迄今為止，利用置於頭顱內部或外部的電子裝置與大腦溝通的例子並不算多。非侵入性的做法面臨了空間與時間解析度之間的基本取捨──空間解析度是指測量大腦特定位置活動的精確度，時間解析度則是測量大腦活動何時發生的精確度。功能性磁振造影（fMRI）可測量大腦中的血流量，作為神經元發射的替代指標。大腦某部分比較活躍時，會消耗更多葡萄糖和氧氣，需要充氧血流入。fMRI可以測量到邊長約0.7至0.8公釐的立體「像素」解析度，足以獲得非常有用的資料。但是，因為實際的腦部活動與血流之間有一定的時間差，腦部活動測量在時間上通常只能精確到幾秒之內──極少可以精確到400至800毫秒以內。
腦波圖（EEG）則有相反的問題。這種技術直接偵測腦電活動，因此可以將訊號精確到約1毫秒之內。但因為訊號是從頭顱外部偵測的，很難精確指出訊號來自大腦哪個位置，空間解析度只有6至8立方公分，有時可以提高到1至3立方公分。
截至2023年，腦部掃描的空間與時間解析度取捨，是神經科學面臨的主要困難之一。這些限制源自血液流動和腦電活動的基本物理原理，因此即使應用AI和較為先進的感測技術可以稍微改善問題，它們也很可能不足以成就精密的腦機介面。
將電極置入大腦內部可以避免上述的空間與時間解析度取捨，而且可以直接記錄個別神經元的活動，還能刺激它們，形成雙向溝通。但以現行技術將電極置入腦部必須在頭顱上鑽孔，有可能損害神經結構。因此，迄今為止，這種方法基本上是用來幫助殘障者，例如喪失聽力或癱瘓的人，因為對他們來說，潛在的好處足以彌補他們承受的風險。例如BrainGate系統使肌萎縮性側索硬化症（俗稱「漸凍人症」）患者或脊髓受傷者利用意念就能操作電腦游標或機械手臂。但因為這種輔助技術一次只能連接相當少量的神經元，它無法處理語言之類的高度複雜訊號。
開發出將意念轉為文字（thought-to-text）的技術將是重大突破，因此有一些研究希望能開發出將腦電波翻譯為語言的工具。
伊隆．馬斯克（Elon Musk）的Neuralink是擴展至更多神經元最雄心勃勃的嘗試之一，它同時將一大組線狀電極植入腦部。利用實驗室老鼠做的測試證明牠可以讀取1,500個電極的資料，遠多於其他研究專案的數百個。後來被植入該裝置的一隻猴子能夠使用它來玩電子遊戲Pong。在花了一段時間克服監管問題之後，Neuralink於2023年獲得美國食品藥物管理局（FDA）批准開始進行人體試驗，並在本書付印時，首次將它有1,024個電極的裝置植入了人腦。
與此同時，美國國防部的國防高等研究計劃署（DARPA）正致力於一個名為「神經工程系統設計」（Neural Engineering System Design）的長期專案，目標是創造出一種介面，可以連接100萬個神經元以記錄其活動，並且能刺激10萬個神經元。為了達成這個目標，DARPA資助了數個不同的研究計畫，包括資助布朗大學一個團隊開發沙粒大小的「神經顆粒」（neurograin）──這種裝置可以植入大腦，能連接神經元和彼此連接，由此創造出一個「皮質內部網路」（cortical intranet）。
腦機介面最終將基本上是非侵入性的──很可能是利用血液將無害的奈米尺度電極置入腦部。
那麼，我們需要多大的計算能力來記錄大腦的活動？如前所述，模擬人腦的總計算量很可能約為每秒1014次計算或少一些。注意，這是基於人腦真實結構的模擬，而且能夠通過圖靈測試，並且在所有其他方面都能使外部觀察者覺得是人腦。但它未必包括人腦中並非產生這種可觀察行為所需的許多種活動。例如，細胞內的一些活動，像是神經元細胞核內的DNA修復，是否與認知有關就很有疑問。
但是，即使大腦中每秒發生1014次計算，腦機介面也可以忽略其中的大部分，因為那些只是發生在遠離新皮質頂層的初步活動。腦機介面只需要與新皮質最上方部分溝通，而且可以完全忽略與認知無關的腦部過程，例如消化調節。因此，我估計一個實用的腦機介面只需要數百萬至數千萬個同步連結。
基於奈米機器人的腦機介面裝置，可望為人腦加上虛擬新皮質
要達到這種數目的連結，介面裝置必須日益微型化──而我們將越來越仰賴先進AI來解決這當中巨大的工程和神經科學難題。在2030年代某個時候，我們將使用被稱為奈米機器人（nanobots）的微型裝置來達到這個目標。這些微型電子裝置將把我們的新皮質最上方部分連接到雲端，使我們的神經元能與線上的模擬神經元直接溝通。這將不需要某種科幻式腦部手術──我們將能夠經由微血管以非侵入方式將奈米機器人送入大腦。屆時，人腦的大小將不再受限於胎兒出生時必須能通過產道那樣的尺寸，而是可以無限擴大。也就是說，我們為人腦加了第一層虛擬新皮質之後，事情並非就此結束──我們還可以在此基礎上堆疊更多層虛擬新皮質（計算上而言），以獲得更複雜的認知能力。隨著本世紀繼續前行和計算能力的性價比繼續指數式提升，我們的大腦可用的計算能力也將指數式增加。
我們上次獲得更多新皮質是在兩百萬年前，還記得當時發生了什麼事嗎？當時我們變成了人類。當我們可以經由雲端獲得更多新皮質時，我們的認知抽象能力將大躍進，其意義之巨大很可能類似於兩百萬年前那個里程碑。結果將是我們發明新的表達方式，它們將比現今的藝術和技術所能做到的豐富得多，其深度將是我們現在無法想像的。
想像未來的藝術表達方式會是什麼樣子，有其固有的限制。但是，以上一次的新皮質革命作為類比可能有幫助。試想猴子（一種非常聰明的動物，其腦部與人腦大致相似）看電影會是怎樣的情況。猴子不會完全無法理解電影情節，例如牠能夠認出螢幕上有人類在說話。但猴子無法理解對白，也無法理解抽象的概念，例如「戲中角色穿著金屬盔甲，代表故事的時代背景為中世紀」。人類的前額葉皮質使我們躍進到能夠理解這一切。
因此，試想一下，當我們為那些新皮質連接到雲端的人創作藝術時，不會只是利用更好的電腦影像特效或味覺和嗅覺之類的誘人感官體驗，而是將開創大腦本身處理體驗的全新可能。例如現在的演員只能利用言語和外部肢體表達來傳達角色的想法，但我們最終可能會有一種藝術，將角色原始、無組織、非語言的思想，帶著其無法表達的美感和複雜性，直接置入我們的大腦。腦機介面將以諸如此類的方式，使我們的文化變得更豐富。
這將是一種共同創造的過程──我們的心智演變以釋放更深的洞察力，並利用這些能力產生超越的新意念，提供給我們未來的心智去探索。最後，我們將利用能夠重新設計自己的AI，取得我們自己的原始碼。因為這種技術將使我們能與我們正在創造的超級智能融合，我們實際上將是在重新塑造自己。我們的心智將脫離頭顱的束縛，在比生物組織快數百萬倍的基質上處理資料，將有能力指數式成長，最終使我們的智能擴大數百萬倍。這就是我的奇點定義的核心。（摘錄自《奇點已近：當人類與AI融合一體》，經濟新潮社提供）
站在指數時代的浪潮之巔
早在2005年的《奇點臨近》（The Singularity Is Near），Ray Kurzweil就以其獨到的洞察力和嚴謹的數據分析，預言了科技指數型發展將帶來的顛覆性變革。當時，他預測的2045年奇點對許多人來說，似乎還遙不可及。然而，20年過去了，世界變化的速度，特別是AI領域的突破，不僅印證了他當年的遠見，甚至有加速的趨勢。這本《奇點已近》可說是前作的延伸與深化，更聚焦於我們通往那個「智能大爆炸」未來的最後一哩路。
Ray Kurzweil的核心論點「加速回報定律」（Law of Accelerating Returns）指出，資訊科技（如計算能力）的性價比呈現指數級提升，因為每一代的進步都為下一代的發展奠定了更高效的基礎。這不僅僅是摩爾定律的延伸，而是一個更根本的動力。書中那張令人印象深刻的圖表，顯示了從1939年至今，一美元能買到的計算能力呈現了跨越數個技術範式的驚人指數成長。截至2023年，這個數字已達到約1,300億次/秒/美元，相較於《奇點臨近》出版時，提升了超過10,000倍！這種計算能力的普及與成本下降，正是點燃這波AI革命的關鍵燃料。
Ray Kurzweil預測AI將在2029年前通過圖靈測試，這個時間點比許多專家原先預期的要早得多，但從近年的發展來看，這個預測似乎越來越有可能實現。
Ray Kurzweil預言，在2030年代，我們將能透過腦機介面（Brain-Computer Interfaces），利用奈米機器人將我們大腦的新皮質（Neocortex）與雲端AI直接連結。這不僅僅是外接硬碟式的記憶擴充，而是認知能力的根本性提升。我們將能夠增加思考的抽象層次，處理遠超今日所能想像的複雜概念。屆時，AI不再是我們的競爭對手，而是我們自身智能的延伸。我們將與我們創造的超級人工智慧融合，成為「超人類」（Transcendent Humans）。
這個構想引發了一系列關於「我是誰？」的深刻提問。意識的本質是什麼？當我們的思維大部分由非生物元件構成時，我們還是原來的自己嗎？自由意志是否存在？複製一個人的心智檔案，那個複製品算是同一個人嗎？Kurzweil 在書中坦誠地探討了這些「難題」（Hard Problems），並從資訊模式連續性的角度，提出了他對身分認同的看法。他認為，只要定義我們的模式（包括記憶、技能和個性）得以延續，即使構成的基質從生物碳基轉變為矽基，我們的本質依然存在。這也為「數位永生」（Digital Immortality）的可能性開啟了一扇窗。
當然，通往奇點的道路並非坦途。Ray Kurzweil也用了相當的篇幅討論潛在的危險。生物科技的濫用可能製造出超級病毒；奈米技術的失控可能導致「灰蠱」（Gray Goo）災難；而最令人擔憂的是，超級AI若未能與人類價值觀對齊（Alignment Problem），可能帶來無法預測的生存風險。他強調，我們必須積極投入AI安全和倫理的研究，建立有效的防禦機制和國際規範，確保這些強大的技術是用於造福全人類。
作為一個科技創業者，我深信技術本身是中性的，其影響取決於我們如何使用它。《奇點已近》描繪了一個既充滿無限可能、也潛藏巨大風險的未來。它提醒我們，科技的指數型發展已是不可逆的趨勢，與其恐懼或抗拒，不如積極擁抱、理解並引導這股力量。書中的數據和預測，為我們擘劃了一幅清晰的藍圖，讓我們得以思考企業如何轉型、社會如何調適、個人如何學習，以應對即將到來的巨變。（摘錄自《奇點已近》推薦序，文／程世嘉(Sega Cheng)，iKala共同創辦人暨執行長）
圖片來源_經濟新潮社
書名 奇點已近：當人類與AI融合一體（The Singularity Is Nearer: When We Merge with AI）
雷．庫茲威爾（Ray Kurzweil）／著；許瑞宋／譯
經濟新潮社出版
定價：680元
作者簡介
雷．庫茲威爾（Ray Kurzweil）
世界級發明家、思想家和未來學家，三十五年來大量預測證實準確。六十三年來一直是人工智慧領域的領先開發者，時間之久超越所有其他在世者。他是許多技術的主要發明者，包括第一台CCD平台式掃描器、全字體光學字元識別、盲人使用的印刷文字轉語音閱讀器、文字轉語音合成器、能夠重現平臺鋼琴和其他管弦樂器聲音的音樂合成器，以及商業化銷售的可處理大量詞彙的語音識別軟體。
他因為在音樂技術方面的傑出成就而榮獲葛萊美獎，他也是美國國家科技獎章的得主，並入選美國發明家名人堂。圖片來源_Singularity
