AI：想要个大脑，真的好难

冷哲

以假乱真的外表，和人类一样自如的行动力，当你和一个高仿真AI站在一起，该如何分辨谁才是真正的人类？除开几乎无二的外在，最终区分二者的竟是一个能思考的大脑！毕竟这个人类进化了几亿年的器官，可不是那么轻易就能模仿的！（不然人类的尊严何在？）不过，当你弄清楚了大脑进化的过程，以及科学家们在探索大脑、模仿大脑上所作出的努力，大概就能知道，为什么AI想要拥有一个大脑是那么难的事儿了。

大脑进化史

虽然人们对AI的研究才开始不久，但人类大脑的进化却可以追溯到古海洋时代，一种大约在8.5亿年前出现的领鞭毛虫被认为是动物的祖先。而到了大约6 亿年前，类似于大脑的神经核团开始出现在蠕虫类动物中。神经核团是原始的中央神经系统，能够处理各种信息，这使得动物可以对更复杂的外界环境做出反应。到了约5亿年前，有些动物发生了基因突变，导致了基因组被复制加倍，为衍化出复杂的大脑埋下了伏笔，它提供了丰富的新基因片段，使得大脑分化出不同的脑区来表达不同类型的神经递质，产生了各种不同的功能。

时间推进到大约3.6亿年前，我们的祖先终于登陆了。随后，它们进化为最早的哺乳动物，在大脑表层形成了一个较小的大脑皮层，从而拥有了复杂和多变的行为。随着恐龙的灭绝，一些哺乳类动物开始爬上树生活，它们成为了灵长类动物的祖先。更好的视觉使它们能够追踪昆虫，也使得它们拥有更大的视觉皮层。和现代灵长类动物相似，它们更倾向于群居，这要求每一位成员都具有更强的脑功能。科学家认为这也许可以解释灵长类动物前额叶区域的明显扩大，尤其是猿。根据科学家推测，人类的脑容量是在近250万年间急剧增加的。

人脑进化的重要里程碑是在大约200万年前。从那时开始，人类学会了使用工具捕猎动物，更丰富的食物来源加速了大脑的进化。人类对于火的使用也具有举足轻重的作用——烹煮过的食物让人类能够更好地汲取营养，使得人类的消化道变短，人类可以省下大量用以维持消化道工作的能量，这些能量可供大脑使用。正是由于当时人类的食物、文化、技能、群体和基因等各种因素的共同作用，最终导致了现代人类的大脑在20万年前进化成功。

大脑探索知多少

随着复杂的进化过程，大脑中形成了几百亿、上千亿个神经元，每个神经元平均又有15000个突触与其他神经元相连。而我们大脑的核心，就是由这样一个神经元组成的超级复杂的神经网络。

要想知道人脑到底是怎么运行的，就是要搞清楚电信号和化学信号在这个超级复杂的神经网络里面是怎么传递的。为了这个目的，欧盟和美国都发起了庞大的科研计划。但由于人脑过于复杂，很多相关的科研只能从老鼠或者猴子起步，科研人员通过核磁共振或者显微镜来获得神经元的数据。虽然老鼠和猴子比人脑简单得多，但对于现有技术而言，仍然是极度复杂的。因此，研究人员不得不花费大量精力来研发、修改所需的设备和算法，而这些研究依然进展缓慢。

大脑模仿那些事儿

雖然对大脑的研究是缓慢的，但早在20世纪中期就有学者提出，能不能模仿大脑神经元结构，设计一种新的智能算法呢？正是这种思路最终促成了人工神经网络算法的发明，也为AI拥有人类“大脑”打下了基础。

人工神经网络算法，就是用数学公式模仿神经元中电信号的传播。人工神经网络中有很多层，每一层都由很多个人工神经元组成。每一个人工神经元会对输入的信号进行一个简单的运算，然后再发送给下一层的人工神经元。每一个人工神经元都有几个可以调整的参数，通过对这些参数的调整，可以使人工神经网络算法产生出不同的运算结果。

虽然人工神经网络算法已有不短的历史，但在一开始的几十年中，这一算法并没有得到广泛的运用。直到2000年后，一些研究学者找到了一种能够快速找出优良参数的方法。通过这种方法，人们就可以做出拥有成千上万个人工神经元的巨大神经网络。这种巨大的神经网络因为层数很多，所以被称为深度神经网络，而其找到优秀参数的方法被称为深度学习方法。深度神经网络可以用来解决一些极其复杂的问题，比如图像识别、语音识别、翻译等等。

这些算法虽然在形式上模仿了人脑，但其实际机理与人脑仍然相去甚远，必须要有海量的数据来支持。所以，目前的计算机算法还远远无法与人脑相比。此外，这些算法目前也不可能产生出能像人类一样思考的人工智能。一方面是因为人类仍然不是很了解自己的智能是如何在大脑里产生的和运行的；另一方面是因为这些算法从本质上而言还只是一些非常固定的函数，相比于人脑仍然过于简陋。漫长的进化，大脑本身复杂的结构和特性，探索的挑战与难题……看来，想要在近几十年来就让AI和人类一样拥有一个真正的大脑，还真是一件没那么容易的事儿呢！AI需要继续等待，而人类也将继续探索！