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錢不是關鍵,人腦計劃的失敗發人深省

DPVg_AI_era ? 來源:YXQ ? 2019-08-01 15:23 ? 次閱讀

十年前,一位神經科學家說十年內他便能模擬出人腦。歐盟砸了10億歐元支持這一項目,10年后的今天,這個“人腦計劃”徹底失敗,這到底是怎么一回事?

2009年7月22日,英國牛津,神經科學家亨利·馬克拉姆(Henry Markram)走上TEDGlobal會議的舞臺,宣稱將用計算機模擬出人類大腦,且其復雜度可與真實人腦匹敵。他有著崇高的目標:“我們或許能夠以此理解感知,理解現實,甚至理解物理現實。”而且他雄心勃勃:“我們可在10年內達成目標,要是真的成功,10年后我們會發給TED一個全息圖,用它和你們交流。”如果銀河-大腦米姆( galaxy-brain meme)1在那時已經出現,倒是個運用它的好機會。

如今恰好過去了10年,他并沒有成功。

有人可能會為他辯護說,任何領域的先驅都是好高騖遠的,科學充滿了失敗的預言,只有粗俗無禮的人才會針對其中任何一個失敗橫加指摘。(科學作者們開玩笑說,突破性的藥物和技術似乎總會出現在五到十年之后,像吊在驢子眼前的胡蘿卜那樣可望不可及。)但有兩個原因使我們有必要重新審視馬克拉姆的說辭。首先,押在他身上的賭注巨大:2013年,歐盟委員會授予他提出的方案“人腦計劃”(the Human Brain Project, 以下簡稱“HBP”)驚人的10億歐元贈款。其次,HBP的努力以及異見者的強烈反對,揭示了神經科學家在如何看待大腦,以及如何研究大腦這兩方面的重大分歧。

馬克拉姆的目標并不是創造一個大腦的簡化版,而是創造一個復雜得眩目的復制品,它包括組成大腦的神經元,神經元之間的電活動,甚至其內部基因表達與否,巨細靡遺。這種方法從一開始就招致廣泛批評:對于許多其他神經科學家來說,其自下而上的策略貌似很不靠譜,甚至到了荒謬的地步。大腦錯綜復雜:神經元如何連接和合作,記憶如何形成,決定如何作出,這些機制很大程度上仍是未知的,并且不可能在短短十年內被詳盡破解。描繪秀麗隱桿線蟲的302個神經元并建模已很困難,更不用說我們頭骨中的860億個神經元了。“人們認為這個目標并不現實,甚至不合乎情理。”神經科學家葛雷斯·林賽(Grace Lindsay)說。

HBP到底有什么意義呢?它既沒有試圖解決某個具體研究問題,又沒有檢驗任何關于大腦如何運作的特定假說。模擬的目的似乎僅僅是模擬本身。它把一個根本不存在的問題復雜化;作為一個工具,它的用途還有待開掘。當馬克拉姆創立的相關企業藍腦計劃(Blue Brain Project)在2015年發布3萬個大鼠神經元的模擬時(這個數目僅占嚙齒動物小腦瓜神經元數量的0.15%),批評者宣稱這項工作已證明徒勞無功。即使可以及時提升到人類大腦的規模,又憑什么要去做呢?林賽說:“就算你的計算機里終于有了一個大腦,可你頭顱里早已有了一個大腦。這個新大腦能告訴你什么?”

對此馬克拉姆解釋說,與他的TED演講相反,他從未打算用模擬本身解決什么問題。他并不企圖搞人工智能,也沒想要通過圖靈測試。相反,他把它定位為一個實驗測試臺,好讓科學家不必刺激動物頭部就能檢驗假說。“這會有極高價值。”林賽說,但它基于一種循環邏輯:模擬或許會允許研究人員測試關于大腦的想法,但是這些想法必須已經非常完善,才能首先完成模擬。“一旦神經科學‘完成’了,我們應該就能做到,但是模擬難以成為一個中間過程,來助益進一步研究。”

冷泉港實驗室的安妮·丘奇蘭德(Anne Churchland)補充說:“該模擬的特點是規模巨大,但我看不出這有什么意義。”她的團隊模擬神經元網絡,研究大腦如何結合視覺和聽覺信息。“我可以用成千上萬的神經元來實現這一點,但當神經元規模達到700億,很難說會帶來額外的好處。”

在最近一篇名為《模擬大腦的科學理由》的論文中,幾位HBP科學家認為,“對于彌合腦內神經元層面和神經系統層面之間的鴻溝”,大型模擬“或許是必不可少的”。換句話說:科學家可以研究神經元工作方式的具體細節,可以研究整個生物的行為,但他們需要模擬來展示前者如何創造后者。作者們用天氣預報構造了一個類比:理解了局部層面的物理和化學過程,我們才能夠準確地預測整個地球的溫度、降雨和風向。

這個類比無效,來自華盛頓大學的神經科學家安德羅妮·菲爾浩(Adrienne Fairhall)稱。(她有物理學背景。)她認為大規模模擬對于理解天氣和星系確實是有用的,但“行星系統與除其本身以外的任何東西都無關”,而“大腦注定是與其他事物相關的”。她的意思是,大腦接收有關世界的信息,它驅使人和動物的身體移動,進而影響物質世界。切斷與眼睛、耳朵和四肢的連接,虛擬之缸中的離身(disembodied)大腦能告訴我們些什么?“你可以切下一塊組織來進行一切物理操作,但這樣還是丟掉了許多重要的東西。”菲爾浩說,“生理基礎是具有意義的物質。模擬組織是可行的,但沒有意義。

因此,HBP處在左右不逢源的尷尬地位,有人批評它夸張,卻又有人說它狹隘。我所采訪的所有懷疑論者都沒有反對“模擬大腦”這個想法本身,但所有人都認為這些努力應該由實際的研究問題驅動。例如,來自紐約大學的汪小京已經建立了模型,表明神經元如果以某種方式連接,它們即使沒有受到刺激也能維持電活動——這就是所謂“工作記憶”的本質,或持續思維的能力。同時,滑鐵盧大學的克里斯·伊利亞史密斯(Chris Eliasmith)建立了一個名為Spaun的模型,該模型使用一組250萬個虛擬神經元進行簡單算術并解決基本推理問題。

HBP之所以引起軒然大波,或許是因為流向HBP的資金本來可以用來資助無數上述這樣的項目。2014年,近800名神經科學家寫了一封致歐盟委員會的公開信,稱“HBP不是一個精心構思并實施的項目,不適合成為歐洲神經科學的核心”。一年后,一個調解委員會表示認同批評者的看法,要求HBP將工作重點轉移到“少數具有恰當優先地位的活動”上,并調整其不正規的管理架構。

HBP順從了。它將自己成功地重塑成了一個軟件項目,用以管理有關大腦的現有數據,提供搜索這些數據的工具,并開發模擬器;有了這種模擬器,人人都能構建他們自己的模型。由于大量資金將于2023年到期,該團隊最近的論文讀起來仿佛就是在懇求追加投資。“高品質大腦模擬器的開發需要長期資源投入作擔保。”他們寫道。

我的受訪者們絞盡腦汁也說不出HBP在過去十年中做出了什么重大貢獻,這或許揭露了某些事實。但這絕不意味著HBP沒有貢獻。問題在于,貢獻似乎和項目的預算不成比例。此外,HBP的炒作行徑致使它失去了很多學術團體的信任,或許HPB需要努力讓人們回心轉意。

馬克拉姆似乎并沒有被嚇倒。在最近的一篇論文中,他和同事薛凡(音譯)堅稱,大腦模擬不僅是神經科學領域的一份子,更是整個西方哲學和人類文明的成員。他在一封電子郵件聲明中告訴我,“項目的政治阻力(而非科學的)確實大大減緩了我們的進展,但它仍沒能阻止我們,也永遠無法阻止我們。”他強調,140人仍致力于藍腦計劃,五位外部評審員近來給出了一系列積極評價,以及,建立“能夠描繪越來越大的腦區,并在生理方面準確的模型”的能力,“正以指數級增長”。

這次沒有時間限制,但是不少人對神經科學的未來有著更夸張的展望。2014年,我參加了TED在溫哥華的主會議,并觀看了麻省理工學院媒體實驗室創始人尼古拉斯·尼戈朋特(Nicholas Negroponte)的開幕演講。他在結束語中聲稱,在30年內,“我們將能夠攝入信息。未來,吞下一顆藥丸,你將學會英語;吞下一顆藥丸,你將熟知莎士比亞。藥物將通過血液讓夢想成真。一旦它進入你的血液,它會順流進入大腦,當知道自己到了大腦中時,藥丸的各個不同組成部分便會分別沉降到正確的位置。”

我聆聽著。在我左后方,有人強忍住狂喜,低聲嘆道:“哇。”

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原文標題:歐洲大腦計劃“騙”了歐盟10億歐元,模擬人腦10年后宣告失敗

文章出處:【微信號:AI_era,微信公眾號:新智元】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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