大脑意识上传云端得永生?你可能想多了

编者按:生老病死,自古以来都是人世间最折磨、又最难解的悲情。虽然长生不老这种美好的愿景几乎不可能实现,但如今,随着互联网、云计算和人工智能等前沿技术的发展,围绕思维永生的相关研究不断引得众多科学家关注。比如在身体死亡后,讲人的大脑意识上传到云端,进入一个虚拟的世界,是否能像一个真实存在的人,能够通过电话或视频通话与现实世界中的亲人保持联系?这种未来的可能性就称为思维上传,也就是在“数字来世”中继续维持一个人的思想意识。但本文作者认为,人类也许可以解开让大脑意识永生的秘密,但不可能通过将大脑意识上传云端来实现。原标题《No, Your Mind Can’t Be Uploaded to a Computer》。

就像歌里唱的,“每个人都想上邮票,但没人想死”。

而最近,对于那些想让永生的人来说,最热门的话题之一就是大脑意识上传,即我们可以将自己的意识转移到机器上的概念。但就像之前所有的永生计划一样,这个大脑意识上传也是有致命缺陷的。

我们需要认识到的第一件事是,意识:唯一一种可以不朽之名合理上传的“心智”,是一种身体功能。意识是我们的身体产生的,而我们还不知道它是如何做到的,但无论如何,我们的大脑都能设法产生神经科学家所说的知觉(哲学家称之为感受质 qualia),这些知觉是有意识经验的构件,比如声音、颜色、气味、味道、痛苦的折磨、对身体的认识,以及其他一切我们的大脑融合在一起的东西,以创造我们的意识世界,无论是在我们清醒的时候,还是在我们的梦中,或是在幻觉中。

计算机幻觉

当然,有人认为,大脑意识与其他的身体机能不同。具体来说就是,大脑是一种有机的计算机,意识是运行在上面的程序,而一个人的自我身份只是被程序访问的存储记忆。所以,如果你能复制大脑硬件上正在运行的程序,把记忆中的数据复制到一台机器电脑上,然后在上面运行“你”的程序,这样,你的思想就会被“转移”到那台电脑上。而如果那台电脑在人形机器人的身体里,你就可以无限期地活成一个西部世界式的机器人。

这种观点乍一看有一定的道理。诚然,我们的身份感来自于我们的记忆。如果突然间你失去了现有的所有记忆以及形成新记忆的能力,即使你的大脑在实时创造感知方面没有问题,你也会失去对自己是谁的感知。当你早上醒来的时候,你还能看到、闻到、听到,还能感觉到自己的身体,但你实际上是不知道自己是谁的,就好像你出生的那一刻就已经完全长大了一样。

但你的大脑真的是一台运行程序的电脑吗?这取决于你所说的“电脑”和“程序”是什么意思。

计算设备由来已久,最著名的是算盘,它是一个托盘或盒子,里面装着一些小物件,可以在木板上快速地左右移动,以帮助店员等人进行加减法之类的运算。然而,这些装置是不可编程的。换句话说,它们不能自己进行计算,而必须由知道如何计算的人进行操作。

第一台可编程机器不是用于计算(算数)。它们进行物理操作,如播放音乐或织布。在19世纪初,一种被称为分析引擎的设备,将这两个概念结合到了一台能够自动执行某些数学计算的机器中。大约一个世纪后,艾伦·图灵设计了一种机器的理论,这种机器可以执行任何可能由“人类计算机”执行的计算,这意味着一个人在纸上进行数学计算,而且时间不受限制。这种“通用”机器是所有现代计算机的基础。

可编程计算装置和非编程计算装置的输出都有两个方面的共同点,即物理的和符号的。设备的物理终结状态代表了一个概念,人类用户可以阅读和理解。换句话说,算盘的珠子或石子的位置,对于一只猫,以及任何不知道这个东西是用来干什么的人来说,都是没有意义的。同样的道理,屏幕或印刷品上的图案,对于任何不精通该符号系统的观察者来说,也是毫无意义的。就其本身而言,计算机实际上并没有计算任何东西,它只是在进行无意义的运动。只有作为涉及人脑的系统的一部分,人脑构造设备并解释它的输出,机器才可以说是在“计算”,让人类观察者思考符号结果的意义。如果你只知道罗马数字,计算机输出的代码就只是胡言乱语。

但是,虽然计算机本身并不做任何现实世界中的加减法,也就是说,算盘并不向收银台增加或取出任何硬币,但是,将计算设备与其他种类的机器结合起来,在“计算”的驱动下做物理工作是可能的,计算只是根据一套规则(程序)自动改变状态。比如说,这类计算机与机器的结合,就是我们让计算机驱动机器人给汽车喷漆的方式。而这种工作确实与人类的许多身体机能有本质上的相似,比如我们的手脚移动等运动机能,就是由大脑的运动皮层来控制的。

在这些情况下,我们面对的是另一种类型的“计算”,它并不涉及执行数学计算(尽管所有这些操作都可以用数学来描述),而是执行物理上的迭代,或各种状态变化的重复。在2002年出版的《一种新的科学》中,Stephen Wolfram提出了这样的观点:整个宇宙其实就是一台这样的计算机。一切存在的事物的每一次状态变化,从字面上看都是一次计算,一个初始状态按照规则达到一个最终状态,一个输入和一个程序化的输出,而这个程序就是一套物理规律。

更重要的是,这个程序在物理“机械”本身之外没有独立的存在,而是我们通过观察得出的抽象概念。比如,牛顿在对引力的强度进行计算时,它的吸引力可以通过乘以相关物体的质量来得出,而且它的强度会按照物体之间距离的平方来减弱,所以距离增加三倍,力就会减少到原来的1/9等等,他根本不知道为什么数字会是这样。爱因斯坦把引力建模为时空的扭曲,我们才明白这些数值是如何从宇宙的物理学中产生的。程序的“规则”只是“硬件”本身的属性。

我们的电脑也是如此,就像我现在用来写这篇文章的电脑,以及你现在可能正在使用的电脑或手机。当我还是个孩子的时候,第一次接触电脑的时候,运行第一批可编程的打卡机也是如此,运行IBM机器的打卡机也是如此。

两百年前,人们很容易看出,分析引擎和自动织布机或钢琴一样,都是一种物理设备。没有人会认为其中涉及到任何独立于硬件的“软件”。但今天,符号化的编程语言和图形化的编程界面使人们很容易陷入软件不是硬件的错觉。事实上,物理定律是身边唯一的程序,它们和硬件是一回事。当我们对计算机进行编程时,我们所做的只是调整它们的物理状态,以便当我们接上电源时,它们能做我们想要的事情,并达到某种有用的最终状态,无论是屏幕上的图案,还是移动机械臂末端的喷漆枪的电线中的脉冲图案,还是其他任何结果。

人们很容易相信,计算机或“信息处理器”,实际上是在处理某种叫做信息的东西,就像食品加工厂处理玉米一样,而且这些信息是独立存在于机器内的。我们很容易用同样的方式来看待我们的大脑,作为信息处理器,它从字面上看是包含信息的东西。但就像物理定律,或物质的属性,如温度、密度和压力,信息也是一种抽象。当然,这是一个非常有用的,但还是一个抽象的概念。我们生活在一个由空间、时间、能量和物质组成的世界里。信息并不是作为独立于这些的东西而存在的。

把信息当作一种东西,把我们头脑中的“内容”(无论其含义如何)当作信息,这是某些流行的科学解释中的一个错误。而这种错误使人们很容易想象,这种“内容”可以被“转移”到通用计算机上,从一个“信息处理器”转移到另一个“信息处理器”上,但实际上并不是这样的。

意识不是信息,它是一种生物活动。要想让一台机器执行同样的活动,它必须在物理上做大脑正在做的事情,或者是类似的事情。通用计算机不是用来做这个的,而且无论多少编程都无法让它们做到这一点。我们了解移动手臂的基本力学原理,所以我们可以建立计算机与机器的组合来模仿这种活动。但由于我们不知道我们的大脑是如何产生有意识的感知的,所以我们不能建造一台机器来有意识的体验。(这也是为什么互联网永远不会成为有意识的,它不是为了成为有意识的而建造的)。

图灵迷思

在计算界内还有一个关于大脑和图灵理论化的通用计算机的普遍错误,这导致了一种错误的想法,即图灵证明了通用计算机可以做任何人类大脑可以做的事情。而这就导致计算机领域的一些人认为,通用计算机只要编程得当,就可以有意识,因此,即使我们还没有想出如何实现,但理论上大脑意识上传一定是可能的。

斯坦福哲学百科全书是这样总结这个问题的:

不幸的是,关于图灵1936年的论文,出现了一个迷思,即他在那里对机制的极限进行了处理,并建立了一个基本结果,即通用图灵机可以模拟任何机器的行为。这个迷思已经传入了心智哲学、理论心理学、认知科学、计算机科学、人工智能、人工生命等领域,普遍产生了不好的结果。

问题是,根据Wolfram的定义,意识并不是一个经过计算的最终状态,而是一个纯粹的物理计算状态。为了在现实世界中产生实际的知觉,计算设备需要与其他某种机械相结合,在我们的时空中产生实际的现存知觉。就像计算设备本身不能再现人类的呼吸、消化或循环,而只能是这些过程的符号表征一样,没有任何计算设备本身能够再现人类的意识觉知。这不是技术进步的问题。它根本做不到。

我们对大脑的菊花链(daisy-chain)过程的理解已经取得了很大的进展。我们的皮肤接触到热的表面,神经细胞发生生化反应,触发一系列的电化学脉冲,沿着一系列神经过我们的脊柱,到脑干,然后通过我们的运动皮层,然后到我们的肌肉,肌肉收缩并将我们的皮肤从热的表面撤回。当然,这只是对实际情况的一种过于简单的描述,但这正是神经系统最初进化而来的那种事情。

某个时候,复杂动物的大脑发展出了一种质的不同的能力,一种全新的技巧:产生知觉。任何数量的菊花链活动都无法做到这一点。在某个阶段,我们的大脑进化出了创造颜色、声音和气味等所需的“其他机器”。而我们仍在试图了解这个机器是什么,在哪里。但检查活体动物的工作大脑是极其困难的,通常需要间接和不完整的手段。

在我们的意识机器理论中,最近比较有希望的进展之一是CEMI,即意识电磁信息场理论,它提出进化论利用神经活动产生的“垃圾”电磁场来进行新的把戏。对CEMI的调查还处于萌芽阶段,它可能不会成功,但至少它有可能让我们找到答案。

复制大脑

另一个提出来的使意识永恒化的概念,是找到一种方法来构建模仿神经元功能的组件,并以正确的方式将它们拼凑在一起。虽然任何这样的努力都面临着巨大的挑战,但至少可以说,如果我们把大脑意识看成是“信息”,把神经元看成是菊花链中的简单开关,就会变得容易想象。这样看,我们可以忽略大脑的实际物理结构,想象一个意识机器的组件可以摆放在桌面上,它们的排列方式无关紧要,处理速度等问题也可以忽略。

但是,这种过于简单化的说法太理想化。而如果像CEMI这样的东西被证明是准确的,这种说法就会被淘汰。只要能保存信息流,大脑的实际物理结构与意识无关的立场被称为“机会极简主义”,这是一种“球牛”论点,取自一个关于理论物理学家的古老笑话。Ned Block在2009年是这样描述生物学和极简主义观点的冲突状态的,他指出,意识和“思想”或智能不是一回事:

我们不知道如何制造一台能思考的机器,但无论制造机器思考有多困难,都没有意识困难。生物学理论说,只有拥有正确的生物学的机器才能拥有意识,从这个意义上说,生物学的说法对机器意识不太友好。

应该很明显的是,他们的灵感更多的是来自于20世纪60年代和70年代的计算机思维模型,而不是21世纪的意识神经科学时代。正如丹内特坦言:“神经科学的近代史可以看作是一系列细节爱好者的胜利。是的,连通性的具体几何结构很重要;是的,特定神经调节器的位置及其效应很重要;是的,架构很重要;是的,尖峰模式的精细时间节奏很重要,等等。许多机会主义极简主义者的美好希望已经破灭:他们曾希望可以省略各种东西,他们已经了解到,不,如果你省略了x,或y,或z,你就无法解释大脑如何运作。”(《认知神经科学》第四版)

而在尝试复制的道路上,还有一个障碍:身体地图。我们每个人的大脑都包含着它所在的身体的神经地图。如果没有匹配的身体地图,大脑就无法有效工作。所以,即使你大脑的身体功能可以在机器大脑中复制,在它的机械外壳中也无法正常工作。而我们从人脑的身体图谱错误的实际案例中知道,有意识的心理体验将是一个活生生的地狱。在每一个清醒的时刻,你的大脑都会发出警报信号,事情是非常非常错误的。所以,除了想办法制作一个合成大脑,模仿你有机大脑的详细的小规模生物功能之外,合成大脑还必须改变,以便映射到它所在的新的身体机制上。

当你考虑到大脑的神经元数量和银河系的恒星一样多,超过1000亿个,而且神经元之间的连接数量超过了整个宇宙中的恒星,以复制大脑作为目标似乎是一座空中楼阁,即使是以某种方式创造出可行的合成神经元,都可能做不到。

这并不是说,人类永远不可能解开让大脑意识永生的秘密。我自己不报什么期待,但谁知道呢?不过我们可以确定的,大脑意识上传不可能成功。

(译者:蒂克伟)

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