張昌盛

(1.中國(guó)社會(huì)科學(xué)院大學(xué) 哲學(xué)院, 北京 102488；2.中國(guó)社會(huì)科學(xué)院 哲學(xué)研究所， 北京 100732)

近年來(lái)，元宇宙(Metaverse)成為信息科技領(lǐng)域的一個(gè)新的技術(shù)投資風(fēng)口，也是近期學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)之一。元宇宙簡(jiǎn)單地說(shuō)就是借助數(shù)字科技構(gòu)造虛擬世界的技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)主要是通過(guò)整合腦機(jī)接口、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、VR、AR、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)來(lái)建構(gòu)虛擬世界的科技領(lǐng)域(1)參見(jiàn)許英博、陳俊云.《元宇宙：人類(lèi)的數(shù)字化生存，進(jìn)入雛形探索期》，中信證卷研究部，2021年9月12日。。

元宇宙這個(gè)名稱最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代的科幻小說(shuō)《雪崩》中，而元宇宙的理念實(shí)質(zhì)上是肇始于普特南的“缸中之腦”的思想實(shí)驗(yàn)，后續(xù)的電影《黑客帝國(guó)》以及新近的電影《頭號(hào)玩家》以科幻的方式體現(xiàn)了類(lèi)似的觀念。

按照現(xiàn)在各大科技企業(yè)對(duì)元宇宙的建設(shè)目標(biāo)的基本敘述，元宇宙被理解為是未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)的終極形態(tài)，是一種與現(xiàn)實(shí)物理世界并行的虛擬世界，但又部分地與現(xiàn)實(shí)世界深度融合。元宇宙的“元”含有超越的意思，不僅可以超越現(xiàn)實(shí)的空間區(qū)隔，而且能夠構(gòu)造超越于現(xiàn)實(shí)世界的虛擬景觀和場(chǎng)景，提供超越現(xiàn)實(shí)的獨(dú)特體驗(yàn)。

元宇宙在未來(lái)會(huì)深刻而全面地改變?nèi)祟?lèi)生活的方式，以及整個(gè)社會(huì)的運(yùn)作模式和歷史走向。元宇宙將提供給人類(lèi)極其豐富、新奇而又逼真的體驗(yàn)，又具有超越空間的便利，未來(lái)人類(lèi)的生活、工作乃至生產(chǎn)活動(dòng)將有很大一部分時(shí)間是在虛擬世界中進(jìn)行的。隨之而來(lái)，未來(lái)人類(lèi)的生活形態(tài)也將發(fā)生根本改變。進(jìn)而，人類(lèi)關(guān)于虛擬世界與物理世界乃至虛擬生活與真實(shí)生活等的觀念，也會(huì)隨著元宇宙的到來(lái)而發(fā)生根本的改變。如果從當(dāng)前主流的自然主義立場(chǎng)設(shè)想，未來(lái)元宇宙的極致形態(tài)將會(huì)是“黑客帝國(guó)”的“矩陣”(The Matrix)，很多人將生活在數(shù)字化的虛擬世界中。當(dāng)然，這種極致形態(tài)的“虛擬人生”會(huì)不會(huì)出現(xiàn)，需要我們結(jié)合科學(xué)進(jìn)展和哲學(xué)思想進(jìn)行深入分析和預(yù)判。

因此，需要結(jié)合相關(guān)的科技與哲學(xué)，從跨學(xué)科的視野對(duì)元宇宙的未來(lái)趨勢(shì)、社會(huì)價(jià)值以及戰(zhàn)略意義進(jìn)行理論本質(zhì)的深度思考和實(shí)踐趨勢(shì)的綜合預(yù)判，為我們的元宇宙科技戰(zhàn)略提供思想支持。

一、元宇宙的理念淵源和前景

元宇宙的名稱雖然出現(xiàn)得很晚，但相關(guān)理念早在人類(lèi)思想的早期就已經(jīng)觸及。什么是真實(shí)世界?在不同的神話框架和思想體系中有不同的答案。在未來(lái)元宇宙技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)候，隨著虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的交融共生，虛擬人生在人類(lèi)生活中扮演越來(lái)越重的角色時(shí)，元宇宙將會(huì)重新激發(fā)人們對(duì)真實(shí)與虛幻的深度思考。

(一)什么是真實(shí)的世界？

回看歷來(lái)人類(lèi)對(duì)于世界的觀念，最主要的兩個(gè)問(wèn)題是起源和結(jié)構(gòu)/性質(zhì)。關(guān)于世界的起源問(wèn)題，中國(guó)的神話中是盤(pán)古開(kāi)天辟地，這是一種發(fā)生學(xué)角度的神話敘事。在傳統(tǒng)西方主流文化中，世界起源也是神創(chuàng)論，基督教的神創(chuàng)論是最為主流的一種版本。中國(guó)傳統(tǒng)的世界觀念雖然也會(huì)涉及到天上與人間、人間與地府等二元區(qū)分，但主要是在神話和宗教信仰中，而在社會(huì)主流的世俗的思想、哲學(xué)中反而著重強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實(shí)世界，更像是一種一元論世界觀。在西方神學(xué)和哲學(xué)中，對(duì)世界的描述往往是在一種理想與現(xiàn)實(shí)的二元結(jié)構(gòu)中展開(kāi)的。早在柏拉圖的理念論中，認(rèn)為真實(shí)的世界是一種由作為本源的理念構(gòu)成的世界，現(xiàn)實(shí)世界反而是這個(gè)本源性的理念世界的模擬產(chǎn)物；基督教神學(xué)從神創(chuàng)論的角度，認(rèn)為耶和華的伊甸園才是更為理想的世界，而現(xiàn)實(shí)世界則是神為人類(lèi)創(chuàng)造的；萊布尼茲的單子論延續(xù)了神創(chuàng)論的思維，認(rèn)為宇宙是神的造物，而現(xiàn)實(shí)世界則是神所能創(chuàng)造的可能世界中最好的一個(gè)世界。

近年來(lái)，思想界有一種虛擬宇宙論的學(xué)說(shuō)，認(rèn)為我們?nèi)祟?lèi)、我們所在的世界乃至所處的宇宙都是一種更高級(jí)的智慧在計(jì)算機(jī)中虛擬建構(gòu)的，這是神創(chuàng)論的一種現(xiàn)代版本。

而在元宇宙的設(shè)想中，人類(lèi)自己成為造物主，創(chuàng)造出足以與物理世界匹敵的虛擬世界。如果從自然主義的角度看，只有物理世界才是真實(shí)的世界，關(guān)于可能世界的設(shè)想都是基于現(xiàn)實(shí)世界這個(gè)原版的想象和發(fā)揮。但是，如果從觀念論或者宗教/神話看，則那種理念的世界才是純粹的、完美的，現(xiàn)實(shí)世界反而是拙劣的、粗糙的模仿版本。

而元宇宙的設(shè)想，則超出了以上這兩種模式，它既有模仿現(xiàn)實(shí)的因素，但又有超越現(xiàn)實(shí)的可能世界的因素，是與現(xiàn)實(shí)世界部分融合但又截然不同的新的世界。元宇宙會(huì)是一個(gè)復(fù)數(shù)概念，會(huì)有模仿現(xiàn)實(shí)的版本，也會(huì)有基于想象、超越現(xiàn)實(shí)世界規(guī)則桎梏的新奇版本，后者能夠帶給人類(lèi)在現(xiàn)實(shí)世界中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的全新體驗(yàn)。這種新奇、創(chuàng)造和超越的因素，是元宇宙的魅力所在?？梢哉f(shuō)，通過(guò)元宇宙的建構(gòu)，人類(lèi)終于擺脫了現(xiàn)實(shí)世界的模型，可以充分發(fā)揮自己的想象力，塑造理想化的世界。在這種可以創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)世界缺乏的全新體驗(yàn)的特定意義上，可以說(shuō)人類(lèi)就是新的神，虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界可以并駕齊驅(qū)。

(二)元宇宙的前景展望

有些研究按照虛擬與現(xiàn)實(shí)的關(guān)系，把未來(lái)元宇宙的建構(gòu)依據(jù)分為3個(gè)階段：數(shù)字孿生、虛擬原生、虛實(shí)融生(2)參見(jiàn)王儒西、向安玲主筆：《2020—2021年元宇宙發(fā)展研究報(bào)告》，清華大學(xué)新媒體中心，2021年9月16日。。第一個(gè)階段的數(shù)字孿生就是用數(shù)字技術(shù)仿真現(xiàn)實(shí)世界的某些方面建立平行的數(shù)字化模型，主要是模擬、復(fù)制現(xiàn)實(shí)世界，以此虛擬的數(shù)字化孿生模型作為輔助管理和改進(jìn)現(xiàn)實(shí)世界的技術(shù)工具。第二階段是模擬出具有高度逼真性的虛擬世界，部分內(nèi)容模仿現(xiàn)實(shí)世界，另外一部分內(nèi)容又是原創(chuàng)性的、超越現(xiàn)實(shí)世界的，與現(xiàn)實(shí)世界并行。第三階段是虛擬世界足夠宏大和發(fā)達(dá)，把現(xiàn)實(shí)世界作為一部分融入了元宇宙之中，虛實(shí)界限逐漸模糊，虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界融合為一體。

1.虛擬游戲

元宇宙的最成熟版本就是現(xiàn)在各大互聯(lián)網(wǎng)公司的虛擬游戲。借助于VR設(shè)備和配套的全體外傳感裝置，游戲玩家可以在游戲中有3D效果的游戲場(chǎng)景體驗(yàn)。這種虛擬技術(shù)主要是通過(guò)VR眼鏡模擬出沉浸式的視覺(jué)效果，借助于AR設(shè)備，可以產(chǎn)生出增強(qiáng)的觸覺(jué)體感體驗(yàn)；但由于這種非侵入式的設(shè)備本身的局限性，無(wú)法具有超高逼真度的真實(shí)體驗(yàn)感。

2.數(shù)字孿生城市

數(shù)字孿生城市就是用智能化數(shù)字技術(shù)建構(gòu)一個(gè)與現(xiàn)實(shí)城市平行的數(shù)字化版本，可以看作是之前設(shè)想的智慧城市的升級(jí)版，也是未來(lái)元宇宙的一種初級(jí)版。通過(guò)在一個(gè)城市中的整體規(guī)劃，借助人工智能技術(shù)，建立一個(gè)超大規(guī)模的系統(tǒng)、高度發(fā)達(dá)的基建以及硬件配套，實(shí)現(xiàn)物理城市與虛擬現(xiàn)實(shí)的虛實(shí)融合，使用戶產(chǎn)生身臨其境的互動(dòng)體驗(yàn)。

深圳市已經(jīng)把數(shù)字孿生城市寫(xiě)進(jìn)政府新的城市規(guī)劃中[1]?，F(xiàn)在深圳市與華為云聯(lián)手共建了一個(gè)基于5G、云、AI的鵬城智能體，深圳的萬(wàn)萬(wàn)千千個(gè)生活場(chǎng)景正在被重構(gòu)，水文氣象可以被感知、機(jī)場(chǎng)港口會(huì)思考、車(chē)流可以被讀懂。借助于強(qiáng)大的數(shù)字技術(shù)尤其是人工智能，深圳已經(jīng)在數(shù)字孿生城市和真實(shí)物理城市之間實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)映射、虛實(shí)交互。

3.英偉達(dá)的元宇宙：數(shù)字孿生地球與數(shù)字孿生工廠

近期，英偉達(dá)公司也宣布了自己的元宇宙技術(shù)Omniverse(用于3D工作流程的虛擬世界模擬與寫(xiě)作平臺(tái))，在11月9日GTC大會(huì)(GPU Technology Conference)的主題演講中，黃仁勛宣稱：“我們現(xiàn)在已經(jīng)擁有了能夠創(chuàng)建新的3D世界，或者對(duì)真實(shí)物理世界進(jìn)行建模的技術(shù)?！盵2]“Omniverse將在倉(cāng)儲(chǔ)、車(chē)間與廠房、物理及生物系統(tǒng)、5G邊緣場(chǎng)景、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車(chē)乃至化身的數(shù)字孿生等層面提供模擬功能?！盵2]這種目標(biāo)之一是建立孿生數(shù)字地球“地球2號(hào)”(Earth Two)，通過(guò)對(duì)地球氣候進(jìn)行足夠詳細(xì)的建模，以實(shí)現(xiàn)對(duì)全球氣候變化的模擬、監(jiān)控和預(yù)測(cè)，目標(biāo)是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)10年、20年或30年的氣候，從而為人類(lèi)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通尤其是環(huán)境治理、氣候問(wèn)題解決等方面提供氣候背景參考。這種建模是通過(guò)物理機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)解決氣候長(zhǎng)期預(yù)測(cè)中的種種復(fù)雜問(wèn)題。

其次，他們認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)也可以用于制造業(yè)。在黃仁勛的設(shè)想中，未來(lái)可以在元宇宙中設(shè)計(jì)數(shù)字產(chǎn)品如汽車(chē)等，然后才在現(xiàn)實(shí)世界中去完成設(shè)計(jì)。同樣可以在英偉達(dá)的元宇宙(Omniverse)中建立虛擬工廠，并使用虛擬機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，虛擬工廠和機(jī)器人是其物理復(fù)制品的數(shù)字孿生，實(shí)體版是數(shù)字版的復(fù)制品。建立與實(shí)體的工廠平行的數(shù)字孿生工廠，生產(chǎn)流水線和工藝可以首先在元宇宙工廠中進(jìn)行設(shè)計(jì)、測(cè)試和運(yùn)作，通過(guò)在虛擬世界中的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流水線各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工藝和管理的迭代改進(jìn)、不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和質(zhì)量并重的最優(yōu)解。再通過(guò)與智能化的實(shí)體生產(chǎn)線的并網(wǎng)，把這種虛擬生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)體工廠生產(chǎn)線的生產(chǎn)過(guò)程。這種虛實(shí)融合的智能化生產(chǎn)能極大地提高生產(chǎn)效率并降低相應(yīng)的投資成本。

4.未來(lái)虛擬世界

未來(lái)虛擬世界的主流方向應(yīng)該是創(chuàng)造原生虛擬的平行數(shù)字世界，不斷地開(kāi)拓虛擬世界的邊界，最終趨向于把現(xiàn)實(shí)世界容納于元宇宙的世界，虛實(shí)交融，實(shí)現(xiàn)所謂虛實(shí)融生的元宇宙。

二、元宇宙的思想來(lái)源、理論假說(shuō)和哲學(xué)基礎(chǔ)

與元宇宙相關(guān)的思想淵源早在幾千年前就產(chǎn)生了，但直接思想來(lái)源應(yīng)該是哲學(xué)家普特南的“缸中之腦”的思想實(shí)驗(yàn)。普特南的這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)涉及到對(duì)人的大腦/意識(shí)等的基本看法以及對(duì)人工智能的基本觀念，直指哲學(xué)的核心問(wèn)題。而且這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)設(shè)想了虛擬世界或者說(shuō)今天所說(shuō)的元宇宙的極致形態(tài)。因此，普特南的“缸中之腦”思想實(shí)驗(yàn)對(duì)元宇宙的深度技術(shù)分析和哲學(xué)反思都是一個(gè)很好的思想范例。

(一)普特南的“缸中之腦”

元宇宙的思想來(lái)源可以追溯到哲學(xué)家普特南的“缸中之腦”的思想實(shí)驗(yàn)。在1981年出版的專著《理性、真理與歷史》中，普特南提出一個(gè)“缸中之腦”的思想實(shí)驗(yàn)[3]7-9，想象一個(gè)人的大腦被某些惡意的科學(xué)家們用手術(shù)從他的身體中分離出來(lái)，放入一個(gè)充滿營(yíng)養(yǎng)液的缸中，缸中的營(yíng)養(yǎng)液和設(shè)備可以讓這個(gè)大腦維持長(zhǎng)期生存；并把他大腦的神經(jīng)末梢和一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)相連，這臺(tái)計(jì)算機(jī)非常聰明，可以精準(zhǔn)地提供各種電子脈沖信號(hào)給神經(jīng)末端，讓大腦主人保持一切完整的幻覺(jué)，讓他覺(jué)得依然處于真實(shí)的世界中，一切經(jīng)驗(yàn)和行為都與原先沒(méi)有區(qū)別。普特南進(jìn)一步設(shè)想，這個(gè)人的所有器官都泡在缸中，而外部世界是一臺(tái)大的自動(dòng)機(jī)。在普特南看來(lái)，在理想實(shí)驗(yàn)條件下，上述的缸中人無(wú)法區(qū)分自己的腦是顱中腦還是缸中腦，自己是在真實(shí)世界還是虛擬世界中。

普特南的“缸中之腦”的原理相當(dāng)于通過(guò)中間的計(jì)算機(jī)設(shè)備把人腦和虛擬世界關(guān)聯(lián)起來(lái)，這套裝置通過(guò)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)雙向的信息通訊。一方面，計(jì)算機(jī)可以提供類(lèi)似于人面對(duì)世界時(shí)的體驗(yàn)和認(rèn)知的模擬信號(hào)；另一方面，人類(lèi)大腦的命令可以通過(guò)腦電信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)，通過(guò)后者控制傳動(dòng)裝置進(jìn)行活動(dòng)，完成任務(wù)。在這個(gè)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)反饋回來(lái)的虛擬信號(hào)在大腦中樞得到處理，形成類(lèi)似于人在真實(shí)世界中操作身體或工具進(jìn)行的活動(dòng)時(shí)的體驗(yàn)效果。由于計(jì)算機(jī)及虛擬計(jì)算產(chǎn)生的模擬信號(hào)過(guò)于逼真，乃至大腦無(wú)法區(qū)分自己是處于真實(shí)世界還是虛擬世界。

普特南的這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)啟發(fā)了后續(xù)關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的思想靈感。上述的小說(shuō)《雪崩》，電影《黑客帝國(guó)》《盜夢(mèng)空間》及《頭號(hào)玩家》等都延續(xù)了這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)的靈感。近年來(lái)，隨著認(rèn)知科學(xué)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，普特南的這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)不再停留在科幻作品階段，而是成為人工智能和信息科技等科技探索的前沿主題，現(xiàn)在的 “腦機(jī)接口”、VR、AR、元宇宙等都與此相關(guān)。

元宇宙的設(shè)想就是類(lèi)似普特南的這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，通過(guò)虛擬和增強(qiáng)技術(shù)，讓元宇宙的用戶產(chǎn)生一種具有“身臨其境”效果的沉浸式體驗(yàn)，類(lèi)似于把人腦和虛擬世界“并網(wǎng)”。不僅用戶的視覺(jué)、觸覺(jué)及體感等無(wú)異于現(xiàn)實(shí)世界，而且用戶的意圖、指令等可以在虛擬世界中通過(guò)代表虛擬自我的ID執(zhí)行，產(chǎn)生一種自身自由馳騁于虛擬世界中的效果。當(dāng)然，伴隨著這種具有高度逼真性的體驗(yàn)，元宇宙對(duì)用戶的反向影響也是深度的，不僅影響用戶的身體體驗(yàn)，而且還可以反向影響用戶的意識(shí)活動(dòng)、認(rèn)知、記憶等。

(二)“缸中之腦”隱含的理論假說(shuō)

普特南的“缸中之腦”的思想實(shí)驗(yàn)涉及幾個(gè)基本假設(shè)：

第1個(gè)假設(shè)是基于腦科學(xué)的假設(shè)，即人類(lèi)的一切意識(shí)、智能活動(dòng)及關(guān)于世界的經(jīng)驗(yàn)都是基于大腦神經(jīng)中樞對(duì)于輸入信號(hào)的信息加工、處理而在大腦中形成的，也就是人類(lèi)感知到的世界、他人及自我，都是大腦基于生物電信號(hào)傳入的信息而建構(gòu)的模型。這種信號(hào)是生物電信號(hào)以及化學(xué)信號(hào)，依托的平臺(tái)是人腦的神經(jīng)元組織及其活動(dòng)，這個(gè)信息處理過(guò)程對(duì)應(yīng)的是腦神經(jīng)元組織內(nèi)的生物電信號(hào)、化學(xué)信號(hào)借助于神經(jīng)遞質(zhì)而在神經(jīng)元間的傳遞、處理、儲(chǔ)存等過(guò)程。也就是說(shuō)，在理論上，人類(lèi)的一切認(rèn)知、意識(shí)活動(dòng)和行為都對(duì)應(yīng)于大腦神經(jīng)元組織中的動(dòng)態(tài)變化著的生物電信號(hào)集中的某些特定的信號(hào)，因此可以由大腦生物電信號(hào)及其變化來(lái)識(shí)別人類(lèi)的不同意識(shí)活動(dòng)狀態(tài)，包括對(duì)應(yīng)思維、意圖、語(yǔ)言及行為的特征意識(shí)狀態(tài)。由此，可以得出一個(gè)推論，掌握了大腦的電信號(hào)，就等于掌握了人類(lèi)的智能和意識(shí)活動(dòng)。

第2個(gè)假設(shè)是世界中的一切事物包括人的活動(dòng)及體驗(yàn)可以歸結(jié)為廣義的物理的或生物的算法，而且可以被形式化描述。還有一個(gè)數(shù)字化假設(shè)，即這些關(guān)于世界、生命的形式化表述是可以數(shù)字化或者近似地可以數(shù)字化的。因?yàn)橛?jì)算機(jī)的二進(jìn)制決定了數(shù)字化表達(dá)是離散的信息，而自然中的很多事物雖然可以形式化，但在這種數(shù)學(xué)描述中卻仍然是連續(xù)的?？蓴?shù)字化表達(dá)意味著對(duì)原有的信息可以用離散的數(shù)據(jù)進(jìn)行近似表達(dá)。

第3個(gè)假設(shè)是人的智能可以看作是基于腦神經(jīng)元組織的廣義的生物算法。如第1條假設(shè)所主張的，人的意識(shí)、認(rèn)知等都可以看作是大腦神經(jīng)元組織活動(dòng)的產(chǎn)物，而后者的活動(dòng)可以看作是基于生物電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)的計(jì)算。這種特殊的生物算法是基于腦神經(jīng)元組織的特殊平臺(tái)的，這種智能乃至意識(shí)跟神經(jīng)元組織的特殊結(jié)構(gòu)、規(guī)模及運(yùn)作方式相關(guān)。

第4個(gè)假設(shè)是假設(shè)類(lèi)腦的人工智能可以實(shí)現(xiàn)。如果假設(shè)這種大腦運(yùn)作的生物算法可以被人工智能完全或者部分模擬，那么就可以建立類(lèi)腦人工智能。即：通過(guò)類(lèi)腦的人工智能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)世界及人的數(shù)字化表述，進(jìn)而可以通過(guò)類(lèi)腦算法實(shí)現(xiàn)用類(lèi)似人類(lèi)的視角去認(rèn)知世界，并且也可以虛構(gòu)類(lèi)似的認(rèn)知數(shù)據(jù)，從而可以給人腦提供類(lèi)似于人對(duì)世界的真實(shí)感知的信號(hào)。

第5個(gè)假設(shè)是基于前4條假設(shè)的一個(gè)技術(shù)條件假設(shè)，即我們可以對(duì)這些由人腦提供的電信號(hào)和由計(jì)算機(jī)所提供的數(shù)字信號(hào)實(shí)施雙向編碼和解碼，從而實(shí)現(xiàn)基于信號(hào)的雙向傳輸?shù)哪X-機(jī)通訊。

要實(shí)現(xiàn)這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，需要滿足上述5條假設(shè)，尤其是要滿足第5條假設(shè)。第5條假設(shè)涉及兩個(gè)方面：一是預(yù)設(shè)了腦科學(xué)足夠成熟而且發(fā)達(dá)，可以通過(guò)設(shè)備充分提取大腦的電信號(hào)，并且可以解碼這些信號(hào)，爾后由計(jì)算機(jī)重新編碼形成操作外在物理世界中的設(shè)備或虛擬世界中的對(duì)象的指令，完成相應(yīng)的活動(dòng)或任務(wù)；二是可以對(duì)由計(jì)算機(jī)傳向大腦的信號(hào)進(jìn)行反向解碼，生成可以為大腦所處理的生物電信號(hào)，從而讓大腦可以認(rèn)知外在的物理世界或者虛擬世界。通過(guò)這種認(rèn)知和操作的配合，可以實(shí)現(xiàn)讓大腦處在真實(shí)世界中的幻覺(jué)的效果。

(三) “缸中之腦”蘊(yùn)含的哲學(xué)問(wèn)題

上述5條假設(shè)涉及到一系列相關(guān)的哲學(xué)假設(shè)：

上述第1條假設(shè)隱含了意識(shí)問(wèn)題的一種自然主義、生物主義的哲學(xué)假設(shè)，這條假設(shè)是一種比較強(qiáng)的意識(shí)理論，即一切意識(shí)活動(dòng)都是生物神經(jīng)元組織的活動(dòng)的產(chǎn)物，或者說(shuō)人的意識(shí)活動(dòng)是一種生物平臺(tái)即大腦神經(jīng)元組織的信息處理過(guò)程。

這種意識(shí)假說(shuō)對(duì)應(yīng)的意識(shí)理論有幾種：其中，最強(qiáng)的立場(chǎng)是生物主義的還原論，即意識(shí)現(xiàn)象可以還原為構(gòu)成神經(jīng)元組織的每一個(gè)神經(jīng)元的功能及性質(zhì)的集合；較弱的立場(chǎng)是生物主義的非還原主義，即意識(shí)是由神經(jīng)元組織的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及非線性系統(tǒng)的突現(xiàn)的整體屬性，不能還原到單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)的線性組合。

還有一種弱的二元論也可以兼容腦科學(xué)的工作假說(shuō)。這種二元論的學(xué)說(shuō)把大腦神經(jīng)元組織比作集成電路硬件模塊，把意識(shí)比作電流，二者合在一起才產(chǎn)生智能和認(rèn)知等功能。因?yàn)槟X科學(xué)所需要的實(shí)質(zhì)性的工作假說(shuō)僅僅是認(rèn)為人的意識(shí)活動(dòng)可以一一對(duì)應(yīng)于大腦神經(jīng)元組織的生物電信號(hào)變化(借助于這種嚴(yán)格的映射關(guān)系，可以對(duì)后者進(jìn)行提取，進(jìn)而借由解碼技術(shù)來(lái)識(shí)別前者的內(nèi)容；再通過(guò)計(jì)算機(jī)編碼輸出人的意識(shí)內(nèi)容尤其是意志指令)。至于這些意識(shí)活動(dòng)是由神經(jīng)元組織的活動(dòng)產(chǎn)生的，還是意識(shí)的產(chǎn)生另有來(lái)源，神經(jīng)元組織只是作為產(chǎn)生意識(shí)的必要條件之一，對(duì)于腦科學(xué)的工作假說(shuō)和方法而言并無(wú)差別。

上述第2條的可形式化的假設(shè)，首先，隱含了一種類(lèi)似畢達(dá)哥拉斯主義的宇宙觀和生命觀，即預(yù)設(shè)一切事物包括生命的本質(zhì)特征都在于其形式，一切事物的運(yùn)作過(guò)程也包含著某種形式的機(jī)制；其次，這些事物及過(guò)程的存在依賴于一種確定的運(yùn)作機(jī)制，可稱之為物理算法或生物算法；再次，這些事物及過(guò)程的形式方面的特征還可以用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述，類(lèi)似于伽利略的自然的數(shù)學(xué)化，而且生命本身也可數(shù)學(xué)化，乃至人的心理狀態(tài)乃至整個(gè)意識(shí)也可以被數(shù)學(xué)化，即一切事物的特性可以被形式化表達(dá)；最后，還需要假設(shè)，這些事物及過(guò)程可以被數(shù)字化地描述，并且可以用計(jì)算機(jī)的算法來(lái)表達(dá)。

上述第3條假設(shè)是一種生物自然主義的哲學(xué)立場(chǎng)，即認(rèn)為人的智能乃至意識(shí)是人腦的產(chǎn)物，具體而言是大腦神經(jīng)元組織的活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)象。這種立場(chǎng)認(rèn)為智能乃至意識(shí)是基于自然因素和規(guī)律的產(chǎn)物，但需要特定的生物條件；只有像人類(lèi)大腦神經(jīng)元組織這樣的結(jié)構(gòu)足夠復(fù)雜、規(guī)模足夠龐大的生物系統(tǒng)才能產(chǎn)生智能乃至意識(shí)。這種立場(chǎng)有別于物理主義，后者認(rèn)為智能乃至意識(shí)實(shí)現(xiàn)條件是具有足夠的復(fù)雜度和規(guī)模的物理組織，生物神經(jīng)元組織并非智能及意識(shí)的必要條件，而基芯片加算法也能實(shí)現(xiàn)類(lèi)人智能；這種立場(chǎng)也有別于二元論，后者認(rèn)為智能及意識(shí)是心靈實(shí)體或?qū)傩缘漠a(chǎn)物，僅憑神經(jīng)元組織不足以產(chǎn)生類(lèi)似于人的智能，遑論意識(shí)了。

當(dāng)然，這里同樣對(duì)應(yīng)有一種弱化立場(chǎng)，即認(rèn)為人的一切智能和認(rèn)知等活動(dòng)跟這種生物平臺(tái)的特殊算法及計(jì)算相關(guān)，但并不假設(shè)這種大腦神經(jīng)元組織的活動(dòng)是實(shí)現(xiàn)類(lèi)人智能的充分條件；同樣，可以承認(rèn)人類(lèi)的一切意識(shí)活動(dòng)一直伴隨著這種生物神經(jīng)元組織層面的計(jì)算過(guò)程，但并不主張意識(shí)產(chǎn)生于這種生物算法及計(jì)算過(guò)程。

上述第4條假設(shè)是關(guān)于人工智能的假設(shè)。在人工智能哲學(xué)中，對(duì)應(yīng)著聯(lián)結(jié)主義的仿生的人工智能范式，即計(jì)算機(jī)的算法可以借鑒乃至模擬人腦的生物算法，從而實(shí)現(xiàn)類(lèi)腦智能；按照普特南的“缸中之腦”的設(shè)想的類(lèi)腦智能應(yīng)該是強(qiáng)人工智能，因?yàn)樵撍枷雽?shí)驗(yàn)中的計(jì)算機(jī)用數(shù)字模擬的外界過(guò)于逼真，以至于缸中的大腦無(wú)法分辨真假。

對(duì)于元宇宙技術(shù)而言，也是把具有高度逼真性的體驗(yàn)作為追求的主要目標(biāo)之一，但并不一定需要達(dá)到“缸中之腦”的那種逼真程度，因此也可以預(yù)設(shè)弱人工智能立場(chǎng)，即類(lèi)腦智能雖然無(wú)法完全像人腦一樣認(rèn)知外界以及模擬外界，但可以通過(guò)技術(shù)進(jìn)步逐漸達(dá)到逼真度很高的模擬結(jié)果。

上述第5條假設(shè)是一個(gè)基于腦科學(xué)假說(shuō)的技術(shù)性假設(shè)。 如果通過(guò)腦機(jī)接口可以實(shí)現(xiàn)大腦的生物信號(hào)和元宇宙的數(shù)字信號(hào)的高度保真的有效通訊，那就意味著大腦生物網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)之間并沒(méi)有不可跨越的天塹，某種程度上可以把關(guān)于智能乃至意識(shí)現(xiàn)象的生物現(xiàn)象還原為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的物理過(guò)程，這其實(shí)預(yù)設(shè)了生物自然主義立場(chǎng)可以還原為物理主義立場(chǎng)的潛在可能。

三、元宇宙的技術(shù)基礎(chǔ)及哲學(xué)問(wèn)題

元宇宙的核心技術(shù)包括虛擬技術(shù)如人工智能、腦機(jī)接口、VR、AR、5G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等，但最核心的信息技術(shù)部分則是腦機(jī)接口這樣的人腦-機(jī)器之間信息通道以及人工智能作為構(gòu)造虛擬世界內(nèi)容的引擎和主要生產(chǎn)力。因此，我們這里需要結(jié)合科學(xué)和哲學(xué)考察元宇宙的這兩部分技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題。

按照物理主義或生物主義的假設(shè)，要實(shí)現(xiàn)元宇宙的沉浸式體驗(yàn)，尤其是要實(shí)現(xiàn)類(lèi)似普特南的“缸中之腦”式的身臨其境的虛擬體驗(yàn)，核心技術(shù)就是對(duì)大腦的輸入、輸出信號(hào)問(wèn)題的解決；概而言之，就是要以虛擬的信號(hào)輸入代替人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官，以機(jī)器信息通道和外接的設(shè)備取代人的身體對(duì)外界的操作和控制行為；并且，這種對(duì)大腦的信息輸入和輸出要形成雙向交流的閉環(huán)，這樣信息輸出產(chǎn)生的操控會(huì)讓游戲參與者在游戲中產(chǎn)生一種自身投入其中的代入感，同時(shí)信息的輸入和反饋，會(huì)讓游戲參與者產(chǎn)生一種感同身受，這兩種體驗(yàn)的同步、結(jié)合會(huì)使游戲參與者產(chǎn)生一種身處真實(shí)世界中的幻覺(jué)。在元宇宙的技術(shù)體系中，這種解決信息輸入、輸出的雙向傳輸通道的關(guān)鍵技術(shù)是腦機(jī)接口，而向大腦提供虛擬世界內(nèi)容的關(guān)鍵在于人工智能的生產(chǎn)活動(dòng)。

(一)腦機(jī)接口

對(duì)于元宇宙而言，可以通過(guò)VR、AR以及腦機(jī)接口等不同方式實(shí)現(xiàn)與虛擬世界的交互，但要實(shí)現(xiàn)一種“身臨其境”的沉浸式體驗(yàn)，最徹底、最高效的方式是通過(guò)腦機(jī)接口把大腦和電腦直接關(guān)聯(lián)起來(lái)。

腦機(jī)接口(Brain Computer Interface)(3)參見(jiàn)量子位微信自媒體發(fā)布的《量子位腦機(jī)接口白皮書(shū)》。是指在大腦和外部設(shè)備之間建立的信息通訊通道。在腦機(jī)接口的設(shè)想中，預(yù)設(shè)了意識(shí)是大腦神經(jīng)元的活動(dòng)的結(jié)果，意識(shí)的內(nèi)容可以由大腦電信號(hào)來(lái)解碼。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是通過(guò)植入大腦皮層的芯片，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦電信號(hào)的讀??；通過(guò)對(duì)大腦信息的解碼、編碼，可以控制對(duì)大腦信號(hào)的輸出、輸入；因此，可以通過(guò)腦機(jī)接口讀取大腦電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)大腦信息的讀取、輸出、復(fù)制、下載，也可以反向地輸入、上傳、修改，甚至可以改變大腦的記憶、思維和認(rèn)知，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)在大腦和電腦之間的雙向閉環(huán)傳輸，這樣就可以在大腦和外部設(shè)備之間建立起一種直接的通訊和控制通道，從而實(shí)現(xiàn)人通過(guò)大腦的意識(shí)活動(dòng)與外部設(shè)備的交互作用。

腦機(jī)接口技術(shù)與人工智能及智能控制等技術(shù)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)外部世界與虛擬世界的互動(dòng)。具體而言，腦機(jī)接口的技術(shù)流程可分為4個(gè)環(huán)節(jié)：信息采集、信息處理、設(shè)備控制和信息反饋。第1個(gè)信息采集環(huán)節(jié)中，腦機(jī)接口通過(guò)植入大腦皮層中的微電極采集腦部神經(jīng)元活動(dòng)的信號(hào)；第2個(gè)信息處理環(huán)節(jié)中，對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行解碼，再對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行編碼，轉(zhuǎn)化為機(jī)器能讀懂的指令信號(hào)；第3個(gè)設(shè)備控制環(huán)節(jié)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令對(duì)外部智能設(shè)備進(jìn)行控制；第4個(gè)信息反饋環(huán)節(jié)是對(duì)控制過(guò)程以信號(hào)形式向大腦反饋。通過(guò)這樣一個(gè)閉環(huán)的雙向信息通訊過(guò)程，完成人機(jī)互動(dòng)過(guò)程。

目前的腦機(jī)接口中有兩個(gè)最大的困難：一是信號(hào)處理環(huán)節(jié)中對(duì)神經(jīng)元信息的解碼過(guò)程，二是從外界對(duì)大腦的信息反饋如何實(shí)現(xiàn)。在腦機(jī)接口這一部分先討論第1個(gè)問(wèn)題，第2個(gè)問(wèn)題關(guān)系到人工智能技術(shù)，將放到下一部分去討論。

信息處理環(huán)節(jié)對(duì)于腦機(jī)接口技術(shù)的實(shí)現(xiàn)非常關(guān)鍵?；谌斯ぶ悄艿慕獯a和編碼，使用者的設(shè)備能讀取大腦的“想法”并傳輸給設(shè)備。使用者可以通過(guò)“意念”在對(duì)外在的設(shè)備進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)大腦的意圖；也可以通過(guò)反向的編碼、解碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部對(duì)象或活動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào)向大腦的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)大腦的指令信息輸出和反饋信號(hào)輸入大腦的信息閉環(huán)。這種雙向互動(dòng)還有一個(gè)基本的前提：大腦可以通過(guò)視聽(tīng)感官或者傳感器和計(jì)算機(jī)等中間設(shè)備“感知”外部物理對(duì)象或者虛擬對(duì)象，才能展開(kāi)輸出、操控、反饋、調(diào)整等一系列的互動(dòng)。

腦機(jī)接口技術(shù)的目標(biāo)是建立人腦和電腦之間的雙向信息通道，對(duì)應(yīng)于大腦的輸入和輸出兩個(gè)任務(wù)，腦機(jī)接口的設(shè)想基于兩個(gè)方面的技術(shù)前提：

第1個(gè)方面是讀取和輸出大腦信息：(1)初級(jí)任務(wù)：意念控制外物；(2)高級(jí)任務(wù)：解讀大腦的意識(shí)如思維、情緒等。

如前所述，這里的基本理論假設(shè)是大腦的一切意識(shí)活動(dòng)都對(duì)應(yīng)于神經(jīng)元的活動(dòng)，越是能精確地監(jiān)控各個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)，越能精準(zhǔn)地把握意識(shí)活動(dòng)的內(nèi)容。但這里的理論難點(diǎn)在于，意識(shí)活動(dòng)并不是與單一的大腦神經(jīng)元區(qū)域的活動(dòng)對(duì)應(yīng)，大腦神經(jīng)元的多線程是并行的、復(fù)雜的，同一個(gè)意識(shí)活動(dòng)可能對(duì)應(yīng)多處神經(jīng)元的協(xié)作；同時(shí)，一處的神經(jīng)元會(huì)參與到多種意識(shí)活動(dòng)中，因此即使把握了每一個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)，也不意味著可以把握大腦神經(jīng)元活動(dòng)與意識(shí)內(nèi)容的精確對(duì)應(yīng)關(guān)系。盡管如此，但總體而言，越是能夠提高對(duì)大腦神經(jīng)元的監(jiān)控精度，越是能區(qū)分不同的意識(shí)內(nèi)容。這里的技術(shù)難點(diǎn)在于如何盡量高精度地監(jiān)控大腦神經(jīng)元的信號(hào)變化，并且能夠成功解碼。

要想高精度地提取大腦神經(jīng)元信號(hào)，就需要在大腦皮層中植入大量的微型電極。通過(guò)植入微電極，通過(guò)對(duì)大腦皮層里的各個(gè)區(qū)域的局部場(chǎng)電位的測(cè)量，就可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控大腦神經(jīng)元活動(dòng)狀態(tài)的任務(wù)。理論上，植入的微電極越多，分布區(qū)域越廣，就可以對(duì)大腦皮層的神經(jīng)元活動(dòng)實(shí)現(xiàn)更全面和精準(zhǔn)的監(jiān)控。按照目前神經(jīng)科學(xué)的認(rèn)知，人的大腦大約有860億個(gè)神經(jīng)元。目前，腦機(jī)接口獲取大腦信息的水平還比較低。2020年，馬斯克的腦機(jī)接口公司(Neuralink)進(jìn)行的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)[4]，植入小豬大腦中的腦機(jī)接口有1 024個(gè)信息采集通道，即植入了1 024個(gè)微電極。打個(gè)比方，這就相當(dāng)于在一個(gè)有860億人的廣場(chǎng)上，有1 024個(gè)麥克風(fēng)來(lái)采集人群發(fā)出的聲音，最后采集到的是那些最大音量的聲音，對(duì)不同人的聲音的分辨率還很低。

從終極理想而言，最好能實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)大腦神經(jīng)元大腦的電信號(hào)的監(jiān)控。理論上，人類(lèi)大腦皮層神經(jīng)元組織可以有860億個(gè)微電極；在比較充分的腦電信號(hào)采集的基礎(chǔ)上，通過(guò)未來(lái)比較成熟的腦科學(xué)的理論建立的大腦神經(jīng)元組織模型來(lái)分析這些數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦神經(jīng)元信息處理機(jī)制的比較完整的把握。

而解碼的關(guān)鍵是建立檢測(cè)到的大腦神經(jīng)元信號(hào)與大腦的意識(shí)內(nèi)容之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以憑神經(jīng)元信號(hào)解讀出大腦意識(shí)的內(nèi)容。目前所能采取的辦法還很原始：通過(guò)監(jiān)控大腦神經(jīng)元信號(hào)與測(cè)試者的思維、語(yǔ)言和行為活動(dòng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，歸納式地收集解碼數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，只有那些納入解碼信息庫(kù)的大腦神經(jīng)元信號(hào)才能被解讀。未來(lái)要建立高精度的、全面的神經(jīng)元信號(hào)解碼信息庫(kù)，還需要相應(yīng)的腦機(jī)接口的神經(jīng)元信號(hào)讀取技術(shù)取得長(zhǎng)足的進(jìn)展。

第2個(gè)方面是對(duì)大腦的信息輸入：把數(shù)字信息轉(zhuǎn)變?yōu)槟X生物電信號(hào)，輸入大腦。包括機(jī)器傳感器代替人的感官傳感器輸入信息。這種寫(xiě)入信息的技術(shù)比之前的腦電信號(hào)提取更困難：技術(shù)上的困難在于植入足夠的微電極和微芯片。更大的困難在于腦科學(xué)對(duì)大腦的認(rèn)知還很初級(jí)，對(duì)于輸入大腦神經(jīng)元組織中的電信號(hào)的信號(hào)類(lèi)別、信息的傳遞通路、信息處理方式、信息處理的功能區(qū)域及不同區(qū)域間的分工協(xié)作等都缺乏足夠全面和系統(tǒng)的了解，因此難以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的正確編碼和精準(zhǔn)輸入。另外，某些信號(hào)的輸入是否意味著對(duì)相應(yīng)內(nèi)容的輸入，使主體可以獲得相應(yīng)的信息、知識(shí)，還停留在假說(shuō)層面，缺乏實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

這里所設(shè)想的信息上載、知識(shí)輸入、記憶修改等，依然是一種基于物理主義的假想，即假設(shè)意識(shí)等同于大腦神經(jīng)元的活動(dòng)，認(rèn)知和體驗(yàn)通過(guò)神經(jīng)元電信號(hào)為載體。但事實(shí)上，大腦的結(jié)構(gòu)及活動(dòng)非常復(fù)雜，而意識(shí)尤其是內(nèi)容是否可以等同于神經(jīng)元活動(dòng)以及相應(yīng)的電信號(hào)傳輸及處理，目前為止尚未得到實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。因此，人的認(rèn)知、記憶、知識(shí)乃至情感等的精確操作是否可行？腦機(jī)接口的技術(shù)邊界在哪里？諸如此類(lèi)的很多問(wèn)題都需要等待未來(lái)真正成熟的腦科學(xué)來(lái)回答。

目前，所設(shè)想的腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用主要分3類(lèi)：第1種主要應(yīng)用是人機(jī)交互領(lǐng)域；第2種主要應(yīng)用是通過(guò)監(jiān)控腦電信號(hào)來(lái)進(jìn)行評(píng)估治療；第3種應(yīng)用是借鑒科研。

第1種獲得進(jìn)展的領(lǐng)域是通過(guò)對(duì)大腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)部分的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體外骨骼的控制。具體而言，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的可塑性，可以先通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練意識(shí)的運(yùn)動(dòng)想象，捕捉相應(yīng)的腦電信號(hào)，建立意識(shí)的運(yùn)動(dòng)想象和腦電信號(hào)之間的穩(wěn)定關(guān)系；實(shí)際應(yīng)用時(shí)通過(guò)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)做運(yùn)動(dòng)想象，再通過(guò)腦機(jī)接口對(duì)相應(yīng)的腦電信號(hào)的監(jiān)控、解碼，再重新編碼、輸出指令來(lái)控制外部設(shè)備。這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景很廣，包括意念控制鼠標(biāo)、機(jī)械臂、機(jī)器人、玩游戲等。這種技術(shù)人機(jī)交互技術(shù)尤其適用于醫(yī)學(xué)治療：協(xié)助殘疾人通過(guò)機(jī)械肢來(lái)控制身體。

第2種獲得進(jìn)展的領(lǐng)域是通過(guò)對(duì)大腦體覺(jué)皮質(zhì)的監(jiān)控、解碼為基礎(chǔ)，修復(fù)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等。例如人工耳蝸就是麥克風(fēng)傳感器接收到外部聲音信號(hào)，借助耳蝸中的電極，再通過(guò)電感應(yīng)的方式通過(guò)皮膚把脈沖傳到耳蝸，耳蝸里的電極再對(duì)這些信息經(jīng)過(guò)處理刺激聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)，人就能夠聽(tīng)到外界的聲音。不過(guò)要使這種電子音的聽(tīng)覺(jué)升級(jí)到比較逼真的程度，就需要把電極數(shù)由最初的16個(gè)增加到3 500個(gè)。另外一款利用體覺(jué)皮質(zhì)原理的腦機(jī)接口設(shè)備人工視網(wǎng)膜的復(fù)雜程度則要高幾個(gè)量級(jí)，如2011年FDA批準(zhǔn)上市的第一款人工視網(wǎng)膜有60多個(gè)傳感器[5]，戴上它之后可以讓失明的人看到物體的邊緣，努力增加到1 000多個(gè)電極就可以閱讀和識(shí)別人了；而人類(lèi)的真視網(wǎng)膜有100多萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元，這相當(dāng)于擁有100多萬(wàn)個(gè)傳感器。

腦機(jī)接口的第2類(lèi)應(yīng)用是評(píng)估治療。這里的評(píng)估包括對(duì)睡眠評(píng)估、學(xué)習(xí)的注意力評(píng)估，可以輔助教學(xué)。這里治療是指通過(guò)音樂(lè)、電刺激進(jìn)行治療釋放特定頻率的電波來(lái)激發(fā)大腦皮層特定區(qū)域，增強(qiáng)專注力，提高學(xué)習(xí)效率；通過(guò)特定音樂(lè)舒緩情緒、放松精神；植入芯片來(lái)治療治療心理疾病如抑郁癥等；刺激海馬體協(xié)助恢復(fù)記憶。

腦機(jī)接口的第3類(lèi)應(yīng)用是借鑒科研，可以通過(guò)植入的微電極直接觀察到腦部活動(dòng)，對(duì)于掌握腦部神經(jīng)元組織的運(yùn)作機(jī)制、腦部的疾病，對(duì)于研究認(rèn)知和智能的機(jī)理、類(lèi)腦芯片等，都具有重大的意義。

腦機(jī)接口技術(shù)預(yù)設(shè)的編碼和解碼涉及到人工智能，而信息反饋環(huán)節(jié)則更需要借助人工智能科技才能實(shí)現(xiàn)。人工智能是推動(dòng)元宇宙建設(shè)的基本動(dòng)力引擎。

(二)人工智能科技

如前面所述，腦機(jī)接口的技術(shù)進(jìn)展對(duì)元宇宙的發(fā)展水平有至關(guān)重要的作用，但對(duì)大腦的信息輸入/反饋這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的完成卻需要依賴于神經(jīng)科學(xué)的進(jìn)展以及人工智能的發(fā)展。首先需要人工智能生產(chǎn)出類(lèi)似于人的感官所感受到的數(shù)字信息，由計(jì)算機(jī)把這種攜帶模擬信息的數(shù)字信號(hào)傳輸給腦機(jī)接口，再由后者把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為大腦電信號(hào)，最終完成對(duì)大腦皮層輸入反饋信息。這個(gè)輸入環(huán)節(jié)中，無(wú)論是數(shù)字信息的產(chǎn)生，還是由數(shù)字信號(hào)向大腦電信號(hào)的轉(zhuǎn)化，都需要人工智能的參與。

而如何產(chǎn)生出類(lèi)似于人的感官感知外界的信息，這對(duì)于目前的人工智能而言是困難的問(wèn)題。因?yàn)檫@意味著人工智能也可以以類(lèi)人的方式感知和認(rèn)知外部世界，模擬出類(lèi)似的輸入信息，乃至可以由算法虛擬地創(chuàng)造這種信息。只有神經(jīng)科學(xué)徹底搞清楚了人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、體感乃至嗅覺(jué)、味覺(jué)等的特性、輸入方式以及處理機(jī)制，同時(shí)也需要人工智能技術(shù)足夠發(fā)達(dá)，才可以由算法模擬高度接近于人的真實(shí)的感官信息。借助于這種類(lèi)腦智能產(chǎn)生各種類(lèi)人的逼真信息以及虛擬事物，并把這種虛擬信息通過(guò)腦機(jī)接口輸入大腦皮層，最終讓使用者產(chǎn)生一種身處于虛擬世界之中的真實(shí)體驗(yàn)。

而人工智能制造高度逼真的虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的能力，也需要借助于神經(jīng)科學(xué)的充分發(fā)達(dá)，能夠破譯人體的感官信息以及大腦處理這些信息的方式，才能針對(duì)性地探索和建立高度發(fā)達(dá)的類(lèi)腦算法，實(shí)現(xiàn)這種虛擬現(xiàn)實(shí)信息的生產(chǎn)和虛擬世界的建構(gòu)。

另外，神經(jīng)科學(xué)的研究也需要借助于腦機(jī)接口等神經(jīng)元信息監(jiān)測(cè)技術(shù)、人工智能算法的輔助科研，才能獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。

由此可見(jiàn)，神經(jīng)科學(xué)、人工智能、腦機(jī)接口代表的神經(jīng)元信號(hào)檢測(cè)這3個(gè)方面的技術(shù)具有相互依賴和相互促進(jìn)的關(guān)系，需要相互支撐和循環(huán)迭代，才能最終走向高度成熟階段。而元宇宙技術(shù)需要集成這幾方面的進(jìn)展才能進(jìn)階到高級(jí)階段。

(三)元宇宙核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)前景

如前所述，這種身臨其境的元宇宙體驗(yàn)是否能夠?qū)崿F(xiàn)，理論認(rèn)知上依賴于腦科學(xué)的進(jìn)展，在技術(shù)層面上依賴于腦機(jī)接口、傳感器，以及人工智能的發(fā)展程度。但這些理論認(rèn)知和技術(shù)是否最終能夠?qū)崿F(xiàn)，依賴于兩個(gè)關(guān)鍵的假設(shè)能夠成立：一是生物主義的假設(shè)，即人的體驗(yàn)、認(rèn)知都與大腦神經(jīng)元信號(hào)直接相關(guān)，或者就是大腦神經(jīng)元活動(dòng)的產(chǎn)物；二是類(lèi)腦人工智能可以模擬出類(lèi)似于人的感官產(chǎn)生的體驗(yàn)信息。

如果這兩條假設(shè)從原則上說(shuō)有任何一條不能成立，即人的意識(shí)內(nèi)容不能還原為大腦神經(jīng)元的信號(hào)，或者人工智能不能模擬出高度逼真的體驗(yàn)信息，那么低級(jí)版本的元宇宙雖可以實(shí)現(xiàn)，但終究無(wú)法接近或者達(dá)到普特南的“缸中之腦”思想實(shí)驗(yàn)所設(shè)想的高度逼真的元宇宙。

反過(guò)來(lái)看，普特南的“缸中之腦”思想實(shí)驗(yàn)在意識(shí)和認(rèn)知問(wèn)題上預(yù)設(shè)了物理主義/生物主義的立場(chǎng)，在人工智能問(wèn)題上預(yù)設(shè)了強(qiáng)人工智能立場(chǎng)，這兩個(gè)問(wèn)題內(nèi)在相關(guān)。人類(lèi)的意識(shí)及認(rèn)知是否可以完全還原為大腦的功能，這在科學(xué)和哲學(xué)上一直存在爭(zhēng)論。彭羅斯、查爾莫斯等人一直堅(jiān)持意識(shí)不等于大腦神經(jīng)元組織的活動(dòng)，而人的智能很大程度上是依賴于意識(shí)的活動(dòng)[6]10-20。胡塞爾的現(xiàn)象學(xué)也認(rèn)為，人的精神層面的活動(dòng)具有一種遵循動(dòng)機(jī)引發(fā)的自由的因果機(jī)制，并不能完全還原為身心之間關(guān)系。因此，按照這種立場(chǎng)，腦機(jī)接口即使可以監(jiān)控所有神經(jīng)元的活動(dòng)，也并不能徹底揭示意識(shí)狀態(tài)以及內(nèi)容。另一方面，強(qiáng)人工智能預(yù)設(shè)了功能主義的立場(chǎng)，認(rèn)為智能依賴于算法和硬件，并不是人類(lèi)大腦所獨(dú)有的，也消除了意識(shí)的獨(dú)立性，認(rèn)為意識(shí)現(xiàn)象既可以由大腦產(chǎn)生，也可以由硅基的芯片加算法實(shí)現(xiàn)。但生物自然主義、二元論及現(xiàn)象學(xué)都認(rèn)為意識(shí)具有本體論上的獨(dú)立性，不能被還原為物理或生物的本體或?qū)傩?，因此?qiáng)人工智能的前提預(yù)設(shè)是錯(cuò)的，人工智能不能產(chǎn)生類(lèi)人的智能，也不會(huì)產(chǎn)生意識(shí)。因此，按照這些哲學(xué)觀點(diǎn)，人工智能不能代替人類(lèi)的意識(shí)，因此也無(wú)法模擬出人類(lèi)第一人稱視角的體驗(yàn)和認(rèn)知，虛擬世界的逼真性永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到人類(lèi)在真實(shí)物理世界中的體驗(yàn)和認(rèn)知的水平[7]141-142。

因此，腦機(jī)接口和人工智能的前景很大程度上決定了元宇宙的進(jìn)度以及可以達(dá)到的程度。而這兩個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展前景又在很大程度上取決于腦科學(xué)的進(jìn)展，或者更根本地說(shuō)取決于認(rèn)知科學(xué)和哲學(xué)對(duì)于意識(shí)現(xiàn)象的終極奧秘的揭示。

四、余論

雖然基于理論上的不確定性以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)的困難，普特南設(shè)想的“缸中之腦”式的虛擬世界至少在短期內(nèi)不一定能實(shí)現(xiàn)，但考量元宇宙未來(lái)可能的發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)人類(lèi)和整個(gè)世界歷史進(jìn)程的影響時(shí)，需要把這種極致的情況作為一種元宇宙未來(lái)發(fā)展的極端情況來(lái)參照。對(duì)于元宇宙的未來(lái)，我們需要預(yù)判未來(lái)的可能趨勢(shì)，抉擇我們要走的道路，制定可行的計(jì)劃，規(guī)避可能的風(fēng)險(xiǎn)。

從科技戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)前景來(lái)看，現(xiàn)在就高度重視并理性規(guī)劃元宇宙的建設(shè)是必要的，因?yàn)樵钪婕夹g(shù)的發(fā)展需要集成一系列相關(guān)的前沿技術(shù)。元宇宙的概念打通了人工智能、虛擬技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、腦機(jī)接口、神經(jīng)科學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬貨幣、區(qū)塊鏈技術(shù)、機(jī)器人、無(wú)人駕駛、信息安全、智慧城市等等眾多的領(lǐng)域，可以在一個(gè)整體的視野中對(duì)這些領(lǐng)域的研究和應(yīng)用進(jìn)行整體規(guī)劃，協(xié)同發(fā)展，相互促進(jìn)，可能會(huì)形產(chǎn)業(yè)集群的良性循環(huán)，促成一系列前沿尖端技術(shù)的大爆發(fā)，推動(dòng)很多行業(yè)的發(fā)展，引領(lǐng)整個(gè)國(guó)家的工業(yè)產(chǎn)業(yè)的革新和轉(zhuǎn)型，甚至可以推動(dòng)新的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，搭上國(guó)際產(chǎn)業(yè)新的分工的順風(fēng)車(chē)。

關(guān)于元宇宙問(wèn)題，2021年以來(lái)還有一場(chǎng)頗有意思的爭(zhēng)論。國(guó)內(nèi)外眾多互聯(lián)網(wǎng)大廠、軟硬件企業(yè)都押重注于元宇宙。但據(jù)媒體報(bào)道，我國(guó)著名科普作家劉慈欣近日在公開(kāi)演講中卻嚴(yán)厲批評(píng)元宇宙：“人類(lèi)的未來(lái)，要么是走向星際文明，要么就是常年沉迷在VR的虛擬世界中。如果人類(lèi)在走向太空文明以前就實(shí)現(xiàn)了高度逼真的VR世界，這將是一場(chǎng)災(zāi)難。”[8]不同于一些批評(píng)者認(rèn)為元宇宙是概念炒作和資本騙局，劉慈欣在這里擔(dān)心元宇宙的高度的誘惑性、致幻性會(huì)導(dǎo)致人們沉迷于虛擬世界中，不思進(jìn)取，從而將引導(dǎo)人類(lèi)走向歧途。在他看來(lái)，人類(lèi)應(yīng)該積極發(fā)展探索太空和宇宙的技術(shù)，才能為人類(lèi)未來(lái)的拓展更大的生存空間，太空文明才是人類(lèi)文明的希望所在。

應(yīng)該說(shuō)，劉慈欣的擔(dān)憂是有一定道理的，元宇宙的根本問(wèn)題在于它建構(gòu)的虛擬世界越逼真，則致幻效果就越強(qiáng)。就目前的腦科學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)研究看，人類(lèi)的進(jìn)步遵循一種學(xué)習(xí)機(jī)制，努力得到回報(bào)，會(huì)形成一種正向的努力與激勵(lì)的良性循環(huán)，推動(dòng)人們更努力去創(chuàng)造、發(fā)明。但元宇宙卻可以讓人們省略在真實(shí)世界中的奮斗過(guò)程和激勵(lì)路徑，直接通過(guò)腦機(jī)接口的信息輸入刺激大腦神經(jīng)而滿足消費(fèi)者的大多數(shù)需要。這種激勵(lì)的方式與精神致幻劑有類(lèi)的效果，容易造成對(duì)元宇宙的高度依賴和成癮。這種導(dǎo)向的激勵(lì)會(huì)導(dǎo)致人們?cè)桨l(fā)沉迷于虛擬世界，會(huì)極大地消解人類(lèi)在現(xiàn)實(shí)世界中奮斗的意志。這種做法雖然可以暫時(shí)地安慰心靈、減少痛苦和焦慮，但畢竟治標(biāo)不治本。畢竟，元宇宙的“矩陣”式虛擬世界和基于營(yíng)養(yǎng)倉(cāng)的“缸中之腦”般的虛擬人生不應(yīng)該成為人類(lèi)文明的主要方向。毋庸置疑，那種元宇宙導(dǎo)向的人類(lèi)文明會(huì)嚴(yán)重延緩人類(lèi)探索未知和發(fā)展文明的進(jìn)程。