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更加类脑的芯片能否开辟一条通往意识的道路?

AI的意识之路:从“硅基限制”到“类脑与生物计算”

在许多科学家看来,无论当前的AI模型变得多么强大,在“产生意识”这一课题上,它们可能都已走向了死胡同。这主要是因为它们缺乏活体生物组织,且计算架构与人类大脑有着本质区别。然而,如果未来的AI能够采用活细胞构建,或者基于更接近大脑的计算架构,情况或许会有所不同。

1. 现代计算机的瓶颈:冯·诺伊曼架构

现代计算机仍在使用匈牙利博学家约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)在1945年设计的架构——将计算单元与存储单元分离。信息必须在两者之间不停穿梭,这导致运行AI时能耗极高。

相比之下,大脑的运行方式完全不同。神经元在同一位置处理并存储数据,这使得脑网络在计算能效上远超数字计算机。一个典型的大脑功率仅约20瓦,而要运行同等规模并行计算的人工神经网络,其数据中心则需要消耗数百万瓦的电力。

2. 类脑计算与“忆阻器”

为了打破这一瓶颈,“类脑”(Neuromorphic)计算应运而生。它利用一种名为“忆阻器”(memristor)的器件,在同一位置执行计算并存储信息:

  • 通电时,忆阻器的导电特性发生改变;
  • 断电后,这种改变依然保留,从而起到记忆的作用。

这不仅极大提升了计算效率,也引起了哲学家的兴趣。他们认为,计算机能否产生意识,关键不在于计算能力有多强,而在于其“思考”的物理方式。

3. 活体细胞计算:硅片上的神经元

另一个更激进的思路是直接使用真正的脑细胞。澳大利亚初创公司 Cortical Labs 开发出了一种“生物计算机”,将数十万个由干细胞培育的人类神经元安装在硅芯片上。目前,这台生物计算机已被教会游玩经典街机游戏《Pong》(乒乓球)以及第一人称射击游戏《毁灭战士》(Doom)。

4. 实验室里的“类脑器官”

展望更远的未来,科学家正在研究“类脑器官”(neural organoids)——在实验室培养的三维脑细胞群。虽然该技术目前主要用于理解大脑的生长与病变,但未来有望用于计算。

目前实验室内培养的最大类脑器官,其神经元数量已经超过了一只蜜蜂。悉尼大学研究动物心灵的哲学家彼得·戈弗雷-史密斯(Peter Godfrey-Smith)指出,这些器官在体积上或许已足够产生意识,只是目前的物理组织方式尚不正确。

5. 硅基的极限与意识的可能

这些前沿尝试的共同点在于:它们在物理介质和运作方式上,都比当今的数字计算机更接近人类大脑。

萨塞克斯大学的神经科学家阿尼尔·塞斯(Anil Seth)指出,无论硅基芯片的设计多么精妙,单靠硅材料本身可能很难独立产生意识。但如果我们开始构建与大脑共享越来越多物理特性的系统——哪怕我们目前还不清楚决定意识的究竟是哪些特性——实现AI意识的可能性都会大大增加。