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開卷筆記 – 2050科幻大成真

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科幻大成真?書講心智的未來,到後半的確有點科幻,但推想成份居多,成真的機會則未知。一如《星際效應》一書,作者家來道雄也有兩個基本準則作推想:預測需符合物理學及概念原型已被證實存在,在此準則下則可以任意想像了,就算極不可能或極難達成的,也可以發揮想像力。本書由我們現在對人腦的發現開始,看各種技術的應用、發展,再從一些我們想像以久的題目入手,例如念力、操控精神、記憶上下載、人工智能、機器意識、意識上載、擺脫身體的意識等等,去看腦科技的各種可能性。

腦的模型

我們對人腦一直以來有各種模型,但似乎都很趕潮流,由覺得腦入面有個雛形人,到機器鐘、蒸氣機這些工業時代的概念,到現代則將之比成電腦和網絡。科技進步,工具更能探腦的結構運動,但始終對其原理成謎。

在眾多模型中,作者認為將大腦比喻成公司滿有用,有我(執行長)、情緒(下層組織)、下意識(資訊)、模組(部門)等等。執行長不用理會資源的實際運作,這由和部門掌管,各部門會爭相爭尋求執行長的注意,來作決定,有時下層組織也能自行也速反應而不需驚動執行長。特別的一點是,我們的腦會自動填補在感知上不連續的空白,例如盲點。這是普遍的運作,以維持一個連續流暢的「我」的感覺,所以有很多時候會有直覺先來,解釋隨後的情況。這個「我」使我們可流暢地運作,應付生活上各種事情。

作者以物理學家身份提出「時空模型」以理解心智運作,為預測定個框架,能包納大部份情況。這模型提出意識這回事是有階層性的,階層 0 的會對如溫度、陽光作出反應,例如植物;階層 1 者知道自己的時空位置,有意識流 (consiousness),例如爬行類;階層 2 都知道他者的存在,有社會性,會尋找自己在社會中的位置,例如哺乳類;階層 4 者能夠摸擬未來,展開因果樹,有自我意識 (self-awareness),暫時就只有人類。若對應人腦,我們可以找到這些階層的對應部份。

人機介面

作者介紹了佷多現有的探腦工具,如 MRI、EEG、PET、CAT… 等等很多字母縮寫。作者預料技術上會越來越精準,看到的東西越來越仔細,細至神經元的連接、放電反應等,都應該可以觀察得到。不過看到如此「高清」並未代表我們能夠明白原理,始終大腦是一個複雜結構,不過有了精準的觀察會有幫助。例如,我們可以讀取腦波,將眼睛訊號解碼成圖像,方法是先讓人看不同的圖像,看某個顏色某個點時的腦波反應,如此得了一堆數據後,就可以做模式比對,再生成圖像。情況有點像我們以前做語音辨認時得讀一大堆字訓練電腦般。以同樣的方式,我們能夠完成其他讀取的部份,如聽覺、意念等等。作者分析精神感應、讀心等概念可以如何發展,會碰上甚麼技術和道德問題。

至於念力控制物件,以現時的物理學知識來說,我們還是得靠將我們的意念讀取,上載到外部機器來運作。四個基本力,沒有一種能移物,但能夠控制機器足可完成很多事。例如義肢的操控上,可以加上回饋訊號,我們的腦會很快學會新的編碼,這樣我何以可延伸我們的五感,甚至發展新的。再進一步,可以有腦對腦介面,直接連接腦部,組成腦際網絡,分享不單單是影音,更可以有各種身體感覺和情緒。而向外,則可以控制外骨骼,甚至智能替身,去做危險的工作,就如科幻故事那樣。使用可程式化材料,如電子黏土,可以直接由腦中意念做成實物,感覺更神奇。

增值人腦

記憶研究發現腦中並沒有特定的記憶部位,記憶是分散在腦中各處的。在記憶的過程裏,訊號則必然經過海馬回,我們可以透過這中轉站,試圖讀寫記憶,進一步我們可能發展出人工的海馬回。當然這只是處理腦中記憶,忽略了其他如肌肉記憶,所以就不能如 Matrix 般學功夫了。

人類發展出長期記憶,相信是為了能夠摸擬未來。腦科學家都研究捕足皮質活動,看如何可以存取長期記憶,這對腦疾病如阿茲海默症會有幫助。進一步研究如何增加記憶力,發展聰明藥丸,另外也可以反過來看如何消除記憶,例如幫助忘記傷痛。改善記憶在教育、工作訓練等令域會有革命性的影響,娛樂也可發展成如體驗旅行等之用(正如《Total Recall》),甚至可以有人類記憶保存庫等。

除了記憶,另一探討是智能。聰明是先天還是後天的?先天的 IQ 測試在近年已被看輕,有其他的因素左右我們如何做事,例如延後享樂的能力。有一些技能亦能透過反覆練習而得到,現在流行的說法有一萬小時定律,不過技能或許不能等於智能。雖然說法不一,但綜合來說較高智能者,都比較能摸擬未來,亦即作者腦模型的階層3。

若從特別案例入手,會發現腦有點毛病的,例如自閉、讀寫障礙,會有特別的能力,如記憶、藝術等等。這指示到我們可以試抑制腦中某些部份,來取得一些智能,例如研究發現可以抑制遺忘機制來改善記憶。其他進路有幹細胞研究產生新細胞來取代死去的腦細胞,研究人類基因圖譜來看那個基因是發展人類智能的關鍵等。

智能能否無限增加?在物理學上似乎沒有限制,但生物學上會有,例如增加神經元數量,所使用的能量、訊號距離、密度、大小等因素會互相牽制,在這個角度看,我們的腦似乎已接近自然的極限。

智能增加的社會面考慮是,聰明人會否奪得權力?人類會否分成兩個階級?觀乎現在的社會,其實智力高的人多從事研究、開創性工作,但卻不會取得統治的權力,階級的形成不取決於智力,還有其他政治因素。

深入意識

研究意識,其中一個方向是研究夢,夢某程度上使用了我們的摸擬能力,不過並不是摸擬未來,而是一個想像、混合、不管物理法則的場景。現在我們對做夢時腦發生甚麼事是有點概念,也知道夢是我們生理上的必需品,例如可以幫我們整理腦內連接、學習等等。當讀腦科技更進步時,我們可能錄影夢境,了解我們的潛意識在發出甚麼訊號給「我」。研究清明夢,即我們自覺身在夢中的夢,研究人員能夠和發夢者溝通,那麼配合讀夢技術,我們將有可能一探別人夢境,甚至進入,就如 《Inception》那般。

而有關心智控制的研究,有一些歷史故事,冷戰時期美國以為共產黨有洗腦技術,於是便急起研究,發展如誠實藥、洗腦技術、改變人格等等這些富有爭議性的秘密研究,不過這些研究大多沒有太多成果。影響行為是可以的,但精確控制很難,這有待日後如光學基因揭露更多神經路徑的詳情。

研究精神病如人格分裂、妄想症、強迫症、躁鬱症等等,也給我們一些腦、心智如何運作的成果。其基本成因是那些模擬未來的回饋廻路彼此競爭,得出不同的比例平衡。例如強迫症者的擔心廻路,比起滿足廻路強很多,於是便會不停重覆某行為。若了解這些廻路形成與腦內不同部位的關係,則可以用外部刺激來強化/弱化某些廻路來醫治。

人工意識

說到人工智能的發展史,有高潮低潮,但始終還是未能達到令機器能有思考或看似思考的地步,當中難處有模式辨認、學習機制等等。近年的研究方向有令機器擁有情緒,因為情緒與意識很有關連。這展開一連串的研究和討論,例如機器人該有甚麼樣的情緒?這情緒如何影響他們的決定?另外,作者亦討論一些機器人倫理,例如在危急情況下先救誰?機器人該擁有意識嗎?他們有權利嗎?

人工智能發展遇到的問題,有人覺得是我們不夠了解真正人腦的運作,所以有些研究要逆向工程人腦。事實上美國政府已撥款進行這類研究,類似人類基因圖譜計劃,要在神經層次破譯大腦結構連接。歐洲亦有類似計劃,想以電晶體做人腦的模擬。此類反向工程首先能夠讓我們更了解和治療精神病,模擬人腦則可以讓我們更容易實驗不同的連接改動會有甚麼影響。這些研究也對人工智能、模式辨認等發展會很有用。

脫離肉身

意識能否離開肉身而存在?作者指出有些研究已發現一些離體經歷,可經由刺激某些腦部位而產生,主要機制是產生相衝的感覺訊號。另外一些瀕死體驗看到的隧道,也可能是因為輸血不足所至。雖然如此,有些科學家仍相信意識可以離開肉體,上載到電腦,待到科技奇異點後(機器比人腦聰明時),這發展更是不可避免。如何重現一個人?重現 DNA 並不困難,但要重現記憶,就要用到上述人工海馬回的技術。更極至的是以反向工程將大腦取影像,細至神經元位置連接亦能記錄。

比較難想像的是沒有肉體的生活,人類是需要社交的動物,剩下腦的部份的人,會不會變成瘋狂?作者認為「穴居人原理」會介入,即在選擇高科技和高接觸之間,我們偏愛接觸,這是多年演化的結果。我們的科技發展會被這原理影響,例如我們會比較拒絕如 Matrix 裏頸背穿洞,但比較接受使用納米機器這些我們看不見的腦植入物,這些植入物使我們能連接電腦、網絡,記錄我們的腦情況,甚至備份腦袋。存於電腦的意識,同樣地會需要一個身體來與世界接觸,這個身體可能是一個外骨骼,甚至是機器人。

作者亦討論到長生不死,除了上述脫離肉體外,亦可能靠納米機器人來達成。現在一般認為,老化是身體的錯誤長年累積而成,如果可以經由納米機器人持續修復錯誤,則可能抗拒老化。有關納米機器人是否真能如此作用,頗有爭議,一方面認為在分子層面量子效應會介入,不可能使機器人能精準做事,但另一方面卻認為我們本身的身體分子已是納米機器人了,證明是可行的。

在宇宙的意識

繼續想像下去,我們若可以將腦上載下載,那麼我們可能可以使用雷射光的形式做星際旅行,先決條件是有星際網絡接收這些雷射光,再下載到當地的代理身體裏。機於相對論,光速中旅行的我們的時間是過得很快的,不過其實我們不會有感覺。那麼純以能量形式存在的心智是可能的嗎?物理上有研究能使光慢下來,所以暫時只能說,那不違反物理定律。

像亞西莫夫《最後的問題》那種星際旅行,比光速還要快,以現時物理學的猜想,可以以蟲洞那達成,以光形式存在的我們,能輕易穿過,而不受潮汐力所撕碎。

想像外星人會有怎樣的意識呢?若正路地想,他們必然會有一點像我們:有姆指可掌握工具,有前置的雙眼可以形成立體影像以獵食,有語言用以溝通。有這基礎才可以發展更高度的文明。但他們也可以是集合體,即個體沒有自我的觀念,但整體有意識,這概念亦見在一些科幻作品中。

量子意識

本書附錄討論量子意識,也就是現代的物理學謎題:蒒丁格的貓,微觀層次如何影響到巨觀層次。人腦細至神經元交集,已接近量子層次,有人提出我們的意識其實就在量子層,控制了現實如何展現。但這種說法其實錯誤,最多只可說意識觀察做成現實,但其實沒有控制權。另外,這量子問題可以展開哲學的問題:凡觀察者也必需被觀察才能存在,那麼是否有一個超然觀察者存在呢?而自由意志又是否真的存在?

若然我們真能反向工程出一個腦,就顯示腦就其物理結構而言應是可預測的。所以有學者認為反向工程並不能造出真的腦袋,腦是一個量子機器。作者則認為電晶體未必能真的模擬得到神經元的完全反應,所以得出來的摸擬也頂多只是近似,這機器或許能通過圖靈測試。

至於自由意志,作者想大概是有的,我們越了解腦的運作,似乎會傾向決定論,在我們下決定之先已有千萬輸入會影響我們,但事實是混沌和量子效應會加入,這或許有自由意志的成份。

總結

整本書對於腦科技的發展是樂觀,但也認為我們會遇到很多不僅是技術上,還有道德、法規、哲學上的挑戰。對於悲觀論者認為這些研究會毀掉我們本身,他並不同意。腦研究在哥白尼原理與人本原理之間擺盪,一方面逐步揭秘人並不特別,一方面發現這眾多條件得聚合在一起是相當難得的。

Jacky11 Dec 15 2:25 pm 寫關於書籍, 科幻, 科技

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