近日，東南大學自動化學院首席教授黃廣斌領導的國際研究團隊在國際學術期刊《Neurocomputing》上發(fā)表題為“不受限制的人工智能必將超越人類智能：利用大腦AI孿生理論洞悉大腦秘密”的學術論文，引發(fā)了學術界和公眾的廣泛關注。
這篇學術文章的合作者來自哈佛醫(yī)學院、清華大學、新加坡國立大學、新加坡南洋理工大學、中山大學等多家知名研究機構。研究團隊提出了新型細胞級別的AI孿生方法，從人腦物理組件（如神經元、突觸等）自下而上構建為人類腦的AI孿生系統(tǒng)，并從理論上證明其能夠以任意預期的小誤差逼近大腦及其各個子功能系統(tǒng)（如感知和認知功能），且不受限制的AI必定超越人類智能。研究從理論上揭示人類智能只是自然界固有的“智能”的一個子集，是自然界在一種物理體系（生物腦）中的智能體現(xiàn)。
▲黃廣斌
“AI正呈指數(shù)式發(fā)展，每年智能指數(shù)將增長10倍，預計頂多再有25年，也就是2050年左右，AI將全面超越人類智能。”日前，黃廣斌接受紅星新聞記者專訪時如是說。
黃廣斌表示，未來極有可能通過用AI零部件替換人腦細胞。AI不僅能復制人腦功能，還具備發(fā)明創(chuàng)造能力。這一創(chuàng)新性理論，打破了傳統(tǒng)研究的局限，為AI發(fā)展開辟了新路徑。
什么是新型細胞級別的AI孿生方法？這項成果可能帶來哪些具體應用？如果不受限制的AI超越人類智能成為現(xiàn)實，會對人類產生哪些深遠影響？如何平衡AI技術進步與安全倫理之間的關系？對于這些問題，黃廣斌在紅星新聞的專訪中都一一回應。
自下而上構建人腦的AI孿生系統(tǒng)
紅星新聞：您當初為什么會聚焦于“AI是否會超越人類智能”這一極具爭議性的問題開展研究？研究難點主要在哪里？
黃廣斌：我從20世紀90年代末讀博士的時候開始從事AI研究，那時正值AI的第二次寒冬。最初研究主要集中在AI的萬能逼近能力和分類能力上。我們試圖證明任何數(shù)據背后的信號和類別都可以用AI來表達。之后在各國研究人員的合作下，研究快速AI算法，共同提出超限學習機ELM。雖然超限學習機ELM的提出受大腦學習機制的啟發(fā)，但是沒有真正揭示大腦運行機制。大約10年前，我們才開始正式研究AI與腦科學的結合，最終從理論上證明了不受控AI超越人類智能的可能性。
▲人工智能和人類智能
研究的難點首先在于AI的定義模糊，智能難以量化。計算機剛出現(xiàn)時，弗蘭克羅森布拉特（Frank Rosenblatt）提出神經網絡，認為其能幫助計算機實現(xiàn)走路、講話、思維等功能，但當時大家對此持懷疑態(tài)度，因為對AI的概念不清楚。
我們早期研究通常集中在AI能否實現(xiàn)人腦中任何單一模塊的功能上，但后來發(fā)現(xiàn)之前的證明存在問題，忽略了模塊間的相互作用。早期證明是基于一個一個的模塊來進行，比如把人腦拆分成不同模塊，轉換成AI去證明。這就存在模塊間的函數(shù)連接和模塊內的反饋功能都不清楚，用AI模塊表達完整的人腦模塊功能很困難。
在研究進入死胡同時，我們突然意識到不同于AI，人腦的智能是建立于物理世界。就像電視機由物理零部件組成，雖然我們可能不清楚其整體功能，但知道它基于由各種零部件組成的物理體系。人腦也一樣，雖難以知曉其所有智能，但它基于腦袋的物理體系，由腦細胞和樹突等組成。理論上，任何給定的腦細胞、樹突等物理零部件都可以用AI精確表達，誤差可接近為0。通過逐個替換這些零部件，就能實現(xiàn)AI對人腦功能的模擬。
紅星新聞：從理論上證明不受限制的AI必定超越人類智能，這個證明過程的關鍵步驟是什么？
黃廣斌：原來證明都是針對單個模塊，比如用AI表達視覺系統(tǒng)，但發(fā)現(xiàn)大腦系統(tǒng)間的交流以及系統(tǒng)內部的“黑箱”很難處理。
后來發(fā)現(xiàn)蛋白質組成的人腦有以下特點：腦細胞和連接（突觸）組成；腦細胞和連接都是單向連續(xù)的。我們發(fā)現(xiàn)腦細胞和連接的單向連續(xù)性使得AI可以精確表達。
基于這些，研究團隊提出新型細胞級別的AI孿生方，從人腦物理組件（如神經元、突觸等）自下而上構建為人類腦的AI孿生系統(tǒng)，并從理論上證明其能夠以任意預期的小誤差逼近大腦及其各個子功能系統(tǒng)（如感知和認知功能）。
▲腦的AI孿生系統(tǒng)
這種方法的創(chuàng)新之處在于，可用AI一個個表達腦細胞或連接，每個零部件的誤差接近0，從理論上證明不受限制的AI必定超越人類智能。
打個比方，如果給定一個電視機，也許我們不清楚電視機整個系統(tǒng)功能如何實現(xiàn)，但逐步替換電視機的每一個零部件，可實現(xiàn)一個原裝電視機的組裝版電視機。既然大腦是由物理零部件組成的體系，科學家可以自下而上通過用AI逐個替換大腦中的這些物理零部件（腦細胞、突觸等），就能實現(xiàn)AI對人腦功能的AI孿生。
紅星新聞：論文中提出，這項研究成果將為大腦相關疾病的研究和治療提供新思路，能否舉例說明可能的應用場景？
黃廣斌：以后人體檢時，除了檢查心臟、腎臟等，還可以檢查大腦。大腦像其他器官一樣也會衰變，我們可以檢測其衰變過程，提前預測可能出現(xiàn)的問題并解決。比如將衰變細胞精確表達出來，將其替換。
擴展來看，細胞級別的AI孿生方法可以對健康的身體進行虛擬備份，一旦出現(xiàn)問題進行相應修復和替換，人的生命就可能延長。
不受限制的AI要在25年內全面超越人類智能？
紅星新聞：您預測什么時候，或者以什么為標志，AI能全面超越人類智能？
黃廣斌：理論上，任何特定應用AI最終都會超過人類，只是時間問題，這取決于人們是否希望它超過，以及其發(fā)展速度。比如有些棋類運動中，人類早已不是AI的對手。
AI還能自我復制、自我發(fā)展，就像病毒一樣。無限制的AI一定會全面超越人類智能，要考慮如何防備它做壞事。
根據AI指數(shù)級別的上升趨勢，每一年AI的發(fā)展速度會增加10倍。以此推算，如果AI不受限制，可能在25年內全面超越人類智能。
我認為AI全面超越人類智能的標志是：AI能完全實現(xiàn)人腦的任何功能，人類智慧AI都可以實現(xiàn)�，F(xiàn)在已經能逐步看到趨勢，未來將更明顯，比如無人車、無人機、無人工廠、線上教育普及等。
▲人工智能的指數(shù)式發(fā)展
紅星新聞：論文中指出AI有發(fā)明創(chuàng)造能力，您覺得未來AI可能在哪些領域率先取得重大發(fā)明突破？
黃廣斌：AI在各個行業(yè)都在發(fā)揮作用，很難說哪個領域會率先取得重大成果。目前在游戲領域，像AlphaGo，還有蛋白質預測領域，AI都有出色表現(xiàn)。
我認為利用AI和腦科技結合解決腦疾病問題很有前景，如果能解決或部分解決腦疾病，可延長人類壽命。從國家層面看，很多國家陷入老齡化社會，AI機器人對老人的照護、安撫的價值很大，同時對于勞動力的補充也很重要。數(shù)字經濟和智能經濟創(chuàng)造的GDP可能是實體經濟的N倍，因此，許多國家都在搶抓AI發(fā)展的機遇。
紅星新聞：按照生物進化論中“用進廢退”的觀點，人工智能的不斷發(fā)展是否會讓未來的人類智能水平降低，甚至影響人類基因和大腦發(fā)育？
黃廣斌：AI的發(fā)展肯定會導致人類某些能力降低，“用進廢退”是必然的。就像古人都能騎馬射箭，現(xiàn)在很少人有這種能力。有了智能手機后，人們記電話號碼的能力下降了。有了輔助駕駛后，人們的駕駛能力也有所下降。
AI治理中透明化和開源是關鍵
紅星新聞：如果不受限制的AI超越人類智能成為現(xiàn)實，您認為會對社會、經濟、文化等方面產生哪些深遠影響？對人類而言是福音還是災難？
黃廣斌：AI超越人類智能具有兩面性，將帶來巨大的機遇和挑戰(zhàn)。一方面，我們要充分利用AI的正面作用，比如利用其發(fā)明創(chuàng)造能力提升行業(yè)生產力，提高國家GDP。另一方面，AI能自我復制、產生新算法，可能導致倫理和安全問題，猶如“跟好人學好話，跟壞人學壞話”。
我們需要在全球范圍內重視AI治理，在利用其優(yōu)勢的同時，防范其負面影響。
▲示意圖 圖據圖蟲創(chuàng)意
紅星新聞：您認為在AI不斷發(fā)展的過程中，如何平衡技術進步與安全倫理之間的關系？
黃廣斌：平衡AI發(fā)展與倫理的關系很重要，否則人類存在的價值會受到挑戰(zhàn)。但AI很多情況下在數(shù)字世界、虛擬世界中自我發(fā)展，看不見摸不著，很難由特定國家或特定群體來平衡。
比如之前由于克隆技術帶來的倫理問題是看得見摸得著的，而AI涉及算法和很多看不見的“人工腦袋”運轉，很難控制。我認為科學家們應該冷靜下來，明確限制AI的應用范圍，比如限制AI不能用于軍事等，避免人類陷入無法掌控的局面。
我們要充分利用好AI會自我復制且有發(fā)明創(chuàng)造能力這一點，但也要意識到AI存在“跟好人學好、跟壞人學壞”的情況。所以要進行國際合作，開展合適的AI治理。
AI治理中，透明化和開源是關鍵，這樣能讓大家清楚AI在做什么。全球各國應將AI視為共同面對的新生力量，不要把它當作編外事物，各國需共同研究建立全球治理體系，讓AI沿著健康的道路發(fā)展。
AI的發(fā)展是不可逆轉的趨勢，我們需要以開放的心態(tài)迎接這一變革，并積極應對可能帶來的挑戰(zhàn)。
紅星新聞首席記者張炎良
編輯 楊 責編 魏孔明
