创造脑

不论是开发人脑，还是开发电脑，都需要了解脑，研究脑。直至今日，人脑创造了科学，科学却不能阐明脑，这是对智能人的极大讽刺，因此，人类迫切要求揭开“大脑之谜”。脑科学成为当代科学的最前沿，受到美、日等国重视。美国把 90 年代作为“脑研究的 10 年”，已经走在世界的前列。

日本于 1997 年将开始“脑科学时代”努力追赶，消除日本坐享欧美科研成果的印象，力图为世界科学作贡献。如果获得成功，21 世纪便真的进入“脑科学时代”。

“脑科学时代”是日本科学技术厅作为 1997 年度预算的重点而制定的综合研究计划，其目的在于提高日本脑科学研究的水平，使之名列世界前茅。它将使分散、广泛的脑科学研究领域和各研究机构的研究人员集中起来。与此同时，重点投入研究资金，加速研究进程，用 20 年的时间推进如下 3 个领域的研究：①揭示脑的功能，即了解脑；②治疗脑的疾病，即保护脑；③开发脑式计算机，即创造脑。为此，日本将先后设置指导研究工作的脑科学综合研究所，能共同利用研究情报的研究仪器和信息中心，集中实施研究的研究开发基础技术中心等。据日本科技厅估计，这项计划每年需要 1000 亿日元的研究费用，20 年间共需 20000 亿日元。

“脑科学时代”是 21 世纪一项大型研究工程项目，目前，科研人员是以

理学方面有关脑科学研究的 150 人为核心，再从医学、理学和工学等领域的

优秀研究人才中招聘 2000 人，还考虑邀请海外优秀人才参加。该项目研究将揭示记忆、学习、思考等脑的高度而又复杂的机能，开发人工智能和模糊信息处理技术，开发能够按照人的意图行事的机器人。研究重点是创造脑，研制脑型计算机，使之具有人的智能。

人的智能是生物进化的产物，它是随生物进化而进化的。生物进化反映在遗传基因中，脑的结构变化是通过基因变化一代一代遗传下来的，每一种基因产生的生物个体（一种结构）对环境有一定的适应性（或称适合度），

杂交和基因突变可产主对环境适应性强的后代，通过优胜劣汰的自然选择，适合度高的结构保存下来。因此，需要从进化角度研究人工智能。进化计算实质上是自适应的机器学习方法。进化是自适应的最基本形式之一。进化神经网络具有结构的进化，它提供一个强有力的自适应系统。这个系统能够根据当前任务决定自身结构，能根据环境的不同，无人介入地改变其结构（自动设计结构）和学习规则。因此，创造脑，就要创造进化神经网络，研制进化计算机，实现机器的自适应和自进化。日本已将进化工程应用于人造脑。在 1995 年举行的一个关于合成和模拟生命系统的研讨会上，日本的一个

科学家小组介绍了他们的研究项目：建造一个智力与家猫相当的人造脑。这个为期 10 年的项目，是由澳大利亚出生的雨果·德加里斯博士领导的。这位在人工智能领域中具有世界领先水平的计算机科学家宣布，由日本政府和企业家资助，设在京都的科学家小组将在 21 世纪初造出一个计算机化的猫脑。

猫脑的建造是以新兴的进化工程概念为基础的计算机结构，它是如此庞大和复杂，如同人的神经网络，不能预测它的行为。最初建造的脑，相当于人脑精神产出的 1/1000。但是，该小组说，由于现在仍未了解智能的情况，所以不能预计它的智能只为人的 1/1000。人工智能脑将不受空间和生命维持系统的限制，它将只是简单地往已有的学识和经验上添加新的部分。

猫脑与人脑相比，相差十万八千里。创造猫脑容易，创造人脑太难，太难。人脑的结构、功能，以及人类行为极为复杂。人脑有 1012 个神经细胞，与银河系中的星球数的数量级相同，而神经胶质细胞数还要多出 10～50 倍。绝大多数神经元与数以千计的其他神经元形成突触联系，突触总数至少达到1014～1015 数量级。①人脑就是由如此众多的神经元相互紧密结合形成的神经网络构成的非线性的动力学系统。对这样一个巨系统的复杂功能的机制，如脑是如何思维的，我们仍然一无所知。

在这种情况下，还能创造人脑吗？只要创造出人脑，也就解开了“大脑之谜”。问题依然是，不解开“大脑之谜”，能创造大脑吗？这似乎是一个循环游戏，很难回答。君不见，没有空气动力学，飞机不也上天了嘛！飞机上天之后，才产生空气动力学。然而，没有理论指导的实践是盲目的，只好等待奇迹再次出现。在此前，创造脑，只好创造脑型计算机；或者人造脑，造出一个猫脑来。不管是黑猫的还是白猫的，只要造出来就是好猫脑。既然能造出猫脑，终有一天也会造出人脑。飞机没有鸟翼，飞得比鸟快。为什么一定要造出一个完全的人脑呢？要创造脑，就要创造出一个不是人脑胜似人脑的“人工脑”

有时无生命的东西比有生命的东西更有力量。飞机是这样，计算机也是这样。无生命的计算机，不仅衍生出人工智能，还要衍生出人工生命，形成一门意义更为深远的新学科。

1987 年，在美国新墨西哥州的圣菲召开了第一届人工生命国际会议，并正式使用人工生命这一术语。人工生命是计算机科学和生命科学的结合点，不属于传统的生物学领域。因为它不同于单纯利用遗传工程在基因水平上制造新生物，而是“利用计算机之类的人工系统研究生命特有行为的生成”。这是人工生命这门新学科的创始人兰格顿给人工生命所下的定义。在这里，强调运用计算机研究如何建立自律生成行为的系统，利用有关的生命信息，对生命行为进行科学分析和人工生成，模拟生命现象，既推动了生命科学的发展，又有利于计算机本身的进化，有可能制造出人工生命的计算机、机器

人，它们能自组织、自进化、自繁殖。