科幻片中的心灵感应，为什么不可能实现？

本文来自微信公众号：神经现实 （ID：neureality），作者：Gary Lupyan & Andy Clark：译者：Weizhuo，题图来自：《赌侠》

马克·吐温在1884年所写下的信中痛惜道：“电话、电报和文字对于这个年代来说太缓慢了，我们需要更快的东西。我们（在未来）的沟通应‘只通过思想进行，几分钟内，我们就能说出一个半小时的文字表达都无法囊括的内容’。”

快进到2020年，伊隆·马斯克在采访中提出，通过使用他的“神经织网”技术（neural net，即在脑中植入蕾丝式网状物），我们“原则上可以更高效且准确地传递各种想法和语言”。当被采访者乔·罗根（Joe Rogan）问到，“还有多少年我们可以做到无需说话”时，马斯克回应，“如果我们能够持续加速发展，那大概需要5至10年的时间”。

在过去一个世纪里，我们在理解语言和大脑方面有了实际的进步，但即便如此，相比马克·吐温的时代，我们也并没有更接近心灵感应的实现。原因在于我们一直觉得会实现的那种心灵感应，也就是马克·吐温和马斯克所设想，并在无数电影和电视节目中流行的那种心灵感应，实际建立于错误的前提上。我们将论证这一点。

传统心灵感应（Good old-fashioned telepathy）指直接将思想从一个头脑传递到另一个头脑，其令人着迷有以下几个原因。首先，它越过了语言的局限与变迁。传统心灵感应让我们不必再费力用语言表达所有的概念或是解码他人的语言。越过语言的阻碍是传统心灵感应的主要特征。科幻小说作者因此能够想象，即使没有共同的语言、文化或生理特征，人类与外星人也有可能通过心灵感应进行交流。

其次，传统心灵感应使精准且真正的沟通成为可能。语言的模糊之处极多。我们都有过自己所说并非他人所理解的经历（且这些只包括了我们所能注意到的误解）。语言的灵活性^[1]本身很容易造成误解或自相矛盾。这些明显的短板在几个世纪里启发了人工语言的发明^[2]，后者试图移除语言的模糊性和欺骗性。直接的思想传输看上去像是最终的解决方案。

最后，传统心灵感应也承载着更快地沟通。我们中的许多人都直观地感受到自己思考的速度快于讲话或书写的速度，依赖语言来沟通实际上是一种阻碍。因此，马斯克有关神经接口或心灵感应的新企业Neuralink的目标是让人们以思想的速度沟通，这并非偶然。

我们甚至不确定鲍勃本人，能否在一年后解译他当时的心智状态

但传统心灵感应存在根源上的问题。为了让其能够实现，我们的想法必须要有一致的格式（format）。爱丽丝传入鲍勃脑中的想法，需要是鲍勃可理解的。但实际上它们会是鲍勃可以理解的吗？为了明晰这种对齐（alignment）真正意味着什么，让我们来考虑鲍勃给爱丽丝发邮件时所产生的机器之间的交流。

为了让这一看起来简单的行为发生，鲍勃和爱丽丝的电脑需要使用同样的方式编码字母（不然鲍勃打出的字母“a”会被爱丽丝的电脑翻译成其他东西）。鲍勃和爱丽丝的电脑所使用的信息传输协议也需匹配（比如都使用SMTP、POP）。如果这封邮件还附有照片，那么在图像处理方面也需保持一致，以保证接收信息的机器能够解码发送者使用的图像格式（比如JPG）。正是这些格式（我们统一称之为编码和协议），使机器能够“理解”彼此。这些格式是经过深思熟虑的设计的，而且要求人们普遍接受。正如全球各地的邮政系统必须同意认证彼此的邮票一样，公司和政府需一致同意使用相同的编码方式（如Unicode）和相同的协议（如TIP/IP和SMTP）。

但有什么理由认为我们的想法也是以这样的方式保持“对齐”的呢？目前，我们没有理由想象，构成鲍勃想法（比如想吃松露意大利肉汁烩饭）的神经活动对其他任何人来说是有意义的——事实上，我们甚至不确定鲍勃本人能否在一年后解译他当时的心智状态。那么鲍勃要如何将他对意大利肉汁烩饭的渴望传递给爱丽丝呢？最明显的解决办法便是使用像英语一样的自然语言^[3]。要使用这些语言系统，我们需要先学习它们。而一旦学会（英语），我们便可以使用一套共享的符号（英语单词）来代指其他英语使用者脑中的特定想法。

我们很容易会认为，语言之所以能够很好地被使用，是因为我们的想法早已对齐，而语言只是交流想法的一种方式：我们的想法被“打包”进词语中，接收者继而“拆开包裹”。但这只是一种幻觉。即使使用自然语言，概念的对齐仍然很难实现，且如果不积极主动地使用语言，概念的对齐很容易丧失。这就很能说明问题。

因此，自然语言所达成的沟通，类似于机器使用协议和编码进行的交流——它们提供通用的协议，（在某种程度上）连接我们想法的不同格式。从这一观点来看，语言并不依赖在其之前的概念对齐，反而可帮助创造这种对齐。

那么，是否有可能创造对齐的想法呢？有没有某种方式可以将鲍勃的心智状态转化为某种形式，该形式可以与爱丽丝的心智状态兼容，或者不止如此，它可以与所有人的想法兼容？为此我们可以考虑三种可能的解决方案。

第一种是将我们的想法转化为像英语一样的自然语言。相比从一方到另一方的脑中发射未经加工的想法，我们可以转而发送词语。这或许可行，但当然这要求所有参与者使用同一种语言（比如英语），这样心灵感应就变成了一种更高级的发短信形式。

第二种解决方案是通过计算的方式，将未加工的心智状态转化为某种通用格式——一种人人都可理解的“想法的语言”。目前为止，我们无法论证这一转化的可能性。但可以想象的是，这一系统可以用来传递简单的大致状态（例如区分“是的！”与“哦......”），或可传递脑内形成的图像。但目前仍难以想象用这一方法传递任意的想法，后者是传统心灵感应的一个主要目标。

第三种则是预先将特定的想法与特定的含义相联系，创造出某种“心灵感应用语”。现有的几种现代心灵感应尝试即是如此。让我们来看其中两个例子。

真正的交流？或是令人恐惧的远程操控？

在2014年的一项实验中^[4]，拉杰什·拉奥（Rajesh Rao）带领的研究团队将被试分为两人小组，小组组员将一起来玩保卫城市的游戏。他们将合作发射虚拟炮弹，抵御敌人的火箭弹攻击。在每组中，其中一位被试（“发送者”）可以看到屏幕中目标的位置但无法发射大炮，另一位被试（“接收者”）可以按下“发射”键但却看不到屏幕。两位玩家通过脑-脑接口相连。发送者佩戴脑电图仪，该仪器通过在头皮上放置电极来检测脑部活动引起的微小电压变化。这一电压变化随后在位于接收者头皮附近的经颅磁刺激仪中触发磁脉冲。这些磁脉冲被发送至运动皮层的特定部位，其引起的肌肉收缩使接收者按下发射按钮。

暂且不论这是真正的沟通，还是令人感到恐惧的远程操控。我们可以想象一种更精细的版本——磁脉冲只是建议而非直接导致发射行为。但无论我们如何将这一过程精细化，被传达的信息仍高度依赖已知的语境，只有在发送者和接收者已经（通过自然语言）得知游戏规则这一背景下，该信息才是有意义的。通过脑电信号传递的信息不是一个想法或念头。实则，这一信息是通常会驱使接收者手部肌肉收缩的动作命令。

是否有办法扩展这种脑-脑接口的应用，使其不局限于特定的游戏？在同年发表的另一项实验中^[5]，心理学家卡雷斯·格劳（Carles Grau）和同事同样用脑电图仪和经颅磁刺激仪来连接发送者和接收者。

发送者需想象移动他们的手或脚。不同的想象产生不同的脑电模式，它们会分别被用于触发经颅磁刺激线圈来刺激接收者的视觉皮层，或被用于发送一个不会引起光幻视的脉冲。因此，我们有了这样一个设置：发送者可以产生一个想法（例如想象自己的手或脚在移动），这将导致接收者感知或没有感知到幻视。这一方式按理来讲能够用于交流任意信息。比如，我们可以使用摩斯密码：“你好”会变成……-.. .-.. （假设想象手的时候传达的是点，想象胳膊的时候传达的是短横线）。

当然，用这种方式交流起来很慢，且容易引发错误，更主要的是这也不是所谓的传统心灵感应。尽管我们距离信号即“想法”更近了一步，它们的含义仍需被提前确定——要么依靠英文单词（比如使用摩斯密码进行的脑与脑之间的信息传递），要么要求发送者和接收者学会一套新的协议，例如将特定的开/关信号模式理解成某一具体事物。这让我们重新回到了原点，我们早在婴儿时期就学会了这样一套交流协议——语言。这不是以心灵感应的方式交流，而是借心灵感应的平台配合完成交流。

至此，我们对于将想法对齐作为前提的心灵感应更多持悲观的看法。有一些办法可以让我们的想法对齐，比如或许可以训练人们使用格劳等人所用的那种高度具体的协议。但这种方式要求预先对齐，我们因此会失去心灵感应的很多主要的好处。我们无法仅凭靠自己的想法来跟他人沟通，而是必须首先在根本的层面上被训练得与他人更相似。我们没有机会获取不同的思维和推理方式，反之，这种形式的心灵感应只能在几乎一切已经完全相同（因此对齐良好）的时候才能够被使用。

但心灵感应，或某种类似心灵感应的东西，仍是有可能的。因为我们有另一种思考心灵感应的方式，它提出了极具吸引力的不同的实验和探究路径。为了理解我们脑海中的这种方式，让我们后退一步去思考语言被发明的最初目的。其中一种可能——也是看上去最符合我们对对齐的思考的一种可能——是语言是作为人类分享想法和信息的工具被发明出来。但是，只有带来不同的行为，分享信息才是有益的。这让我们以新的方式思考语言以及（一种新型）心灵感应的可能。相较于将沟通看作交换信息的过程，不如将其视作我们于他人身上（以及经常于我们自己身上）所做的一系列行为，这些行为旨在带来某些效果。就此而论，语言的目标并非是（或不总是）心智表征的对齐，而只是行动的知情协调。

如此，成功使用语言无需概念对齐。这一将语言看作协调的手段、影响实际行动的工具的观点，可以在安迪·克拉克（Andy Clark，2006）^[6]、马克·丁曼瑟（Mark Dingmanse，2017）^[7]、克里斯托弗·高克（Christopher Gauker，2002）^[8]，以及迈克尔·瑞迪（Michael Reddy，1979）^[9]的研究中找到。

打个比方，考虑一下“互用性”的概念，只是现在我们将其用于总的身体能力上。两个身高和体重差异很大的人可以合作^[10]，将家具搬过空间不大的拐角^[11]。他们在搬动的过程中甚至会向对方发送信号。为了达成目标，这些信号必须能够带来合适的身体行为，比如推家具的一边，或是将其举起。但除目标相同之外，根本无需概念上（更不必说更抽象）的对齐。实际层面的对齐大于一切。

双向脑间通路，使相连的人共同完成活动

将语言看作在实际层面进行协调的手段，这使心灵感应（或某种像是心灵感应的东西）的前景变得不一样。我们不再将心灵感应看作沟通内心想法和经验的有力工具，将这些想法从一个大脑传递到另一个大脑，而是可以将其视作达成因果影响的新途径：终有一天我们可以使用这些途径来协调联合的行动。现有的脑-脑接口即可成为这样的工具，尽管它们先天性地（因缺乏概念对齐）无法直接将心智表征的内容传给他人。

有了这一思路，让我们来想象一下拉奥和格劳的发送-接收装置的另一个版本。人们不再被指示形成某种特定心智状态，来传达某种预定的含义，而是在年轻的两人或多人中间打开这样一种双向脑间通路。然后，相连的人共同去完成各项活动，例如完成学校的作业，搬运沙发，或者相爱。或许他们的大脑会学习使用这一新型通路来实现他们的目标。这（至少对我们来说）看上去更真实合理。当两个人，甚至是当主人和他的宠物，共同学会观察彼此的身体语言，来获得对方在想什么或想要做什么的线索时，似乎会发生类似的情况。在这一情境下，不同渠道（在这里是视觉），有着不同的目标对象（小的肢体运动），传达了一层额外的可用信息，而且这一信息很难用其他方式传达。

任何最初没有特定目的的、新的脑间通路均可被以各种方式进行配置，来传递不同脑区的活动记录，或更广泛的更多脑区的一般活动记录。但需要经过反复的实验，我们才能获得最有效的配置，并明确其使用目标。不过这些新通路的最终目的并不会绕过任何一人的意图（像拉奥的设计那样），而是会加强他们赖以生成的基础并实现其意图。

据我们所知，这类实验从未在人类或其他动物身上做过，但神经科学哲学家保罗·丘奇兰德（Paul Churchland）曾想象过类似的事情。在1989年出版的《一种神经计算的视角》（A Neurocomputational Perspective）中^[12]，丘奇兰德假想了一支在训练和比赛中使用直接的脑间无线连接的冰球队。这支队伍可能会受益于携带各类信息的信号的快速传递。丘奇兰德同时猜测，队员们或许能够学会远比普通的语言交流更高级的理解他人的方式。这是因为他认为公共语言是一种有局限性且贫乏的沟通方式，直接的脑间连接或许能达到比语言沟通更好的效果。而我们的观点则是，无论是公众语言，还是任何未来连接人脑的桥梁，其力量都在于其促进实际合作的能力，而在这一过程中，底层表征的不一致可以被忽视掉。

重要的是，我们有理由相信人脑拥有充分使用（可能携带新型信息的）新型通路所需的灵活性和可塑性。一个简单的例子是NorthSense这个产品。它是一个被安装在使用者胸前的小型硅胶装置，当使用者面向磁北时，它会短暂地震动。使用者报告说，他们很快开始在每时每刻“知道”，自己相对于住处或者孩子的校门等重要地点所在的方向。通过这种方式，新的方向信息一点一点不断输入，由此被快速纳入佩戴者的认知生态中。

我们还可以考虑感官替代技术。盲人的拐杖传递的信息流能够被用于物体识别和定位。而至于更高频宽的体验，有一种与放在舌头上的电网相连的头戴式相机，它可以发送不同模式的电刺激，以此传递有关碰触范围之外的物品的距离和形状信息。这类信息进而可以促进物品识别和适当的行为反应^[13]。还有一些商用系统可以通过声音而非触觉传递视觉信息^[14]，例如EyeMusic^[15]这类设备。在所有这些情境中，盲人患者试图执行各种动作，因其动作变化而产生的影像信息，被转化为触觉、电刺激或是声音。在长时间的训练下，盲人患者便能够学会辨识不同物品的特征模式，分辨出植物和雕塑、十字形和圆形等等。

这些技术所能达到的范围有限，并且需要大量的训练才能够掌握。但它们证明了以下原则^[16]：人类的大脑是能够使用多种不同信号来传递信息的可塑器官。我们现有的普通人类的感官能力，或许只是最基础的装备，在此基础上我们将实现与他人以及更广泛的世界进行交互的最终模式。

在这一视角下，更具成效的可能并不是将心灵感应视为学习一种新的语言，而是将其视为学习一项运动技能，例如杂耍或是跳舞和骑山地车这类更复杂的运动。在这些情况下，合适的训练能够让我们做一些全新的事情，扩展我们普通的感官能力——以一种或许要在很久之后才能发现其最佳用途的方式。

我们至此证明了传统心灵感应的前景不佳。传统心灵感应要求我们的想法有通用的格式，即一人的想法对另一人来说是可理解的。而这一通用格式存在的可能性微乎其微。而且，试图使用自然语言来实现这一点，在很大程度上违背了心灵感应的目的，这会将心灵感应变为更高级的短信交流方式。尽管我们对于直接传递想法或经验持悲观态度，但是增加新型脑间通路有着令人兴奋的前景。通过提供多样的此类新型通路，我们可塑的大脑可能会被“放任”发展出更有效协调实际行动的新方式。我们当下在艺术、科学和文化方面的成就所需的有效协调依赖于自然语言。新型脑间通路有增强现有协调能力的潜能，将我们变得更善于协作，并以我们无法想象的方式改变社会和生活。

后记

Weizhuo：不知道从什么时候开始，我在写作文时喜欢拼接创造出奇怪的词或有语法错误的句式，当时认为文字不足以简单地传达细微的情绪，但解决的方法也只有将已有的词语通过稍有不同的方式传达出来。本文作者也认为基于同一种语言的心灵感应不具有发展空间，并转而描述和设想另一种更具有实际应用性的脑间通路。这的确听起来更可靠，但我仍想知道我们如何让他人理解我们不知如何说出的话，明晰细流般的思想，窥见我们的内心。

安静虫：校对这篇之前不久刚刚看完央视的脑科学纪录片《大脑深处》，并感到其中的电子助盲器非常神奇。盲人怎么能够用舌头来“看”东西呢？这个通路是怎么打通的？到现在我仍不是很理解。当使用者说我“感到”面前有一个圆柱形的长条状物体时，这个“感到”是看到，还是某种难以言说的另外一种感觉呢？

我们的大脑真的很神奇。被切除一半的大脑仍能正常进行很多工作。因此文中的思路应该是非常有效的，我们将实验各种配置，调节各种输入和协作方式，看看我们的大脑还能以怎样的方式工作。科技界永远是实用性大于一切（或许不只科技界）。在我们真正理解很多事情背后的原理之前，我们可以开始尝试使用，而这终将促成我们的理解。

参考文献

1. https://aeon.co/essays/why-is-the-english-spelling-system-so-weird-and-inconsistent

2. http://inthelandofinventedlanguages.com/

3. https://aeon.co/essays/why-is-english-so-weirdly-different-from-other-languages

4. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0111332

5. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0105225

6. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09515080600689872

7. https://pure.mpg.de/rest/items/item_2237449_8/component/file_2388465/content

8. https://mitpress.mit.edu/9780262571623/words-without-meaning/

9. https://www.cambridge.org/core/books/abs/metaphor-and-thought/conduit-metaphor-a-case-of-frame-conflict-in-our-language-about-language/073475BB85C2B7553047D1D29F62C2E2

10. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2016.02039/full

11. https://www.cell.com/trends/cognitive-sciences/fulltext/S1364-6613(05)00356-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1364661305003566%3Fshowall%3Dtrue

12. https://mitpress.mit.edu/9780262531061/a-neurocomputational-perspective/

13. https://journals.lww.com/neuroreport/Abstract/2011/05110/Navigation_with_a_sensory_substitution_device_in.6.aspx

14. https://www.cell.com/trends/cognitive-sciences/fulltext/S1364-6613(03)00290-0?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1364661303002900%3Fshowall%3Dtrue

15. https://content.iospress.com/articles/restorative-neurology-and-neuroscience/rnn130338

16. https://www.nature.com/articles/srep15628

原文：https://aeon.co/essays/how-might-telepathy-actually-work-outside-the-realm-of-sci-fi

本文来自微信公众号：神经现实 （ID：neureality），作者：Gary Lupyan & Andy Clark：译者：Weizhuo