《三体》引发的思考:从“思想透明”“思想钢印”到脑机接口

随着《三体》动画、电视剧的相继播放，尤其是作者刘慈欣在原著小说中编织的科幻概念：宇宙闪烁、三体游戏、人列计算机、红岸基地以及“古筝行动”等名场面在剧版《三体》中被一一还原，让《三体》系列在收获高热度高口碑的同时，也赢得了国内外观众的认可。

电视剧《三体》海报

《三体》是很多人心目中中国科幻小说的“封神之作”。在这部重塑了许多人宇宙观的巨著中，作者刘慈欣对人类大脑的运作模式和脑机接口技术在未来能够实现的究极形态也进行了精彩的描述。三体人的“思维透明”、“大脑结构全视图”、面壁者提出的“思想钢印”、将人类大脑送上太空等情节，其实都在探究人类对大脑的研究掌控与脑机接口的终极形式。

那么，《三体》中描述的与脑机接口相关的技术具体要怎么解读呢？我们选取“思维透明”和“思想钢印”做一个深度探讨。

01《三体》中的脑机接口技术

1.《三体》原著中刻画了两种信息感知机制。

一是思维透明。三体人的信息感知方式是直接发射自己的思维，三体人一开始思考，他的想法别人就能够知道，无法隐藏。

伊文斯：你们的思维对外界是完全暴露的，不可能隐藏。

三体人：思维怎么能隐藏呢？你的想法太不可思议了。

伊文斯：就是说，你们的思维和记忆对外界是全透明的，像一本放在公共场合的书，或者说是在广场上放映的电影，或者像一个全透明鱼缸里的鱼，完全暴露，可以从外界一览无遗。哦，我上面说的一些元素您可能……

三体人：我都理解，这一切不是很自然的吗？

伊文斯：原来是这样……我的主，当你们面对面交流时，所交流的一切都是真实的，不可能欺骗，不可能撒谎，那你们就不可能进行复杂的战略思维。

三体人：不只是面对面，我们可以在相当远的距离上交流。另外，欺骗和撒谎这两个词我们一直难以理解。

伊文斯：“一个思想全透明的社会是怎样的社会，会产生怎样的文化、怎样的政治？你们没有计谋，不可能伪装。”

三体人：计谋和伪装是什么？

伊文斯：......

借用互联网“带宽”概念，如果信息是一杯巨大的奶昔，带宽就是吸管的直径。计算机的带宽就像一根直径很粗的管子，你在很短时间内就能喝完这杯奶昔——获取所有信息。相比之下，人类使用的“语言”的带宽就细得多。因为语言带宽不够，人与人之间的交流会产生很多信息的丢失和误解，脑机科学家最大的野心便是替代语言，实现大脑之间的无损交流，达成“脑脑互联”。2013年2月，脑机接口之父“米格尔.尼可莱利斯”团队做成了“脑脑互联”史上的第一个实验——成功将在美国的小鼠脑中的信号传输给在巴西的小鼠，并让后者执行了和前者一样的动作。[1]

如今，互联网将所有的大陆和全世界的人们联系在一起，让行星文明的兴起成为可能。下一步的巨大飞跃可能便是建立一个连接全球的大脑网络。在大脑网络里，人们可以全方位地交流感觉、情感、记忆和思想。当无数的意识积聚在一起时，那样的场景会是何等壮观，对此目前无人能够预见。

2.脑机接口之父对“脑脑互联”的畅想

二是思想钢印。第三位面壁者希恩斯发现了人类思维做出判断的机制，成功研制出一种设备，通过对神经元网络施加影响，使大脑不经思维就作出判断，相信某个信息为真。由此可见，思想钢印的本质是向大脑输入信息，植入信念，以达成思想控制的目的。思想钢印直接干扰大脑的神经链接，使得所有与特定区域相关的逻辑计算都显示同一结果。

三体人在发现了地球的存在之后，启动了对地球的殖民计划。在三体舰队抵达地球之前，他们向地球发送了一颗“智子”，封锁了人类所有可能的科技发展通道，地球从此进入未世时代。为了应对三体危机，地球管理者决定实施“面壁计划”。其中一位“面壁者”希恩斯制订了一个战略计划：研究人脑机制，通过破解人类大脑的奥秘，提升人类实力。他发明了“恩想钢印”，并说服地球管理者向人类大脑中输入“战争必胜”的信念。然而，希恩斯其实是一个隐藏得很深的逃亡主义者，他的真实意图是向太空军部分将领的大脑中植入“战争必败”的信念。

3.《三体》中对思想钢印的描述

这一情节如果放到神经科学领域来看，指的其实是当前脑机接口技术要解决的两大根本问题：读取大脑信息和向大脑写入指令。在如何读取大脑信息、解码大脑活动方面，我们经常听说的瘫痪病人/残障人士用“意念”操控机器，如脑控智能轮椅、脑控打字机、脑控机械外骨骼、脑控智能假肢等等都是试图绕开已经坏损的神经或者部位，让机器直接读取大脑信息，解码神经活动。

BrainCo强脑科技研发的智能仿生手/腿

但是，向大脑写入指令就困难得多，思想钢印的本质便是如此——把想要植入的信息先进行编码，转换成电磁信号，再通过机器用该信号刺激大脑中相应的部位和神经元，以此来完成特定信息和指令的写入。当前，人类的技术水平还未达到能在大脑中直接进行指令植入，但至少脑机科学家们相信，在规范的伦理基础之上，这样的技术迟早会变成现实。

因此，如何准确地对思维进行解码或者是执行思维植入，是现在脑机接口面临的最大挑战，也是目前无法实现思维钢印，思维透明的根本原因。[2]

02当前脑机接口技术的发展

脑机接口技术看似科幻，但其实并不遥远。

脑机接口技术（BCI， Brain Computer Interface）是在人类大脑与机器（包括智能硬件）、互联网之间建立“桥梁”，让双方发出的电信号通过“桥梁”互相感知到，从而使大脑可以直接控制外部设备，或与虚拟世界连接和沟通。

通常来说，脑机接口分为侵入式、半侵入式和非侵入式三种形式。前两种方法需要通过植入方式完成，而非侵入式则采用佩戴设备来收集、处理人体的脑电信号（EEG）和肌电信号（EMG）。不会对身体造成创口，从伦理上来说更容易被普通大众接受，且维护成本较低。

从1924年汉斯·伯格（Hans Berger）第一次采集到脑电信号到现在，脑机接口技术的发展已近百年。伴随着神经信号处理、大脑植入芯片、深度学习算法等新技术和可植入大脑新材料取得重大突破，脑机接口技术正在快速发展，并广泛应用于医疗健康、运动控制等领域。美国、欧盟、日本等国家或地区都启动了旨在推动脑机接口技术发展的“脑计划”，脑科学、类脑研究也被先后列入中国“十三五”和“十四五”规划中。

脑机接口技术被列入十四五规划

要走出实验室，给世界带来真实影响，无论是侵入式、半侵入式还是非侵入式，都避不开“安全”和“便利”两大难关。目前，全球有为数不多的脑机接口企业的融资超过2亿美金并专注于研发，一家是由马斯克创办的主张侵入式的Neuralink，另一家则是专注研发非侵入式脑机接口技术的BrainCo强脑科技。

Neuralink在探索帕金森、重度瘫痪等疾病治疗上取得了一定成果。在去年12月的发布会上，马斯克表示，Neuralink的目标是创造一个针对大脑的、通用的、输入输出（I/O）平台。这种产品拥有一个最初的目标，即让那些患有虚弱性疾病的人，比如中风后遗症，通过他们的思想进行交流和活动。同时，Neuralink也在脑手术工程（手术机器人）上取得了重要突破，该设备被称为 R1，目前约有硬币那么大，包括一个微型设备、一些带电极的电线，马斯克将其形容为，用智能手表代替一块骨头。发布会上，Neuralink做了这样一个展示：在 15 分钟内，将 64 根线植入大脑。如果将设备植入一个瘫痪患者的脑中，后者可以通过对移动鼠标的思考，来完成移动鼠标这项行动。[3]

Neuralink R1 手术机器人

但碍于侵入式脑机接口需要进行开颅手术，感染风险很大，还容易造成脑损伤，侵入式脑机接口目前尚处于实验室阶段，未来的大规模应用还有较长的路要走。Neuralink目前正在向FDA申请认证[4]，并表示“有望在6个月后进行首次人体测试”。

马斯克在发布会上展示的新型芯片植入方式

作为非侵入式脑机接口的代表，BrainCo强脑科技在2017年研发出固体凝胶电极突破脑电采集难点后，相继在康复、大健康、人机交互领域取得了领先优势。去年，BrainCo实现了全球首个高精度脑机接口产品单品10万台量产的成绩，并拿到了美国FDA认证。旗下智能仿生手、孤独症干预产品、正念舒压产品以及2022年推出的深海豚（Easleep）脑机智能安睡仪，都是成熟落地应用的产品，是中国或者说全球最早把脑机接口技术进行应用转化落地到真实世界的公司之一。

非侵入式脑机接口通过外接硬件设备对大脑进行脑电信息采集，在安全性、接受程度方面大大高于侵入式脑机接口。除了在医疗康复领域的应用，在人机交互、教育娱乐等各场景下非侵入式脑机接口均拥有更为广阔的前景和大规模商用的空间。

但是，脑机接口也面临较大挑战。

技术突破尚需时日。比如，怎样从复杂的生物脑电信号中准确提取信息、如何确立大脑心智信号与实际行为之间的准确关系、如何厘清疾病修复与性能增强之间的界限、如何确保大脑信号不被网络攻击或非法劫持、如何安全简易地在大脑皮层中植入读取装备等，都是未解的难题。

从长远发展看，脑机接口作为一项新兴技术具有广阔发展前景，关键是破解技术难题、直面伦理拷问，推动“脑机交互”走向“脑机融合”，真正打造超强人类。可以预见，未来的脑机接口将朝着小型化、便携化、可穿戴化和简单易用化方向发展，特别是随着纳米级芯片的应用、对大脑神经元研究的深入和植入技术的成熟，加之对脑机接口伦理问题的务实研究和有效应对，人的思维意识将被准确识别和精准执行，脑机接口技术也将更好地服务于人类社会发展。[5]

参考文献：

[1] 本文部分内容援引自《脑机十讲》，作者陈言，2022年12月第一版，浙江教育出版社。

[2] 我们距离“三体世界”还有多远？这些“黑科技”正在走向现实…....[EB/OL].https://m.gmw.cn/baijia/2022-12/22/36251647.html

[3] 马斯克Neuralink有望让天生盲人复明，6个月后或进行首次人体测试.[EB/OL].https://zhuanlan.zhihu.com/p/588485785

[4] FDA是美国食品和药物管理局的简称，是国际医疗审核权威机构，专门从事食品与药品管理的最高执法机关。

[5] 脑机接口技术：从幻想进入现实.[EB/OL].https://mp.weixin.qq.com/s/NtNAbs7j14QK7T-xFgu7dA