人工智能的未来

解放思想

段永朝

财讯传媒集团首席战略官

当我写下这个题目时，自己也不禁哑然失笑——多么熟悉的四个字啊！这篇谈论库兹韦尔新书的小文，砰然涌上心头的标题，竟是这样几个字。不过，你完全可以把这个标题翻译成时下流行的另外四个字：不明觉厉。

1928 年的某一天，加拿大脑神经外科医生威尔德· 彭菲尔德（Wilder Graves Penfield）正在给一位患者做手术。手术探针接触到病人右侧颞叶的某个部位时，彭菲尔德小心翼翼地施加电流，刺激这个部位。奇迹发生了——病人仿佛看到了多年以前的熟悉画面，甚至“闻到了熟悉的味道”。电流刺激大脑皮层，竟然“唤醒”了病人沉封已久的记忆。25 年的持续研究后，彭菲尔德提出了“中央脑系统”学说，并因此被誉为脑神经科学的鼻祖。

美国哲学家希拉里· 普特南（Hilary Whitehall Putnam），在其1981 年出版的著作《理性、真理与历史》一书中，将这一情景所引发的“思想实验”描绘为“缸中之脑”。普特南的思想实验是：假想某个浸泡在营养液中的大脑通过细细的导线与躯干相连。这个大脑对躯体动作的意识发出的指令，通过导线双向传递——此刻，你会认为这还是一个生物学意义上的“人脑”吗？

“缸中之脑”的画面多少有点儿令人毛骨悚然。但不容否认的是，正是这一概念和彭菲尔德的实验，激发了大量研究者、科幻小说家的想象力。“赛博朋克”（Cyberpunk）也成为20 世纪50 年代人工智能萌发以来，科幻写作领域的新品种。大家所熟知的大片《黑客帝国》《盗梦空间》《源代码》等，无疑是这一领域震撼心灵的大作。提出“赛博空间”（Cyberspace）的加拿大小说家威廉·吉布森（William Ford Gibson）、创作《深渊》系列三部曲的著名科幻作家弗诺·文奇（Vernor Steffen Vinge），都是这一领域的大家。

雷· 库兹韦尔，正是这一行列中伟大的一位。

惊人的预言：加速回报定律

库兹韦尔是一位个性十足的电脑“极客”。当然，他还配得上互联网思想家、人工智能发明家、预言家等众多耀眼的称号。17 岁时，库兹韦尔参加一个电视猜谜节目《我有一个秘密》，他的表演技惊四座：他用计算机创作、合成了一首全新的乐曲。他对电脑与人脑之间关系的思考，以及摆弄电脑和人脑的兴趣，一直保持到今天，并渐渐孕育成一个惊人的定律：加速回报定律（the law of accelerating returns，亦称库兹韦尔定律）。

加速回报定律的内容有点儿貌不惊人。该定律认为，信息科技的发展按照指数规模爆炸，导致存储能力、计算能力、芯片规模、带宽的规模暴涨——如果只停留在这一步的话，加速回报定律就真的貌不惊人了。真正震撼的是库兹韦尔基于他的这个定律作出的预言。在本书中，这些预言和结论主要包括：

l ? 2029 年，新一代智能机将通过图灵测试；非生物意义上的人将在这一年出现。

l ? 脑新皮质模型——思维的模式识别理论：人的大脑记忆是层级结构；有3 亿多 个“模式识别器”。

l ? 大脑新皮质的主要作用，是“模式识别”，具备“分层学习能力”。

l ? 人工智能并非复制大脑，只不过是达到对等的技术。

l ? 大脑新皮质的能力包括创造力、自信、组织能力、感染力，以及反对正统想法的勇气。

l ? 仿真大脑（核心是仿生新皮质）在改变世界过程中的地位越来越重要。

l ?“你必须有信仰。”

l ? 我个人的信仰飞跃是这样的：当机器说出它们的感受和感知经验，而我们相信 它们所说的是真的时，它们就真正成为有意识的人了。

l ? 判断一个实体是否有意识这一问题，本身就不科学。

l ? 自由意志的主要敌人：决定论。

l ? 进化创造大脑的主要原因是为了预见未来。

这里只摘取了11 条预言和结论，不算多。在库兹韦尔2005 年的著作《奇点临近》（The Singularity is Near ）中，为了阐述“奇点理论”，他自己一口气罗列了37 个要点。今天大家看到的这本书，不但是库兹韦尔对他数十年澎湃激荡的“思想狂想曲”的一次更加严密的阐述，也可以这么说：他比以往想得更明白了。

奇点：当计算机智能超越人类

最先提出“智能爆炸”这一概念的，是与冯·诺依曼一道，为曼哈顿工程工作的著名波兰裔美籍数学家乌拉姆（Stanlalw Marcin Ulam）。在1958 年公开发表的乌拉姆与诺依曼的对话中，有这样一句直击心灵的话：“不断加速的科技进步，以及其对人类生活模式带来的改变，似乎把人类带到了一个可以称之为‘奇点’的阶段。在这个阶段过后，我们目前所熟知的人类的社会、艺术和生活模式，将不复存在。”“奇点”，这一数学史上的最高禁忌，成为学者们看待人类前景的一个绕不过去的术语。

什么是奇点？想想小学数学中关于除法的一条戒律吧：除数不能为0。为什么？回答这一问题要等到大学课堂，高等数学讲到微积分的时候——即便如此，这时候的所谓明白，也只不过是再次确认这条禁忌。在一个形如“1/x”的函数中，当x 无限逼近0的时候，这个函数的取值将趋向无穷大。这有什么意义吗？这是一个什么样的“点”？数学家讳莫如深。

当然，库兹韦尔只是把“奇点”当作一个绝佳的“隐喻”。这个隐喻就是，当智能机器的能力跨越这一临界点之后，人类的知识单元、连接数目、思考能力，将旋即步入令人晕眩的加速喷发状态——一切传统的和习以为常的认识、理念、常识，将统统不复存在，所有的智能装置、新的人机复合体将进入“苏醒”状态。

“苏醒”，是科幻作家文奇使用的一个术语。1993 年，文奇在NASA 的一次研讨会上预言，50 年之内技术奇点终将来临。他将超越这一临界奇点之后的人类（确切地说，叫新人类）的状态，描绘为“智能电脑的苏醒”“超人智能共同体的苏醒”“宇宙的苏醒”。电子乌托邦、多维空间、星际旅行、平行宇宙、灵性智能体，花样繁多的未来想象，一直围绕着“奇点”“跨越奇点”展开——恰如你观赏科幻大片时的感受。但这一次，貌似是真的。

是真的吗？

旧脑与新脑

喜欢人工智能的科学爱好者们，对图灵测试一定不陌生。电脑能否超越人脑？这一简单的问题，可谓萦绕在每一位深入思考的计算机科学家、计算机科学爱好者的心头。虽然也有人指出，图灵测试的提法或许并不准确，因为“它暗示了智能以及通常意义上的思维，都具有与人类行为无法分离的特征”。

但是，我们通常的思维，往往是将机器和人分开来看、来比较的。在库兹韦尔这本书里，需要扭转的正是这个“偏见”。

在库兹韦尔看来，人工智能的关键并非通过物理手段制造出媲美、超越人脑的“非生物性智能机器”。这条路行不通。他给出的方法简单有效：将人脑与电脑“嫁接”起来。这听上去是不是有点像普特南说的“缸中之脑”？

在本书中，库兹韦尔用4 章的篇幅（第3~6 章），精心构筑了支撑他伟大预言的第一块基石。这块基石的目的，就是试图将大脑新皮质作为“新脑”的重要组成部分，与旧脑区别开来。

按照德国神经生理学家科比尼安· 布洛德曼（Korbinian Brodmann）的大脑分区模型，人的大脑被划分为额叶、顶叶、颞叶、枕叶以及边缘系统等若干区块。布洛德曼分区模型，已成为脑神经科学家研究不同大脑区域与人的感知、语言、运动、情感、意识等生理及心理活动的标准参考模型。

库兹韦尔的分析也建立在这一大脑分区模型的基础之上。但是，他进一步借用美国神经生理学家弗农·蒙卡斯尔（Vernon Mountcastle）关于“皮质柱”的发现，对大脑皮质理论提出了自己的见解。他认为，神经生理学家和心理学家广泛采纳的“赫布假设”，即“神经元是大脑新皮质学习的基本单元”是不正确的。大脑中有300 亿个神经元，它们参与学习、感知的基本单元是皮质柱，即神经元的集合。每个皮质柱大约包含100个神经元。而这样的皮质柱，被库兹韦尔称为“模式”。在库兹韦尔看来，奥秘就在这些从生理学上看是“皮质柱”，从心理学上看是“模式”的神经元集合当中。

哺乳动物的脑认知结构都呈现出“层级结构”的特点，这是具象感知到抽象思维之间得以顺畅转换的关键。大脑新皮质的生理结构，恰好也是这样的分层结构。库兹韦尔列举的大量研究成果证实，科学家对视觉皮质、嗅觉皮质的定向研究已经表明，在大脑皮质的分区、分层模型架构下，可以很好地解释外界感知、刺激- 反应、联想、记忆等一系列生理- 心理活动的内在机理。

但是，库兹韦尔发现，过去我们只是建立起了大脑皮质与生理反应、心理活动之间分层、分区的对应关系（当然，这一研究也远未达到完满的地步），却没有很好地解释这些生物信号、电信号是如何在层级模型的不同层级之间转换的。这其实是脑神经科学中最奥妙无比的问题。分子细胞水平的微小生物化学变化，如何与痛心的眼泪、惊恐的眼神、抽搐的嘴角联系起来？

库兹韦尔的大胆预言是将大脑新皮质（他称之为新脑）和大脑旧皮质（对应旧脑）区别开来。所谓旧脑，就是负责处理记忆、动作协调、嗅觉、视觉等感知系统，以及与新皮质保持联系；所谓新脑，则是处理语言、运动、空间、推理、知觉等高级功能。

在训练、学习和进化的过程中，新皮质无疑扮演着至关重要的角色：识别模式、建立模式。库兹韦尔认为，只有建立起这样的模式识别机制，才能真正处理纷繁复杂的人类大脑所面对的各种问题，特别是意识、情感、想象和创造力的问题。

做好这些必要的铺垫之后，库兹韦尔的惊人预言开始有了一个大致的轮廓：将先进计算技术构筑而成的“非生物性大脑新皮质”，与人类的大脑新皮质“对接”起来，创造无可限量的人类智能大爆发的可能，迎接“奇点”的到来！这就是本书第7 章和第8 章的主题。

“苏醒”：你准备好了吗

当人造大脑新皮质可以制造出来的时候（库兹韦尔坚信这一点），这一“仿生大脑新皮质”就具备了媲美人类大脑的全部功能，甚至比人脑更具可塑性。比如，你可以将其放置在云端，与遥远的人类生物大脑远程相连。

连接人脑和智能仿生大脑的技术，已经有了很多雏形，比如新型的核磁共振技术、脑电波成像技术、弥散跟踪技术等。这些非侵入的大脑扫瞄技术，都可以扮演大脑信息双向交换的角色。

这一景象，其实已经在大量涌现的科幻作品中为人们所熟知。《黑客帝国》中的英雄Neo，他的躯体浸泡在生物营养液中，但大脑却可以与一个叫作Matrix 的超级电脑相连。人的意识、感知，都可以通过连线在人的肉身和超级大脑之间穿梭传递。很自然地，人们除了不断追问“这是真的吗”以外，更担心这样的问题：“我是谁？”

比2005 年写作《奇点临近》时思想更加成熟的库兹韦尔，在这部著作里用“信仰”来回应这一悬疑。他把这种对“人脑与电脑相对接”所产生的伦理学、哲学问题，最终归之于“信仰的飞跃”。他在书中写道：“我个人的信仰飞跃是这样的：当机器说出它们的感受和感知经验，而我们相信它们所说的是真的时，它们就真正成为有意识的人了。”基于这样的信仰飞跃，库兹韦尔声称，“判断一个实体是否有意识这一问题，本身就不科学”。

当然，为了应对来自四面八方的种种诘难，库兹韦尔还是用最后两章的篇幅，非常严肃、认真地回答了“意识问题”“自由意志问题”“身心问题”等非常“硬”的哲学命题。他的回答，你未必完全同意，但这些睿智之思，却在不停地刺激你的大脑皮质——这，正是这部著作难得的价值。

作为一个俗人，在阅读本书的过程中，我总是忍不住想：库兹韦尔的预言会是真的吗？ 2029 年，距离今天还有13 年的光景。虽然我们还无法想象库兹韦尔所说的13 年后会怎么样，但我们至少可以回忆18 年前——1997 年的时候，世界网民数量为7 000 万，中国互联网信息中心发布了第一份《中国互联网络发展统计报告》，中国网民为62 万。今天，全球网民达到了24 亿，而中国网民则接近6 亿。这一惊人的数字意味着什么呢？

按照文奇的说法，当你的智能手机或者你无法意识到的任何智能装置“苏醒”时，你——在哪里？在做什么？

现在，打开这本书，经受一次库兹韦尔式的“信仰飞跃”，为这场注定来临的智能风暴——虽然未必是库兹韦尔预言的那样，做好“解放思想”的预热吧。我相信，你一定会同意这一点：库兹韦尔语境下的“思想解放”，绝非是一句可以呼喊的口号，它扎扎实实地把你的大脑新皮质和超级电脑、云端、脑神经网络、隐马尔可夫模型、大脑，等等，联系在了一起。

想到这里，我还真有点儿隐隐的脑仁儿疼。

 雷.库兹韦尔

 21世纪伟大的未来学家与思想家，奇点大学校长，谷歌工程总监。毕业于麻省理工学院计算机专业，享有19个荣誉博士头衔。《福布斯》杂志称他为“思考机器”；《华尔街日报》称他为“永不满足的天才”；《公司》杂志（Inc.）将其评选为“top创业家”之一，并形容他是“爱迪生的合法继承人”；美国公共电视台（PBS）更是评价他为“开创美国的16位改革家”之一。

 天才发明家，美国总统亲自为其颁奖，入选美国发明家名人堂。获得过美国国家技术奖、奖金高达50万美元的Lemelson-MIT发明奖等众多奖项。

 “加速回报定律”创立者，人工智能领域的传奇预言家。库兹韦尔指出，“技术力量正以指数级规模快速发展”。同时预测：2030年，计算机将在智能上超过人脑，2045年，“奇点”将会出现，届时，“严格生物学意义上的”人类将不复存在。

各方赞誉

推荐序 解放思想

段永朝

财讯传媒集团首席战略官

引言 洞悉人类思维的奥秘

第1章 史上著名的思想实验

历史上出现过很多著名的思想实验，特别是关于自然界的思想实验，爱因斯坦的“驾乘光束”实验就是其一。研究大脑，也可以采用同样的办法。通过简单的思想实验，我们就能很好地理解人类智慧是怎么一回事儿。

思想实验1：地质的隐喻

思想实验2：驾乘光束

大脑新皮质的统一模式

第2章 思考的思想实验

大脑和计算机都能存储和处理信息，但是，大脑和计算机之间的相似性可不只是看上去那么简单。大脑的记忆是层级结构和连贯有序的。记忆奇妙地出现在你的脑海里，一定是某些事物触发了它们。

思考，人脑不同于计算机

字母表的倒背难题，记忆是连贯有序的

联想因触发而生

从刷牙到写诗，不可或缺的记忆层级

第3章 大脑新皮质模型，思维模式识别理论

大脑新皮质分 6 层，共包含 300 亿个神经元，它 们又组成了 3 亿个模式识别器。这些模式识别器按层级 关系组织，它们是思想的语言和思维模式识别理论的基础。只有具备自联想能力和特征恒常性能力，大脑新皮质才能识别模式。思维模式分两种：定向思维和非定向思维，做梦就是非定向思维实例。

模式的层级

模式的结构

流向大脑新皮质模式识别器的数据本质

自联想和恒常性

学习

思想的语言

梦的语言

模型的根源

第4章 人类的大脑新皮质

尽管进化带来的改变并不总是朝着更高的智能水平前进，但是，智能仍是一个重要的进化分支。大脑新皮质的分层学习能力如此重要，以至于它在进化过程中体积变得越来越大，并最终成为大脑的主体。大脑运转时，并不以神经元为基础，而是神经元集合。

智能，一个重要的进化分支

新皮质的分层学习能力

积木式神经元集合，思维模式识别的基础

视觉皮质与通用算法

第5章 旧脑

虽然大脑新皮质已成为大脑的主体，但我们的旧脑并未消失，仍在帮助我们寻求满足和躲避危险。丘脑的突出作用是与新皮质持续联络，海马体存储最新记忆，而小脑则负责人体动作的协调。

感觉通路

丘脑

海马体

小脑

控制快乐与恐惧权

第6章 新皮质的卓越能力

人类的卓越能力，主要归功于大脑脑岛中的纺锤体细胞。大脑新皮质某些区域的优化，使其更善于处理联合模式，这就是天分的由来。跨领域合作和非生物大脑新皮质的云端存储，将让我们更富有创造力。从进化观点看，爱情的存在就缘于大脑新皮质的需求。

天分

创造力

爱情

第7章 仿生数码新皮质

我们现在已经能模拟包含 160万个视觉神经元的人脑视觉新皮质，模拟完整人类大脑的目标预计 2023年就可实现。“矢量量化”方法既能高效利用计算机资源，又能保留重要的语言识别特征。隐马尔可夫模型让语音识别系统能同时完成识别和学习两项任务。

脑模拟

神经网络

矢量量化 

用隐马尔可夫模型解读你的思维

进化（遗传）算法

列表处理语言LISP

分层记忆系统

人工智能前沿：登上能力层级顶端

创建人工大脑

第8章 模拟人脑，计算机不可或缺的4大思维

尽管人脑的思维模式极为精巧，我们仍然可以通过软件对人脑进行模拟。要想做到这一点，计算机必须要具备准确的沟通、记忆和计算能力，具有计算的通用性和冯·诺依曼结构，并且能够按大脑核心算法进行创造性思维。

准确的沟通、记忆和计算能力

计算的通用性

冯·诺依曼结构

按大脑核心算法进行创造性思考

第9章 思维的思想实验

意识来源于复杂物理系统的“涌现特性”（emergent property），可感受的“特质”（qualia）是其突出特征。成功模拟人脑的计算机也是有意识的。思维就是有意识大脑所进行的活动。非生物学意义上的“人”将于 2029年出现。将非生物系统引入人脑，不会改变我们的身份，但却产生了另外一个“我”。把我们的大部分思想储存在云端，人类就能实现“永生”。

谁是有意识的

你必须有信仰

我们能够意识到什么

东方是东方，西方是西方

自由意志

本体意识

第10章 有关思维的加速回报定律

信息技术的发展，都遵循着加速回报定律，与思维相关的技术也不例外。随着人类基因组计划的实施，生物医学已成为一项信息技术，并呈指数型发展。在互联网上，每秒比特的传递量每 16个月就翻一番。磁共振成像技术，也以指数级速度稳定发展，目前的空间分辨率已接近 100微米。

生物医学

信息传输

大脑研究与再造

第11章 反对大浪潮

加速回报定律及其在人类智能提高方面的应用，也招致了不少批评。保罗·艾伦对“指数发展说”完全持否定态度；罗杰·彭罗斯认为，计算机无法像人脑那样进行量子计算；约翰·塞尔说，计算机即便能够通过图灵测试，它也不知道自己在做些什么。

“奇点遥远”论 

“量子计算能力缺失”论 

“无意识”论 

后记 拥抱“奇点”

注释

译者后记

 《人工智能的未来》作者库兹韦尔认为，2045年，人工智能将超过人类智能，储存在云端的“仿生大脑新皮质”与人类的大脑新皮质将实现“对接”，世界将开启一个新的文明时代，“奇点”到来！那个时候，我们是谁？我们是什么？人还能称之为人吗？

 库兹韦尔把“奇点”当作一个“隐喻”：当智能机器的能力跨越这一临界点之后，人类的知识单元、链接数目、思考能力，将旋即步入令人眩晕的加速喷发状态——一切传统的和习以为常的认识、理念、常识，将统统不复存在，所欲的智能装置、新的人机复合体将进入“苏醒”状态。

 库兹韦尔通过对人类思维本质的全新思考，大胆地预言了人工智能的未来。他坚信，未来人类一定会制造出可与人脑相媲美的“仿生大脑新皮质”。它们甚至比人脑更具可塑性，并可放置在云端，与遥远的人类生物大脑远程相连。那时，或许人工智能真的能够与人类相媲美！

 美国国家技术奖获得者、奇点大学校长、谷歌公司工程总监雷?库兹韦尔全新力作。这是一部洞悉未来思维模式、全面解析“人工智能”创建原理的颠覆力作。库兹韦尔对于大脑和人工智能的理解，将对我们生活的方方面面、各行各业，以及我们有关未来的设想产生巨大的影响。库兹韦尔通过一系列推理告诉我们，我们有能力创造超过人类智能的非生物智能。

 湛庐文化联合机构中国人工智能学会特设专家委员会！该专家委员会包括中国工程院院士李德毅、驭势科技（北京）有限公司创始人兼CEO驭势科技（北京）有限公司创始人兼CEO驭势科技（北京）有限公司创始人兼CEO驭势科技（北京）有限公司联合创始人兼CEO吴甘沙、地平线机器人技术创始人余凯、IBM中国研究院院长沈晓卫、国际人工智能大会(IJCAI)常务理事杨强、科大讯飞研究院院长胡郁、中国人工智能学会秘书长王卫宁等专家学者，他们将以自身深厚的专业实力、卓越的洞察力和深远的影响力，对这些优秀图书进行深度点评。

 中山大学教授李淼，中国当代知名科幻作家、畅销书《三体》作者刘慈欣，人工智能之父、MIT人工智能实验室联合创始人、畅销书《情感机器》作者马文?明斯基，奇点大学执行主席、畅销书《富足》《创业无畏》作者彼得?戴曼迪斯，卡内基?梅隆大学机器人研究所创始董事、图灵奖获得者劳伊?雷迪，人工智能科学家、大脑新皮质层次结构模型研究先驱迪利普?乔治联袂推荐！

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 [“机器人与人工智能”书系编者按]

机器人与人工智能，下一个产业新风口

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