人工智能会不会觉醒——大脑神经元

大脑神经元

接下来，我们要进入本文最核心的部分了，就是比较大脑神经元与计算机系统在物理结构上的异同。

今天，脑科学家认为，我们每个人所谓的“我”其实就是一层大脑皮质而已。它的外形像一颗核桃，表面布满了褶皱。如果我们把这层大脑皮质取下来摊平的话，大小大约是 48 厘米见方，就像是放在餐盘底下的那块餐巾布大小，厚度大约是 2 毫米，比 1 元的硬币略微厚一点点。

我们的感知、思考、理解、表达、判断以及七情六欲都只不过是这块餐巾产生的电信号。在这块餐巾中，分布着大约 200 亿个神经元。你可以把神经元想象成是一只章鱼，只不过这只章鱼的每一根触手都像是一颗大树一样又细分出无数的小触须。

巧合的是，2018 年人类能够制造的最复杂的单块芯片所包含的晶体管数量也是 200 亿个左右。从工作方式的角度来说，晶体管与神经元都相当于一种电位开关，因为它们都是通过两种状态来传递信息，有或者没有动作电位。但是，是不是这样看来，人类制造的集成电路的复杂程度可以媲美大脑皮质了呢？

这样想就太天真了，因为决定复杂程度的不仅仅是单个元器件的数量，还有一个更重要的因素，就是这些元器件之间如何连接。

在集成电路中，主要的器件是二极管、三极管和 MOS 管，出现最多的就是 MOS 管，它有四个端，你可以想象成长出四条触手的章鱼，这只章鱼的每条触手又与另外一只或者几只章鱼连接。大致来说，一块包含 200 亿个晶体管的芯片中，还包含着约 1000 亿根连接线路。下面这张图是集成电路的一个局部设计版图：

（上图，每一个方块都表示一个“器件”，而线条则表示金属连接线）

我们再来看一下神经元的连接，每一个神经元会和上千个甚至上万个其他神经元连接。包含 200 亿个神经元的大脑皮质层总共包含了约 20 万亿个神经连接。所以，仅从连接复杂性上来说，大脑皮质层的复杂程度依然比今天最复杂的一块芯片要高出 200 倍。

一个完整的神经元

神经元局部放大图

但这还没完，集成电路一旦制造完毕，所有的元器件和连接就固定下来终生不变了。但是，大脑神经元的连接不是固定不变的，而是可变的。比如我们学习一项新技能，今天学会了，明天就可能生疏，通过不断地重复练习，就能掌握一个技能，而且能够长久不忘。这个过程其实就是神经元改变自己的形状、位置和与其他神经元之间的连接。虽然我们现在还不清楚细节，但是我们知道某一些神经元以及由它们组成的某一种固定通路就使得我们能长久掌握一项技能。

听到这里，你可能觉得我们好像已经蛮了解我们的大脑了，其实，脑科学界都承认，我们现在对大脑复杂性的认识依然只是一点皮毛。这就好像刚刚来到了一大片森林的入口，我们只不过知道了这片森林的面积和入口处一些最典型的大树情况，这片神秘的森林中到底还藏着多少令人惊讶的东西，我们真的不知道。

说到这里，我最后想告诉你的结论就是，我们现在能制造的计算机系统的复杂性与大脑相比，至少还有 3、4 个数量级的差异。在我们没有能力制造出足够复杂的硬件系统之前，就不要奢谈人工智能的觉醒。

美国艾伦脑科学研究所的所长、首席科学家克里斯托夫·科赫认为，意识是达到一定复杂程度的物理系统所具备的一种属性。并且，一个物理系统越复杂，它所拥有的意识水平也就越高。如果未来，人类能打造出比人脑还要复杂的计算机系统，人工智能的意识水平就可能超越人脑。

科赫曾经与 DNA 双螺旋结构的发现者之一、诺贝尔奖得主克里克一起合作过。他和克里克都认为应该抛弃关于意识的本质到底是什么的争论，这种争论是一种哲学式的思辨，不可能争出结果。科学研究应该更务实一点，寻找一个判定是否具备意识的客观标准，也就是一个可以被测量的物理量，用这个物理量来判定一个系统是否具备意识。他主张，用典型的科学的方法，来研究意识的神经机制，比如，哪些特定的分子、神经元和神经回路与意识有关。可以说，克里克专注于研究意识在大脑中留下的“足迹”，使这个问题回到了科学的正轨上。而我们前面在介绍意识的分界线时，包括科赫在内的测量派已经取得了阶段性的里程碑式的进展，可以说他们找到了第一代用来判定意识是否存在的可测量值。

现在让我们再回到本文一开篇就提出的问题：人工智能觉醒的两条路径，即程序觉醒和意识上传，到底哪条路径更有可能走通呢？我的回答是：殊途同归！当我们的计算机系统复杂到足以模拟大脑神经元结构时，两种觉醒就具备了硬件基础。但以我所掌握的知识来看，要实现用计算机来模拟大脑神经元的复杂度，或许只有等到量子计算机的成熟才有可能。但是，无论如何，我不认为有哪条物理法则禁止人工智能的觉醒。

（人工智能会觉醒话题未完、下期继续）