十年前，一位神經(jīng)學(xué)家信誓旦旦地說(shuō)他可以在十年內(nèi)模擬人腦。但他失敗了。

2009年7月22日，神經(jīng)學(xué)家亨利·馬克拉姆(Henry Markram)在英國(guó)牛津舉行的TED演講舞臺(tái)上告訴觀眾，他要在電腦里完全模擬人腦，令人震驚。他的目標(biāo)很遠(yuǎn)大：“為了理解大腦感知，理解現(xiàn)實(shí)，甚至理解物質(zhì)世界。”他的時(shí)間計(jì)劃也是雄心勃勃的：“我們可以在10年內(nèi)做到這一點(diǎn)，如果我們真的成功了，我們?cè)?0年后將會(huì)把我的全息投影發(fā)送給TED與你們交流。”

整整十年了，他沒(méi)有成功。

人們可能會(huì)辯解說(shuō)，先驅(qū)者的本質(zhì)是走得更遠(yuǎn)，談?wù)摳甏蟮淖h題，指責(zé)任何一個(gè)預(yù)測(cè)的失敗都是不禮貌的，因?yàn)榭茖W(xué)上到處都是預(yù)測(cè)錯(cuò)誤。(科學(xué)家們開(kāi)玩笑說(shuō)，突破性的藥物和技術(shù)似乎總是在5到10年之后就能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的往往是下一個(gè)5到10年)我們應(yīng)該重新審視馬克拉姆的說(shuō)法，原因有二。首先，風(fēng)險(xiǎn)是巨大的：2013年，歐盟委員會(huì)授予了他的倡議——人類(lèi)大腦計(jì)劃(HBP)——一筆驚人的10億歐元經(jīng)費(fèi)(當(dāng)時(shí)價(jià)值約14.2億美元)。第二，HBP的努力，以及內(nèi)部的矛盾，暴露了神經(jīng)科學(xué)家們對(duì)大腦的看法和應(yīng)該如何研究的巨大分歧。

馬克拉姆的目標(biāo)不是創(chuàng)造一個(gè)簡(jiǎn)化的大腦版本，而是一個(gè)非常復(fù)雜的電子腦，包括組成神經(jīng)元，電信號(hào)沿著它們流動(dòng)，甚至在它們內(nèi)部有打開(kāi)和關(guān)閉基因的開(kāi)關(guān)。從一開(kāi)始，對(duì)這種方法的批評(píng)就非常普遍，許多其他神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為這項(xiàng)計(jì)劃從頭到尾都難以置信甚至到了荒謬的地步。大腦的錯(cuò)綜復(fù)雜，神經(jīng)元如何連接和相互作用，記憶是如何形成，決定是如何做出的等等的問(wèn)題，都沒(méi)有弄清楚也不可能在短短十年內(nèi)被研究得足夠詳細(xì)。連只有302個(gè)神經(jīng)元的秀麗隱桿線蟲(chóng)的中樞神經(jīng)都很難建模，更別提我們頭骨里面的860億個(gè)神經(jīng)元了。“人們認(rèn)為這是不現(xiàn)實(shí)的，甚至不能成為一個(gè)目標(biāo)，”格蕾絲·林賽說(shuō)，她是一位神經(jīng)科學(xué)家，正在寫(xiě)一本關(guān)于大腦模型的書(shū)。

更重要的是，HBP沒(méi)有試圖解決任何特定的問(wèn)題，也沒(méi)有驗(yàn)證關(guān)于大腦如何工作的某個(gè)假設(shè)。模擬本身就是目的——對(duì)一個(gè)根本不存在的問(wèn)題的過(guò)度設(shè)計(jì)的解決方案，一個(gè)為使用而產(chǎn)生的工具。2015年，馬克拉姆創(chuàng)建的與之相關(guān)的“藍(lán)色大腦計(jì)劃”(BlueBrainProject)，他模擬了30，000個(gè)大鼠神經(jīng)元，只占了這種小型嚙齒動(dòng)物大腦神經(jīng)元的0.15%。批評(píng)家們認(rèn)為他的工作沒(méi)有什么創(chuàng)新。即使它能擴(kuò)大到人類(lèi)大腦的規(guī)模，但為什么要這樣做呢？林賽說(shuō)：“現(xiàn)在你在電腦里有一個(gè)大腦，而你頭蓋骨里的大腦卻不知道怎么使用它。”

馬克西姆解釋道，和他TED演講所不同的是，他從來(lái)沒(méi)有希望這個(gè)模擬大腦能做很多事情。他不是去做人工智能，也不是為了通過(guò)圖靈測(cè)試。相反，他把它作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)——這是一種不需要劈開(kāi)動(dòng)物頭部就能驗(yàn)證他們的假說(shuō)的方法。“這是非常有價(jià)值的，”林賽說(shuō)，但它邏輯倒置了。模擬可以讓研究人員研究關(guān)于大腦先進(jìn)理論，但是必須有先進(jìn)理論才能完成大腦模擬。”

來(lái)自冷泉港實(shí)驗(yàn)室的安妮·丘奇蘭 Anne Churchland說(shuō)：“在我看來(lái)，模擬的規(guī)模很大，效果并不明顯”。例如，她的團(tuán)隊(duì)模擬神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，研究大腦是如何將視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信息結(jié)合起來(lái)的。“我們可以用成千上萬(wàn)的神經(jīng)元來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，但如果我有700億神經(jīng)元的話，還不清楚它會(huì)帶來(lái)什么。”

在最近的一篇題為“大腦模擬的科學(xué)案例”一文中，一些HBP科學(xué)家認(rèn)為，大規(guī)模的模擬“很可能是連接大腦中單個(gè)神經(jīng)元和整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)水平之間所必須的橋梁。”換句話說(shuō)：科學(xué)家可以觀察神經(jīng)元工作的具體細(xì)節(jié)，同時(shí)研究整個(gè)生物體的行為，但他們需要神經(jīng)模擬來(lái)顯示前者是如何產(chǎn)生后者的。這篇論文的作者把神經(jīng)模擬和天氣預(yù)報(bào)作了比較，在天氣預(yù)報(bào)中，我們通過(guò)對(duì)局部范圍內(nèi)的物理化學(xué)因素的了解，可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)全球的溫度、降雨和風(fēng)。

艾德里安·費(fèi)爾霍爾Adrienne Fairhall認(rèn)為，這個(gè)比喻行不通，他是一位華盛頓大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家，有物理學(xué)研究背景。是的，大規(guī)模的模擬對(duì)于理解天氣和星系是有用的，但是“行星系統(tǒng)只關(guān)乎其自身，”她說(shuō)。“而大腦是為其他事物而建立的。”也就是說(shuō)：大腦吸收了世界的信息，它指揮人類(lèi)和動(dòng)物的軀體，然后反過(guò)來(lái)影響現(xiàn)實(shí)世界。我們能從一個(gè)虛擬的腦子里學(xué)到多少東西呢？這個(gè)虛擬的大腦和眼睛、耳朵或四肢都沒(méi)有聯(lián)系。費(fèi)爾霍爾說(shuō)：“你可以拿一大塊腦組織做所有的物理研究，但達(dá)不到最終的目的。生物體是一種有機(jī)的，有意義的物質(zhì)。模擬組織是可行的，但毫無(wú)意義。”

因此，HBP處于一個(gè)很尷尬的境地，人們批評(píng)它過(guò)于宏大，同時(shí)又過(guò)于狹隘了。與我交談過(guò)的批評(píng)者中，沒(méi)有人否認(rèn)模擬大腦的想法，但他們都認(rèn)為，這種努力應(yīng)該由實(shí)際的研究問(wèn)題來(lái)推動(dòng)。例如,紐約大學(xué)的王小晶Xiao-Jing Wang 建立了一個(gè)模型，她發(fā)現(xiàn)其中的神經(jīng)元若以某種方式連接起來(lái)，即使沒(méi)有受到刺激，也能保持電活動(dòng)，這是我們所謂的工作記憶的本質(zhì)，也就是保持思維的能力。與此同時(shí)，滑鐵盧大學(xué)的克里斯·埃利亞史密斯Chris Eliasmith建造了一個(gè)叫Spaun的模型，它使用一組簡(jiǎn)化的250萬(wàn)個(gè)虛擬神經(jīng)元來(lái)做簡(jiǎn)單的算法和解決基本的推理問(wèn)題。若沒(méi)有給HBP那么多經(jīng)費(fèi)，許多此類(lèi)研究可以獲得足夠的資金，這就是為什么人們對(duì)HBP感到憤怒。

2014年，近800名神經(jīng)科學(xué)家寫(xiě)了封公開(kāi)信，對(duì)歐盟委員會(huì)說(shuō)：“HBP不是一個(gè)構(gòu)思和運(yùn)行良好的項(xiàng)目，它不適合成為歐洲神經(jīng)科學(xué)的核心。”一年后，一個(gè)調(diào)解委員會(huì)同意了他們的意見(jiàn)，要求HBP調(diào)整工作重點(diǎn)：“進(jìn)行較小數(shù)目的適當(dāng)?shù)膬?yōu)先研究”，并調(diào)整其不正常的內(nèi)部管理結(jié)構(gòu)。

HBP默許了。它將自己重塑成一個(gè)軟件項(xiàng)目，管理關(guān)于大腦的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，提供搜索這些數(shù)據(jù)的工具，并開(kāi)發(fā)模擬器，使其他人能夠建立自己的模型。隨著大量科研經(jīng)費(fèi)將于2023年到期，團(tuán)隊(duì)最近的論文讀起來(lái)像是在懇求更多的經(jīng)費(fèi)。他們寫(xiě)道：“開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的大腦模擬器需要長(zhǎng)期投入資金。”

不過(guò)這或許能說(shuō)明，我認(rèn)識(shí)的人中，沒(méi)有人能說(shuō)出HBP在過(guò)去十年里所做的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。并不是說(shuō)他們沒(méi)有貢獻(xiàn)，而是貢獻(xiàn)沒(méi)有與項(xiàng)目預(yù)算成比例，也許HBP需要重新贏得因炒作而喪失的科學(xué)界的信任。

馬克拉姆似乎沒(méi)有被嚇倒。他近期的論文堅(jiān)定地將大腦模擬不僅僅定位于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，而是西方哲學(xué)和人類(lèi)文明的高度。在一封電子郵件聲明中，他告訴我，“對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的政治阻力(非科學(xué)的)確實(shí)大大減緩了我們的研究進(jìn)展，但它并沒(méi)有阻止我們，也不會(huì)阻止我們。”他指出，目前仍有140人從事“藍(lán)色大腦計(jì)劃”，其“成倍增長(zhǎng)”的能力“建立了越來(lái)越大，越來(lái)越精確的腦生物模型”。

這一次沒(méi)有時(shí)間計(jì)劃，但想要對(duì)神經(jīng)科學(xué)的未來(lái)做出宏偉藍(lán)圖然后實(shí)驗(yàn)鋪張浪費(fèi)的其他人不在少數(shù)。2014年，我參加了TED的溫哥華會(huì)議，并在麻省理工學(xué)院觀看了媒體實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人尼古拉斯·內(nèi)格羅蓬特(Nicholas Negroponte)的開(kāi)幕演講。他在演講最后聲稱(chēng)，30年后，“我們將通過(guò)消化道攝入信息。你吞下一顆藥丸，就會(huì)講英語(yǔ)。吞下另一顆，就了解了莎士比亞。其原理借助血液循環(huán)。因此，一旦知識(shí)進(jìn)入你的血液，它會(huì)隨血流進(jìn)入大腦，知識(shí)自己知道它在大腦中，應(yīng)該去往哪個(gè)地方。”

在我左肩后面，一個(gè)聲音低聲說(shuō)：“哇！”

本文譯自 The Atlantic，由譯者 Mork 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。