真知新坐標超級電腦“深藍”曾在1997年的一場象棋比賽中，打敗了世界棋王卡斯帕羅夫。雖然后來技術員發現，這是一個技術漏洞導致的，但電腦能否代替人腦的議題，還是備受人們關注。那么，電腦到底能不能代替人腦呢？
從理論上講，將來有一天人腦可能會被電腦取代，因為電腦的計算速度正變得越來越快，存儲能力也越來越強，而且在分析問題時比人類更加理性和準確。未來電腦如果能夠模擬人腦，產生意識，也許真的會代替人腦。但是，電腦畢竟是機器，是沒有感情的，至少從這一方面來講，電腦是無法取代人腦的。
電腦與人腦在處理信息的方式上有很大的區別；傳統的計算機處理的信息主要是字符和數字，而人腦則更習慣處理集合圖像、文字、聲音等形式的多媒體信息。
如今，我們人手一部手機，許多人的工作更是要靠電腦來進行，智能設備是科技發展的產物，也反過來推動科技的飛速發展。
但你是否想過，如果未來沒有電腦和手機，人類會變成什么樣？科幻電影《沙丘》及其同名原著小說就為我們描繪了一個光怪陸離的未來世界，以及各種奇異的超能人類。
人機大戰的一萬年后
在《沙丘》中，距今一萬年后，人類擁有了星際旅行的能力，統治了整個宇宙。但由于科技高度發達，人們變得好吃懶做，越來越依賴機器，機器卻越來越智能；當擁有自我意識的機器人誕生時，人類反而成了奴隸。
人類與機器人發生了大戰，人類差點滅亡，付出了慘痛的代價才取勝。人們吸取教訓，定下一條鐵則：禁止使用計算機與人工智能技術。于是，人類放棄發展高科技，轉而探索大腦與精神領域。又過了一萬多年，人類也發生變異，產生了擁有特殊能力的人種。
門泰特：人型計算機
門泰特是專門負責計算的種族，他們從小就接受訓練，可以模仿計算機，不需要任何工具，僅憑自己的大腦就能快速運算。隨便問一個門泰特214286793×32582634等于多少，他馬上就會報給你答案。他們還擁有強大的記憶力，腦海中儲存著大量資料，簡直是個移動的數據庫。
門泰特在計算時會翻白眼。他們經常飲用“薩福果汁”，這是一種超級咖啡，能使神經系統更加活躍。果汁喝多了，他們的嘴唇上便留下了印記。
門泰特不僅是計算機，還是出色的觀察者和戰略家。根據某人的肢體動作或語調的微小變化，門泰特就能猜出對方的意圖；憑借強大的知識儲備與邏輯推理能力，他們能在戰爭、經濟、社會等方面提供建議，因此，各個組織、家族都會雇傭門泰特作為軍師。
領航員：宇宙導航儀
要在各個星球、星系間旅行，控制宇宙飛船涉及的計算量大到難以想象，這時就輪到更加精通計算的領航員登場了。
如果門泰特相當于普通電腦的話，領航員就是超級電腦。他們比正常人大了好幾倍，看起來已經不像人類了，大腦異常發達，身體卻嚴重萎縮，終日浸泡在含有高濃度香料的罐子里。
領航員能根據天體位置、引力大小等信息準確測算飛船的最佳航線，是每艘飛船上必備的導航儀。如果沒有他們，人類的星際運輸系統就會崩潰。
姐妹會：用聲音遙控生命
姐妹會的成員都是女性，她們可以控制身體的每一塊肌肉和神經，精通武術，吃下毒藥也能通過改變新陳代謝分解掉有毒物質。
姐妹會的領導人正在考驗成員的能力
姐妹會中的最強者還擁有一項近乎魔法的能力——真言術。就像我們用遙控器控制電視機換臺一樣，真言相當于對所有生物都適用的遙控信號。只要用真言術發出命令，聽到的人就會無條件地服從，哪怕是讓對方自殺，他也會毫不猶豫地執行。
誰控制了香料，誰就控制了宇宙
在《沙丘》的設定里，有一種被稱為“香料”的物質，長期接觸它的人眼睛會變成鮮艷的藍色。香料不但能擴大人的感官、增強精神能力，甚至還可以延年益壽。就像電腦要用電一樣，領航員需要吸食香料才能思考，因此香料也是星際航行的必需品。
無論是變異人還是普通人，都渴望獲得香料。但香料非常稀有，它的唯一產地就是被沙漠覆蓋的沙丘星，比現在的石油、黃金珍貴得多。故事里的紛爭正是圍繞香料與沙丘星展開的。
超能人類有可能出現嗎？
實際上，現在就有類似門泰特的人存在，他們經過長期訓練學會了快速心算。
西班牙人阿爾貝托·加西亞是2010年心算世界杯的冠軍，他可以在4分鐘內完成十組10個10位數的加減法。
《沙丘》的故事開始于公元 22000 年左右，也就是距今約兩萬年，在那么長的時間里，人類確實有可能借助基因改造等技術進化為超能人類。但就像我們不會因為火災而放棄用火一樣，人類不太可能因為人機大戰就徹底放棄計算機與人工智能技術，控制別人精神的超自然力量更是缺乏科學依據，因此，未來超能人類的樣子可能并不是《沙丘》中描述的那樣。
源：科技日報
腦機接口正從科幻走向現實
像人類一樣思考一直是人工智能不斷追尋的目標。目前，盡管人工智能的應用場景不斷拓展，但其與人類思維還存在著明顯的差距，對于人腦的認知始終影響著人工智能的發展，如何了解和模擬人腦已成為迫切需求。本期兩篇文章所涉及的研究——腦機接口和類腦計算機為我們帶來了這方面的前沿信息。
——編者
打開人類的頭顱，植入電子芯片，讀取腦電波，獲取海量知識，這種科幻電影中的橋段正在逼近現實。8月29日，知名電動汽車公司特斯拉的創始人埃隆·馬斯克旗下的腦機接口初創公司Neuralink，演示了最新一代侵入式腦機接口設備（Brain-Computer Interface，BCI），并展示了大腦被植入了該腦機接口的三只小豬。
馬斯克發展腦機接口的初衷是希望用機器來提高人腦智力，從而與人工智能機器人抗衡。裝進大腦的智能設備，似乎跟智能穿戴設備沒什么區別，只是它可以清晰讀取大腦的信號。有人說，這就像是一個“潘多拉魔盒”，一旦打開，其潛力幾乎是無限的，人類的發展也會迎來重大的改變。
天津腦科學中心主任助理、天津大學神經工程團隊許敏鵬副教授表示，這次發布的腦機接口設備，主要的突破是對采集電極陣列進行了高度集成，并將數據由有線改為無線傳輸，支持無線感應充電，有助于腦機接口設備的微型化、便攜化發展。不過，BCI技術距離大規模商業化應用還有一定距離，此外，其對人體健康的影響以及數據安全等問題也不容忽視。
高度集成采集電極陣列，設備微型化
據報道，Neuralink演示的這款BCI比硬幣還小。通過全自動化設備可在30分鐘內完成大腦植入手術，無需全身麻醉，當天就能出院，而且手術是可逆的。BCI可實現神經信息的上傳、儲存、下載甚至修改，把意念轉化為可被計算機識別的數據信號。
“從近幾次的發布會來看， Neuralink團隊目前的工作集中在腦電信號的采集方式上。”許敏鵬認為，對于這次發布的BCI設備，主要突破是對采集電極陣列進行了高度集成，即將1024個通道集成排布到只有硬幣大小的“貼片”上。除此之外，Neuralink也將數據由有線改為無線傳輸，并支持無線感應充電，這對BCI設備的微型化，便攜化發展有一定的促進作用。
“設備的微型化、便攜化一直是數字革命的一大發展方向。”許敏鵬舉例說，以最熟悉的電腦和手機為例，1946年世界第一臺計算機誕生時占地170平方米，重達30噸，但隨著工程技術的發展，我們現在的筆記本可以輕至1千克，且運算速度遠高于第一臺計算機，這也才有了我們在車站、高鐵上的移動辦公；手機也從最初的“大哥大”發展為極其輕便的智能手機，甚至在一定程度上可以代替電腦，為我們的生活帶來了極大的便利。
BCI從第一次提出至今，設備在性能、體積、重量上也有了非常大的改進，這種微型化的發展為智能穿戴BCI提供了重要的技術支撐。“也許在未來BCI設備就像智能手環一樣方便，我們只需想一想，它就能識別我們的想法，完成一系列的操作。”許敏鵬說。
目前天津大學團隊也在集中攻關BCI設備，期待未來3—5年內可以提供大規模商用的解決方案。
倫理上存在爭議，保護信息安全是關鍵
對BCI技術的應用，一直有反對意見。如360創始人周鴻祎就認為，人類可以允許BCI技術在臨床醫學上用來治療和幫助一些殘障人士、精神疾病患者等，但應該嚴格限制BCI技術的使用范圍。因為當每個人都變成“數字人”以后，數據保護將面臨巨大挑戰。
對此，許敏鵬表示，現有BCI的信號采集技術，讀取的還是用戶在特定時間內執行特定任務時的腦電波，即需要用戶接受和遵循相應的交互協議，如根據協議要求，執行想象自己左手握拳的任務，否則所采集到的是交互協議外的意念信息，這種自由意圖信息目前是無法解碼的，因此尚不存在利用BCI竊取協議外個人隱私信息的問題。
“不過，科學和工程的發展常常帶來重要的倫理問題。”許敏鵬說，一方面，BCI相關的神經技術風險是未知的、不可控的，例如腦深部電刺激、侵入性微電極陣列等，它們可能會引起不可預料的大腦重塑、組織反應或感染的風險等，這方面目前尚未有系統和全面的研究。
另一方面，BCI采集的信息中含有用戶的個體信息，這會涉及到隱私安全問題。因此要求研究人員在設計上把風險減至最低程度，以避免出現信息泄露、黑客攻擊等問題。同時建立健全相應的體制和監管政策，使一切信息采集活動都有跡可循，切實保護用戶隱私。
醫療領域前景廣闊，但數字永生還很遙遠
目前BCI技術可分為侵入性和非侵入性，侵入性BCI技術需要通過外科手術將信號檢測電極植入大腦皮層。
“馬斯克最新發布的‘LINK V0.9’作為侵入性BCI技術，具有較高的信噪比和良好的時間、空間分辨率。但難點是研發具有高靈敏度和高穩定性的電極陣列，以記錄目標神經元群的信號，同時最小化環境干擾。電極材料、結構等的選擇與設計，長期記錄電極性能的評價，植入點周圍微環境的變化等方面也是影響侵入性BCI研究的難題。”許敏鵬認為，長期植入人體的健康安全風險也不容忽視，這或將成為其最大挑戰。
而非侵入性BCI安全性高，適用人群更加廣泛。但由于大腦皮層活動產生的神經電信號穿過顱骨等組織層后，信號質量大大削弱，并損失了大量有關大腦皮層神經電活動信號源的時空分布信息，所以非侵入BCI的一個重大難點是要從噪聲大、混疊嚴重的腦電信號中提取并識別微弱的目標腦電特征，這需要從感知機制到軟硬件協同創新予以克服。
馬斯克在發布會中表示，未來人們可直接用意念就能與別人進行交流，還可以用意念召喚甚至駕駛一輛特斯拉。
“腦控汽車只是BCI眾多應用場景的一個縮影，目前BCI技術在醫療健康方面顯示出了巨大的應用潛力，也在部分疾病的康復和改善方面形成了較好的效果。”許敏鵬舉例，比如目前已經商業化的人工耳蝸，它能代替人的耳蝸把聲音信息轉變為電信號，然后直接刺激聽神經纖維，從而產生聽覺，為重度耳聾、極重度耳聾或全聾患者提供了恢復聽力的可能。
此外，視網膜神經假體技術通過在視網膜附近植入電極陣列來刺激神經細胞，以治療因視網膜光感受器退化變性引起的失明癥，目前在美國、德國等一些醫院已經開展了相關的臨床試驗。在腦卒中康復方面，BCI技術也有較大的應用空間。比如天津大學神經工程團隊研發的“神工”系列人工神經康復機器人，將BCI與神經電刺激技術結合，為腦卒中患者提供了主動性的康復訓練，顯著改善了卒中患者的生活質量。
“BCI技術還引發了人們對數字永生的暢想。人們希望將思想與記憶上傳云端，使意念像在線的幽靈一樣，在數字空間中實現永生。”許敏鵬表示，雖然BCI在神經信號的讀取、寫入等方面都顯示了巨大潛力，但目前BCI研究仍然處于較初級的階段，對眾多的腦機理，如：記憶是如何存儲的等問題依然知之甚少，所以距離用BCI技術實現數字永生仍很遙遠。