錢不是關(guān)鍵,人腦計(jì)劃的失敗發(fā)人深省

十年前，一位神經(jīng)科學(xué)家說十年內(nèi)他便能模擬出人腦。歐盟砸了10億歐元支持這一項(xiàng)目，10年后的今天，這個(gè)“人腦計(jì)劃”徹底失敗，這到底是怎么一回事？

2009年7月22日，英國(guó)牛津，神經(jīng)科學(xué)家亨利·馬克拉姆（Henry Markram）走上TEDGlobal會(huì)議的舞臺(tái)，宣稱將用計(jì)算機(jī)模擬出人類大腦，且其復(fù)雜度可與真實(shí)人腦匹敵。他有著崇高的目標(biāo)：“我們或許能夠以此理解感知，理解現(xiàn)實(shí)，甚至理解物理現(xiàn)實(shí)。”而且他雄心勃勃：“我們可在10年內(nèi)達(dá)成目標(biāo)，要是真的成功，10年后我們會(huì)發(fā)給TED一個(gè)全息圖，用它和你們交流?！比绻y河-大腦米姆（ galaxy-brain meme）1在那時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)，倒是個(gè)運(yùn)用它的好機(jī)會(huì)。

如今恰好過去了10年，他并沒有成功。

有人可能會(huì)為他辯護(hù)說，任何領(lǐng)域的先驅(qū)都是好高騖遠(yuǎn)的，科學(xué)充滿了失敗的預(yù)言，只有粗俗無禮的人才會(huì)針對(duì)其中任何一個(gè)失敗橫加指摘。（科學(xué)作者們開玩笑說，突破性的藥物和技術(shù)似乎總會(huì)出現(xiàn)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(gè)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(huì)授予他提出的方案“人腦計(jì)劃”（the Human Brain Project, 以下簡(jiǎn)稱“HBP”）驚人的10億歐元贈(zèng)款。其次，HBP的努力以及異見者的強(qiáng)烈反對(duì)，揭示了神經(jīng)科學(xué)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(biāo)并不是創(chuàng)造一個(gè)大腦的簡(jiǎn)化版，而是創(chuàng)造一個(gè)復(fù)雜得眩目的復(fù)制品，它包括組成大腦的神經(jīng)元，神經(jīng)元之間的電活動(dòng)，甚至其內(nèi)部基因表達(dá)與否，巨細(xì)靡遺。這種方法從一開始就招致廣泛批評(píng)：對(duì)于許多其他神經(jīng)科學(xué)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(cuò)綜復(fù)雜：神經(jīng)元如何連接和合作，記憶如何形成，決定如何作出，這些機(jī)制很大程度上仍是未知的，并且不可能在短短十年內(nèi)被詳盡破解。描繪秀麗隱桿線蟲的302個(gè)神經(jīng)元并建模已很困難，更不用說我們頭骨中的860億個(gè)神經(jīng)元了。“人們認(rèn)為這個(gè)目標(biāo)并不現(xiàn)實(shí)，甚至不合乎情理?！鄙窠?jīng)科學(xué)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(gè)具體研究問題，又沒有檢驗(yàn)任何關(guān)于大腦如何運(yùn)作的特定假說。模擬的目的似乎僅僅是模擬本身。它把一個(gè)根本不存在的問題復(fù)雜化；作為一個(gè)工具，它的用途還有待開掘。當(dāng)馬克拉姆創(chuàng)立的相關(guān)企業(yè)藍(lán)腦計(jì)劃（Blue Brain Project）在2015年發(fā)布3萬個(gè)大鼠神經(jīng)元的模擬時(shí)（這個(gè)數(shù)目?jī)H占嚙齒動(dòng)物小腦瓜神經(jīng)元數(shù)量的0.15%），批評(píng)者宣稱這項(xiàng)工作已證明徒勞無功。即使可以及時(shí)提升到人類大腦的規(guī)模，又憑什么要去做呢？林賽說：“就算你的計(jì)算機(jī)里終于有了一個(gè)大腦，可你頭顱里早已有了一個(gè)大腦。這個(gè)新大腦能告訴你什么？”

對(duì)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(cè)試。相反，他把它定位為一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試臺(tái)，好讓科學(xué)家不必刺激動(dòng)物頭部就能檢驗(yàn)假說?！斑@會(huì)有極高價(jià)值?！绷仲愓f，但它基于一種循環(huán)邏輯：模擬或許會(huì)允許研究人員測(cè)試關(guān)于大腦的想法，但是這些想法必須已經(jīng)非常完善，才能首先完成模擬。“一旦神經(jīng)科學(xué)‘完成’了，我們應(yīng)該就能做到，但是模擬難以成為一個(gè)中間過程，來助益進(jìn)一步研究?！?/p>

冷泉港實(shí)驗(yàn)室的安妮·丘奇蘭德（Anne Churchland）補(bǔ)充說：“該模擬的特點(diǎn)是規(guī)模巨大，但我看不出這有什么意義?！彼膱F(tuán)隊(duì)模擬神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，研究大腦如何結(jié)合視覺和聽覺信息。“我可以用成千上萬的神經(jīng)元來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，但當(dāng)神經(jīng)元規(guī)模達(dá)到700億，很難說會(huì)帶來額外的好處?！?/p>

在最近一篇名為《模擬大腦的科學(xué)理由》的論文中，幾位HBP科學(xué)家認(rèn)為，“對(duì)于彌合腦內(nèi)神經(jīng)元層面和神經(jīng)系統(tǒng)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(xué)家可以研究神經(jīng)元工作方式的具體細(xì)節(jié)，可以研究整個(gè)生物的行為，但他們需要模擬來展示前者如何創(chuàng)造后者。作者們用天氣預(yù)報(bào)構(gòu)造了一個(gè)類比：理解了局部層面的物理和化學(xué)過程，我們才能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)整個(gè)地球的溫度、降雨和風(fēng)向。

這個(gè)類比無效，來自華盛頓大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家安德羅妮·菲爾浩（Adrienne Fairhall）稱。（她有物理學(xué)背景。）她認(rèn)為大規(guī)模模擬對(duì)于理解天氣和星系確實(shí)是有用的，但“行星系統(tǒng)與除其本身以外的任何東西都無關(guān)”，而“大腦注定是與其他事物相關(guān)的”。她的意思是，大腦接收有關(guān)世界的信息，它驅(qū)使人和動(dòng)物的身體移動(dòng)，進(jìn)而影響物質(zhì)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(jìn)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(chǔ)是具有意義的物質(zhì)。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(píng)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(duì)“模擬大腦”這個(gè)想法本身，但所有人都認(rèn)為這些努力應(yīng)該由實(shí)際的研究問題驅(qū)動(dòng)。例如，來自紐約大學(xué)的汪小京已經(jīng)建立了模型，表明神經(jīng)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(dòng)——這就是所謂“工作記憶”的本質(zhì)，或持續(xù)思維的能力。同時(shí)，滑鐵盧大學(xué)的克里斯·伊利亞史密斯（Chris Eliasmith）建立了一個(gè)名為Spaun的模型，該模型使用一組250萬個(gè)虛擬神經(jīng)元進(jìn)行簡(jiǎn)單算術(shù)并解決基本推理問題。

HBP之所以引起軒然大波，或許是因?yàn)榱飨騂BP的資金本來可以用來資助無數(shù)上述這樣的項(xiàng)目。2014年，近800名神經(jīng)科學(xué)家寫了一封致歐盟委員會(huì)的公開信，稱“HBP不是一個(gè)精心構(gòu)思并實(shí)施的項(xiàng)目，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)表示認(rèn)同批評(píng)者的看法，要求HBP將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到“少數(shù)具有恰當(dāng)優(yōu)先地位的活動(dòng)”上，并調(diào)整其不正規(guī)的管理架構(gòu)。

HBP順從了。它將自己成功地重塑成了一個(gè)軟件項(xiàng)目，用以管理有關(guān)大腦的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，提供搜索這些數(shù)據(jù)的工具，并開發(fā)模擬器；有了這種模擬器，人人都能構(gòu)建他們自己的模型。由于大量資金將于2023年到期，該團(tuán)隊(duì)最近的論文讀起來仿佛就是在懇求追加投資?！案咂焚|(zhì)大腦模擬器的開發(fā)需要長(zhǎng)期資源投入作擔(dān)保?！彼麄儗懙馈?/p>

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(xiàn)，這或許揭露了某些事實(shí)。但這絕不意味著HBP沒有貢獻(xiàn)。問題在于，貢獻(xiàn)似乎和項(xiàng)目的預(yù)算不成比例。此外，HBP的炒作行徑致使它失去了很多學(xué)術(shù)團(tuán)體的信任，或許HPB需要努力讓人們回心轉(zhuǎn)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(jiān)稱，大腦模擬不僅是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一份子，更是整個(gè)西方哲學(xué)和人類文明的成員。他在一封電子郵件聲明中告訴我，“項(xiàng)目的政治阻力（而非科學(xué)的）確實(shí)大大減緩了我們的進(jìn)展，但它仍沒能阻止我們，也永遠(yuǎn)無法阻止我們。”他強(qiáng)調(diào)，140人仍致力于藍(lán)腦計(jì)劃，五位外部評(píng)審員近來給出了一系列積極評(píng)價(jià)，以及，建立“能夠描繪越來越大的腦區(qū)，并在生理方面準(zhǔn)確的模型”的能力，“正以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)”。

這次沒有時(shí)間限制，但是不少人對(duì)神經(jīng)科學(xué)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(huì)議，并觀看了麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人尼古拉斯·尼戈朋特（Nicholas Negroponte）的開幕演講。他在結(jié)束語中聲稱，在30年內(nèi)，“我們將能夠攝入信息。未來，吞下一顆藥丸，你將學(xué)會(huì)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(mèng)想成真。一旦它進(jìn)入你的血液，它會(huì)順流進(jìn)入大腦，當(dāng)知道自己到了大腦中時(shí)，藥丸的各個(gè)不同組成部分便會(huì)分別沉降到正確的位置?！?/p>

我聆聽著。在我左后方，有人強(qiáng)忍住狂喜，低聲嘆道：“哇?！?/p>