探索自然科学的“终极疆域”

郭爱克

在中国科幻作家刘慈欣代表作《三體2：黑暗森林》中，大部分内容都围绕着一个赋予战略家惊人特权的“面壁计划”展开。由于地球面临着来自半人马座α星的“三体文明”的入侵，人类选出了4位具有战略家思维的“面壁者”，构思反击外星侵略的作战计划。

在这个故事里，人的头脑和思维成为保卫地球的最后希望。而在现实生活中，人脑也如同一个充满奥秘的“万花筒”;它发挥种种作用的机制，是生命科学乃至自然科学的“终极疆域”。

如果我们去科技馆参观，就会发现那里往往有各种关于视错觉的展项。比如，将频闪灯调到特定的频率，照在细细的水流上，就会让它变得看起来像是正在爬高的水滴;再比如，一半全黑，另一半是白底上有黑色弧形条纹的圆形碟片，在高速旋转的时候会呈现出原本不存在的彩色条纹。种种有趣的现象，都要归因于人脑对双眼所见事物的处理受到了“迷惑”，视觉就是大脑主动解释外部世界输入信息的过程。“眼见为实”的背后，是大脑运行的南辕北辙，

人类对大脑和思维的好奇并不仅限于此。从复杂的数学计算到各种智力游戏，我们常常对形形色色的“人机大战”着迷。如今，人类已不能在国际象棋对决中战胜计算机;而在几年之前，专为围棋对弈开发的人工智能系统，也击败人类顶尖棋手，“征服”了这个人们曾经认为机器无法超越人的领域。此后，我们陆续见证了种种曾经的“不可能”成为现实，从扑克牌局、电视竞答赛事到电子竞技，人类在这些领域的“垄断”被逐一打破。

但我们并不需要为此过于恐慌。计算机以算力和存储能力取胜，而我们想探究的是凭借这些优势，计算机可以在多大程度上取代人脑;或者说，人脑的思维过程，还有处理某些特定信息的方式，既是对战中左右胜负的因子，也可以为计算机和人工智能系统的开发带来启迪。这样，大脑智慧和人工智能就能相互点亮，发展“道法自然”的类脑智能，更好地造福人类。

在可预见的未来，人类社会中也会有一些计算机难以应对的领域，比如人与人之间情感方面的深度沟通，以及对美感与契合度的判断。大部分人可以通过表情和语调，感知其他人的情绪，比如欣喜、厌恶和焦躁，并以此调整自己接下来的举动。就像服装设计师需要与客人反复沟通，并且根据每个人的喜好与身形特点，决定接下来的工作方案，常言说“没有最好，只有更好”。对于这些涉及诸多变量的“模糊”情境，我们早就习以为常;但大脑遇到这些情境时的工作原理，科学界却仍然所知甚少，这就意味着有更多未解的谜团，等待科学家们去探索。

本期的《知识就是力量》杂志，我们将为你展示脑科学领域的一系列最新研究进展，以及太空的低重力环境对人脑的影响。随着人类的脚步离开地球向宇宙进发，我们更需要审视自己的“内心”世界，因为在那里孕育和衍生我们战胜未知挑战的智慧。