我们能把脑上传到计算机中吗？

几年前，人工智能科幻电影《超验骇客》（TRANSCENDENCE）横空出世。相比于许多人工智能“末日电影”，它的故事并不算激烈，甚至透露着温情，却引发了不少思考。

在故事里，天才科学家卡斯特和他的合作伙伴兼妻子开发出了一个最接近人类的人工智能。在他临终之际，痛苦不堪的妻子将他的大脑数据上传到了这台计算机中。奇妙的是，卡斯特的意识和最先进的科技完美融合，他真的在赛博世界里“重生”了。

我们也许偶尔也冒出这样的幻想。我们或许经常想象，人的意识就像处理单元网络中的电信号的输入和输出那般，就像一台超级计算机。那么有朝一日，我们是否有机会将自己的意识传输到计算机中？

相比于科幻电影的脑洞，现实总是复杂得多。

我们先来看一项研究。大约两年前，一组研究团队绘制了小鼠脑中一立方毫米范围内所有神经元（脑细胞）的三维结构，这自然是一项意义非凡的里程碑。

在这份沙粒大小的脑组织样本中，科学家统计到了超过10万个神经元和它们之间超过10亿的连接。他们设法在计算机上记录下相应的信息，包括每个神经元和连接的形状和空间结构，单是这些数据就需要200万GB的存储空间。

粗略估计，人脑包含约1000亿个神经元，差不多和银河系中可以数出的恒星一样多，是那一立方毫米的小鼠脑所包含的神经元的一百万倍。预估的连接数量是10的15次方，这个数字相当于一千米长的海滩上两米厚的沙层中所包含的沙粒数量。从一个完整的人脑中收集这些信息的难度可想而知。

信息存储的一条最简单的规则是，在开始之前，你要确保有足够的空间来存储你要转移的所有信息。如果没有这样的条件，就必须明确知道信息重要性的排序，以及如何组织这些信息。但我们对人脑的了解还太有限了。你可以想象将它转移到计算机中会有多难，而任何错误都可能是致命的。

除此之外或许还有更大的挑战。比如，为了让计算机以和大脑类似的模式运行，它需要在极短时间里访问任何存储下的信息，传统的硬盘可能无法满足这一点，这就对计算机架构有了额外的要求。为了信息安全，防止数据丢失带来的灾难性后果，我们可能还需要两份甚至三份备份。

这些基本数据的储存和读取仅仅是其中一方面的问题。

在小鼠脑的研究中，自动显微镜必须在几个月内连续收集25000份微型样本切片的一亿张图像，换句话说，这个三维结构图谱是通过25000片极薄的组织切片完成的。那么，或许同样的技术不得不用在人脑上，因为目前大脑扫描只能提供相对粗略的信息。

即使假设一个人同意将脑切片，问题还有，目前的技术也很有可能无法将约126万立方毫米的全部脑体积切割得足够精确，并正确地“重新组装”起来。

说完了空间，我们可以再想想时间的问题。

脑部在人死后会迅速发生巨大的变化，包括化学和结构上的改变。当神经元死亡时，它们很快就失去了交流的能力，结构和功能特性也会很快改变，这意味着它们不会再表现出活着时的特性。

但更大的问题在于，人脑也会老化。从大约20岁起，我们每天都会失去约85000个神经元。但不要（太过）担心，我们失去的主要是那些没有找到用途的神经元。这触发了一个自我毁灭的程序，也就是细胞凋亡。换句话说，我们每天都有数万个神经元自我毁灭。其他一些神经元的死亡则是由于耗竭或感染等。

但这并不是一个太大的问题，因为我们在20岁时有近1000亿个神经元，以这样的损耗率，即使到了80岁时，也仅仅失去了2-3%的神经元。而且只要没有神经退行性疾病，我们的脑在晚年依旧可以代表我们一生的思维方式。

但是，说到上传，究竟何时才是停止、扫描并储存的“正确年龄”？

你愿意储存一个80岁的脑还是一个20岁的脑？过早地尝试存储你的头脑会错过很多日后可能影响甚至定义你的记忆和经验，但如果太晚尝试上传，会不会储存下了一个“没那么灵光”的脑袋？

说到这里，加入我们可以克服前面所说的种种困难，完成“不可能的任务”，也许我们面临最大的问题是，我们对基本机制仍然知之甚少。

想象一下，我们已经成功地重建了人脑中一千亿个神经元的完整结构，以及它们之间每一个连接，并且已经能够将这个天文数字的数据存储和转移到计算机中，还备份了三个副本。

即使我们能够按需即时访问这些信息，仍将面临一个巨大的未知数：它是如何运转的？

我们确实了解了一些。我们知道，神经元之间的交流是基于局部电的变化，这些变化沿着它们的主要延伸部分（树突和轴突）传播。这些变化可以从一个神经元直接转移到另一个神经元，或通过突触的交换面进行转移。

在突触处，电信号被转换为化学信号，可以激活或关闭下一个神经元，具体取决于涉及的分子种类，也就是神经介质。我们了解大量关于这种信息传输的原理，却无法从观察神经元及其连接的结构中解读出它们来。

也就是说，除了“切开脑袋”的时间，人还必须在结构和功能之间做出选择，是要保留脑的三维结构，还是它在细胞水平上如何运作的细节，因为没有还已知的方法可以同时收集这两种类型的信息。

说了这么多，将人脑中包含的信息上传到计算机的可能性仍然微乎其微。虽然技术层面的问题已经解释得差不多了，但我们可以再追问一句：为什么要把大脑放进计算机里？

在《超验骇客》中，卡斯特的妻子因为不忍面对他的离世，希望将他的思想转移到计算机中，让卡斯特在肉体的生命结束后仍然以某种方式继续存在下去。

但也正因如此，面对“超验卡斯特”，其他人反复提及的一个问题是，它还是他（卡斯特）吗？

这是一个颇具争议的问题，但尤其值得思考。至少对一些人来说，答案是否定的。

即使技术层面的所有问题都可以解决，人脑可以实实在在地被“复制”到一台计算机上，它也完全有能力模拟出大脑的功能，但这个“人”终究已经不存在了。

“超验卡斯特”拥有了前所未有的脑力，但也感受到了前所未有的局限，他无法触碰妻子，面对低落哭泣的妻子束手无策。

如果我们仔细想想，一个有生命的脑通过感官接收来自世界的输入，它依附在一个基于感觉的身体上，这带来了许多生理表现，比如心率、呼吸和出汗等等，这些反过来又可以被感觉到，并有助于丰富内心体验。

如果没有与外部世界的互动，无论是多么微妙和无意识的互动，一个没有生命、“死气沉沉”的脑，又要怎么发挥哪怕是一分钟的作用呢？