能夠以機器為載體產(chǎn)生思想、情感與行為的硅腦似乎已經(jīng)觸手可及，這一波有望徹底顛覆人類歷史的新浪潮正在醞釀當中。作為其重要前提，軟件與硬件快速發(fā)展為下一代計算系統(tǒng)鋪平了道路，而這些計算系統(tǒng)具有以人腦為模型的認知能力。相信當未來的人們回頭看時，他們會將此視為一項重大的發(fā)展進化標志。

然而，如今越來越多人也開始逐漸意識到，快速發(fā)展的硅腦系統(tǒng)正從網(wǎng)絡空間、地球空間乃至宇宙空間（三大空間，簡稱CGS）的環(huán)境中獲取數(shù)據(jù)，并通過大量已知和未知的計算過程運行數(shù)據(jù)，從而指導計算機/機器的行為、感受或活動——但正是這種令人興奮不已的做法，同時也給人類帶來了更多問題：

首先，我們目前還不清楚應該如何對硅腦上的信息進行處理、存儲或者調?。涣硗?，我們也不清楚計算機命令該如何根據(jù)這一現(xiàn)狀進行調整以提高效率；最后，我們也完全不明白硅腦是如何在這三大空間當中體驗其周圍的感官世界，以及如何實現(xiàn)思考、感受與共情。當我們在對這些問題進行評估的同時，科技行業(yè)也開始努力打造能夠模仿人類大腦的神經(jīng)形態(tài)芯片。此外還有一項倡議指出，我們應該創(chuàng)建基于章魚腦部結構的神經(jīng)形態(tài)芯片。雖然這些新興的神經(jīng)形態(tài)芯片仍然遠不像人類大腦、甚至不如章魚大腦那般強大，但在未來幾年當中，預計眾多機器智能方案將因此而迅速發(fā)展。其背后的原因很簡單，因為這些芯片能夠處理來自三大空間的可用感官數(shù)據(jù)，并據(jù)此實時發(fā)展自身能力以實現(xiàn)最終的目標。

對更高計算能力的需求

隨著神經(jīng)形態(tài)計算的快速發(fā)展，有個最重要的問題也隨之出現(xiàn)——就是理解我們?yōu)槭裁从斜匾獜膫鹘y(tǒng)芯片轉向神經(jīng)形態(tài)芯片。這個問題的答案相當復雜，但究其核心，主要由于現(xiàn)有及新興技術正在加快全球計算資源的消耗——換言之，我們的計算資源無法滿足當前需求。如今，隨著人工智能、機器學習、區(qū)塊鏈以及物聯(lián)網(wǎng)等技術的全面落地，由此帶來的大規(guī)模計算能力需求也開始凸顯。更具體地說，這不僅需要更高的計算處理效率，同時也要求對硬件及軟件做出對應調整。

相較于目前比較主流的通過更大服務器或云環(huán)境往來傳輸數(shù)據(jù)的計算方式，神經(jīng)形態(tài)計算能夠通過在芯片之內執(zhí)行所有功能的方式解決持續(xù)算力問題。此外，神經(jīng)形態(tài)計算還可由事件驅動，并且只在需要時才執(zhí)行運算，這在性質上就與生物大腦更為相似。

總結而言，神經(jīng)形態(tài)芯片與計算的興起，為面向三大環(huán)境建立學習能力帶來了最為關鍵的幾大支持要素——低能耗、高性能、高彈性、高算力以及高能源效率。但與此同時，這又給我們帶來了另一個重要問題：計算能力的增長對于國家經(jīng)濟又會帶來怎樣的影響？

神經(jīng)形態(tài)計算芯片：人工智能與區(qū)塊鏈的未來

神經(jīng)形態(tài)計算芯片不僅代表著人工智能的未來，同時也將成為區(qū)塊鏈的未來。因為這種新型芯片使我們能夠開發(fā)出真正低能耗的加密與分布式系統(tǒng)。此外，它還有望實現(xiàn)跨國家的個人與實體間的整合——包括政府、行業(yè)、組織以及學術界（簡稱NGIOA）等，從而建立起新的連接、效率、協(xié)作、學習以及問題解決模式。而這同樣帶來了新的重要問題：神經(jīng)形態(tài)芯片將如何改變跨國家發(fā)展過程中的思想、創(chuàng)新以及行為舉措的實現(xiàn)方式？

多年以來，計算與軟件科技已經(jīng)取得了巨大的進步。然而到目前為止，這些發(fā)展的成果仍然主要集中在軟件層面；相比之下，硬件領域的創(chuàng)新則相對有限。而神經(jīng)形態(tài)計算與芯片則將成為計算機硬件發(fā)展的重要里程碑，使我們能夠針對人類未來將面對的復雜問題，更有目的性地增強機器智能。

同時，隨著計算能力的不斷發(fā)展，各國仍需要著手評估這一最新技術的發(fā)展，從而率先探索并運用這種強大的計算芯片力量。許多人認為，對神經(jīng)形態(tài)芯片的充分運用，甚至有望幫助國家數(shù)字基礎設施得以抵御電磁頻譜/電子戰(zhàn)的破壞性影響。

新興的片上系統(tǒng)

新興的神經(jīng)形態(tài)芯片使得智能機器得以理解并與網(wǎng)絡空間、地球空間以及宇宙空間（三大空間）中的人類生態(tài)系統(tǒng)相互作用，這似乎代表著一項根本性的顛覆與創(chuàng)新。從新興的SpiNNaker系統(tǒng)以及眾多其它系統(tǒng)當中，我們已經(jīng)觀察到可喜的進展。另外，目前也存在著來自眾多國家的大量有趣的應用研究計劃，例如人類/章魚硅腦內信息處理以及綠色加密貨幣計劃等等。更重要的是，每一項相關舉措都將使用自己獨有的神經(jīng)形態(tài)計算架構與方法。

人類大腦非常復雜，是一個擁有著1000億個神經(jīng)元的網(wǎng)絡體系，而且如此龐大的神經(jīng)元組織一直在以我們尚未完全了解的環(huán)境當中相互獨立地運作，而即使是相對簡單的章魚大腦也同樣遵循這種機制。

為了調節(jié)人體功能并響應外部刺激，人腦神經(jīng)元還與電/生化網(wǎng)絡與環(huán)境保持著和諧統(tǒng)一。此外，雖然時至今日人類在“什么是意識”這個議題上仍然存在著爭議，甚至尚未完全理解其準確概念，但我們相信人類大腦所完成的很多結果都是以神經(jīng)元排布作為基本處理環(huán)境。這時候新的問題又來了：關于神經(jīng)元控制，我們了解多少？

多年以來，關于人類大腦基因組中的許多信息已經(jīng)被解碼；但著眼于大腦本身，相關理解仍然相當復雜并存在著大量未知數(shù)。更具體地講，人類大腦有近90%是由神經(jīng)膠質細胞而非神經(jīng)元所組成；從這個角度看，我們對于神經(jīng)膠質細胞的了解才剛剛起步。

那么，神經(jīng)膠質細胞是否負責控制神經(jīng)元？如果答案是肯定的，我們也需要創(chuàng)建硅膠質細胞——這些細胞或者說單元可能不僅需要清除神經(jīng)元產(chǎn)生的分子垃圾，同時也會在學習及記憶等任務當中發(fā)揮作用，幫助修復受損的硅腦區(qū)域，甚至可能為神經(jīng)元以及神經(jīng)通路控制提供必要的生化環(huán)境。

現(xiàn)如今，人們仍然認為神經(jīng)膠質細胞可以通過跨人類大腦區(qū)域間隙的方式彼此連接，并與神經(jīng)元相互通信。那么，這種間隙連接到底有多重要？它們在硅腦系統(tǒng)中能夠發(fā)生作用嗎？考慮到人類大腦發(fā)生的幾乎每一種病變都在一定程度上，甚至是完全源自神經(jīng)膠質功能障礙時，我們是否也應該專注于神經(jīng)形態(tài)芯片上的神經(jīng)膠質細胞復制，從而防止可能由此引發(fā)的機器故障？而如果我們決定因此將硅神經(jīng)膠質細胞排除在外，那又該如何創(chuàng)建出差異比例接近90%、但功能表達又與人腦相似的硅腦？采用硅神經(jīng)膠質細胞，抑或是不采用，到底會對整個研究工作帶來怎樣的深遠影響？

未來展望

人類/章魚大腦與硅腦之間的分界線正在逐漸模糊。因此，當我們致力于構建/創(chuàng)建一個能夠像人類大腦或者章魚大腦那樣思考的硅腦，確保其符合智能化標準并擁有立足芯片之上構建整體系統(tǒng)的潛力之時，評估這一探索方向所帶來的承諾與潛在風險同樣非常重要。如果不能解決這個問題，我們將永遠無法真正立足計算機或者其它機器實現(xiàn)與人類/章魚相似的智能屬性。

最后需要再次強調：雖然硅腦的發(fā)展目標在于改進智能機器，從而確保其以更高效的方式處理各類復雜的系統(tǒng)性任務，但最終我們要解決的問題實際上是了解神經(jīng)形態(tài)芯片中的物理過程是如何被轉化為人類世界中的行為與感知。也許，這又將成為人類自我探索當中的又一個終極奧秘！