人脑和电脑的最大不同是什么?

我个人最喜欢的科学研究就是和大脑的功能有关的研究,但做这样的研究的人竟然不是心理学家或神经学家,而是一群数学家、计算机科学家和物理学家。这个研究的风险其实很大:我们的大脑可能起源于神秘的、未发现的自然规律,也有可能一文不值到你可以毫无责任地折磨他人。

那么,最重要的问题是:你的大脑是一台电脑吗?

如果以数码机器的评判标准来说就不是。大脑通过神经冲动和电流信号而工作,它的总工作量远超平时阅读的工作量。但问题是,你的大脑的计算和机械的计算是一回事吗?麻省理工学院的计算机科学家Scott Aaronson最近在研讨会上指出,这两种几乎是一样的,电脑几乎可以模拟出大脑的所有特点。

你不相信?

那就这么想:我们都知道,机器可以模拟小型的实体系统,譬如电脑可以模拟出两个物体在空间的交互过程、电脉冲或者化学反应。我们也知道,我们的思维来源于大脑内的大量物理作用。所以电脑绝对可以以原子为单位来模拟你的大脑。如果是这样的话,你的大脑(广义来说是你的思维)必须是可计算的。

Aaronson还指出,无论是他还是他的对手都不需要了解神经科学,唯一需要做的就是了解大脑可以做什么,然后和电脑进行比对。


而Aaronson的对手数学家Roger Penrose不这么认为,Penrose在学术界以思想叛逆而出名。他认为思想意识有超能力,可以实现一些普通电脑无法实现的功能,无论电脑的功能多强大。所以大脑以一定是以特别的、不为人知的方式而运转,这种方式是处于量子层面的,这样的方式让大脑可以完成一些电脑无法完成的任务。

Penrose变开始注重数学或计算机的研究,这些研究都是我们知道的,但是在正常的逻辑情况下是无法被证实的。Aaronson针对Penrose的研究在博客中发表了自己的言论,还总结了他们两个的讨论结果,其中最有趣的是他们全都同意的部分:

他说,我们的思维不一定和电脑遵循一样的物理规律,但有一点和电脑完全不同:那就是它不能被倒退或复制。

我们可以理解Aaronson的结论,但首先我们需要考虑大脑变成电脑会带来的各种问题。Aaronson把其中的一部分列了出来(接下来会一一进行讨论):

我们可以考虑:如果意识可以转化成计算数据,那么什么样的计算数据可以传导给意识呢?如果地球上的每个人都模拟一个你大脑里的神经,那么思维传递会不会变得轻而易举?如果这过程非常快,会不会有问题呢?

如果我们建立一个表格,用来记录你5分钟之内的所有反应会是怎样呢?你会想到什么呢?这样的表格是否适合观测?如果其他人使用这个表格,会有什么影响?它本身会不会影响你的意识?如果这样的表格真的存在,会造成什么样的不同?它为什么不够抽象?(当然,Max Tegmark在他的论文中对此进行了探讨,欢迎你随时查看。)

我们同样会问:如果人工智能被编译成代码但破译代码的方式存在于另一空间,会怎么样?这样会产生意识吗?如果人工智能的程序出错了,代码跑了3次,最终只有1次成功,那么是不是有了3次意识?我们可以用意念将你传输到火星吗?只要把你丢进一个扫描仪,然后把你的意识转换成纯粹的信息,然后用一个机器将这些信息转换成一个实际的身体?倘若我们能做到,我们要如何处理那个留在地球的“原始的你”呢,会被安乐死吗?你同意这么做吗?

而且,就我而言,如哲学家Adam Elga所说:你能黑掉一个人工智能,威胁它说:“看,要么你按我说的做,否则我就复制一千个你的代码,然后对所有代码进行替换,让你成为它们其中的一员。”

这就是它的意义。

电脑上的程序可复制、可编辑而且可预料,但是缺少自主性。更重要的是,它缺少“独特性”,可以被复制无数遍,所以原始版本就没有什么意义了。进一步想想,如果你的意识是软件的话,折磨你就没有任何意义了。毕竟,我可以之后删除你所有的感觉。

后来Aaronson想出了解决这个问题的办法,在这个过程中,他发现他开始在某种程度上开始认同Penrose的想法了。他认为,人的意识是无法存在于电脑之内的,这不是说意识永远不会转存到电脑,而是这些意识并不是完美的人类复制品,没有实际的意识。他表示,真正的意识,是可以参与到热力学的时间箭头过程的。

热力学第二定律告诉我们,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小。你的房间不会自动变整洁,包里的耳机总会缠在一起,琵琶鱼发出的光也不会以能量的方式回收。如果我们勉强转换变化的过程,结果一定不怎么样,而且我们也需要外部的能量源来实现。

尽管计算机程序不是实体的,你可以用二进制的方法记录信息,然后复制、记忆或者把它们写在笔记本上。只要你足够小心,他们总是一样的。但是Aaronson表示,真正的意识没有那样的特性,即使意识可以被计算,这些意识也要依赖一些不可复制的纳米级别的效果。换句话说,你的大脑可以在一定程度上被编译,但是“熵”导致它不能被复制或转化(我们可以从量子力学理论中得知,我们永远无法了解一个纳米级别的系统。)

举一个例子,你的大脑可以以红外线的方式向外太空发射热能,但这个过程不能循环。


宇宙的微波背景示意图

那样的热量对你的想法、记忆和决定很有用,但没办法知道到底到什么程度,因为它不存在了。或许这样的结果表明大脑里的记忆永远不能被倒退,或者被复制到一个机器人身上。

尽管 Aaronson没有被这个主意说服,但是如果它是正确的,那就非常重要。如果思维在某种程度上可以被计算,那也不是我们所知的电脑的方法。所以,未来的科学家或许可以找到一种把人传送到火星的新方法,然后上传到一个奇点电脑中,但是这样的思维不能完全代表你。

(奇点是大爆炸宇宙论所追溯的宇宙演化的起点。它具有一系列奇异的性质,无限大的物质密度,无限大的压力,无限弯曲的时空等。)

Aaronson坚持,这个世界上只有一个真正的你,这样的你也智能存在于你的大脑之中。