目，這完全是不可接受的。想要獲勝，必須在三秒鐘之內(nèi)作答。因此，“沃森”不僅使用了分布在90個(gè)服務(wù)器上的2880個(gè)處理器，還儲(chǔ)存了多達(dá)兩億頁的結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的“知識(shí)”，包括維基百科的全文，但競賽時(shí)它并沒有連接互聯(lián)網(wǎng)。

在對(duì)自然語言的處理上，“沃森”采用的是同時(shí)執(zhí)行數(shù)以千計(jì)的語言分析算法，并從結(jié)果中尋找共性。只有當(dāng)“沃森”確信自己得到了正確答案時(shí)才會(huì)搶答，如果對(duì)于答案不那么有把握，它會(huì)保持沉默，不冒險(xiǎn)搶答，以免被倒扣得分。雖然，“沃森”的成功并不表明它能夠像人類那樣去理解語言，但至少證明它成功處理了人類語言中雙關(guān)、模糊的一面。

“我要吃一根香蕉”

有人認(rèn)為，機(jī)器人再聰明也還是機(jī)器，因?yàn)樗鼪]有一顆人類的大腦。機(jī)器人研制者對(duì)此耿耿于懷。2012年，IBM公司的計(jì)算機(jī)專家，使用了世界上運(yùn)算速度最快的96臺(tái)計(jì)算機(jī)，試圖建造一個(gè)包含5300億個(gè)神經(jīng)元和100萬億個(gè)突觸的人造“大腦”。這是迄今為止對(duì)人類大腦的最大規(guī)模的模擬。該項(xiàng)目的初始目標(biāo)，是模擬出經(jīng)常被用來做實(shí)驗(yàn)的恒河猴的大腦。有人因此戲稱，一旦人造的恒河猴“大腦”誕生，它說的第一句話一定是“我要吃一根香蕉”。

請(qǐng)注意，人造“大腦”里的神經(jīng)元和突觸并不是生物學(xué)意義上的。對(duì)于計(jì)算機(jī)來說，一個(gè)神經(jīng)元就是一個(gè)計(jì)算中心，每一個(gè)神經(jīng)元能夠從周邊成千上萬的其他神經(jīng)元那里接收到輸入信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，然后再發(fā)射出去；突觸是用于連接神經(jīng)元的，它是記憶和學(xué)習(xí)發(fā)生的地方。也就是說，這個(gè)人造“大腦”只是“神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)”意義上的。

人腦只需20瓦電力

“神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)”是受生物腦的功能和結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行改進(jìn)的。例如，現(xiàn)在你我所使用的計(jì)算機(jī)，是依靠數(shù)量巨大的晶體管的打開與關(guān)閉來運(yùn)行的，這意味著大量的電力消耗，而人腦只需要20瓦的電力就夠了。如果以目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)來建立一個(gè)與人腦規(guī)模相當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其耗電量將相當(dāng)于一個(gè)小城市的用電量。人腦之所以如此省電的一個(gè)重要原因，就是人腦是“事件驅(qū)動(dòng)”的；只有當(dāng)某些神經(jīng)元被激活時(shí)才會(huì)比較消耗能量。又如，人腦突觸的失誤率非常高，在30%-90%的情況下，其動(dòng)作是失敗的；盡管如此，人腦仍工作得很好。相比之下，咱們現(xiàn)在所用的計(jì)算機(jī)，晶體管的一次失誤就可能導(dǎo)致死機(jī)。

IBM公司的最新研究成果，是將用來模擬人腦的計(jì)算機(jī)也設(shè)計(jì)成了“事件驅(qū)動(dòng)”的，電力消耗因此大幅降低。但現(xiàn)有的成果并不是生物學(xué)上或功能上的精確模擬，計(jì)算機(jī)仍然不能思考或感受。

對(duì)于用電腦模擬人腦，最終在計(jì)算機(jī)上建造一個(gè)人類大腦，有不少科學(xué)家認(rèn)為要走的路還相當(dāng)遙遠(yuǎn)，因?yàn)槿祟悓?duì)自己的大腦如何運(yùn)行的了解還實(shí)在太少、太少。在神經(jīng)科學(xué)解決最基本的問題之前，人工智能不大可能取得重大突破。

并非不可能

也有一些科學(xué)家對(duì)建造一個(gè)人類大腦顯得比較樂觀。他們相信計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力每18～24個(gè)月就會(huì)翻倍的“摩爾定律”。“沃森”的研發(fā)者就指出，在“深藍(lán)”戰(zhàn)勝國際象棋世界冠軍僅僅5年之后，計(jì)算機(jī)專家就做到了僅靠連接8臺(tái)個(gè)人電腦就達(dá)到了與龐然大物“深藍(lán)”相等的運(yùn)算能力。另一計(jì)算機(jī)科學(xué)家認(rèn)為，依照現(xiàn)在電腦的發(fā)展速度，在“沃森”獲勝之后僅需7年，單獨(dú)一個(gè)處理器就能做到它在《危險(xiǎn)邊緣》中完成的壯舉；僅僅10年之后，個(gè)人計(jì)算機(jī)也將能達(dá)到這個(gè)水平。

瑞士有一位神經(jīng)科學(xué)家，自2005年起就一直在主持一項(xiàng)被稱為“藍(lán)腦計(jì)劃”的項(xiàng)目，其目標(biāo)就是用計(jì)算機(jī)模仿出人腦的生理學(xué)過程。在2009年的一次學(xué)術(shù)演講中，這位科學(xué)家宣稱：“建造一個(gè)人類大腦并非不可能，我們將用10年的時(shí)間做到。”他想象中的人造大腦將擁有人類的智力水平和相似的行為方式。

圖靈測(cè)試

一名美國的未來學(xué)家也對(duì)能建造一個(gè)人類大腦持樂觀態(tài)度。他預(yù)言，到2029年就會(huì)有計(jì)算機(jī)通過圖靈測(cè)試，并愿意為此賭上兩萬美元。

所謂圖靈測(cè)試，是科學(xué)家圖靈在1950年提出的一個(gè)游戲；讓一個(gè)人類的審問者去審問一個(gè)機(jī)器人和一個(gè)自然人，這個(gè)審問者看不見對(duì)方，更不知道對(duì)方的身份；機(jī)器人的目標(biāo)是讓審問者把自己誤當(dāng)成人，而真的人則要幫助審問者正確識(shí)別出機(jī)器人。如果機(jī)器人成功迷惑了審問者，則這個(gè)機(jī)器人就通過了圖靈測(cè)試。

如果由你擔(dān)任審問者，你打算怎樣識(shí)別那個(gè)企圖“忽悠”你的機(jī)器人呢？

從最簡單的開始

更多的科學(xué)家相信，“爭”破嗓子，不如甩開膀子。他們正腳踏實(shí)地從最簡單的開始做起?！靶沱愲[桿線蟲”是一種生命只有幾天的看上去非常簡單的生物：它身長大約1毫米，由959個(gè)細(xì)胞組成，其中有302個(gè)是神經(jīng)元，95個(gè)是肌細(xì)胞。早在1980年，生物學(xué)家們就搞清楚了它的302個(gè)神經(jīng)元的連接方式；然而，在過去的27年中，所有嘗試用計(jì)算機(jī)模擬其完整神經(jīng)系統(tǒng)的努力均以失敗而告終。最新研究表明，盡管它只有302個(gè)神經(jīng)元，卻含有6393個(gè)化學(xué)突觸、890個(gè)縫隙連接、1410個(gè)肌肉神經(jīng)接點(diǎn)。最大的困難在于，盡管人們已經(jīng)很清楚神經(jīng)元的連接方式，卻對(duì)突觸是如何行為的知之甚少。

或許，建造一個(gè)人類大腦的最終實(shí)現(xiàn)，將從如何取得這個(gè)最簡單的成功開始。