我們在這一立方米里看到的將是一團糟。我們把它清空出來。
首先讓我們把體細胞放進去——立方體內所有神經元的體細胞。
體細胞的大小是一個范圍,但我聊過的神經科學家說,皮質神經元的體細胞通常直徑約為10或15μm(μm=微米,1/100毫米)。那意味著,如果你把7或10個體細胞排成一行,這條線就是人頭發的直徑。在我們的規模下,這使得體細胞直徑為1 - 1.5厘米。大理石啊。
整個皮層的體積在50萬立方毫米的場內,在這個空間大約有200億個體細胞。這意味著平均每立方毫米皮質含有約40,000個神經元。所以我們的立方米盒子里有4萬個大理石。如果我們將盒子分成約4萬立方米的空間,每邊都有3厘米(或大約一立方英尺)的一邊,這意味著我們每個人的大理石都在自己的小3厘米立方體的中心,其他的體細胞在各個方向上距離它大約3厘米。
怎么樣?這40,000個漂浮的大理石能不能幫你可視化我們的立方體?
這是一個在實際皮質中的體細胞的顯微鏡圖像,使用了阻擋其周圍其他東西的技術:
好吧,到目前為止還不太瘋狂。但是,體細胞僅僅是每個神經元的一小片。從我們的每一個大理石大小的體細胞中散發出來是曲折分岔的樹突,在我們按比例增加的大腦中能在許多不同方向伸展三四米,從另一端的軸突可以超過100米長(橫向于皮質的另一部分),或一公里長(向下進入脊髓和身體)時。他們每個都只有一毫米厚,這些線把皮層變成密集糾結的電子意大利面。
意大利面里面也不消停。每個神經元有多達1000——有時高達10,000——和其他神經元突觸的連接。皮層中有約200 億的神經元,這意味著皮質中有超過20 萬億 的個體神經元的連接(整個大腦中有高達千萬億個連接)。在我們每個立方米中,將有超過2000萬的突觸。
更復雜的是,立方體中40000個大理石中不僅每一個都有許多意大利面穿走出來,同時還有從皮質其他部分穿出的數以千計的意大利面穿過立方體。這意味著,試圖記錄信號或在這個特殊的立方區域內刺激神經元,有很多困難,因為在意大利面的爛攤子里,很難找出哪些面條屬于我們的體細胞大理石。
當然,還有神經可塑性的事情。每個神經元的電壓是不斷變化的,多達每秒數百次,同時數以千萬計的突觸連接會在我們的立方體內更改大小、消失、重新出現。
如果只是這樣就好了。
原來大腦中還有被稱為神經膠質細胞的其他細胞,有許多不同的品種,具有多種功能,如清掃釋放到突觸的化學物質、在髓鞘包裝軸突、作為大腦的免疫系統等等。下面是一些常見的神經膠質細胞:
有多少神經膠質細胞在大腦皮層?和神經元數量相同。所以再加40000個這樣的怪胎到我們的立方體里吧。
最后,還有血管。在每立方毫米的皮質,共有一米的毛細血管。在我們的規模下看,這意味著在我們的立方米內,有一公里長的血管。這樣大小的空間內,血管是什么樣子?
BMI工具
在目前正在進行的工作中,評估一種記錄工具的利弊時,有三個廣泛的標準似乎脫穎而出:
1)規模 - 可以記錄多少個神經元
2)解析度 - 工具收到的信息有多詳細 - 有兩種類型的分辨率:空間(你的記錄有多接近能告訴你單獨的神經元如何被觸發)和時間(當你記錄的活動發生時,你記錄的有多好)
3)侵略性– 操作是否需要,如果是,有多需要?
長期的目標是把所有三個蛋糕都吃完。但現在,總有一個問題:“這些標準你愿意放棄哪個?”從一個工具到另一個工具不是一個整體的升級或降級,而是一種權衡。
我們來研究當前使用的工具類型:
fMRI(功能磁共振成像)
規模:高(它顯示整個大腦的信息)
解析度:中低空間,非常低的時間
侵入性:非侵入性
fMRI通常不用于BMI,但它是一種經典的記錄工具,提供了有關大腦內部發生情況的信息。
fMRI使用MRI 磁共振成像技術。 MRI在20世紀70年代發明,是基于X射線的CAT掃描的演變。 MRI不是使用X射線,而是使用磁場(以及無線電波和其他信號)來產生人體和腦的圖像。
而這一整套的橫截面,讓您穿過頭去看到里面。
fMRI 使用MRI 技術來跟蹤變化的血流量。為什么?因為當大腦區域變得更加活躍,他們使用更多的能量,所以他們需要更多的氧氣,使血流增加該區域的氧氣供應。
fMRI的有很多醫療用途,其最大的缺點是分辨率。
fMRI 成像體素的尺寸不斷縮小,隨著技術有所改善,使空間分辨率可達立方毫米。大腦有大約1200000毫米體積,所以fMRI 成像掃描將大腦劃分約一百萬小立方體。問題是,對神經元的規模來說,這仍然是相當巨大的,每一個像素包含的神經元數以萬計。更大的問題是時間分辨率,fMRI跟蹤血流,既不精確,且有延遲。
EEG(腦電圖)
規模: 高
解析度:空間上非常低,時間上中高
侵入性: 非侵入性
近一個世紀以來,EEG(腦電圖)把電極陣列罩在你頭上。你知道,就是這樣:33
EEG 對于一個2050年的人來說,絕對是一個非常原始的技術,但現在,它是可以BMI中完全無創的唯一工具。腦電圖記錄大腦不同區域的電活動,顯示出如下結果:34 34
腦電圖可以揭示有關醫療問題的信息,如癲癇癥等。與fMRI不同,EEG從腦中獲取電信號具有相當好的時間解析度,——盡管頭骨大大地模糊了時間精度(骨骼是壞導體)。
主要缺點是空間解析度。每個電極僅記錄來自數百萬或數十億神經元電荷的廣泛平均矢量和。
想象一下,大腦是一個棒球場,它的神經元是人群。我們想要的信息,不是電子活動,而是聲帶活動。在這種情況下,腦電圖就像一組麥克風,放在體育場外面,靠在體育館的外墻上。你可以聽到人群的歡呼聲,也許可以預測他們正在歡呼的事情。你可以聽到指示牌變化的跡象。你可能會發現一些異常。但也就這樣了。
除了以上兩種大家比較熟悉的以外,又有ECoG、LocalField Potential、Single-UnitRecording等等工具。
Neuralink Formula:全腦接口與神經織網
我曾經寫過馬斯克的另外兩家公司——Tesla 和 SpaceX——因此我覺得我挺了解他的公司的模式。如下圖這樣:
馬斯克對一家新公司的初步想法總是從右邊開始,但公司工作的方式是從左邊開始的。他認為,某些特定的變化將增加人類的未來向最好的方向發展的可能性。
所以當馬斯克成立一家新公司時,其核心的最初策略通常是造成一場能夠引發行業競爭,讓人類共同推進這個事業的競賽。反過來,馬斯克也認為這將促進人類的未來向最好的方向發展。但是,你必須從微觀的角度看他的公司,才能看到這些。否則,你可能注意不到他們在做的事情。
我在寫 Tesla 和 SpaceX 的文章時,我問馬斯克為什么他搞起了工程,而不是做科學研究。他解釋說,在涉及到人類進步的問題上,“工程是一個限制因素”。換句話說,科學的進步,商業,以及工業等等的進步,全都是工程進步所帶來的。回溯歷史,也是這樣,人類歷史上最偉大的革命是工程上的突破。
所以,要理解馬斯克的公司,你需要了解他想要創造的競賽,下圖是包含變量的馬斯克公司的圖解:
對于特斯拉和 SpaceX 來說,這個圖應該是下面這樣的:
因此,在我試圖弄清楚 Neuralink 的機制時,我需要把那些變量填上去。最初,我對這家公司只有非常模糊的認識,即其中的一個變量(GOAL)——該公司的目標是“加速全面腦機接口(whole-brain interface)時代的到來”,我把這畫成一頂精靈帽子。
就我的理解,全腦接口是一個理想世界里腦機接口的形式,這是一個超前的概念,其中大腦的所有神經元都能夠與外部世界進行無縫通信。這來源于 Iain Banks 的科幻小說《文明》系列中描繪的“神經織網”(neural lace)的概念——一個無縫、穩定、可以直接與大腦通信的全腦接口。
人類只有一個選擇:成為 AI
亞伯拉罕·林肯想出下面這句話的時候很自得:“這個民有、民治、民享的政府永世長存。”自得也有道理,確實是金句。“民有、民治、民享“這一理念就是民主的核心。不幸的是,人民不滿意,所以民主也落得不討好。但比起其他選項,民主也算得上奮斗的目標。
Elon 如此說到:“我認為對集體的保護是重要的,丘吉爾曾說:‘民主制度是除去其他所有最糟的制度之外最糟的制度。’當然,如果我們擁有柏拉圖提出的那種哲學家和國王合一的統治者,那就沒什么問題了。但實際情況是,今日的當權者都糟糕得很。
換句話說,民主就相當于藏在下水道里躲避怪獸。
很多情況下,鋌而走險以爭取最好的結果不失為好的策略,但是當賭注過高時,還是謹慎行事為妙。權利也是如此。這就是為什么,盡管民主不出意外會導致平庸,但Elon認為,“盡管美國公眾對總統有這樣那樣的意見,基本不會有人會鼓吹集權。” Elon視 AI 為終極的權利,因而也認為AI的發展尤其需要采取謹慎的態度。他所持的,最大程度降低AI對人類威脅的策略基本就等于使AI實現民有、民治、民享的理念。
為了在AI領域推行這一理念,Elon從不同角度做出了多種努力。
在“民治”和“民享”的部分,他和Sam Altman創立了OpenAI,自述為“一家非營利性的AI研究企業,致力于研發和制定實現安全的通用人工智能的路徑”。
通常情況下,當人類創造新事物時,總是由一些具有創新意識的先行者引領。嘗試成功后,隨著一個產業的誕生,那些企業的巨鱷會參與進來并將先行者的努力全面發展壯大。
但是,如果那些先行者制造的是一根魔杖,這根魔杖會賦予掌握它的人無上的,堅不可摧的,凌駕于所有人之上的權利,甚至阻止任何其他人再制造魔杖的權利。這就有點兒棘手了,對嗎?
Elon眼中今日AI發展的方向就是上面這種情形。既然無法阻止人類創造魔杖,他的解決方案就是創造一個開放、合作、透明的魔杖研發實驗室。每當這個實驗室中產生了新的研究突破,不同于其他會將此視為秘密嚴守的公司,他們會將這一突破公布給所有人去了解,或借鑒用于各自的研發。
一方面來講,這么做也是有明顯的缺點。邪惡勢力也在努力制造魔杖,誰也不想第一根魔杖是從他們手中誕生。如今,壞人們的研究也能從這一實驗室的創新成就中獲益。著實令人擔憂。
但是這一實驗室也促進了成千上萬其他人的研究,并對早期的小部分先驅者形成了巨大的競爭。一些人大幅先于其他人制造出魔杖已無可能。比較可能出現的情況是,當第一根真正意義上的魔杖最終被制造出來時,已經有成千上萬類似的成品同時存在,即具備不同能力,被不同的人所創造,多種用途的其他魔杖。
如果地球上要誕生魔杖,Elon認為,至少讓它掌握在全球的大部分人而非一位握有極權的魔法師手中。他自己這樣表述:如果每個人都來自氪星球,那沒什么問題了。但是如果只有一個超人,而這個超人還希特勒附體,麻煩就大了。更糟的情況是,某一位先行者的魔杖很可能是基于他滿足自身的需求創造的。如若將未來的魔杖產業發展為集體智慧的結果,多種多樣的需求和目的都應該有對應的魔杖去滿足。應該使得全世界魔杖的能力都是首先反映了大眾的需求。
OpenAI就是為實現AI創造民主化所做的努力,目的是使得所有的產業巨頭在AI的發展初期都致力于對民主化的研究。Elon總結道:AI必將大幅超越人類的能力。為了讓它的存在與人類,尤其是絕大多數人類共同的意愿相連接,它應該是基于大多數人意愿產生的結果,因為它將服務于這些人的意愿。至此,我們就實現了人類同等水平或高于人類AI的民治和民享,降低了AI落入單一邪惡勢力或壟斷勢力之手的風險。
剩下的就是“民有”部分。
這部分解決起來應該比較容易。別忘了那些產業巨頭正在基于他們制造汽車、大型機械和計算機的同一個目的——創造超級智能AI,即拓展他們的疆域,并將其中將產生的工作外包。汽車是代步工具,大型機械是制造工具,而計算機解決了信息存儲、管理及計算的問題。具有思考能力的計算機將是偉大的創造,它能使得人類將最重要及最高強度的工作實現外包。人類的一切都構建與思考之上,想象一下制造一個人類思考能力延伸的超級智能所將帶來的巨大能量吧。而人類的延伸從定義上講也屬于人類,即“民有”。
只有一個問題:具有超級能力的AI不同于其他發明。其他的技術都擅長于它們自身的制造用途,但總的來說,它們僅僅是些具有非常有限智能的無意識的機器。但我們現在試圖制造的AI將像人類一樣聰明,且超級聰明。同樣的規則怎么還可能適用?
人類自己創造的技術當然是屬于人類的,這一觀點如此顯而易見,說出來都顯得有點兒傻。但是如果我們創造了比我們自己還聰明的事物,它還能那么容易被控制嗎?
有沒有這種可能,一個被創造出來的事物,其智能高于任何人類,將不滿足于僅作為人類的附庸而存在,即便它被制造的目的如此?
我們無法預知實現的場景,但保險的做法是現在承認,是的,這些可能性是存在的。一旦擔心變為現實,我們的麻煩就大了。
人類發展的歷史表明,地球上一旦出現智能遠高于其他物種的物種,它必將對其他所有物種構成威脅。如果AI變成了這樣一個最高智能物種,而它又不屬于人類,它具有自我意識,那我們人類就被歸入“其他所有物種”的類別了。
因而壟斷AI就是問題所在,OpenAI就致力于解決這一問題。但與之相比,更嚴峻的問題在于防范AI失控。
Elon為此輾轉反側。在他看來,超級智能AI的崛起只是時間問題,在那一天到來之前,人類務必要避免自己不落入“其他所有物種”的境地。在AI與其他所有物種共存的未來,在他看來,人類只有一個選擇,就是:
成為AI。
Elon將人類大腦數字三生細胞壁(tertiary layer)比喻為巫師帽。概念是指全腦界面將變為如同將設備植入大腦,使大腦變為設備。
AI 系統將和大腦融合無間
你的設備賦予你半機器人的超級能力,并作為通往數字世界的窗口。巫師帽的電極陣列是一種新的大腦結構,與大腦邊緣系統及大腦皮質并列。(對于大腦邊緣系統、大腦皮質等基本結構的介紹,請見后文——編者)
大腦邊緣系統、大腦皮層質及巫師帽僅僅是硬件系統。當邊緣系統在工作時,與你交互的并不是該物理系統,而是其間的信息流。這是一種物理系統內部的活動反映在意識中,使你感受到憤怒、恐懼、饑渴或饑餓。
大腦皮質是同樣道理。包裹著你大腦的物質存儲并管理信息,但是當你思考、觀察、聆聽或感受的時候,你體驗到的是信息本身。視覺皮層本身對你來說沒有任何作用,是其間的光子信息流給你帶來一個視覺皮質的體驗。當你挖掘你的記憶時,你不是在尋找神經元,而是在搜索存儲在神經元的信息。
大腦邊緣系統和皮質只是大腦灰質。是灰質間的活動流形成了你熟悉的內在特性,動物本能的大腦和人類理性的大腦。那么這對數字三生細胞壁又意味著什么呢?這意味著盡管大腦中存在的是物理設備,但是電極陣列本身,即你將體驗及了解的三生細胞壁的組成部分,正是陣列間流動的信息。
正如邊緣系統產生的感受及欲望以及大腦皮質產生的思想和低語在你感受來都如同你的一部分,你的內在,在巫師帽中發生的一切活動也將帶來同樣的感受。
Elon對于 Wizard Era 的展望只是巫師帽應用之一,其中一個核心的目的為將其作為大腦及基于云端的定制AI系統之間的交互界面。他相信這一AI系統將以和你的動物本能大腦和人類理性大腦同樣的特性存在。
他這樣講:可以想象,是可能有種方式使得三生細胞壁令人感受到它是人的一部分。它不是卸載的對象,它就是你。
寫下來看著挺有道理。你用大腦皮質完成大多數思考,但是當你餓了,你不會說“我的邊緣系統餓了”,而是“我餓了”。同理,Elon認為,當你解決問題時,AI給出解決方案,你不會說:“我的AI想到了!”,而會說:“我想到了!”當你的邊緣系統想偷懶,而你的大腦皮質想工作時(我經常有此經歷),你感覺并不是在跟某些外部力量斗爭,而是你自己想嚴格要求自己。同理,當你采取了某些策略,而你的AI反對時,真實的意見相左和爭論就會發生了,但這感受起來也是一種自我的內心斗爭,而不是在與你思考中產生的另一方在爭論。這種爭論感覺上和思考一樣。
總之寫下來看著確實挺有道理的。
但我最初聽到Elon談論這一概念時,總覺得不大對。不論怎么努力嘗試理解,我總是忍不住用我比較熟悉的概念去套用,例如這就類似我腦中可以聽到它說話,或者甚至可以一起思考的一個AI系統。在這些場景中,這個AI看上去還是一個與我交流的外部系統,并不像我。
之后有一天晚上,當我在重讀Elon之前的一些論述時,我頓悟了。AI可以成為我,完完全全地。我明白了。
但之后我又搞不明白了。第二天當我試圖向另外一個朋友解釋我的頓悟時,我把我倆都搞暈了。我又回到持有“等等,這個AI不可能真的成為我,它還將是在和我交流“這種想法的境地。自那之后,我的想法反反復復,無一善終。這種狀態就類似有那么一個瞬間,時間變成相對的,時空只是單一一層。似乎有那么一瞬有種直覺,時間變慢 而你變得很快。然后我又迷失了。我在寫下上述幾句的時候,直覺又不存在了。
成為AI最難的一點在于它結合了兩個無意識的概念:大腦界面和大腦界面可以賦予你的能力與通用人工智能。今天的人類還不具備理解其中任一項的知識。無論我們自認為想象力多豐富,我們的想象力僅僅是基于我們的生存經驗,而上述概念對我們來說是全新的。這就如同嘗試去想象一種從沒見過的顏色。
這就是為什么當Elon談論他的信念時,我在信服和盲從之間徘徊。不過考慮到他在七歲時就已經理解時空觀,且懂得如何殖民火星,我傾向于多聽聽他怎么說。
帶寬是腦機融合的關鍵
他談到的是這一切都跟帶寬有關。很顯然,如果想讓巫師帽能發揮作用,帶寬意義重大。但Elon認為,如果要成為AI而不是使用AI,與AI連接時,帶寬不是可供選擇的,而是必備的。
他是這樣考慮的:通信帶寬速度非常慢,尤其在輸出時,這是挑戰所在。當你使用手機輸出信息時,你兩根拇指移動的速度非常之慢。如果帶寬過低,與AI的互動程度就會非常之弱。基于低帶寬的限制,這種互動基本是無意義的。AI基本就會我行我素,因為速度太慢沒有溝通可言。溝通速度越快,融合程度越高,溝通速度越慢,融合程度越低。我們與AI分離程度越高,AI越偏離我們,最終倒戈相擊的可能性就越大。如果AI與我們越來越疏離,智能水平又遠高于我們,如何能確保他們不生成與人類利益背道而馳的優化機制?但是如果我們能實現一種緊密的共生關系,AI 就不是“非我”,而是我們自己的一部分,并將與我們形成類似皮質與大腦皮質和邊緣系統之間關系近似的關系。
Elon 視通信帶寬為決定人機融合程度的關鍵因素,同時將人機融合程度視為我們未來在AI世界中生存的關鍵因素:我們或者被遠遠拋在身后,全無用處,被當做寵物(如家貓)對待;或者最終找到某種與AI共生及融合的方式。之后他補充道:能被當做家貓還是算是不錯的結局呢。
在完全無法想象未來充斥著 AI 的世界是什么樣子的前提下,在超級智能時代到來之前,通過人機融合實現對人類物種的保護聽起來挺靠譜。AI 時代人類可能會受到的威脅將來自于利用 AI 作惡的人類以及與人類利益相悖的AI。當絕大多數人類都能控制一部分AI,與AI共同思考,利用AI自我防御,或通過與AI融合,進而基本上能完全理解AI的想法,人類就處于不那么危險的境地了。
人類會變得從未有過的強大,也是很恐怖的一件事,但是如 Elon 所講,如果人人都是超人,單個人就很難造成大面積傷害,會有很多限制和平衡加以制約。人類也因此不太可能對AI整體完全失控,因為AI將以多種目的廣泛存在。
但時間是關鍵,Elon強調,向這一方向努力的進度至關重要。數字超級智能的發展程度不應該超過腦機融合界面實現程度太多。
我在考慮上述問題時,顧慮在于人類的全腦界面是否足以支撐這種人機融合的實現。我向Elon提出了這一顧慮,并指出人腦思考的速度和計算機的處理速度之間仍然存在著巨大的差距。
他答道:是的,但是根據數量級順序增加帶寬會改善這一情況。方向也是正確的。能解決所有問題嗎?不能。但是方向對嗎?是對的。如果一定要向一個方向走,為什么不選擇這一個?
這就是Elon設立Neuralink的初衷。
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