最近，馬斯克宣布了他旗下的Neuralink公司實(shí)現(xiàn)了真正意義上的人腦與電腦的融合：這個(gè)被稱為腦機(jī)接口的項(xiàng)目，先要在人腦的顱骨上鉆出小孔，然后把極細(xì)的柔性電線穿過小孔，精準(zhǔn)對(duì)接到人腦內(nèi)的特定神經(jīng)元上，然后被試者就可以通過意識(shí)來操作手機(jī)和電腦。

這項(xiàng)技術(shù)的意義甚至大過人類登月，因?yàn)樗锌赡芤呀?jīng)開啟了重新定義智慧、意識(shí)、精神、人格，甚至人類自身的嶄新道路。在未來或許，裝芯片的人成為主流，而只憑借生物大腦的人成了弱者，或邊緣人。

一、那么，人類的智力還有多大的潛力？人腦有沒有極限呢？

1. 還能更大嗎

一般來說，腦子越大，可以容納的神經(jīng)元就更多，智力也就可能更高。

可是人類的大腦已經(jīng)是動(dòng)物界中最大的之一了，而且大腦皮層神經(jīng)元的數(shù)目也是最多的，如果還要繼續(xù)增加神經(jīng)元數(shù)目，就意味著更大的大腦，功能區(qū)之間的距離會(huì)增加，使信號(hào)傳輸?shù)木嚯x和時(shí)間更長(zhǎng)。這會(huì)使大腦處理信息的速度變慢。

更大的大腦也需要更大的頭來“裝”它。目前人類新生兒的頭的尺寸已經(jīng)是身長(zhǎng)的四分之一，頭圍約34厘米。這樣大的頭已經(jīng)使得分娩成為一件困難和痛苦的事情，人類大概是難產(chǎn)率最高的哺乳動(dòng)物。要是新生兒的頭更大，人類將無法自然生育了。

還有，大腦是個(gè)油老虎，腦袋越大，能耗越高。人腦的重量大約為體重的2%，卻使用身體能量總消耗的20%。新生兒大腦的能耗甚至高達(dá)身體總能耗的60%！再增加腦容量，其他器官的活動(dòng)就無法維持了。

2. 還能更小嗎

如果大腦不能更大，那神經(jīng)元變小變細(xì)，也同樣可以增加總的神經(jīng)元數(shù)目，這不是也可以嗎？

我們知道計(jì)算機(jī)行業(yè)中有“摩爾定律”，即每過18個(gè)月，集成電路中晶體管的總數(shù)和計(jì)算性能就提高一倍。但是到了晶體管的尺寸接近納米級(jí)，“漏電”現(xiàn)象就日益嚴(yán)重，晶體管的工作就不再可靠了。散熱和電場(chǎng)傳播速度的瓶頸也會(huì)成為難以克服的問題。

神經(jīng)系統(tǒng)的微型化也有類似的問題。即當(dāng)尺寸減少到一定程度，神經(jīng)元的工作就變得不穩(wěn)定。神經(jīng)纖維傳輸?shù)男盘?hào)在本質(zhì)上也是電性的，是膜電位的局部改變以接力的形式沿著神經(jīng)纖維傳播。也就是靠鈉離子在膜內(nèi)外的運(yùn)動(dòng)，引發(fā)神經(jīng)沖動(dòng)，這樣一級(jí)一級(jí)地沿著神經(jīng)纖維傳遞下去。

如果神經(jīng)纖維的直徑小到150-200納米，細(xì)胞內(nèi)普通的分子熱運(yùn)動(dòng)引發(fā)的噪音就會(huì)大到不可接受，從而干擾正常的神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞。而目前人類最細(xì)的神經(jīng)纖維直徑已經(jīng)小到300納米了。

3. 還能更快嗎

增加大腦處理信息效能的一個(gè)辦法就是增加信號(hào)在神經(jīng)元之間和功能區(qū)之間傳輸?shù)乃俣?。不同的神?jīng)纖維傳輸信號(hào)的速度不同。神經(jīng)纖維直徑越大，信號(hào)傳輸速度越高。這就像粗的電線由于電阻較小，導(dǎo)電能力更強(qiáng)一樣。

還有就是神經(jīng)纖維外面如果有“絕緣層”（髓鞘）的，信號(hào)傳輸?shù)乃俣纫哺臁?/p>

但是無論是增加神經(jīng)纖維的直徑，還是在外面包上厚厚的“絕緣層”，都會(huì)使神經(jīng)纖維變得更粗，占用更多的地方，迫使神經(jīng)元之間相距更遠(yuǎn)。這會(huì)增加信號(hào)傳輸?shù)木嚯x，使信息處理速度變慢。

4. 還能更復(fù)雜嗎

△ 愛因斯坦的大腦通常被認(rèn)為異于常人

人類的大腦有120億個(gè)神經(jīng)元，是動(dòng)物界最多的，但決定了人類具有最高智力的卻是神經(jīng)元之間密密麻麻、相互糾纏的聯(lián)系。就像愛因斯坦的腦容量大約是1194毫升，明顯低于人類1350毫升的平均值，但是他的大腦的頂葉有特殊的結(jié)構(gòu)。這也許造成了愛因斯坦進(jìn)行思維時(shí)所需的神經(jīng)通路特別短和通暢，從而形成了他超人的智力。

現(xiàn)在人類大腦皮層中每個(gè)神經(jīng)元和其它神經(jīng)元之間有數(shù)以萬計(jì)的聯(lián)系。近一步增加聯(lián)系的數(shù)目也許能使大腦處理信息的能力更為強(qiáng)大。增加功能區(qū)之間的聯(lián)系也相當(dāng)于增加信號(hào)傳輸?shù)摹皫挕?，使信息傳輸更加通暢?/p>

但是無論是增加短途聯(lián)系和長(zhǎng)途聯(lián)系的通道，都意味著要增加神經(jīng)纖維的數(shù)量。這些神經(jīng)纖維必然要占用體積，增加神經(jīng)元之間和功能區(qū)之間的距離，其結(jié)果也是延長(zhǎng)信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間，使大腦處理信息的速度變慢。更多的神經(jīng)纖維也意味著更多的神經(jīng)脈沖，消耗更多的能量。

二、其實(shí)人類的大腦在進(jìn)化中，在可能的范圍內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行了最大的優(yōu)化。

△ 動(dòng)物體重和腦重的關(guān)系

首先是保持神經(jīng)元的體積，使其不要過大。動(dòng)物在體型變大時(shí)，一般來說神經(jīng)元的體積也隨著增大。這樣就勢(shì)必增加神經(jīng)元之間的距離。而靈長(zhǎng)類動(dòng)物的大腦有一個(gè)特點(diǎn)，就是腦隨著身體變大了，但是神經(jīng)元的體積基本上不變大，因而可以保持比較高的神經(jīng)元密度。人每一立方毫米的大腦皮層，也就大頭針的針頭那么大，里面卻含有大約10萬個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元平均有29800個(gè)連接處與其它的神經(jīng)元相聯(lián)系。用這種方式，人的大腦已經(jīng)含有所有生物中最多數(shù)量的神經(jīng)元。與此相反，大象和鯨魚的大腦比人腦的大得多，但是神經(jīng)元的密度卻比較低。

二是為了能讓神經(jīng)信號(hào)傳遞迅速，大腦的神經(jīng)元多集中到表層的2到3個(gè)毫米的厚度中。這樣可以使神經(jīng)元之間的距離盡可能地短。數(shù)學(xué)分析表明，這種安排比起把神經(jīng)元在大腦中平均分布再彼此聯(lián)系更有效率。

三是多層疊加的結(jié)構(gòu)。大腦皮層分新皮層、古皮層和舊皮層。古皮層與舊皮層比較古老，與嗅覺有關(guān)。從哺乳動(dòng)物開始，新皮層出現(xiàn)。動(dòng)物的進(jìn)化程度越高，新皮層占的比例越大。像人的大腦皮層中，約有96%是新皮層。新皮層中的神經(jīng)元的排布依據(jù)神經(jīng)元類型的不同分為六層，可以實(shí)現(xiàn)更高程度的皮質(zhì)神經(jīng)元的密集。計(jì)算機(jī)的CPU也借鑒了這個(gè)“設(shè)計(jì)”，在芯片中放上多達(dá)9層的晶體管。

四是細(xì)化分工。用不同的神經(jīng)纖維完成不同的任務(wù)。有的軸突外面包有“絕緣層”（叫做“髓鞘”），這種神經(jīng)元傳輸信號(hào)的速度比較快，但是占的體積也比較大，這部分腦組織就叫做“白質(zhì)”。另一種沒有髓鞘，傳輸速度比較慢，但是占的體積比較小，這部分叫做“灰質(zhì)”。白質(zhì)和灰質(zhì)的分區(qū)，說明大腦已經(jīng)在減少體積和保持信號(hào)傳輸速度上盡量兼顧二者。

三、從個(gè)體之腦到云腦

以上的分析表明，影響智力的幾個(gè)因素是相互制約的。改善其中的一個(gè)因素，其它的因素就會(huì)受到不利的影響。一些理論分析的結(jié)果表明，我們大腦的工作能力已經(jīng)接近生理極限，要進(jìn)一步改進(jìn)的空間不是很大。

計(jì)算機(jī)處理器遇到的障礙可以用其它技術(shù)來克服，人們也可以設(shè)計(jì)全新的計(jì)算機(jī)，不再依靠晶體管。但是人的大腦是億萬年進(jìn)化的產(chǎn)物，其“設(shè)計(jì)圖”已經(jīng)組入我們的DNA中，不可能“從頭再來”和“重新設(shè)計(jì)”。也就是說，我們的思維無法擺脫對(duì)神經(jīng)元的依賴，也無法克服物理和化學(xué)定律對(duì)神經(jīng)元工作條件的限制。

當(dāng)然，目前人類對(duì)于神經(jīng)活動(dòng)與智力的了解還很初步，也許大自然還有使大腦進(jìn)一步進(jìn)化的途徑。比如在大腦皮層中神經(jīng)元的總數(shù)不變的情況下，把更多的神經(jīng)元轉(zhuǎn)用于思考，而“犧牲”一些不太重要的功能，比如嗅覺。也許人的大腦已經(jīng)在這樣做了，因?yàn)槿祟惉F(xiàn)在的嗅覺能力已經(jīng)大大低于許多其它動(dòng)物。不過我們到底能“犧牲”多少其它神經(jīng)系統(tǒng)的功能而又不嚴(yán)重影響我們的生活質(zhì)量，還是一個(gè)難以回答的問題。

因此，作為個(gè)人，我們的智力也許不會(huì)再有大的提高。但是人類還是可以通過其它方法來提高人腦的工作效率。

一是用人設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。就像勞動(dòng)工具是人的手腳的“外延”和“放大”一樣，計(jì)算機(jī)也是人腦功能的“外延”和“放大”。我們可以用計(jì)算機(jī)在幾秒鐘內(nèi)搜尋整個(gè)數(shù)據(jù)庫，在一瞬間完成人腦要用數(shù)小時(shí)，甚至數(shù)年才能完成的計(jì)算工作。于是就回到馬斯克的腦機(jī)接口了，未來電腦與人體不再是主體與客體的關(guān)系了，而是內(nèi)化成主體的一部分。

二是使用集體的智力。在人類文明發(fā)展的初期，許多發(fā)明和創(chuàng)造都是由個(gè)人來完成的。但是到了信息時(shí)代，人類已經(jīng)作為一個(gè)整體在工作。尤其是沿著腦機(jī)接口的思路往下推演，未來人類個(gè)體同時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)，人腦也成為云計(jì)算的一部分，每個(gè)人的大腦都成為“人類之腦”的一個(gè)細(xì)胞，一個(gè)神經(jīng)元，變成你中有我，我中有你，所有人類的腦彼此連接成一個(gè)腦，人類之腦，或者說“云腦”。