数字未来 06 | 不是魔幻:人类的肉身终将被机器取代

在科幻电影《终结者2018》中,人类反抗军成员马库斯在一场战斗后意外发现:自己接近一半的身体竟然是机器人。一时间,昔日并肩战斗的战友们众叛亲离。孤独的马库斯不得不踏上解开身份之谜的英雄之旅……

如果我告诉你,这样的命运很可能会是人类不可逃脱的宿命,不知道你是会感到恐惧还是难以置信,还是觉得理所应当呢?有些人可能会觉得,这些都是科幻电影里才会出现的情节,怎么可能真的出现?但本文却想要论证:不用等到多少年之后,现在的人类,已经开始在这条通往机器人化的道路上狂奔了,我们都已经是半机器人。不仅如此,人类对自身的改造还在持续加速,这条改造之路的终点,就是彻底把自身改造成机器,而这一天的到来,可能会比我们所有人预计的都要更快。

但这真的是一件坏事吗?请听我给你细说。
人类不断被机器改造
在大多数人看来,有机的生命体与机器的区别不仅很大,甚至可以说是格格不入。将健康的身体改造成机器,大多数人可能都觉得这是一件很难接受的事。但如果是为了治疗某种疾病而进行的改造,人们又会觉得是天经地义的了。
比如,患上了冠状动脉狭窄的病人,可以植入一个网状的支架来撑开血管;发生严重骨折的患者,可以用接骨板、螺丝钉等材料永久地替代碎裂的骨骼;牙齿种植手术中,会把一个人工牙根永久地植入颌骨,我嘴里就有这样一颗牙齿……
更经典的例子是我们对近视眼的矫正。我们不仅可以佩戴近视镜和隐形眼镜,还发明了激光近视手术,这种手术其实并不是治愈了近视。它的本质是用激光直接在人的眼角膜上刻出一副近视镜片。我的双眼中就戴了这样一副镜片。你平时看到我戴的这副眼镜其实是平光的,对我来说,它只不过是一件饰物,目的是为了让眼袋看起来不那么扎眼而已。
再比如,老年人用的助听器,这是大家都很熟悉的听力改善设备。很多人以为,助听器就是一个装在耳朵里的小型扩音器。它一边捕获外面的声音,一边把音量放大后传入听障人士的耳朵。助听器刚刚发明的时候,确实是这样。但是,你可能不知道,今天的助听器早就已经不是一个简单的耳内扩音器了。
动不动几万块钱的一个助听器,贵的不是没有理由,我给你科普一下。老年人听力下降的主要原因,是耳内不可再生的毛细胞会随着年龄的增大而不断损失,不同的毛细胞能感受不同频率的声音。因此,当我们慢慢变老时,我们其实是在不断地丢失对某个频率声音的感受力。换句话说,假如老人已经听不见你说话的声音频率,那么,哪怕音量放得再大,他该听不见还是听不见。
所以,助听器的本质是一台处理声音的专用计算机。新买的助听器并不能立即使用,必须针对患者听觉的损伤特征进行优化后,才能发挥出最大的效用。调整好的助听器,会先把容易干扰听觉的环境噪声从声音里去除掉,然后再把人的声音重点提取出来,进行加强。最重要的一步,是要根据患者的实际情况,把所有的声音重新调制成患者更容易听到的声音频率。
2015 年前后,随着语音识别和人工智能的突飞猛进,助听器的技术也得到了一次大飞跃。现在的高端助听器,不仅可以做到针对性的降噪和调频,还能去除各种算法认为不需要让人听见的声音,比如孩子的尖叫、装修的电锯声、唇齿碰撞的杂音等等。
助听器生产商的下一个目标,就是把市场从听障老人延伸到健康人群,让普通人能感受到更多的声音细节,体验更美好的听觉盛宴。
不久的未来,就会有健康人像常年佩戴眼镜一样佩戴助听器。可能有人固执地认为,这不算是改造身体,只是戴个耳机而已。那么,你认为植入人体的人工耳蜗算不算呢?人工耳蜗与助听器的不同之处,就在于可以完全绕过耳蜗中的毛细胞这个环节,通过模拟生物电讯号的方式与我们的听神经直接建立连接[1]。
一个人工耳蜗可以简单地分为两部分。身体外面的部分,本质上就是助听器,它的用途就是采集声音和过滤噪声。植入到耳蜗内部的部分,就类似于一个电极,它负责把助听器传来的声音信号转换成听神经可以识别的电位信号。当听觉中枢收到这些信号后,患者就听到了声音。如果人工耳蜗算身体改造,助听器不算,这就显得双重标准了。在我看来,这都是人类被机器化改造的一小步。
当计算机芯片被植入大脑
现在,把计算机芯片植入到人体内的代价正在变得越来越小。2020 年 8 月马斯克的 Neuralink 公司发布了一款侵入式的脑机接口产品,可以在一小时左右把一枚硬币大小的脑机接口植入到头骨中,引起了全世界的轰动。
但仅仅不到一年,脑机接口的关键技术就被中国的公司所超越。2021 年 7 月 8日,中国科学院上海微系统研究所斩获了“世界人工智能大会”的最高奖项——“卓越人工智能引领者奖”。获奖的技术可以通过一个小于 0.7 毫米直径的小孔,相当于就是用一根细细的针管,把一个柔性的电极送入到大脑中。而且,这个柔性电极上还集成了高达 2640 路的脑电信号采集通路。马斯克的那个硬币大小的脑机接口只有 1024 个信道。
微创手术的标准化程度非常高,将来会采用手术机器人全自动完成。我们甚至可以绕开结构复杂的内耳器官,把电极直接植入到大脑的听觉中枢里,这样就进一步减小了手术给身体带来的伤害。
很显然,微创、安全、标准化已经成为脑机接口技术的发展方向,而脑机接口技术则打开了一扇人类获得超越生物感官能力的大门。
理解大脑的“语言”
在人工耳蜗获得初步成功之后,科学家们立即转向了人工视觉的研究。因为不管眼球的结构多么复杂,最终被大脑的视觉中枢接收到的信息,仍然只是电信号而已。那么,只要把摄像头捕获到的图像转化成神经电信号传给大脑,就应该能实现人工视觉。
然而,事情并没有那么简单。在一项人工视觉植入手术的跟踪随访中发现[2],虽然有 80% 的患者在手术一年后承认,人工视觉对他们的生活提供了帮助,但很显然,人工视觉并没有像人工耳蜗一样,重塑患者的视力。
为什么会出现这样的落差呢?原因在于,我们其实并没有真正理解大脑的语言。耳蜗传递给听神经的是电位信号,人工耳蜗传递给听神经的也是电位信号。但是,这两个电位信号不仅不是完全一样的,而且差别很可能非常大。
我们几乎无法知道,我们的耳朵给大脑传递的信息是怎样的,我们只是通过现有的神经系统,把助听器收集到的声音信号直接发给听神经,让大脑自己去分析声音的意义。
在患者刚刚带上人工耳蜗的时候,并不会立即听到声音。他们听到的是各种各样的噪声。随着大脑对新的信号系统越来越适应,患者的听力会越来越好,噪声也会渐渐消失。人工耳蜗的成绩,大部分都是大脑的功劳。
人工视觉之所以没有人工耳蜗那么成功,有两个原因。一是视觉信号本身就比听觉信号更加复杂。更重要的原因则是在重建听力的过程中,视觉起到了非常好的辅助作用。患者可以通过看口型、看声源、看字幕等方式把声音与信号进行对应,但失明的患者则严重缺乏把电信号与视觉信号进行对应的学习方法。
下一步或将是意念控制类脑机接口
尽管遇到了这么多的困难,但我并不怀疑这些难关都会被人工智能所一一攻克。当治疗性的人工视觉获得成功后,下一步就会顺理成章地为健康人增强视觉,从治疗到增强仅仅是一步之遥。
听觉、视觉的增强之后,再下一步是什么呢?当然是意念控制。这四个字听上去似乎特别科幻和神奇,其实,简单的意念控制,我们早就实现了。我现在就可以通过一个小实验,向你解释传统意念控制类脑机接口的实现原理。
现在我会在屏幕上随机打出一些图形,请你帮我数一数向上箭头出现的次数。
数清楚了吗?一共出现了 20 个图形,而向上的箭头一共出现了 3 次。
当你聚精会神地看着屏幕的时候,每次向上的箭头显示出来,你的脑电波都会出现一个强烈的信号。如果下次我让你数数向下箭头的数量,就会有另外一种形状的脑电波呈现出来。现在,只要把向上箭头的脑电波与一辆小车的前进功能绑定,向下箭头的脑电波与这辆小车的后退功能绑定,就可以用一个简单的装置控制小汽车了。
但在这个过程中,我们并没有真正理解大脑的想法,我们只是用探测脑电波的方式,制造了一个虚拟的游戏手柄。你控制小车的方式,其实与你手持着遥控器控制它,没有什么本质的区别。
在很长的一段时间里,通过脑机接口控制外部设备,都停留在这种虚拟遥控器的水平上。直到 2016 年人工智能的深度学习算法开始流行,才进一步推进了我们对大脑的理解水平。
2019 年 10 月,一个俄罗斯团队尝试着用人工智能来解析脑电波,取得了一些有趣的进展。他们让人工智能把通过设备捕获的脑电波看作是视频流进行识别。通过与受试者实际看到的影像进行比对,人工智能会修正自己对脑电波解析的方法。现在,使用他们的算法,已经可以有模有样地还原出人脑当中的图像了[3][4]。
另外一个研究团队让受试者阅读文字,然后使用人工智能把捕获到的脑电波当作语音信号进行还原。大量的训练之后,人工智能已经可以从脑电波中正确识别出一部分单词了。深度学习算法,让我们真正迈进了解读大脑信号的大门[5]。
人体改造之路一直在高歌猛进
无论是捕获脑电波,还是通过植入电极向大脑发送信号,都只是大脑与机器的物理连接。真正弄懂大脑的语言,才是真正人机互联的开始。让聋人重新听到声音,让盲人重见光明、让肢体残缺者可以重新行动自如,这仅仅只是最为基础的应用。这些应用一旦突破,针对健康人的感官加强和辅助设备,就会如雨后春笋一般遍地生长。
比如,消防员可以远程控制着消防机器人冲入火海,拯救生命。学生学习时,可以彻底关闭掉外部的感官,让自己心无旁骛。打游戏时,玩家也可以把游戏画面直接接入大脑,给自己最真实的体验。睡觉时,我们还可以享受一个定制的好梦。
但我知道,人体改造这件事儿,不管未来有多么美好,都阻挡不了人类的焦虑。现在,人类一直努力把脑机接口这类技术限制在医疗领域内。但真正的问题是,在健康与疾病之间,根本不存在一个明确的界线。如果全盲的盲人可以使用人工视觉来重建自己的视力,那么高度近视的患者可不可以呢?似乎逻辑上没有问题。那么,超过人口总数 30% 的近视眼患者也应该有权使用人工视觉。
如果这样的应用还算在医疗领域范围内,那么更进一步的需求就变得诡异了。给自己更换一个可以变焦的隐形眼镜合理吗?把望远镜、显微镜的图像直接接入视觉合理吗?如果把任意的计算机虚拟图像接入视觉呢?只要技术不断进步,一切需求都会变成合理需求。我们的机器人改造之路也永远没有尽头。
一切技术皆为人类进化之外挂
其实在我看来,人类从走出非洲的那一天起,就注定是一个开挂的物种。当人类褪掉体毛穿上衣服时,衣服就成了人类皮肤的外挂。比起厚厚的体毛,可以调节厚度的衣服能帮我们适应更多的环境。当人类用火和工具加工食物时,烹饪技术就成了人类消化系统的外挂。熟食不仅让我们进食的时间大大减少,也增加了人类营养的来源。
文化是基因的外挂、汽车是双脚的外挂、计算机是大脑的外挂,一切技术都是人类进化的外挂。早在人类穿上衣服、点起篝火的那一天开始,就已经开启了外挂模式,向着机器人的方向一路狂奔,再也不会回头。
人与机器人之间本来就没有一条清晰的界线,今天的人类和未来的人类,对机器人的定义必定会截然不同。现代人的担心我完全可以理解,但也别忘了,现代人终将作古,未来人的生活,是他们自己说了算。
脑机接口已经把数字化生存的大门推开了一条缝隙。站在这扇大门之前,我已经可以窥见未来:人类的肉身终将被机器所取代。
信源
  1. https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E8%80%B3%E8%9C%97
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6005308/
  3. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/787101v2.full
  4. https://v.qq.com/x/page/v3015gvmivc.html
  5. https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MzI4MjgzMw==&mid=2650766995&idx=2&sn=5b843d2ca582a6f869e9091af10ed51c&scene=21#wechat_redirect
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