摘要：人工智能加速发展，有一天会超越人脑吗？近日，清华大学基础科学讲席教授、心理学系主任刘嘉在“人文清华讲坛”上发表了演讲《脑与人工智能：站在进化的节点上》。他指出，虽然目前人工智能无法与人脑相比，但它发展迅猛，类人智能是人工智能的下一个发展目标...
人工智能加速发展，有一天会超越人脑吗？近日，清华大学基础科学讲席教授、心理学系主任刘嘉在“人文清华讲坛”上发表了演讲《脑与人工智能：站在进化的节点上》。他指出，虽然目前人工智能无法与人脑相比，但它发展迅猛，类人智能是人工智能的下一个发展目标。以下为演讲主要内容。
『如何认识我们看见的世界』
我们无时无刻不在观察着这个世界，但我们看到的未必是真实的世界。到底发生了什么？这取决于我们的视觉系统。
打个比方，前面有一个绿苹果，它会以大约100亿比特/秒的信息量进入我们的视网膜，视网膜通过约100万个神经元连接到视觉皮层，经过加工之后再传到高级皮层，来决定我们看到的东西到底是什么。在这个信息传输的过程中，信息量被衰减到1/1亿，而大脑就像魔术师一样会把这些缺失的信息补上。为什么有的人看见一个绿苹果，会认为那是一个红苹果呢？因为人的眼睛看见的过程，其实是一个大脑重构的过程，而不是简单的复制。
正如康德所言：“没有感觉支撑的知识是空的，没有知识引导的感觉是瞎的。”这句话的上半句说的是，如果我们没有外部的信息输入，我们很难构建自己的心理世界；下半句说的是，如果你不知道你看到的是什么东西，那你就什么也看不见。因为我们从外部世界得到的信息往往是模棱两可的，我们必须加上一点先验知识、加上一点推理、加上一点猜测，需要大脑去重构，把自己的理解加进去，才能真正知道这个世界究竟发生了什么。
与理解相比，更重要的是创造。当我们的大脑没有被外部信息填满，留下一定的空间时，我们就能在这空间里创造出自己想要创造的东西。正如《小王子》的作者圣·埃克苏佩里所言：“一堆岩石在有人对着它思考时就不再是岩石了，它将化身为大教堂。”这就是人类了不起的创造。
在过去的300万年里，人和猴子分开进化，人发生的最大改变不是从四肢着地变成直立行走，也不是褪掉了身上的毛，而是大脑的体积增加了3倍。而且，大脑不是平均增加体积的，体积增加最大的部分在额叶。与我们200万年前的祖先相比，我们的头骨更往前突出了，以容纳更大体积的额叶。
我们为什么要有更强大的额叶？因为它使我们能够构造和想象出不存在的东西。比如，我们的祖先准备去打猎，他不用等看见了猎物才去做出反应，他只需要提前想象狩猎的情景，就可以把一切都安排好。人可以在脑海里预想一遍未来将要发生的场景，构建出一个个可能的未来，这样就能够制定出行动方案，这是人类能够战胜其他比我们更强大、更凶猛的动物，成为万物之灵的关键。这也正好印证了荀子的一句话：“然则人之所以为人者，非特以二足而无毛也，以其有辨也。”“有辨”是指我们能够辨识、能够思考，而这些都来自额叶的功能。
『重构心理世界的知识从何而来』
那么，我们心理世界的这些预设的知识究竟是从哪里来的？
一部分先验知识来自基因的烙印。我们来到这个世界并不是一张白纸，我们是带着32亿年进化的智慧来到这个世界的，而这些智慧就印刻在我们的基因之中。比如，我们将18位女教授和女博士后的脸进行叠加，做成一个“平均脸”，你会发现这张平均脸充满了睿智和文气。平均脸代表了什么？人脸其实就是我们的基因图谱，我们的基因都写在脸上。所以，当我们把脸叠加之后，我们得到的是18位知识女性平均的基因。平均的基因代表突变很少。基因一旦突变，大概率而言是有害的，所以基因突变越少，说明基因越好，所携带的遗传性疾病的概率就越低，这就是为什么人类会觉得平均脸更好看的原因。
我们的另一部分先验知识则来源于社会基因。人和动物的进化有本质区别，动物是按照基因、按照达尔文的进化论逐步向前发展的，而人既有生物基因的演化，这代表着我们的过去，同时更重要的是，人还有社会基因的进化，它带着我们以与动物不一样的方式前进。
社会基因和生物基因的作用方式非常类似。远古时，人类祖先中有一个人突然因为某种原因把火生起来了，这相当于知识、技能被创造出来，就像基因突变，一个优秀的基因产生了。渐渐地，生火这种技能被传播给了其他人，从一个部落传到其他部落，最终成了人类普遍拥有的技能。接着，人类又学会了制作长矛和其他工具，经过漫长的发展，逐渐构建成我们今天的人类社会。
人类的文明演进可以分成三个时期：第一是原始文明，经历了200多万年，前后变化并不大。第二是农业文明，经历了5000年左右。这期间，野兽被驯服变成了家畜，人类成了文明的种族，懂得了一些天文地理的知识。第三是工业文明，从诞生至今不过近300年的历史。然而，工业文明给人类带来了巨大的变化，以至于我们不得不将它分成四个阶段：第一个阶段是机械化时代（1760年—1840年），出现了蒸汽机等。第二个阶段是电气化时代（1840年—20世纪初），出现了电力等。第三个阶段是自动化时代（1950年—21世纪初）。第四个阶段就是我们现在所处的信息时代。
『文明进程出现革命性的进化』
信息时代诞生了新的物种——人工智能。
2002年，我的博士论文答辩题目是《面孔识别的认知神经机制》。当时，即使是最先进的机器，用来识别人脸的正确率也很低。2015年，我参加了江苏卫视《最强大脑》的节目策划。我发现，经过十几年的发展，人工智能已经强大到在人脸识别上可以胜过人类的最强大脑。
随后，我们研究建立了一个人工神经网络，训练它去识别性别，即区别对象是男性还是女性。结果，它的正确率能达到100%。而且，它在完成任务的过程中会产生与人类相类似的心理操作，也就是说，人工智能会自发产生和人类一样的心理世界。
那一刻我开始意识到，生物过去的进化都是基于碳基的方式来运行的。但是，当人类创造出人工智能后，一个新的物种产生了，这个新的物种是基于硅基的方式运行的，而这种基于硅基的物种一定会给我们带来一种革命性的变化。以前人类文明的进化都是循序渐进的，当人工智能这个阶段来临时，文明进程可能会出现一个“奇点”，出现一种革命性的进化。
为什么这么说呢？我们来看人类和人工智能的三大区别。
第一是算力。人类的大脑已经进化到极限，而人工智能随着科技的进步，它的算力将不断精进。
第二是存储能力。人类的大脑大约是1.4千克，虽然只占了我们体重的2%—3%，但是消耗了我们身体25%以上的能量，它是一个耗能大户。但人工智能的存储能力是无限的，一块硬盘不够，可以再加一块硬盘。
第三是寿命。人类的寿命是有限的，而人工智能的寿命是无限的。CPU烧了，可以换块CPU，电线断了，再换根电线就行了。
除了无限的存储能力、算力和寿命，人工智能还有着无尽的可能性。
2016年，AlphaGo击败了人类围棋顶尖高手李世石。后来，很多中国围棋高手也和AlphaGo进行了切磋。当时世界上排名第一的围棋选手柯洁说：“我们人类下了2000年围棋，连门都没入。”围棋的空间极其庞大，AlphaGo之所以比人类更加强大，并不是它比人类更加聪明，而是因为它探索了更大的空间，找到了更多下法而已。
如今，不仅在律师、医生、税务师、咨询师等专业领域，在绘画、音乐等艺术领域，都出现了人工智能的身影。“神经网络之父”、深度学习的创始人杰弗里·辛顿在接受采访时说：“将来深度学习可以做任何事情。”
『类人智能是人工智能的发展目标』
然而，人工智能真的无所不能吗？
心理学家发现，对于一个简单的场景，人和人工智能有完全不同的理解。比如，一个人不慎从柱子上摔落，人工智能会说一个人从柱子上掉下来了，而我们对这个场景的反应是“惊恐和疼痛”。
这个区别体现了人类有一种特别重要的能力，叫共情，即别人遭受了苦难，我能感同身受。如果一个孩子缺乏共情的能力，就会导致自闭行为。所以，人工智能的奠基人之一马文·李·明斯基说：“现在的问题不是一个智能的机器是否拥有情感，而是不拥有情感的机器是否能拥有智能。”在马文·李·明斯基看来，情感是智能的基础，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，还没有达到类人智能。如何实现类人智能呢？我认为它的切入点是脑科学加上人工智能。
举个例子，线虫是一种非常简单的生物，只有302个神经元，麻省理工学院的研究者模仿了其中的19个神经元，就完成了自动驾驶的一般任务。其实这项研究模仿的并不只是这个简单的生物，而是32亿年进化形成的智慧。从这个角度来讲，人类的大脑目前仍是这个世界上最聪明的大脑，它有860亿个神经元，平均每个神经元有3000个连接，它代表着宇宙中生物智力的最高水平。那么，人工智能的发展为什么不能向人脑学习，以人脑为模板呢？
我的同事们模拟线虫的302个神经元，构建了一个数字线虫，来模仿线虫在水里的游动。这只是一个开始，下一步也许我们会模仿神经元数量达百万级的果蝇，再到更高量级的斑马鱼，甚至到小鼠、大鼠、猕猴，最后模仿人类的860亿个神经元。虽然还存在巨大的鸿沟，但是我坚信，通过脑科学加上人工智能，有一天一定能制造出一个数字人类大脑。
『人工智能未来的三种可能』
莎士比亚说，“所谓过往，皆为序章”。今天，我们正站在一个进化的节点上。
从32亿年前，一个单细胞逐渐发展成水生动物，然后爬上岸边变成两栖动物，再变成哺乳动物，在约300万年前哺乳动物猿猴又开始进化成人类，这些都是我们的过往。然而，此时此刻，我们的未来是未定的。
人类发明出了人工智能，今天，随着算力的推进，随着技术的进步，人工智能有了超越人类的可能。
未来会怎样？大约有三种可能。第一种，人工智能像科幻电影《星球大战》里的R2-D2一样，是人类忠实的伙伴，成为人类非常好的朋友，帮助人类变得更加强大。第二种，我们构建出了一个数字大脑，它的能力比人类的大脑更强，这时候人机可以合二为一，把人的意识、记忆、情感上传到数字大脑中，人就能获得“永生”。未来学家库兹韦尔在《奇点来临》这本书中写道，大约在2045年，这一刻就会到来。第三种，就像电影《终结者》里所展示的，人类文明彻底消失，进入机器文明时代。
未来到底会怎么样，最终取决于今天我们站在这个时间节点上做了些什么。
物理学和心理学对于什么是值得做的事情有不同的定义。物理学更在意空间，在物理学看来，如果放在一个远远超出地球大小的空间尺度下来看，那些有意义的事情，才是值得做的事情。而心理学更关注的是时间，我们思考的问题是：人间的一切问题，如果放在一个远远超出人的寿命的时间尺度下来看，它们还有没有意义？
1905年，孙中山和严复在伦敦有过一次会面，他们当时讨论的议题是半殖民地半封建的中国究竟如何改变。严复提出要慢慢教化民众，要稳步向前。孙中山对于严复的方法不太认同，他说：“俟河之清，人寿几何？君为思想家，鄙人乃执行家也。”后来，孙中山回到国内，开启了轰轰烈烈的辛亥革命。
对于现在的我们来说，解决未来的问题，就要从现在做起，行胜于言，以有限的生命行超越生命之事，这就是我们这一代人的使命。
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来源：作者：刘嘉
