“缸中之脑”与湿件计算机

　　白二娃

　　用脑细胞制造生物计算机

　　最近，澳大利亚初创公司Cortical Labs 在巴塞罗那的国际技术会议上发布了“全球首款”商用生物计算机CL1。

　　CL1 的核心是实验室培养出来的人类神经元集群，这些神经元生长在硅芯片上，可以与系统通过芯片上的电极交流，在展示中CL1 已经能够识别手写数字了。

　　据称这款生物计算机的学习速度超过现有任何AI 芯片，不需传统计算机支持就能独立运行，每台售价3.5 万美元。多台CL1 还能组成“脑皮质云”，科学家们现在可以租借，在云端远程操作来做实验。

　　这台生物计算机表明，科学家将碳基生物细胞与硅基芯片相结合，已经造出了“缸中之脑”的弱化版“盘中之脑”。

　　缸中之脑”进入现实

　　“缸中之脑”这个概念来自希拉里·普特南，在《理性、真理与历史》一书中，他假设一个人的大脑被邪恶科学家切了下来，放进营养液中。大脑的所有神经末梢都连接在计算机上，通过与原来神经信号完全一致的模拟电信号，模拟出一切真实世界的刺激，让大脑认为自己仍然正常生活着，甚至正在阅读这段有趣而荒唐的文字。

　　哲学家问出了让人不寒而栗的问题：如何证明我们自己现在并非处于“缸中之脑”的状态？

　　作为世界知名的思想实验，“缸中之脑”催生了《黑客帝国》《盗梦空间》《源代码》等诸多经典的作品。在《黑客帝国》中，主角尼奥逐渐意识到自己生活在虚拟世界中，受制于管理员。当他通过药物“觉醒”后，发现所谓的现实世界只不过是另一层虚拟世界。这种循环嵌套的“现实”，最终让人不禁质疑：我们究竟生活在怎样的一个世界中？这不仅仅是哲学家的脑洞，更是对我们每个人现实认知的终极拷问。

　　然而，在“缸中之脑”的设定下，除非来自更高维度的存在，也即那些设计计算机程序的“生物”，主动将实验的真相揭示给实验品，并且预先设定好即将发生的事件，才有可能让实验品意识到自己被困在缸中。而个体是无法凭借自身力量去证实或证伪这一切的。

　　而“湿件计算机”正是“缸中之脑”设想走向现实的产物。

　　什么是湿件计算机

　　湿件计算机（Wetware Computer）是利用活体神经元作为计算元件的有机计算机。“湿件”是融合了生物学、计算机硬件和软件的混合体，希望创造出“合成生物智能”的一种全新的计算范式。

　　湿件计算机的核心是活体神经元，这些神经元通过电极阵列与外部硬件相连，形成一个动态的神经网络。除了CL1 这台刚刚发布的生物计算机属于湿件计算机外，最早有由水蛭神经元构造的原型机，它能进行简单的算术运算。

　　去年瑞士FinalSpark 公司制造的“Neuroplatform”生物计算平台也是湿件计算机，这个平台用类脑器官作处理器，每个芯片上连接了4 个类脑器官，每个器官用8 个电极连接。

　　培养大脑

　　CL1 的体积不比鞋盒大多少，大部分是管线、滤泵、温控、培养皿等构成的生命支持系统。能给神经元提供恒温、无菌、营养丰富的最佳环境，保障神经元舒舒服服生活半年以上。

　　整个计算机的核心，是一块连着59 个电极的硅基芯片，上面附着实验室培养的数十万个人类神经元，这个数量介于蚂蚁与蟑螂的大脑之间。

　　这些神经元不是从大脑中取出来的，而是用诱导多能干细胞（iPSC）培育而成的。先让志愿者献几十毫升血，然后将其中的血细胞重新编辑为干细胞，干细胞是一种能发育成多种不同类型细胞的多能细胞，研究人员再让这些干细胞精确培育成神经元。

　　通过专用软件，这些电极能够实时读取和输出电信号。经过多年研究，研究人员已经掌握了神经元对这些信号的好恶。

　　如果神经元在学习过程中回答正确就给予鼓励信号，而回答错误就收到惩罚信号。这样，早在2022 年，CL1 的早期实验室版本就学会玩游戏《乒乓》了。它花费的时间是普通人工智能的十分之一，耗费的电力更是可以忽略不计，一台CL1 功耗仅30 瓦。

　　生物电脑有什么用

　　科学家制造CL1 有什么用呢？研究者认为，碳基生物比硅基芯片更懂生物本身。

　　CL1 能够提供更接近真实生命网络的环境，可以用于药物研发和疾病建模，可以为神经系统疾病（如癫痫或阿尔茨海默病）的研究开辟新途径，可以减少动物实验。

　　在人工智能领域，用CL1 组成的“真·神经网络”可以让人工智能以更接近人类的方式学习，摆脱海量代码和大数据集，实现低功耗、低数据量、高效率的学习。

　　未来，科学家可能创造出生命+ 技术的共生体。