  ▲ 图片来源于网络 此念直播预告 「此念」将邀请马修·科布，一起探讨「如何理解我们的大脑？」，4月10日，此念视频号19:30 直播，欢迎大家预约观看！ 导读 大脑，这个人体最神秘的器官，数千年来一直是先哲们最痴迷的话题之一。 英国曼彻斯特大学动物学教授、神经科学家马修·科布，历时50多个月写出《大脑传》。 他认为时至今日，我们对脑的理解依旧十分有限，比如脑是如何产生意识的，甚至对于脑能否产生意识，科学界都还没有达成一致意见。 马修·科布认为，与其他机器不同，脑不是被设计出来的，而是演化了5亿多年的器官。它具有如此敏感的可塑性，这意味着世界能以更加丰富的区别呈现于不同的个体中。 ❍ 意识能上传到计算机吗？ ❍ 人工智能会变成超级人类吗？ ❍ 算法为何让人担心？ ❍ “气味相投”是否代表基因匹配？ cinian 马修·科布  英国曼彻斯特大学动物学教授、 神经科学家、科学作家 此前出版过多部科学史题材的作品。 其中讲述17 世纪的科学家探索性、生命 和机体生长的作品《卵子与精子的竞赛》 获伦敦动物学会年度图书奖， 讲述科学家破解遗传密码的作品 《生命的最伟大秘密》 不仅入围英国皇家学会科普图书奖决选名单， 还被世界著名生命科学期刊《细胞》杂志 推荐为遗传学和分子生物学相关专业研究生 都应该读的一本科学史”。 2021 年，英国遗传学会 将该年度的霍尔丹奖授予科布， 表彰他在向公众普及遗传学方面的杰出贡献。  01 意识能上传到计算机吗？  ▲ 图片来源：Matt Chinworth
马修·科布：我认为脑机接口很像科幻小说中发生的事情。在科幻小说中，你可以上传自己的大脑状态，还可以将大脑状态下载下来，传输给其他人。 实际上，这体现的是一种关于心智的前科学看法：如果你认为心智像灵魂一样是某种非物质力量，它就可以从一个物体移动到另一个物体。 心智是宇宙中最神秘的东西，我们的思想和其他大脑活动，都是神经元的活动。我们是否可以以某种方式复制这些神经元的状态，并将其放入机器中？如此一来，我就和你拥有一样的心智，你在一台机器中就能进行思考。 从技术上来讲，我认为这可以实现，但可能要等数百年、数千年，甚至数万年。因为我们的大脑中约有800亿个神经元，还拥有不计其数的其他细胞在为神经元提供支持，调节它们的活动。 但即使是最简单的单细胞神经元网络，我们也不了解神经系统究竟是如何工作的。 比如，龙虾的胃。龙虾的胃有30个神经元，这30个神经元会产生两种节律，刺激胃里的肌肉来研磨食物。所以，它们的活动有两种状态，它的肌肉可以收缩得很快，或者很慢。 我们对这30个神经元的了解，得益于美国神经科学家伊芙·马德尔。她在整个职业生涯中，一直致力于研究这两种模式，研究这30个神经元如何连接在一起，以及它们如何发育。 但即便是如此简单的一个系统，马德尔仍然无法解释为什么这30个神经元只产生这两种节律，这些神经元还可以做其他事情，但它们并没有这么做。 所以，我们没法将龙虾的胃（也就是这30个神经元）上传到计算机，看它会如何表现，并准确预测它接下来的表现。
马修·科布：我认为埃隆·马斯克并不了解这个领域，他不是神经科学家。马斯克正在做的一件事情叫做神经连接，在尝试的过程中，有很多猴子付出了可怕的代价。 科学家们投入了毕生精力来做研究，即使是马德尔，为了研究30个神经元，也献出了整个职业生涯。而埃隆·马斯克却认为，我们可以把电极植入猴子的大脑，改变猴子的活动，让猴子学会新语言。我认为这只是美好幻想，绝对不可能实现。 不过，现在通过脑深部电刺激或脑刺激的确可以改变人们的生活，但这不像马斯克先生感兴趣的事情那么夸张离奇。举个例子，帕金森病会让人非常虚弱，产生无法控制的震颤，甚至最终使人丧命，但震颤可以通过药物来控制，只是效果不尽如人意。 现在，我们可以用脑深部电刺激的方式来控制这些震颤，让人们恢复运动，我们通过将电极永久植入大脑的某个部位，然后慢电流扩散的方式来影响神经元。 这种方法正用于为四肢瘫痪的患者提供治疗，这些人可能受过重伤或是意外中风，导致四肢无法活动。很多视频显示，人们接受这种刺激疗法之后，行为会发生巨大的变化，生活也彻底改变。假如你是一名患者，有望获得这种治疗。 有两种方法可能能做到这一点。复杂的方法是尝试复制大脑所做的事情，使四肢瘫痪的人控制其他设备，比如在头上接一组电极，教计算机识别来自大脑的特定信号，这样机器就能够了解你的想法，你可以让机械臂朝你自己的方向移动。 通过计算机和AI技术，加上机器本身的学习和患者的耐心，结合在一起就会有惊人的成果。 我在书中提到了一个妇女的例子，她患有中风，脖子以下完全瘫痪。有一段视频展示了她操作机械臂（类似于汽车制造厂里的机械手臂）的情形，她可以通过思维的力量移动机械臂，端起一杯咖啡递给其他人。那是她十年来第一次在不需要人帮助的情况下喝饮品，她和观察她的实验人员都露出不可思议的表情。 这将成为一项可应用的可靠技术，尽管目前它能做的事情非常有限，但或许不久会成为日常应用。不过，它并不容易实现，特别是当我们以全球视角来审视这个问题时，会发现这些技术既非常昂贵，具有侵入性，并且很难获取。
马修·科布： 对，这就好比你知道车是如何工作的，你会转动钥匙或者按下按钮来启动，但掀起汽车前盖，你会发现自己对其一无所知。洗衣机里面有许多部件，但如果它出了故障，除非你是一名技术人员，否则你仍不知道车为什么出故障，以及如何修理。 我们了解神经元工作的基本原理，它的一端受到刺激，会有一波向下移动的电化学活动，向另一端发送信号。但对于它实际上是如何表征信息的，我们并不了解，几乎没有实验成果能说明，两三个神经元互动是如何产生输出的。 我们通常认为，大脑和神经系统是按照计算机逻辑来工作的。我们非常清楚计算机是如何工作的，但神经元是如何做到这一点的，即便是在最简单的系统中，我们也不是很清楚。 02 人工智能会变成超级人类吗？  ▲ 图片来源：Matt Chinworth
马修·科布：不会的。我想这是个开始，ChatGPT让很多人倍感兴奋，但也引发了不少担忧。 ChatGPT引发了教育工作者们极大的担忧。在英国，所有的大学、学校都很担心这一点。因为，如果你向ChatGPT提出一个很简单的问题，但有时候你可能会得到一个合理但模糊的答案。 它的英文写作水平很高，在英文方面，它比一般学生的写作水平要好得多，特别是标点符号的使用方面，而这恰是学生们英文写作时非常头疼的问题。 但最重要的是，ChatGPT两三句话的简短回答看上去表现不错，但实际上毫无用处，因为它什么都不懂。 我们以绘图软件DALL-E为例，它能够生成图像，但是你可以看到很多生成的图像中，人有六根手指或者三个手臂，因为DALL-E并不能真正了解人应该是什么样子，它只是从巨大的数据集中寻找模式。 ChatGPT实际上所能看到的只有许多0和1。它无法看到一只手，也无法看到手指。它只知道0和1的模式，它会观察经常发生的模式，然后重复这个模式。这就像聪明的鹦鹉，只会学舌。 但我不太确定用“聪明”这个词来形容是否合适。大家可以做下尝试，如果你问ChatGPT或其他类似的软件，9的平方根是多少？答案是3。它基本会给出正确答案。 但如果你对它说，不对，你错了。它可能会说，是的，你是对的，这个答案错了。然后，它会想出另一个答案，因为它其实听不出平方根的概念。 这有点像是一场配对游戏，你抛出一个问题，它尝试着匹配，接着你说不是这个，它又会找其他的来匹配，不停地进行匹配。 不过总体而言，ChatGPT还是一个应用起来很棒的工具，我还会推荐给留学生。我在法国住了很长一段时间，我的法语口语很好，但法语写作一直很糟糕。用其他语言写作真的很难，英文和中文之间显然存在巨大的差异。 所以，作为一名教育工作者，如果学生想写篇英文的文章，但英文写作水平并不是很好，最好的办法就是先写出来，然后放进ChatGPT的聊天框，让它润色一下文章。你实际上并不是在问内容，而是问问题。 同样，ChatGPT也可以在的文字处理程序中进行拼写检查。或把一种语言翻译成另一种语言，等等。
马修·科布：从另一个角度，我认为非常有必要担心人工智能被用在哪里。比如，无人驾驶的汽车真的非常危险。人们在开车时已经造成了很多人死亡，但是机器什么都不知道。 另外，人工智能可能会被居心不良的人利用，比如军方可能想把它们用在武器上。 再比如，将蓄意谋杀伪装成车祸事故，或者某些政府想要将这些设备用于镇压目的而发生一些可怕的事情。 因为机器不能像人类一样思考，只是自动地执行你让它们去做的事情。
马修·科布：是的。有一个领域是我非常感兴趣，就是遗传学和遗传工程学的历史。 在过去的50年里，遗传学家已经四次考虑过他们的实验的后果，表示他们不会做那些危险的实验，等到实验变得安全再继续进行。人工智能技术开发的部分问题是，涉及大量的资金，所以很难阻止其开发，这些领域的参与者没有提前充分考虑潜在的问题。 比如，有些感知设备，将手放在水龙头下面就会自动出水，但是它们依靠的是对比度。有时黑人的手放在下面，部分设备无法启动，而白人的手就可以。 这就涉及到肤色问题，工程师是什么人等等。出现这些问题可能并不是他们有什么恶意，只是他们当初没有提前想清楚这些问题。 此外，打开微软等公司设置的在线聊天框时，你会发现它们具有一些倾向，比如种族主义、性别歧视等，这些是非常糟糕、非常危险的观点。 人工智能只是到网站上搜寻，找到相关信息，然后重复这部分内容。于是，在算法的驱动下，它变得越来越极端。所以在我们开发它、真正推出它之前，需要考虑潜在的危险和道德问题。 这是每个人都需要考虑的问题，不仅仅是高层人士，也不仅仅是普通民众，而是整个社会。因此，我们需要在全球层面进行一次讨论。 20世纪90年代，我们决定停止生产破坏臭氧层的氯氟烃化合物，联合国认识到冰箱里的这些分子，通过日常使用或者销毁旧冰箱释放出来，继而破坏臭氧层。如果臭氧层遭到破坏，我们都会得癌症，整个地球会陷入混乱。因此，他们用另一种分子来取代这一种。 同样，20世纪60年代初，人们还就核武器大气层实验达成了共识，决定停止此类做法。所以，虽然核武器试验还在进行，但实验地点已转入地下，甚至更好的地方，比如在计算机中进行模拟。我们不再让核弹在空中爆炸。 这表明，尽管国家之间在政治制度和经济制度等方面存在巨大差异，但对有些事情持有全球视角、进行国际监管是可能实现的。
马修·科布： 我们人类终将会灭绝。无论是人工智能浩劫，还是气候变化，都会给人类文明和文化带来巨大威胁，比如气候变化造成海平面上升，从而导致大规模人口迁移，等等。极端高温也同样让我们担心。 但另一方面，人类是非常聪明的，目前缺乏的是社会意识和政治意愿。我相信人性，相信一旦我们面临真正的困难，一定会团结一致，共同努力解决它。 疫情还在持续，我们开发出了mRNA疫苗，还在继续开发新的疫苗，这些疫苗不仅将使我们能够应对未来的疫情，还会成为用于治疗癌症。 总之，在很多方面，我非常乐观。  03 算法为何让人担心？ ▲ 图片来源：Matt Chinworth
马修·科布：问题不在于我们的注意力持续时间在减少，而在于算法无意中不仅驱使个人，而且驱使整个文化走向错误的方向。 虚假新闻并不是电子时代的产物。有了印刷技术，人们就开始制作虚假的文件。他们旨在激起对特定群体的情感，同时也可以通过出售这些文件来赚钱。其中最著名的伪造文件之一，在世界范围内仍然有很多人相信，那就是《锡安长老会议纪要》。 这是一份声称由犹太人制作的文件，解释了他们将如何控制世界，其实《锡安长老会议纪要》是沙皇俄国的秘密警察编写的，旨在鼓励反犹情绪和暴动。 这份印刷文件已被多次证明是虚假的，但是全世界范围内仍然在重新印刷和传播。难以置信，一百二十年后，它仍然驱使着可怕的人类行为和观点。 手机也是如此。如果你发现自己的情绪受到了影响，你需要采取措施，比如，把手机锁在抽屉里。 自Twitter 成立以来，我一直是一名积极的用户。在 2000年，我是 Twitter 的大约第 80 万名用户，但我刚刚停止使用它，以后可能还会使用，但世界目前的局势及发展方式，对我的心理健康不太好，所以我停用了。 你阅读报纸或听广播，以及在电视上看滚动新闻也一样，你要警惕自己对某一特定信息源上瘾。一旦我们有了信仰，我们看待事物会有所不同，注意力更多集中在自己赞同的观点上，这叫“确认偏误”。 你需要尽力理解为什么人们有不同的观点，并持有那种观点。 想想如果你能亲自与他们见面，而不是在设备上输入文字，你可能如何说服他们改变观点？你有必要寻找替代的观点，并思考你的观点的来源？你为什么相信你相信的东西，证据是什么？是谁向你解释了这一点？这是你一直以来的想法吗？你的信仰的物质基础是什么？ 书写被发明出来的时候，我们不再靠记忆来学习东西，而是可以重复这些内容。诗歌和故事最开始都是口口相传，没有文字历史的。一旦我们开始书写，人们一定开始抱怨说，这是文化的终结。 印刷术在西方发明时也出现了类似情况。在中国和韩国，印刷术比我们早得多。但同样，这意味着你可以阅读一些不需要学习或能够阅读的东西。 任何人都可以阅读，这不是好事。19世纪的报纸上有很多短篇文章，都涉及丑闻、性事件、暴力等坏事情，年轻人完全被洗脑了。 作为一名教育工作者，我告诉我的学生，不要太担心细节，不要死记硬背日期或名字，因为你可以把整个人类文化都装在口袋里。如果你不记得牛顿是什么时候生活的，你可以在两秒内找到答案。 问题的关键在于，驱动一些社交媒体系统的算法，可能会将你带到你不想去的地方，我们可以在正在发生的战争中看到这一点，比如，许多虚假信息在中东战争中有意或无意地发布。视频游戏镜头已经发布，但人们说，这不是真是的，只是来自一个视频游戏。 或许算法不是有意设计成这样的，它们设计的目的是增加参与度。因为这些公司卖的就是你的关注度，因为它运作的方式就是销售广告。 在使用微博、Twitter、TikTok或其他社交媒体时，并不是你支付费用，是那些广告商在支付费用，而你的关注度就是产品。因此，这些算法设计的目的是增加你的关注度，它们会给你更多相同或略微更极端的内容。 这就是为什么你最终会看到一些非常令人不安的图像，你可能不同意的观点，但它们可以逐渐说服你，让你相信世界是某种特定的方式。 这就是我担心的。 04 为什么在梦中也能瞬间清醒？ ▲ 图片来源：Matt Chinworth
马修·科布：每天晚上我都会做梦，有时我的梦很容易理解。昨晚我做了一个非常详细的梦，梦到一个同事想让我和他一起写一篇非常难科学文章。我还会梦见我的祖父变成章鱼之类的事情。 梦非常有趣，有时很琐碎，传递一些重要的信息，比如让我们能通过梦看到世界各地都存在的一种焦虑。 在新学年开始之前，我们可能都会梦到参加考试一无所知，或者听讲座一无所知，或者没有穿好裤子。我每年都会做这个梦，这些只是大脑的担心和焦虑。 做梦是作为动物的必要功能。 蜜蜂也会睡觉，它们也许不会像我们一样做梦，但天黑时，蜜蜂的大脑活动会发生变化，暗示着一些和白天不同事情正在发生。 有些章鱼可以改变它们的颜色，在海底深处，正在睡觉的章鱼可能会闭着眼睛一动不动，我们可以想象章鱼正在做梦。 如果你养了一只狗或猫，它也会做梦。在人类和脊椎动物中，睡眠的迹象之一是“快速眼动”。你可以看到睡梦中婴儿的眼睛眼睑下面的移动。 很多年前，我养过一只猫，它在睡觉时，眼睛会开始移动，嘴巴会张开，就像在喝水或牛奶一样。我会走过去，拿一把装着冷茶的茶匙，把冷茶很慢地滴到它嘴里。猫仍然在睡觉，但它会开始舔，直到醒来，你会看到它看起来很困惑。 我偶尔会在梦中解决一些我一直在思考的科学问题，但当我做填字游戏和不同类型的谜题时，同样的情况也会发生。总会有几个问题我无法回答，我放下它做其他事情，再回来看它时，答案显而易见。 任何动物都会因闻到烟雾而醒来，这是一种本能的反应。当你睡觉时，你的精神状态不同于醒着的时候，但你仍可以立刻醒来。意识可以通过令人警觉的刺激立刻恢复，让你瞬间清醒。 在西方，有个理论在七八十年代很流行：如果你在学习后小睡一会，也许大脑会处理我们刚刚进行的对话，然后构建短期记忆，最后变成长期记忆。在入睡之前，也许你可以尝试解决一整天都在努力解决的问题，思考一下，也许你会在梦里继续处理这个问题。 05 “气味相投”是否代表基因匹配？ ▲ 图片来源：Matt Chinworth
马修·科布：很多人说气味与我们的情绪密切相关。所以有一种芳香疗法，比如去泰国做水疗，他们首先会让你闻些气味。综合考虑所有人，全世界大多数人的最喜欢的气味是香草。 我个人最喜欢的气味是婴儿后脑勺的气味，婴儿的后脑勺有一种美妙的气味。我还喜欢雨水落在土壤上后的气味。 英语中有一个特殊的词叫做“petrichor”，是由科学家开发的，指的是夏天下雨后突然出现的气味，美丽、温暖、略带泥土味，是由细菌的活动和它们与水的相互作用产生的。 有一些美妙的气味可能会改变你的心情，但这存在个体差异。 薄荷味会打开你的鼻子，让你闻得更清楚。如果你闻薄荷，那将清除你的鼻窦，扩大你鼻子内的黏膜面积。这意味着你可能对气味更敏感。 许多怀孕的妇女嗅觉会变得非常敏感。我妻子怀孕时，她不能走进超市的洗涤剂通道，因为她差点呕吐。 芳香疗法并不是一门精确的科学，我们每个人都会有特定的气味令自己放松，我怀疑这在很大程度上与过去的记忆有，事件与周围的气味一起在你的记忆中被标记。 这就是为什么有时我们在回忆过去时会吃东西，因为味道和气味完全交织在一起。你吃东西闻到某种气味，就会把你带回到生活中的某个时期，通常是童年的记忆。人们经常会闻到奶奶曾经做的食物的味道，并感觉自己又回到了那个时刻。这种特殊的记忆与编码方式有关。
马修·科布：对不同的人来说会有不同。有些人的即使没有洗澡或喷香水，我们也会很喜欢他的体香，但也有我们不太喜欢的体味。有些人或许很吸引你，但当你靠近时，会发现不太喜欢他们的气味，而那些不吸引你的人可能身体上并不特别有吸引力，但他们的气味绝对美妙。 制作香水的艺术就在于重新创造那种体验，你可能有一个非常特殊的个人气味。这就是香水的原因，它们与你的身体相互作用，会随着一天中你的皮肤变暖以及蒸发而改变。
马修·科布：我不否认通过气味来确定你与某人的亲缘关系是可能的，最起码在某些动物中，可以做到这一点。但在人类中未必可行。 人们做了不少尝试，但实验的样本量非常小。有个实验是，实验人员拿一个脏汗衫，把孩子穿过的汗衫或衬衣放进去，让这个汗衫散发孩子的气味。然后让人们辨认哪件是孩子的衣服。 显然，孩子的气味并不仅仅是遗传的，还与他们吃的食物有关。如果你吃了某些食物，你会有一段时间散发出与它们有点相似的气味。 |
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