如果我們不是在顯微鏡和實驗記錄中一點一點地拼湊大腦的奧秘，而是直接在超級計算機里“建造”一個大腦——一個完全數(shù)字化、卻精確模擬了每個神經(jīng)元電光火石般活動的大腦。

這聽起來像科幻小說，但在21世紀(jì)初，一位名叫亨利·馬克拉姆（Henry Markram）的神經(jīng)科學(xué)家，真的將這個故事變成了現(xiàn)實[1]，并由此開啟了一場席卷全球科學(xué)界的風(fēng)暴。

野心的種子：一個“簡單”的想法

我們丈量宇宙、編輯基因，卻仍未讀懂自己的大腦——這片咫尺之間的宇宙。頭顱內(nèi)的“小宇宙”由860億神經(jīng)元構(gòu)成，幾個世紀(jì)來，神經(jīng)科學(xué)家像手持殘缺星圖的航海家，雖記錄了神經(jīng)元的“竊竊私語”，繪出了腦區(qū)活動的“星云圖”，卻始終無法解釋思維與意識如何從碎片中涌現(xiàn)[2]。

對此，馬克拉姆提出了一個截然不同的思路。這位科學(xué)家不愿只做繪制星圖的航海家，他誓言要建造一艘“星艦”，直入大腦的奧秘核心。他的方法瘋狂而直接——既然無法完全理解它，那就模擬它。

?Henry Markram 圖源：SANDBOX FILM

馬克拉姆并非典型的書齋科學(xué)家。他出生于南非，身上兼具著冒險家的膽魄與工程師的嚴(yán)謹(jǐn)。在他的眼中，傳統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)的“零敲碎打”式研究，盡管成果豐碩，但速度太慢，且難以觸及本質(zhì)。他提出了一個在當(dāng)時看來既瘋狂又極具革命性的觀點：我們或許永遠(yuǎn)無法通過無限疊加的局部實驗來完全理解大腦這個整體系統(tǒng)。唯一的、也是最終的途徑，是“模擬它”。

這個想法的核心，源于一種強大的科學(xué)哲學(xué)：要真正理解一個系統(tǒng)，你必須能夠重建它。馬克拉姆認(rèn)為，理解不僅僅意味著描述和觀察，更意味著掌握其內(nèi)在的、普適的規(guī)則，以至于你可以在另一個媒介上將其精確地復(fù)現(xiàn)出來。如果這個復(fù)現(xiàn)品的行為與原始系統(tǒng)別無二致，那么你就真正地理解了它。

為了讓這個抽象的理念變得易于理解，馬克拉姆使用了一個極其有力的比喻——“反向工程”。

就像你面前有一架前所未見的、精妙絕倫的飛機。你可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)地觀察它起飛、翱翔、降落；你可以拆下它的機翼，分析材料的成分；你可以研究它的發(fā)動機，測量其馬力。這些研究無疑是有價值的，但它們能讓你完全理解這架飛機為何能飛嗎？或許不能。

但如果你采用一種“反向工程”的思路呢？你將這架飛機完全拆解，測量每一個鉚釘?shù)某叽?、每一根電線的電阻、每一塊鋁蒙皮的曲率，然后將所有這些數(shù)據(jù)輸入一臺強大的計算機，在虛擬世界中嚴(yán)格按照這些規(guī)格，重新“建造”一架數(shù)字飛機。

接下來，才是見證奇跡的時刻。你在這臺數(shù)字飛機上模擬氣流、燃油燃燒和物理定律。如果這個模型是足夠精確的，那么它在計算機中就應(yīng)該能夠“飛起來”。如果它不能，就說明你的數(shù)據(jù)或你對規(guī)則的理解有誤。通過不斷調(diào)試、修正，直到數(shù)字飛機成功翱翔，你便不僅僅是“知道”飛機會飛，而是深刻地“理解”了它之所以能飛的每一個物理和工程學(xué)原理。

馬克拉姆提出，我們的大腦，正是這架需要被“反向工程”的、無比復(fù)雜的“飛機”。我們不需要理解“意識”或“思維”這些高層概念的神秘配方，我們只需要做最基礎(chǔ)、最艱苦的工作——測量。

測量大腦中每一種神經(jīng)元的精確形態(tài)，測量它們之間是如何連接的，測量控制它們放電的離子通道和突觸傳遞的化學(xué)規(guī)則。然后，將這些海量的、底層的生物學(xué)規(guī)則，轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)方程，輸入到世界上最強大的超級計算機中。

如果這個模型足夠精確，那么“意識”、“思維”和“情感”這些高級功能，是否會像飛機最終離開地面一樣，自然而然地“涌現(xiàn)”出來？馬克拉姆堅信，答案是肯定的。這并非哲學(xué)的空想，而是基于復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)的一個堅實信念：整體大于部分之和，但整體必定源于部分及其相互作用。找到最底層的規(guī)則，便能重建整個大廈。

這個宏偉的愿景，需要一個起點，一個“阿波羅計劃”中的第一步。馬克拉姆不是一個空想家，他深知目標(biāo)的浩大。于是，在2005年，他與他在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的團(tuán)隊啟動了“藍(lán)腦計劃”（Blue Brain Project）[3]。這個名字，既暗示了其與IBM“藍(lán)色基因”超級計算機的緊密合作，也透露出其探索“藍(lán)色星球上最后邊疆”的雄心。

?藍(lán)腦計劃. 圖源：EPFL

“藍(lán)腦計劃”的初始目標(biāo)，被刻意設(shè)定得相對“謙遜”和務(wù)實：他們不去模擬整個鼠腦，更不用說人腦，而是瞄準(zhǔn)了大腦皮層的一個基本功能單元“新皮層柱”。

可以把這個新皮層柱想象成大腦皮層這塊復(fù)雜織物中的一根最基本的“線”。它大約只有2毫米高，直徑0.5毫米，卻包含了約1萬個神經(jīng)元，以及它們之間錯綜復(fù)雜的連接[4]。這個微小的柱狀結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是大腦進(jìn)行信息處理的一種重復(fù)性“微電路”。馬克拉姆的設(shè)想是，只要我們能徹底理解并成功模擬這一根“線”的工作原理，我們就可以像搭樂高積木一樣，將成千上萬個這樣的模塊組合起來，最終編織出整個新皮層，乃至整個大腦的模型。

這是一個典型的“化整為零、由簡入繁”的工程學(xué)策略。從模擬一個皮層柱開始，如同一個音樂家開始練習(xí)一首宏大交響樂的第一個音符。這個音符本身是簡單的，但它蘊含著整個樂章的所有基因和潛能。馬克拉姆相信，只要這個音符是精準(zhǔn)的，那么后續(xù)的旋律、和聲乃至震撼人心的交響，都將順理成章地流淌而出。

于是，在瑞士寧靜的實驗室里，一場前所未有的科學(xué)遠(yuǎn)征悄然啟航。它的工具不是試管和顯微鏡，而是算法和超級計算機；它的目標(biāo)不是發(fā)現(xiàn)一個新分子或一條新通路，而是要在數(shù)字世界中，點燃第一朵屬于“智能”的、微小的火焰。沒有人知道這條路是否能走通，但亨利·馬克拉姆，這位充滿遠(yuǎn)見和魅力的“科學(xué)先知”，已經(jīng)毫不猶豫地邁出了第一步，走向了一個被無數(shù)人視為科幻的未來。

而這一切，都源于一個看似簡單，卻足以撼動整個科學(xué)界的想法：如果我們不能完全理解它，那就模擬它。

宏偉的藍(lán)圖：從鼠腦到人腦的飛躍

“藍(lán)腦計劃”在洛桑的超級計算機集群中穩(wěn)步推進(jìn)，像一支紀(jì)律嚴(yán)明的工程兵部隊，在微觀戰(zhàn)場上默默地進(jìn)行著艱苦的“巷戰(zhàn)”。他們成功模擬出大鼠的單個新皮層柱，這無疑是神經(jīng)科學(xué)史上的一座里程碑。但在馬克拉姆心中，這簇微小的數(shù)字火焰，僅僅是他意欲點燃的燎原星火的起點。他需要一個更大的舞臺，一個能將這個專業(yè)而深奧的計劃，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粓鱿砣虻目茖W(xué)革命的契機。

而這個契機，在2009年，到來了。

?Henry Markram: A brain in a supercomputer. 圖源：TED Talks

一場點燃世界的TED演講

那一年，在英國牛津舉行的TEDGlobal大會上，亨利·馬克拉姆走上了那個以傳播“值得分享的思想”而聞名的紅色圓形地毯。聚光燈下，他沒有攜帶復(fù)雜的圖表，只有他本人、一個麥克風(fēng)，以及一個讓全場屏息的宣言：“我們將在十年內(nèi)，在計算機中模擬出整個人類大腦?！?/strong>[5]

這道劃破長空的閃電，瞬間重塑了聽眾的想象力。他描繪了一幅對比強烈的圖景：一邊是神經(jīng)科學(xué)淹沒在無法拼合的“數(shù)據(jù)海嘯”中，另一邊是無數(shù)腦疾病患者正等待根本性的解決方案，而當(dāng)時的藥物治療如同“閉著眼睛打移動靶”。

面對這一困境，他拋出的解決方案是“全腦模擬”。他將超級計算機比作一臺“時間機器”，能將研究速度提升數(shù)萬倍。他承諾，這一宏偉計劃將徹底改變游戲規(guī)則：醫(yī)生將為患者創(chuàng)建數(shù)字“孿生”大腦，安全測試萬千藥物；我們甚至可能第一次在屏幕上目睹“意識”被點亮的時刻。

這與其說是一場科學(xué)報告，不如說是一次充滿信念的布道。馬克拉姆用清晰易懂、充滿人文關(guān)懷的圖像，將復(fù)雜的科學(xué)難題轉(zhuǎn)化為全人類共同期待的未來圖景。他沒有說“我們可能成功”，而是宣告“我們正在這樣做”。這種強大的信念感，通過TED這個全球擴音器，瞬間傳遞給了數(shù)百萬觀眾。一夜之間，亨利·馬克拉姆從一位杰出的神經(jīng)科學(xué)家，變身成為描繪科學(xué)未來的“先知”。

“人腦計劃”的誕生

TED演講帶來的巨大聲望和輿論關(guān)注，為馬克拉姆的雄心注入了前所未有的動力。他的愿景恰好與歐盟尋找下一個能夠引領(lǐng)未來科技、提振歐洲競爭力的“旗艦級”科研項目的戰(zhàn)略不謀而合。歐盟正在尋找像“人類基因組計劃”或“阿波羅登月計劃”那樣，能夠整合全歐洲科研力量、產(chǎn)生顛覆性影響的宏大工程。

于是，在2013年，一個比“藍(lán)腦計劃”規(guī)模宏大無數(shù)倍的“人腦計劃”（Human Brain Project）正式起航。它被歐盟授予“未來新興技術(shù)旗艦項目”的稱號，并在未來十年內(nèi)獲得了超過10億歐元的巨額資助[6-7]。這標(biāo)志著馬克拉姆的夢想完成了一次關(guān)鍵的身份躍遷：它從一個由單個實驗室主導(dǎo)的、目標(biāo)導(dǎo)向明確的研究項目，升級為一個由歐盟主導(dǎo)的、涉及上百所歐洲科研機構(gòu)、涵蓋神經(jīng)科學(xué)、醫(yī)學(xué)、計算機科學(xué)、機器人學(xué)等多領(lǐng)域的巨型科研聯(lián)盟。

?人腦計劃的多層次組織. 圖源：Neuron

“人腦計劃”的雄心，從其名稱便可窺見一斑。它的終極目標(biāo)，直指人類智慧的王冠本身。它不再滿足于在大鼠的大腦皮層柱中摸索，而是要繪制完整的人腦圖譜，整合所有層面的知識，從基因、分子、細(xì)胞到環(huán)路、系統(tǒng)，最終在超級計算機中實現(xiàn)全腦模擬。這已不再是“反向工程一架飛機”，而是試圖“反向工程一整座能夠自我維護(hù)、學(xué)習(xí)和產(chǎn)生意識的大都會”。

在項目啟動之初，馬克拉姆及其團(tuán)隊描繪的未來圖景，充滿了科幻般的魅力，卻又基于堅實的科學(xué)推論。他們邀請整個世界，共同想象一個擁有人腦模擬技術(shù)的未來。

數(shù)字大腦將如何重塑我們的未來

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，革命將是根本性的。想象一位阿爾茨海默癥早期患者就診。醫(yī)生不再僅僅依靠模糊的記憶測試和昂貴的腦部掃描進(jìn)行推斷性診斷。相反，他們可以從患者身上提取細(xì)胞，推導(dǎo)出其獨特的基因組信息，然后為其“定制”一個高精度的個人數(shù)字大腦模型。

這個數(shù)字“孿生”會以驚人的速度模擬疾病未來數(shù)十年的發(fā)展進(jìn)程。醫(yī)生可以在這個虛擬大腦上，像測試飛機引擎一樣，安全地試用各種候選藥物和療法組合，觀察哪種方案能最有效地延緩甚至阻止淀粉樣蛋白斑塊的沉積，而無需讓患者承受任何實際風(fēng)險。這將是精準(zhǔn)醫(yī)療的終極形態(tài)。

在基礎(chǔ)科學(xué)研究中，范式將被徹底改變。科學(xué)家將不再僅僅通過觀察行為或記錄少數(shù)神經(jīng)元的活動來推測大腦的運作機制。他們可以像氣象學(xué)家模擬臺風(fēng)路徑一樣，在超級計算機上“模擬思維”。比如，要理解“決策”是如何產(chǎn)生的，研究人員可以給數(shù)字大腦一個虛擬情境，然后像回放高速攝影鏡頭一樣，追蹤信號在整個大腦網(wǎng)絡(luò)中是如何起源、競爭、擴散，并最終導(dǎo)致一個“決定”的。那些困擾我們已久的謎團(tuán)，例如記憶如何被存儲和提取、創(chuàng)造力源自何處、情緒如何影響判斷，都可能在這種全息、動態(tài)的模擬中找到答案。

甚至，在技術(shù)領(lǐng)域，人腦計劃也承諾帶來顛覆性突破?；趯Υ竽X高效、低功耗信息處理方式的理解，科學(xué)家可以開發(fā)出全新的“神經(jīng)形態(tài)計算”芯片。這種芯片不再遵循傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)*，而是模仿大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有望在處理感知、模式識別等任務(wù)上實現(xiàn)指數(shù)級的能效提升，為下一代人工智能和機器人技術(shù)奠定硬件基礎(chǔ)。

* 馮·諾依曼架構(gòu)是一種計算機設(shè)計的基本架構(gòu)，其核心特點是將程序指令和數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中，通過中央處理單元（CPU）來執(zhí)行指令。這種架構(gòu)還包括輸入/輸出設(shè)備用于數(shù)據(jù)交互，以及總線系統(tǒng)用于各部件之間的數(shù)據(jù)傳輸。盡管存在存儲器訪問瓶頸，但其通用性和靈活性使其成為現(xiàn)代計算機設(shè)計的基礎(chǔ)。

這是一個足以讓包括科學(xué)家、投資者，普通公眾的任何人都為之興奮和顫栗的未來。它承諾的不僅是科學(xué)的進(jìn)步，更是對人類生存狀況的根本性改善。在2013年的那個節(jié)點，在巨額資金和全球矚目的加持下，“人腦計劃”仿佛一艘裝備精良、目標(biāo)堅定的星艦，承載著人類最深遠(yuǎn)的求知欲，正式點火升空，駛向那名為“理解自我”的最終前沿。

星光似乎觸手可及，但誰也未預(yù)料到，前方等待他們的，并非坦途，而是科學(xué)探索中最為常見的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)——理想與現(xiàn)實的猛烈對撞。

理想與現(xiàn)實的碰撞：風(fēng)暴來襲

當(dāng)“人腦計劃”這艘宏偉的星艦，在公眾的歡呼和巨額資金的助推下，看似正朝著模擬人腦的星辰大海全速前進(jìn)時，在科學(xué)界內(nèi)部，深沉的疑慮早已如暗流般涌動。這并非出于嫉妒或保守，而是源于許多頂尖神經(jīng)科學(xué)家心中一個最根本的疑問：這條通往“終極理解”的捷徑，是否足夠可行？對馬克拉姆宏偉藍(lán)圖的質(zhì)疑，很快從實驗室和學(xué)術(shù)沙龍里的竊竊私語，匯聚成一場公開的、席卷歐洲科學(xué)界的風(fēng)暴[8]。

這場風(fēng)暴的核心，是方法論、科學(xué)哲學(xué)和科研管理上的三重尖銳沖突。

我們是否具備了“反向工程”所需的完整圖紙？

這記最根本的質(zhì)疑直指計劃的前提：我們是否具備了“反向工程”所需的完整圖紙？以倫敦大學(xué)學(xué)院教授、諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主彼得·達(dá)揚為代表的批評者指出，神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究仍存在大量空白，在此情況下大談全腦模擬，無異于在流沙上筑塔[8]。

一個尖銳的比喻是：馬克拉姆的計劃，好比一位建筑師宣稱要精確重建整個紐約市，包括每一棟樓的結(jié)構(gòu)和每一根管線的走向。但現(xiàn)實是，神經(jīng)科學(xué)手中只有關(guān)于幾塊磚頭、幾段水管的零散數(shù)據(jù)。我們不僅沒有城市的總規(guī)劃圖，甚至不清楚究竟有多少種建筑材料及其連接規(guī)則。

具體而言，我們直至今日也遠(yuǎn)未完全了解人腦中所有的神經(jīng)元類型，更罔論它們之間精確的連接方式，也就是我們常說的全腦‘聯(lián)結(jié)組”。大腦的“接線規(guī)則”充滿隨機性、可塑性和個體差異，絕非規(guī)整的電腦芯片。在沒有這張基本“接線圖”的情況下進(jìn)行全腦模擬，風(fēng)險極高。其成果很可能是一個精心構(gòu)建、能流暢運行，卻與真實大腦原理相去甚遠(yuǎn)的“海市蜃樓”。

是否模糊了“模擬”與“理解”之間的哲學(xué)鴻溝？

即使退一步，假設(shè)技術(shù)難題得以克服，一個在超級計算機中成功運行的大腦模型出現(xiàn)了，但這意味著我們“理解”了大腦嗎？許多科學(xué)家對此深表懷疑[9]。這記質(zhì)疑指向了“模擬”與“理解”之間的哲學(xué)鴻溝。

批評者提出了一個強有力的“黑箱”比喻：當(dāng)今的深度學(xué)習(xí)模型能精準(zhǔn)識別貓的圖片，但其內(nèi)部的決策過程即便對創(chuàng)造者而言也如同謎團(tuán)。同樣，一個由無數(shù)微分方程驅(qū)動的數(shù)字大腦，即使能對刺激做出合理反應(yīng)，也可能只是一個更復(fù)雜的“黑箱”。我們能觀察其輸出，卻未必能洞察意識產(chǎn)生的本質(zhì)。

另一個精妙的類比是天氣模擬：氣象學(xué)家能相當(dāng)準(zhǔn)確地預(yù)測臺風(fēng)路徑，但這不等于他們完全“理解”了地球大氣的所有深層原理。模擬的成功依賴于宏觀參數(shù)和統(tǒng)計規(guī)律，而非追蹤每個分子。同樣，對大腦的詳細(xì)模擬或許能幫助“預(yù)測”某些行為，但離“理解”思維和情感的深層原理，或許還有著本質(zhì)區(qū)別。這種批評直指HBP的終極目標(biāo)——模擬是否真能引領(lǐng)我們觸及意識的奧秘。

巨額公共資源押注于單一路徑是否合理公正？

除了科學(xué)理念的沖突，HBP在管理上的風(fēng)格引發(fā)了最強烈的反彈。這記質(zhì)疑關(guān)乎在數(shù)據(jù)與理論尚不完備時，將巨額公共資源押注于單一路徑是否合理公正。

許多參與項目的科學(xué)家抱怨，HBP的治理結(jié)構(gòu)過于“自上而下”，權(quán)力過度集中在馬克拉姆及其核心圈子手中。巨大的資金流向被批評高度傾斜，過度集中于“全腦模擬”及直接相關(guān)的計算平臺建設(shè)，而認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、實驗方法學(xué)等許多傳統(tǒng)但至關(guān)重要的研究方向則感到被邊緣化，資金受到擠壓[9]。

在批評者看來，HBP不再是一個服務(wù)于整個歐洲神經(jīng)科學(xué)界的平臺，而是蛻變?yōu)閷崿F(xiàn)個人愿景的“私人項目”。這不僅僅是資源分配問題，更關(guān)乎科學(xué)精神本身：科學(xué)進(jìn)步歷來依賴于百花齊放、多元路徑的探索。HBP這種“獨裁”模式，試圖將所有的科研雞蛋放入“模擬”這一個籃子，在許多人看來不僅是管理上的冒險，更是對科學(xué)自身發(fā)展規(guī)律的違背。

暗流終于匯聚成海嘯。2014年7月，超過800位歐洲頂尖神經(jīng)科學(xué)家簽署并發(fā)表了一封致歐盟委員會的公開信。這封信措辭嚴(yán)厲，直指HBP的管理問題和對其他神經(jīng)科學(xué)方向的忽視，并警告說，如果歐盟不進(jìn)行干預(yù)和改革，他們將聯(lián)合抵制并退出這個項目。

這封聯(lián)名信如同一顆重磅炸彈，引發(fā)了全球科學(xué)媒體的頭條報道，將HBP的內(nèi)部矛盾徹底公之于眾。它標(biāo)志著科學(xué)共同體對一種他們認(rèn)為不健康、不可持續(xù)的科學(xué)模式的集體反抗。面對巨大的壓力，歐盟委員會不得不介入，啟動了對HBP的嚴(yán)格中期評估。

評估結(jié)果是對馬克拉姆原初愿景的一次重大修正。歐盟迫使HBP進(jìn)行了一場痛苦的、但必要的“轉(zhuǎn)型”。項目領(lǐng)導(dǎo)層進(jìn)行了重組，管理方式從高度集權(quán)轉(zhuǎn)向更開放、更民主的聯(lián)盟制。最重要的轉(zhuǎn)變在于目標(biāo)的根本性調(diào)整：

“在十年內(nèi)模擬整個人腦”這個充滿噱頭但被廣泛認(rèn)為不切實際的終極目標(biāo)，被悄然擱置，或至少不再是唯一的核心。HBP的新重心，轉(zhuǎn)變?yōu)闉檎麄€歐洲乃至全球的神經(jīng)科學(xué)界，構(gòu)建一個可持續(xù)的、開放的研究基礎(chǔ)設(shè)施平臺[10]。

換句話說，HBP這艘星艦，不再宣稱要直接飛抵“意識”的彼岸，而是轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔ煲粋€巨大的“太空港”或“軌道造船廠”。它的核心產(chǎn)出，不再是那個終極的數(shù)字大腦，而是一系列強大的工具：集成的多尺度腦數(shù)據(jù)庫、先進(jìn)的腦模擬軟件、神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)、以及神經(jīng)機器人學(xué)平臺。這些工具將提供給全世界的科學(xué)家使用，支持各種路徑、各種范式的腦研究，而不僅僅是馬克拉姆的“全模擬”路徑。

這是敘事的一個重大轉(zhuǎn)折點。它標(biāo)志著純粹的、由個人愿景驅(qū)動的“大科學(xué)”理想，在與復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)實和科學(xué)共同體的集體意志碰撞后，所做出的一次妥協(xié)與升華。

風(fēng)暴過后，HBP雖然傷痕累累，聲譽受損，但它完成了一次關(guān)鍵的蛻變。它從一場充滿英雄主義色彩的、高風(fēng)險的個人豪賭，回歸到了一個更務(wù)實、更協(xié)作、或許也更具持久影響力的“公共服務(wù)”軌道上。這場風(fēng)暴沒有摧毀這艘船，但它徹底改變了其航向，駛向了一個與2009年TED演講臺上所描繪的、截然不同的未來。

未竟的遺產(chǎn)：播種未來

當(dāng)喧囂與爭議的塵埃漸漸落定，我們不可避免地要回到那個最初的問題前：亨利·馬克拉姆和他那耗資十億歐元的“人腦計劃”，最終成功了嗎？如果成功的標(biāo)準(zhǔn)，是他在2009年TED演講臺上所設(shè)下的那個具體、宏大且激動人心的目標(biāo)：在十年內(nèi)于計算機中模擬出一個有功能的人類大腦。

那么答案是否定的。我們沒有看到那個被點亮的數(shù)字意識，醫(yī)學(xué)也并未因一個全腦模型而發(fā)生革命。從這個角度看，這是一場壯志未酬的遠(yuǎn)征，一個“未竟的”夢想。

然而，如果將目光僅僅鎖定于此，我們便會錯過這個故事最深刻、也最具啟示性的部分。在科學(xué)史上，許多最偉大的遺產(chǎn)，并非源于目標(biāo)的達(dá)成，而是源于追逐目標(biāo)這一過程本身所播撒下的、改變整個生態(tài)的種子。

HBP的真正遺產(chǎn)，不在于它是否抵達(dá)了預(yù)設(shè)的終點，而在于它如何深刻地改變了通往終點的“道路”本身。這是一座無形的豐碑，其影響遠(yuǎn)比你能否在屏幕上看到一個數(shù)字大腦更為深遠(yuǎn)。

基礎(chǔ)設(shè)施的貢獻(xiàn)

評價HBP的貢獻(xiàn)，可以借用一個大基礎(chǔ)設(shè)施工程的比喻：古代中國大運河的修建，其直接目的可能是為了帝國漕運，勞民傷財，爭議不斷。但運河一旦貫通，其最大的歷史作用，卻往往是促進(jìn)了沿岸無數(shù)城鎮(zhèn)的經(jīng)貿(mào)繁榮與文化交融，其價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了最初的意圖。

HBP正是如此。在全力奔赴“全腦模擬”這個宏大目標(biāo)的過程中，它被迫必須為整個歐洲的神經(jīng)科學(xué)界，建造起一套前所未有的“數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施”。這包括：

• 強大的腦數(shù)據(jù)庫與圖譜平臺：HBP整合了海量、異構(gòu)的腦研究數(shù)據(jù)——從基因表達(dá)、神經(jīng)元形態(tài)到腦成像數(shù)據(jù)——并將其標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化，建成了像“EBRAINS”這樣的開放研究基礎(chǔ)設(shè)施[11]。這好比為神經(jīng)科學(xué)界繪制了一幅前所未有的、可交互的“數(shù)字地球儀”。全球的科學(xué)家不再需要在碎片化的論文海洋中艱難淘金，而是可以在這個平臺上，像使用谷歌地圖一樣，分層、定位、檢索和分析不同尺度的大腦信息。這對于那些沒有龐大計算資源的中小型實驗室而言，無疑是一次能力的巨大解放。

• 先進(jìn)的模擬與計算工具：為了模擬大腦，HBP開發(fā)了諸如“NEST”模擬器、“Arbor”等專業(yè)軟件。這些工具并非只能用于全腦模擬，它們同樣可以被用來模擬一個腦區(qū)、一條神經(jīng)環(huán)路，甚至研究某種疾病的機制。HBP將這些強大的工具開源，使其成為全球神經(jīng)科學(xué)家工具箱里的“標(biāo)配”，極大地降低了計算神經(jīng)科學(xué)的門檻。

• 史無前例的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)：HBP將來自幾十個國家、上百個機構(gòu)的科學(xué)家、工程師、醫(yī)生和物理學(xué)家凝聚在一起，打破學(xué)科壁壘，形成了一個密集的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。這種規(guī)模的跨界合作，在神經(jīng)科學(xué)史上是空前的。即使項目本身的管理曾引發(fā)爭議，但這種協(xié)作的模式和經(jīng)驗，以及由此產(chǎn)生的人才流動與知識交換，為未來更大規(guī)模的科研合作奠定了基石。

技術(shù)的催化

在全力逼近“模擬生物大腦”這一目標(biāo)的過程中，HBP意外地成為了兩股強大技術(shù)浪潮的催化劑。

首先是對高性能計算的推動。模擬一個器官，哪怕只是其中一小部分，對算力的需求是貪婪的。HBP與歐洲頂尖的超算中心（如尤利希研究中心）深度綁定，不斷挑戰(zhàn)著計算能力的邊界。這種需求驅(qū)動了軟件算法、數(shù)據(jù)可視化、大規(guī)模并行處理技術(shù)的創(chuàng)新，其成果惠及的領(lǐng)域遠(yuǎn)不止神經(jīng)科學(xué)。

對神經(jīng)形態(tài)計算的傾力投入有促于一種新的芯片設(shè)計原理的發(fā)展。當(dāng)團(tuán)隊意識到，用傳統(tǒng)計算機架構(gòu)模擬大腦，能耗極高、效率低下時，他們開辟了一條全新的路徑：為什么不直接制造一種模仿大腦結(jié)構(gòu)和運作原理的芯片呢？

于是，HBP下誕生了像“SpiNNaker”和“BrainScaleS”這樣的神經(jīng)形態(tài)計算機[12-13]。它們不再使用傳統(tǒng)的馮·諾依曼架構(gòu)，而是試圖用硬件直接模擬神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模并行、事件驅(qū)動（脈沖發(fā)放）、低功耗的特性。

?“SpiNNaker”和“BrainScaleS”計算機. 圖源：HPC wire

這項最初為“模擬大腦”服務(wù)的技術(shù)，其最激動人心的應(yīng)用前景，可能恰恰是“逃離”對生物大腦的模擬，轉(zhuǎn)而賦能新一代的機器人與人工智能。這種腦啟發(fā)芯片，在處理感知、實時決策、模式識別等任務(wù)時，具有能效比上的巨大優(yōu)勢，為開發(fā)更自主、更節(jié)能的智能體提供了全新的硬件基礎(chǔ)。

HBP在這條賽道上的早期布局，使歐洲在全球下一代計算架構(gòu)的競爭中占據(jù)了重要一席之地。這正應(yīng)了那句古話：“有心栽花花不開，無心插柳柳成蔭。”他們最初想理解生物大腦，最終卻可能幫助創(chuàng)造了另一種形式的“智能”。

思想的碰撞

或許，HBP最深刻也最無形的遺產(chǎn)，是它在那場風(fēng)暴中，迫使整個神經(jīng)科學(xué)界進(jìn)行了一場遲來的、深刻的“靈魂拷問”：我們究竟應(yīng)該如何研究大腦？

在HBP之前，神經(jīng)科學(xué)的主流是自下而上的、基于假設(shè)的、注重實驗驗證的“濕實驗”科學(xué)。而HBP以一種近乎蠻橫的姿態(tài)，將“大規(guī)模工程化”、“自上而下的綜合”、“大數(shù)據(jù)驅(qū)動”的范式推到了舞臺中心。這兩種范式的激烈碰撞，雖然痛苦，卻極具建設(shè)性。它打破了領(lǐng)域的思維定勢，讓所有人開始反思：純粹的數(shù)據(jù)積累是否足夠？理論模型和計算模擬應(yīng)該扮演什么角色？“理解”的最終標(biāo)準(zhǔn)是什么？

這場大辯論通過媒體傳播，極大地提升了公眾對神經(jīng)科學(xué)的關(guān)注度。那個“在電腦里造大腦”的迷人愿景，無論其可行性如何，都吸引了無數(shù)年輕、聰明的大腦對這個領(lǐng)域產(chǎn)生興趣，并投身其中。它讓神經(jīng)科學(xué)從一個高深的專業(yè)學(xué)科，變成了一個關(guān)乎人類終極身份、充滿哲學(xué)魅力的公共話題[14]。

未抵達(dá)的黃金國與被重新繪制的世界

亨利·馬克拉姆與“人腦計劃”的宏大征程，宛如一場科學(xué)史上的著名探險。先驅(qū)者憑借非凡的遠(yuǎn)見與勇氣，航向未知，誓言要找到通往“意識大陸”的捷徑。最終，那座名為“全腦模擬”的黃金國并未在預(yù)期中現(xiàn)身。若以最初目標(biāo)衡量，這似乎是一次未竟的旅程。

然而，正如偉大的探險其價值遠(yuǎn)超一個具體坐標(biāo)，HBP的真正遺產(chǎn)也遠(yuǎn)非一個數(shù)字大腦能否被創(chuàng)造。這次遠(yuǎn)征最深刻的成功，恰恰藏于其“未抵達(dá)”之中。它以一種近乎激進(jìn)的方式，為整個神經(jīng)科學(xué)界進(jìn)行了一次前所未有的“壓力測試”，迫使我們直面了一個殘酷的現(xiàn)實：大腦的復(fù)雜深邃，遠(yuǎn)超任何簡單的“反向工程”想象。它打破了技術(shù)萬能主義的迷思，證明在理解自我的道路上，沒有一蹴而就的捷徑。

這場探索雖未抵達(dá)預(yù)設(shè)的終點，卻徹底重塑了通往終點的“地貌”。它留下的，不是一座孤立的燈塔，而是一片肥沃的公共土壤與一套強大的導(dǎo)航工具，例如EBRAINS數(shù)據(jù)平臺、開源模擬軟件、神經(jīng)形態(tài)計算芯片。模擬心智的夢想并未消亡，只是以一種更健康、更強大的方式繼續(xù)了，它融入全球?qū)W者利用共享數(shù)據(jù)破解疾病的研究中，體現(xiàn)在工程師受腦啟發(fā)設(shè)計高效芯片的藍(lán)圖里，延續(xù)在每一間探索記憶痕跡的實驗室中。

因此，我們追問的不再只是“馬克拉姆成功了嗎？”，而是“我們是否因此更接近真理？”答案是肯定的。這段征程賦予我們的，不僅是更精密的地圖與工具，更是一份對生命復(fù)雜性的深刻敬畏。探索“我們?yōu)楹问俏覀儭钡暮叫袕奈粗瓜?，只是領(lǐng)航者變成了整個人類科學(xué)共同體。

作者后記

作為一名腦科學(xué)研究者，回顧“人腦計劃”這段波瀾壯闊的歷程，我的感受頗為復(fù)雜。站在實驗神經(jīng)科學(xué)的角度，我既為馬克拉姆的宏大愿景所震撼，也對“全腦模擬”這一路徑保持審慎。

在實驗室里，我們通過電生理記錄觀察神經(jīng)元間的實時對話，用光學(xué)成像捕捉神經(jīng)環(huán)路的動態(tài)變化，這些實驗讓我們深刻體會到大腦作為一個復(fù)雜系統(tǒng)的精髓：它不僅是一個精密的電路，更是一個具有極強可塑性和涌現(xiàn)特性的動態(tài)系統(tǒng)。雖然“人腦計劃”在數(shù)據(jù)整合和模擬技術(shù)方面取得了突破，但當(dāng)前模型仍難以完全復(fù)現(xiàn)生物大腦的這種“活的”特性。

特別值得思考的是，大腦的功能實現(xiàn)依賴于從分子、細(xì)胞到環(huán)路、系統(tǒng)的多尺度協(xié)同。我們在實驗室中發(fā)現(xiàn)，即便是相同的神經(jīng)環(huán)路，在不同行為情境下也會展現(xiàn)出截然不同的活動模式。這種情境依賴的復(fù)雜性，可能是純計算模擬目前難以完全捕捉的。

然而，“人腦計劃”推動建立的多尺度數(shù)據(jù)平臺和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫，確實為腦科學(xué)研究帶來了革命性變化。如今，我們可以將實驗數(shù)據(jù)與模擬預(yù)測進(jìn)行更系統(tǒng)的對比驗證，這種“實驗-計算”的閉環(huán)研究模式，正推動著腦科學(xué)向更定量、更可預(yù)測的方向發(fā)展。

[1] Markram H. (2006). The blue brain project. Nature reviews. Neuroscience, 7(2), 153–160. https://doi.org/10.1038/nrn1848

[2] Herculano-Houzel S. (2009). The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain. Frontiers in human neuroscience, 3, 31. https://doi.org/10.3389/neuro.09.031.2009

[3] The Blue Brain Project. (n.d.). EPFL. https://www.epfl.ch/research/domains/bluebrain/

[4] Mountcastle V. B. (1997). The columnar organization of the neocortex. Brain : a journal of neurology, 120 ( Pt 4), 701–722. https://doi.org/10.1093/brain/120.4.701

[5] Markram, H. (2009, July). 亨利馬克拉姆:用超級計算機構(gòu)造大腦 | TED Talk. https://www.ted.com/talks/henry_markram_a_brain_in_a_supercomputer

[6] The Human Brain Project. (n.d.). HBP. https://www.humanbrainproject.eu/en/

[7] Liu, R., & Zhang, L. (2013). 雄心勃勃的歐盟人腦項目 [The ambitious EU Human Brain Project]. 科學(xué)中國人[Scientific Chinese], (9), 16–18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-3573.2013.09.004

[8] Abbott A. (2014). Row hits flagship brain plan. Nature, 511(7508), 133–134. https://doi.org/10.1038/511133a

[9] Brain blast: Researchers attack Europe's Human Brain Project. https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/researchers-attack-europes-human-brain-project/

[10] Amunts K, Ebell C, Muller J, Telefont M, Knoll A, Lippert T. The Human Brain Project: Creating a European Research Infrastructure to Decode the Human Brain. Neuron. 2016 Nov 2;92(3):574-581. doi: 10.1016/j.neuron.2016.10.046. PMID: 27809997.

[11] EBRAINS. (n.d.). https://www.ebrains.eu/

[12] Furber, S., B. , Galluppi, F., Temple, & S., et al. (2014). The spinnaker project. Proceedings of the IEEE.

[13] Schemmel, J. , D. Brüderle, A. Grübl, Hock, M. , & Millner, S. . (2010). Awafer-scale neuromorphic hardware system for large-scale neural modeling. IEEE.

[14] Rose N. (2014). The Human Brain Project: social and ethical challenges. Neuron, 82(6), 1212–1215. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2014.06.001

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