中國科學院院士楊雄裡：我曾認爲人類智慧至高無上，如今人工智能的發展讓我重新思考

中國科學院院士楊雄裡：人工智能與人腦智能（來源：本站科技頻道）

文/趙芙瑤

12月22日，第十屆以“智能涌現·發現未來”爲主題的本站未來大會，在杭州正式啓動。本次大會由杭州市人民政府和本站公司聯合主辦，杭州市經濟和信息化局、杭州市商務局、杭州濱江區人民政府、北京本站傳媒有限公司及本站（杭州）網絡有限公司承辦。

此次本站未來大會包括主論壇、AGI論壇、汽車科技論壇、靈感論壇、思想之夜等環節，大會廣邀頂級學者、產業專家和行業精英一道，爲您作答未來科技、人文藝術、時代個人在下一個十年無限精彩變化。

在12月22日的主論壇上，中國科學院院士、發展中國家科學院院士、中國腦科學計劃的籌建者和推動者之一楊雄裡帶來了題爲《人工智能與人腦智能》的主題演講。

談及智力，他表示對於智力這一高級複雜功能，重要的不是單個神經細胞的活動，而是整個神經環路各個部位細胞活動的整體模式。楊雄裡用柴可夫斯基的《第一鋼琴協奏曲》比喻神經環路的工作方式，說明單個神經細胞的活動類似於構成旋律的單個音符，而整體模式則是完整的旋律。

在討論到目前火熱的人工智能賽道時，楊雄裡追溯過往，提到了人工智能的發展始於1956年，最初由美國計算機科學家J.McCarthy提出。楊雄裡強調，隨着科學研究的深入，人們逐漸意識到大腦和神經系統的工作原理具有獨特性，這些原理對人工智能的發展有重要的啓示。他舉了IBM深藍在1997年戰勝國際象棋冠軍卡斯帕羅夫的例子，指出深度神經網絡的設計受到了大腦工作原理的啓發。

值得一提的是，楊雄裡引用了控制論專家N.Wiener的話，強調未來世界是對抗智力極限的挑戰，而非舒適的安逸環境。在他看來，人工智能的發展不僅促進了人類的發展，也提出了新的挑戰，如何使人工智能與現實的生態系統相順應，限制其潛在的有害傾向，並緩和人類對這一挑戰的反應至關重要。

以下爲楊雄裡演講節錄：

尊敬的各位領導、各位嘉賓，大家上午好！

非常榮幸受到邀請，在2023本站未來大會上和各位就“人腦智能和人工智能的關係和互動”這樣的主題，談一點自己最近的思考。只是一家之言，請各位批評指正。

首先，什麼是智力，按照著名的兒童心理學家Piaget的表述，智力就是你在不知道該怎麼辦的時候所動用的東西。這樣的表述，儘管它的用詞非常簡單，非常平實，但它準確表達了智力的科學含義，所以被廣爲引用。我們知道，智力是大腦的一個重要功能，我們的大腦包含數量高達860億的神經細胞，而這些神經細胞按其生理學特性和形態學特性，又可以分成很多不同的類型。這些不同類型的細胞並不孤立存在，而是通過特殊的連接點，我們把它叫做Synapse（突觸），形成一個神經環路，正是這個神經環路纔是大腦實施功能一個基本的功能單元。

對於智力這麼一種大腦高級、複雜功能來說，它是位於腦的不同的區域，實施某種特有功能的多種神經環路協同工作的結果。這個模式圖顯示，在實施某種功能時神經環路的活動狀況，興奮和抑制表現爲不斷呈現亮點起伏變化的圖案。亮點表示神經細胞興奮，亮點消失意味着該細胞活動中止。如果用音樂作比喻的話，可能更容易理解。這是柴可夫斯基《第一鋼琴協奏曲》的第一樂章，大家都很熟悉，它給人以非常恢宏、蕩氣迴腸的感覺，這種感覺是由於樂曲旋律所產生的。神經環路各個不同細胞活動的整合就相當於這個旋律，而單個神經細胞活動狀態就相當於組成旋律一個音符。

什麼是人工智能呢？大家知道，人工智能是在1956年時，最初由美國計算機科學家J.McCarthy首先提出的Artificial Intelligence（AI），其內涵就是“使機器表現出人所表現的智能行爲”。在人工智能研究的初期，科學家對腦和神經系統是怎麼工作並沒有給予足夠的關心，而只是引用了神經科學中一些簡單的術語，如興奮、抑制、整合等。隨着科研的逐漸深入，人們認識到腦和神經系統的工作原理有其獨到之處。由於在長期的演化過程中，外環境和內環境不斷變化，機體要存活，必然要使它的控制系統（腦和神經系統）以經濟的，靈活的，又有成效的方式進行活動。只有這樣機體才能存活下去，才能繁衍後代。這就是說，長期進化的壓力使得人類腦和神經系統具有某些特點，值得我們借鑑。Francis Crick是20世紀著名的生命科學家，在上世紀50年代和James·Watson兩位對DNA雙螺旋結構進行了開創性研究，1962年獲得了諾貝爾生理或醫學獎。Francis Crick在生命的後半期，主要從事腦的高級複雜功能研究，包括意識、感知等。他有一段名言：“在廣泛的意義上，對於神經科學家來說，一條有用的工作守則是：演化要比他們自己高明得多”。

那麼，我們看一下腦和神經系統的工作原理有何特色、特點呢？

首先大腦是以平行加工（parallel processing）的方式處理信息的。以視覺系統爲例，外界物體通過眼睛的光學介質在視網膜上成像。這個光學像經視網膜神經迴路加工後，編碼成電信號，之後由視神經100萬條神經纖維，把光學信號的強度、顏色等信息傳遞到我們視覺中樞，形成視覺。這樣的傳遞方式顯而易見比傳統計算機的串行傳遞方式的傳遞速度要高得多。不僅如此，它還具有高度的容錯性，即一百萬條神經纖維中即使有一部分出了問題，也並不影響形成整體圖像視覺。

值得注意的是，在信息傳遞的關鍵部位，還通過多種方式進行了信號的調製。在這裡所顯示的，相鄰的細胞形成一種所謂的交互性抑制。即兩個相鄰的細胞以相互抑制的方式發揮相互作用。這種調製使信號變得更加精確。

第二個特點，是腦結構和功能有很強的可塑性。這張圖比較了訓練有素的小提琴手和剛學小提琴演奏的新手控制運動的腦區誘發電位活動的情況，右邊的柱狀圖所示，這種活動在訓練有素的小提琴手要比新手強好多倍。

在微觀上，如圖所示，不管是突觸的結構，還是對於同樣刺激的電生理反應均可因刺激而發生變化，造成長時間增強或長時間壓抑，這些特點使得神經系統的活動有很大的靈活性。可以這麼說，如果大腦神經系統沒有可塑性，我們連簡單的學習和記憶都不可能。

隨着人工智能研究進一步深入，人工智能算法的研究開始注意借鑑神經系統的工作原理，例如1997年，當時IBM深藍贏了國際象棋冠軍卡斯帕羅夫，那時所應用的深度神經網絡，就借鑑了腦的工作原理：在腦的網絡結構方面，它採用了多層次連接，在功能特性方面，考慮了神經環路很強的可塑性。另一方面，人工智能也加速了人類對腦的奧秘的探索。現在大家都很熟悉的“腦機接口”，就是用電極或者芯片構建人腦和計算機之間交互窗口，利用這樣的腦機接口可以採集腦的電信號或者向腦輸入信號，從而解析腦的高級功能，如語言的腦機制，以及意念交流、心靈感應等。

從人工智能整個發展進程來看，在初期的時候並沒有引起人類社會很大的注意，我自己的感覺，最明顯對人類社會的影響發生在1997年。20年後，AlphaGo又贏了第一流的圍棋手。任何科學發展其實都是一把雙刃劍。有些有遠見的科學家早在幾十年前就指出人工智能可能會對人類社會產生負面影響。如著名的控制論專家N.Wiener曾說過“未來的世界是一場要求更高的鬥爭，以對抗我們智力的極限，而並非是一張舒適的軟吊牀，我們可以愜意地躺在那裡，等候我們機器人奴僕的伺候。”這個話說得非常超前。當人工智能融入人類社會已經成了現實，人類最初主要還是考慮人工智能可能產生的負面影響，當時提出的幾個基本問題：1.如何使機器智力的載體與現今世界的生態系統相順應？2.如何限制機器智力可能表現的有害傾向？3.如何緩和人類對面臨這種挑戰的過激反應？等等，都是針對如何努力消除人工智能所產生的負面影響。隨着人工智能研究進一步推進，人們提出了一個更深刻的問題：人工智能是否有可能在將來全面超過人類智能，駕馭人類社會？

在相當長一段時間之內，對這一問題，我自己的觀點是，人類智力是至高無上的。之所以當時持有這樣的觀點，主要是受了恩格斯一段論述的影響，我記得恩格斯曾說過，“人類的思維按其本性、使命，可能和歷史的終極目標來說，是至上的和無限的”。但最近這一年來，我對這個問題的觀點發生了變化，中間有兩件事情很值得在這裡提一下：在今年初我們要舉行一次國際會議，International Retina Summit（視網膜國際高峰論壇），爲此，我撰寫了一份英文邀請信，當草稿擬完（如左圖所示），我的手指不小心誤碰了某一個按紐，突然間我的手機屏幕上出現了右邊這麼一箇中文文件，我仔細一看，原來是我的英文草稿的譯文。譯文非常地道。這件事情要我本人來做，也得花一段時間，而那個軟件幾乎是在瞬息間就完成了任務。這令我想到，今後還需要培養同聲傳譯的專家嗎？

我之所以認爲人類智慧是至高無上的還在於我曾堅信，體現人類智慧頂峰的科學和藝術作品，是不可能因爲人工智能崛起而變得黯淡無光的。但在前不久又見到報道，美國一位教授編寫了一套稱爲EMI的程序，能創作模仿德國作曲家巴赫風格的樂曲，但相當多音樂專家評論，這些樂曲的風格比巴赫自己的樂曲更像是巴赫的作品！

對人工智能發展新態勢的瞭解，使我重新審視了我自己的觀點。我逐漸領悟到，其實到現在爲止，並不存在確鑿的科學證據。可以使我們得出這樣的結論：人腦的智慧是至高無上的。毋寧說，人工智能在將來的某一天全面超越人類智能的可能性是存在的，特別是考慮到人工智能發展只有幾十年歷史，假以時日，人工智能完全有可能搞出大的動靜來！我們對這一點必須要有充分的思想準備，而目前對人腦智能、人工智能的討論應該說還是在哲學的層面上，在科學上爭論的哪一方都不具備確鑿的，足夠的證據來證明自己的論點是正確的。

恩格斯曾精闢地指出“隨着自然科學領域中每一個劃時代的發現，唯物主義也必然要改變自己的形式”。面對人工智能的迅速崛起，人類社會必然要改變其思維定勢，因勢利導，從容應對。

謝謝各位。