近日，东南大学自动化学院首席教授黄广斌领导的国际研究团队在国际学术期刊《Neurocomputing》上发表题为“不受限制的人工智能必将超越人类智能：利用大脑AI孪生理论洞悉大脑秘密”的学术论文，引发了学术界和公众的广泛关注。
这篇学术文章的合作者来自哈佛医学院、清华大学、新加坡国立大学、新加坡南洋理工大学、中山大学等多家知名研究机构。研究团队提出了新型细胞级别的AI孪生方法，从人脑物理组件（如神经元、突触等）自下而上构建为人类脑的AI孪生系统，并从理论上证明其能够以任意预期的小误差逼近大脑及其各个子功能系统（如感知和认知功能），且不受限制的AI必定超越人类智能。研究从理论上揭示人类智能只是自然界固有的“智能”的一个子集，是自然界在一种物理体系（生物脑）中的智能体现。
▲黄广斌
“AI正呈指数式发展，每年智能指数将增长10倍，预计顶多再有25年，也就是2050年左右，AI将全面超越人类智能。”日前，黄广斌接受红星新闻记者专访时如是说。
黄广斌表示，未来极有可能通过用AI零部件替换人脑细胞。AI不仅能复制人脑功能，还具备发明创造能力。这一创新性理论，打破了传统研究的局限，为AI发展开辟了新路径。
什么是新型细胞级别的AI孪生方法？这项成果可能带来哪些具体应用？如果不受限制的AI超越人类智能成为现实，会对人类产生哪些深远影响？如何平衡AI技术进步与安全伦理之间的关系？对于这些问题，黄广斌在红星新闻的专访中都一一回应。
自下而上构建人脑的AI孪生系统
红星新闻：您当初为什么会聚焦于“AI是否会超越人类智能”这一极具争议性的问题开展研究？研究难点主要在哪里？
黄广斌：我从20世纪90年代末读博士的时候开始从事AI研究，那时正值AI的第二次寒冬。最初研究主要集中在AI的万能逼近能力和分类能力上。我们试图证明任何数据背后的信号和类别都可以用AI来表达。之后在各国研究人员的合作下，研究快速AI算法，共同提出超限学习机ELM。虽然超限学习机ELM的提出受大脑学习机制的启发，但是没有真正揭示大脑运行机制。大约10年前，我们才开始正式研究AI与脑科学的结合，最终从理论上证明了不受控AI超越人类智能的可能性。
▲人工智能和人类智能
研究的难点首先在于AI的定义模糊，智能难以量化。计算机刚出现时，弗兰克罗森布拉特（Frank Rosenblatt）提出神经网络，认为其能帮助计算机实现走路、讲话、思维等功能，但当时大家对此持怀疑态度，因为对AI的概念不清楚。
我们早期研究通常集中在AI能否实现人脑中任何单一模块的功能上，但后来发现之前的证明存在问题，忽略了模块间的相互作用。早期证明是基于一个一个的模块来进行，比如把人脑拆分成不同模块，转换成AI去证明。这就存在模块间的函数连接和模块内的反馈功能都不清楚，用AI模块表达完整的人脑模块功能很困难。
在研究进入死胡同时，我们突然意识到不同于AI，人脑的智能是建立于物理世界。就像电视机由物理零部件组成，虽然我们可能不清楚其整体功能，但知道它基于由各种零部件组成的物理体系。人脑也一样，虽难以知晓其所有智能，但它基于脑袋的物理体系，由脑细胞和树突等组成。理论上，任何给定的脑细胞、树突等物理零部件都可以用AI精确表达，误差可接近为0。通过逐个替换这些零部件，就能实现AI对人脑功能的模拟。
红星新闻：从理论上证明不受限制的AI必定超越人类智能，这个证明过程的关键步骤是什么？
黄广斌：原来证明都是针对单个模块，比如用AI表达视觉系统，但发现大脑系统间的交流以及系统内部的“黑箱”很难处理。
后来发现蛋白质组成的人脑有以下特点：脑细胞和连接（突触）组成；脑细胞和连接都是单向连续的。我们发现脑细胞和连接的单向连续性使得AI可以精确表达。
基于这些，研究团队提出新型细胞级别的AI孪生方，从人脑物理组件（如神经元、突触等）自下而上构建为人类脑的AI孪生系统，并从理论上证明其能够以任意预期的小误差逼近大脑及其各个子功能系统（如感知和认知功能）。
▲脑的AI孪生系统
这种方法的创新之处在于，可用AI一个个表达脑细胞或连接，每个零部件的误差接近0，从理论上证明不受限制的AI必定超越人类智能。
打个比方，如果给定一个电视机，也许我们不清楚电视机整个系统功能如何实现，但逐步替换电视机的每一个零部件，可实现一个原装电视机的组装版电视机。既然大脑是由物理零部件组成的体系，科学家可以自下而上通过用AI逐个替换大脑中的这些物理零部件（脑细胞、突触等），就能实现AI对人脑功能的AI孪生。
红星新闻：论文中提出，这项研究成果将为大脑相关疾病的研究和治疗提供新思路，能否举例说明可能的应用场景？
黄广斌：以后人体检时，除了检查心脏、肾脏等，还可以检查大脑。大脑像其他器官一样也会衰变，我们可以检测其衰变过程，提前预测可能出现的问题并解决。比如将衰变细胞精确表达出来，将其替换。
扩展来看，细胞级别的AI孪生方法可以对健康的身体进行虚拟备份，一旦出现问题进行相应修复和替换，人的生命就可能延长。
不受限制的AI要在25年内全面超越人类智能？
红星新闻：您预测什么时候，或者以什么为标志，AI能全面超越人类智能？
黄广斌：理论上，任何特定应用AI最终都会超过人类，只是时间问题，这取决于人们是否希望它超过，以及其发展速度。比如有些棋类运动中，人类早已不是AI的对手。
AI还能自我复制、自我发展，就像病毒一样。无限制的AI一定会全面超越人类智能，要考虑如何防备它做坏事。
根据AI指数级别的上升趋势，每一年AI的发展速度会增加10倍。以此推算，如果AI不受限制，可能在25年内全面超越人类智能。
我认为AI全面超越人类智能的标志是：AI能完全实现人脑的任何功能，人类智慧AI都可以实现。现在已经能逐步看到趋势，未来将更明显，比如无人车、无人机、无人工厂、线上教育普及等。
▲人工智能的指数式发展
红星新闻：论文中指出AI有发明创造能力，您觉得未来AI可能在哪些领域率先取得重大发明突破？
黄广斌：AI在各个行业都在发挥作用，很难说哪个领域会率先取得重大成果。目前在游戏领域，像AlphaGo，还有蛋白质预测领域，AI都有出色表现。
我认为利用AI和脑科技结合解决脑疾病问题很有前景，如果能解决或部分解决脑疾病，可延长人类寿命。从国家层面看，很多国家陷入老龄化社会，AI机器人对老人的照护、安抚的价值很大，同时对于劳动力的补充也很重要。数字经济和智能经济创造的GDP可能是实体经济的N倍，因此，许多国家都在抢抓AI发展的机遇。
红星新闻：按照生物进化论中“用进废退”的观点，人工智能的不断发展是否会让未来的人类智能水平降低，甚至影响人类基因和大脑发育？
黄广斌：AI的发展肯定会导致人类某些能力降低，“用进废退”是必然的。就像古人都能骑马射箭，现在很少人有这种能力。有了智能手机后，人们记电话号码的能力下降了。有了辅助驾驶后，人们的驾驶能力也有所下降。
AI治理中透明化和开源是关键
红星新闻：如果不受限制的AI超越人类智能成为现实，您认为会对社会、经济、文化等方面产生哪些深远影响？对人类而言是福音还是灾难？
黄广斌：AI超越人类智能具有两面性，将带来巨大的机遇和挑战。一方面，我们要充分利用AI的正面作用，比如利用其发明创造能力提升行业生产力，提高国家GDP。另一方面，AI能自我复制、产生新算法，可能导致伦理和安全问题，犹如“跟好人学好话，跟坏人学坏话”。
我们需要在全球范围内重视AI治理，在利用其优势的同时，防范其负面影响。
▲示意图 图据图虫创意
红星新闻：您认为在AI不断发展的过程中，如何平衡技术进步与安全伦理之间的关系？
黄广斌：平衡AI发展与伦理的关系很重要，否则人类存在的价值会受到挑战。但AI很多情况下在数字世界、虚拟世界中自我发展，看不见摸不着，很难由特定国家或特定群体来平衡。
比如之前由于克隆技术带来的伦理问题是看得见摸得着的，而AI涉及算法和很多看不见的“人工脑袋”运转，很难控制。我认为科学家们应该冷静下来，明确限制AI的应用范围，比如限制AI不能用于军事等，避免人类陷入无法掌控的局面。
我们要充分利用好AI会自我复制且有发明创造能力这一点，但也要意识到AI存在“跟好人学好、跟坏人学坏”的情况。所以要进行国际合作，开展合适的AI治理。
AI治理中，透明化和开源是关键，这样能让大家清楚AI在做什么。全球各国应将AI视为共同面对的新生力量，不要把它当作编外事物，各国需共同研究建立全球治理体系，让AI沿着健康的道路发展。
AI的发展是不可逆转的趋势，我们需要以开放的心态迎接这一变革，并积极应对可能带来的挑战。
红星新闻首席记者张炎良
编辑 杨 责编 魏孔明
