立足当下 放眼前沿
——兼谈脑科学与教育的几个问题
蒋国华
中国教育科学研究院
北京皇城根人大会议中心
2024年12月26日
导言
首先，承蒙我的老乡、我国脑科学教育领域资深倡导者/研究者戴翔先生之盛情和错爱，出席《十四五脑科学教育行业发展暨2025年迎新交流会》，十分荣幸，亦十分高兴。
自党的十八大以来，习总书记始终对科技强国教育强国，情有独钟，以为国策。他谆谆教导全党全国人民，“要把原始创新能力提升摆在更加突出的位置，努力实现更多“从0到1”的突破”。
今天想借此机会，一起学习和领会习近平新时代中国特色社会主义思想，特别是习总一系列有关科教兴国的重要讲话和论述，让我们一道，紧密联系到今天论坛的主题——“脑科学教育”这五个字，交流切磋。
为此，我把今天汇报的主题定为“以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，立足当下 放眼前沿——兼谈脑科学与教育的几个问题”。
这是一篇命题小作文，敬请在座诸位代表，不吝赐教。
众所周知，人类的大脑被誉为上帝创造的最伟大的生命器官，不仅完美而且神秘，更甚则是迄今人类于之知之甚少。
孟子说：“心之官则思”。这里的“心”，指的就是思维器官，即通常说的“脑筋” 。
在《孟子·告子上》中，孟子的原话是“心之官则思，思则得之，不思则不得也”。这里的“心”被孟子定义为思维器官，其功能在于思考，只有在思考时才能有所得，不思考则无法获得任何东西。
当然，孟子对“心”的定义不仅仅局限于思维器官，即不仅仅是思考，还涉及到道德本心和主体意识。孟子强调心的功能是通过思考来体验本性，即“思内而非思外”。此外，孟子还提出了“仁义之心”的概念，认为人心（良心或本心）是人之所固有，代表了善和道德标准。
“往事越千年”。人类对自身大脑的研究，几与近代科学同寿。
当代最著名的案例，要算爱因斯坦去世后对其大脑的研究了。1955年4月17日，当时最伟大的科学家——爱因斯坦因为胸部疼痛前往普林斯顿医院就诊。第二天一早，爱因斯坦因为腹主动脉瘤引起的主动脉破裂去世（享年76岁）。
当全世界还不知道他去世的时候，他的大脑已经被人偷走了。这个人就是 ，负责尸检工作的病理学家托马斯·斯托尔茨·哈维。哈维做出了一个惊人的决定——他偷走了爱因斯坦的大脑，并将大脑切成了240块，并分送给世界各地的病理学家进行进一步研究。尽管这项研究持续了50年，引发了广泛的争议和讨论，但关于大脑特征与智力之间的关系仍然没有明确的结论。
尽管哈维的行为在当时可能被视为不道德，甚至非法，但他的坚持和努力为后续的大脑研究奠定了基础。几十年来，科学家们通过对这些大脑切片的研究，确实揭示了爱因斯坦大脑的许多独特之处。诸如，1985年的一项研究表明，爱因斯坦大脑中的神经元含有更高密度的非神经元细胞——神经胶质细胞。这一发现引起了科学界的极大兴趣，因为它可能意味着爱因斯坦的大脑在信息处理上有着不同于常人的高效率。其次，在1996年，科学家们又发现，爱因斯坦的大脑皮层比对照组的大脑皮层更薄，神经元密度更大。这一现象可能解释了爱因斯坦为何能够拥有如此出色的思维能力和创新思维。再次，1999年的研究进一步指出，爱因斯坦的大脑顶叶存在一种特殊的折叠模式，这与大脑的视觉空间和数学能力有关，爱因斯坦的顶叶宽度比平均水平宽了15%。
从爱因斯坦大脑研究表明，智商受遗传因素的影响程度高达80%，而爱因斯坦的家族就提供了一个绝佳的案例，爱因斯坦的儿子汉斯虽然没有达到父亲的科学成就，但他同样是一位杰出的科学家，专业领域在水利工程。最后，有研究表明，"爱因斯坦死后,科学家对他的大脑进行了解剖,发现他的大脑是目前世界上使用最多的人,但也只使用了不到一半,大部分仍处于休眠状态。
回到本论坛主题。爱因斯坦说过，人类最伟大的发现之一，就是对大脑无限潜能的认识，而人类在未来面临的最重要的问题就是对大脑潜能的充分开发。
今天老朽的发言，就想就爱因斯坦提出的、对人类大脑的“认识”和“开发”，发表三点建议，或者是说，三条思考路径。
一、沿着传统脑科学教育路线与时偕进
作为门外汉，自戴翔兄布置了《立足当下 放眼前沿》这个命题作文，我就问了一下李彦宏老总创设的“文心一言”，他立马给出了一大篇综述。窃以为主要就这句话：“脑科学为教育领域带来了诸多启示，它不仅挑战了传统的教育理念，还为教学实践提供了有力的科学支撑，推动着教育不断走向更加科学化和个性化的道路。”
在这条线路上，我们还看到，全国已布局有四个主要的脑科学与类脑研究中心，分别是：
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心：该中心成立于2014年，是中国科学院在2014年首批成立的5个卓越创新中心之一。其主要研究方向包括脑认知功能的环路基础、脑疾病机理与诊断干预、脑研究新技术、类脑模型与智能信息处理及类脑器件与系统。
上海脑科学与类脑研究中心：成立于2018年，是中国脑计划南中心。该中心致力于脑认知原理解析、认知障碍相关重大脑疾病发病机理与干预技术研究、儿童青少年脑智发育等领域的研究。
北京脑科学与类脑研究中心：成立于2018年，是中国脑计划北中心。该中心主要关注类脑计算与脑机智能技术及应用的研究。
这些研究中心在推动我国脑科学与类脑技术的发展中发挥了重要作用，涵盖了从基础研究到应用技术的多个方面，促进了我国在这一领域的整体进步。
中国科学院深圳先进技术研究院-脑认知与脑疾病研究所（简称“脑所”），于2014年11月16日揭牌，并在2016年11月19日正式去筹成立，是中国科学院深圳先进技术研究院下属的九大研究平台之一，也是中国在脑科学领域的重要研究基地。
在此基础上，国家科技部2021年发布了《科技创新2030》，即关于发布科技创新 2030 —“脑科学与类脑研究”重大项目 2021年度项目申报指南的通知。《通知》说，根据《脑科学与类脑研究重大项目实施方案》，按照《关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革的方案》（国发〔2014〕64号）的相关要求，现将科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目2021年度项目申报指南予以发布。请根据指南要求组织项目申报工作。（国家投入经费约31.48亿元！）
何为“沿着传统脑科学教育路线与时偕进”？借用专家的话说：“对于教育工作者来说，重要的不是理解人脑功能解剖学上的复杂性，而在与人脑功能对教育的启示，如何开发人脑的巨大潜力。”
二、沿着钱学森“人体科学”路线奋勇开拓
先讲二个故事，再讲钱老关于“人体科学”的思想/设想。
故事1 上世纪80年代初，夏天，一个下午，地点：中国科学院物理研究所十三室。两个个小孩“特异功能”的表演与检测。
故事2 1986年，地点：全国政协二楼大会议室。中国社会科学院经济研究所主持“于光远从事学术活动50周年座谈会”。
钱老在人民出版社出版了他晚年的力作《人体科学与现代科技发展纵横谈》（1996年9月第1版），窃以为，人类科学技术发展将证明，他在这本著作中的所思所想——思考、猜测和预言，会像世界人民给予他的伟大称号“中国导弹之父”一样，彪炳史册。
其中，可引用/引证的语录太多了，在次恕不赘引啦。建议每一位对今天论坛主题感兴趣者，虚心认真向钱老学习，须知，“钱学森‘人体科学’路线”上埋藏着许多饱含“脑科学教育”思想和规律的富矿，等待着诸位去挖掘、开采、发现、发明！
三、沿着人脑与AI脑/外脑的并行/交叉路线前进
先讲今年诺贝尔奖物理学/化学奖故事，再讲人脑与AI“外脑”的猜想。
故事1 10月8日揭晓的2024年诺贝尔物理学奖授予John J. Hopfield和Geoffrey E. Hinton，以表彰他们在使用人工神经网络进行机器学习的基础性发现和发明。2024年诺贝尔物理学奖，让不少人震惊。辛顿在接受瑞典皇家科学院的电话采访时停顿了很久，然后他说：“我没有想到”。
事实上，学界几乎没人预料到，今年的诺贝尔物理学奖会花落机器学习领域，颁给了两位人工智能（AI）先驱。此前，他俩几乎从未出现在该奖项的预测名单中，而辛顿更为人所知的身份是“人工智能之父”。
故事2 10月9日，瑞典皇家科学院宣布，将2024年诺贝尔化学奖授予三位科学家。有一则评论是“AI再夺诺奖！2024诺贝尔化学奖授予哈萨比斯等人”！
众所周知，这三位是AI蛋白质研究领域的知名人物。近年来，AI预测蛋白质结构成为了生物以及AI领域的重磅话题。这个领域有两大知名开源算法，一个是 DeepMind 的 AlphaFold2，另一个就是华盛顿大学David Baker团队研发的 RoseTTAFold。
作为深度学习之父、被誉为“AI教父”的杰弗里·辛顿，近日在接受日本《读卖新闻》采访时发出了引人深思的警告：未来五年内，AI可能会超越人类智慧。该预言不仅令人振奋，也让人深感不安。
辛顿教授明确表示，过去人们普遍认为，真正具备超人能力的AI至少还需要50到100年才能出现，但随着技术的快速进步，这一时间框架正在被不断压缩。他指出，AI的智慧在某种程度上已经超过了普通人的能力，尤其是在信息处理和知识储备方面。例如，像ChatGPT这样的语言模型，其知识存量和信息处理能力远超大多数人类，这就引发了对未来社会的深刻思考。
辛顿的担忧不仅在于AI可能的智能超越，还在于这种超越可能带来的风险。他认为，一旦AI具备了自主学习和决策的能力，人类社会将面临复杂的道德和安全挑战。这种挑战包括，但不限于，如何确保AI的使用不至于伤害人类、如何为AI制定合适的伦理标准等。
关于未来五年的展望，辛顿教授提到，随着技术的推进，AI在理解和生成自然语言的能力上取得了显著的进展。这使得AI能够参与到更复杂的任务中，例如写作、翻译、甚至创作艺术作品。AI绘画和生成式写作工具的崛起，让我们看到了生成对抗网络（GAN）和变分自编码器（VAE）在创作领域的应用潜力。这些技术使得AI不仅可以模仿人类的创作风格，还能够生成独特的艺术作品，改变了我们对创作的理解。
对此，辛顿表示，AI的迅猛发展也应引发我们对教育体系的反思。未来的人才需要具备如何与AI协作的能力，而不是单一的重复性劳动技能。AI的能力提升需要伴随着人类技能的进化，教育应当更注重培养创新思维和跨学科的综合素质。
——“AI教父”辛顿预言：未来五年或见超人类智慧，你准备好迎接了吗？
2024年9月10日，在2024 ALL-IN峰会上，特斯拉和美国太空探索技术公司（SpaceX）的首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）与主持人进行了一场深入的对话。对话中，马斯克不仅分享了他对人工智能未来发展的见解，还详细讨论了SpaceX的未来计划。
1、关于AI的潜在威胁 “我必须有意去暂时忽略AI带来的潜在威胁，才能睡得好。”
2、关于AI的发展前景 “AI的投入现在远远超过了收入，但AI技术的进步速度比我见过的任何技术都要快得多。”
3、关于对未来的展望 “我认为未来将是一个极度繁荣的时代，一个物质极大丰富的时代。物资和服务不会再短缺，每个人都能拥有他们想要的东西。随着人工智能和机器人的出现，商品和服务的成本将会趋近于零。”
4、关于Starship飞船 “Starship的设计关键在于其完全可重复使用性，这是实现火箭技术根本突破的基石，也是使人类能够成为多星球物种的关键。”
5、关于机器人 “未来机器人的数量将远远超过人类，达到至少2:1甚至3:1的比例。”
2023年10月4日，软银集团创始人兼CEO孙正义(Masayoshi Son)表示，他相信通用人工智能(AGI)将在10年内成为现实，AGI即“几乎在所有领域都超越人类智慧的AI”。
当天，孙正义在软银世界企业大会上发表演讲时预测，未来AI的智能程度将是人类智力总和的10倍，相当于人类和猴子之间的智力差异。他还在此次大会上提出了“超级人工智能”的概念，认为这个超级人工智能将在20年内实现，比人类智慧聪明1万倍。他还指出，大约一半的美国公司使用ChatGPT，而只有约7%的日本公司仍在使用它。如果AGI得以实现，自动驾驶、先进医疗等所有行业都将受到很大影响，并指出“是拒绝还是接受人工智能将存在决定性差异”。
在今年7月举行的软银股东大会上，孙正义宣布，他的投资帝国将从防守模式转为“进攻模式”，原因就是他看到了人工智能这个风口。他还指出，大约一半的美国公司使用ChatGPT，而只有约7%的日本公司仍在使用它。如果AGI得以实现，自动驾驶、先进医疗等所有行业都将受到很大影响，并指出“是拒绝还是接受人工智能将存在决定性差异”。另一方面，他也强调了监管的必要性，称人工智能“比核弹更危险”，这取决于你如何看待它。
谈及AI的主要应用场景，马斯克强调指出，自动驾驶汽车和通用类人机器人将是关键因素。“一旦我们拥有这些类人机器人和自动驾驶技术，实际上就能制造任何东西。从理论上讲，经济的规模没有实际的限制。经济本质上是每个人的生产力乘以人口数量。如果人形机器人能够智能地工作，并且数量不受限制，那么经济规模将没有真正的上限。
在讨论特斯拉的人形机器人Optimus项目时，马斯克表示：“任何东西只要量产足够大，成本就会趋近于其物料成本。Optimus是一个类人机器人，它比汽车要小得多、轻得多，所以它的成本在大规模生产时可能不会超过1万美元。”
马斯克大胆预测，未来机器人的数量将远远超过人类，达到至少2:1甚至3:1的比例。“每个人都会想要一个机器人。它可以帮你遛狗、割草、照看孩子，甚至可以教孩子。我们还可以把它送到火星，让它们在那里进行殖民所需的工作。火星已经是个‘机器人星球’了。”
马斯克还谈到了对波音公司建造星际飞船的看法，他将波音公司建造星际飞船的失败归咎于领导层不懂技术。马斯克吐槽道：“我觉得，如果你管理一家造飞机、造火箭的公司，那你至少得懂这些东西是怎么运作的吧？如果你是一位骑兵队长，你至少得会骑马吧？”
AI是否会超越人类智能是一个复杂的问题，涉及多个方面。
首先，从技术角度来看，AI已经展现出了超越人类的能力。AI系统能够进行学习、推理、理解、逻辑思维，甚至模仿人类感知等多种智能行为。例如，深度学习和自然语言处理技术的进步使得AI在处理自然语言、理解人类意图以及生成高质量文本方面取得了显著突破。此外，大模型技术的应用进一步提升了AI的能力，使其在处理复杂任务时表现出色。
然而，要实现真正的“超人类智能”，即达到或超越人类在所有认知功能上的水平，目前还存在挑战。通用人工智能（AGI）和超级人工智能（ASI）的概念虽然被广泛讨论，但目前尚未实现。通用人工智能需要在所有认知功能上达到或超越人类水平，而超级人工智能则需要在所有方面超过人类最聪明、最有能力的大脑。
关于AI是否会超越人类智能的具体例子，可以参考ChatGPT等生成式AI的崛起。
这些技术通过大规模语言模型的训练，在处理自然语言、理解人类意图以及生成高质量文本方面取得了显著突破，为用户提供了更加自然、流畅、智能的交互体验。
此外，AI的发展也带来了许多伦理和社会问题，包括隐私保护、失业问题、算法偏见等。因此，制定合适的政策和标准来指导AI的发展和应用，以确保其积极影响并减少负面影响，是未来发展的关键任务。
我国科学学界的老朋友马凯（Alan Mackay，FRS），今年98岁了。他差不多30年前曾对笔者说过，人类自有了语言，有三个伟大发明：宗教、货币和科学。
科技对人类社会影响愈加之大，当代的人们总是喜欢拿标志性成果以标示之，诸如原子能时代、宇航时代、……直至近年的互联网时代、大数据时代等等，当下，则是ChatGPT为代表的“AI时代”。
AI能把脑科学引向何方？=>脑科学智能（AI for brain science）?
由随手引证的有关AI应用的上述报道可见，人类正在进入AI新时代。2023年7月24日，美国国务卿布林肯和美商务部长雷蒙多在英国《金融时报》发表联联合署名文章称：“像GPT-4这样强大的生成式AI系统正引领这项技术的新时代，也正彻底改变知识的生产，极大地提高了机器生成原创内容、执行复杂任务和解决重要问题的能力。”据称， 2023年5月，美国能源部就发布了《面向科学、能源和安全的人工智能》报告，该报告标题就是明确表明，要求AI面向科学！窃以为，这个“科学”应该包括脑科学！
结语
“不要用自己的学识限制孩子，因为他出生在与你不同的时代。”
——拉宾德拉纳特·泰戈尔（1861—1941年），印度著名诗人、文学家、社会活动家、哲学家和印度民族主义者。
“现在距离实现建成科技强国目标 只有11年时间了。”
——习近平，在全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会上的讲话。
“党的十八大以来，我们坚持把教育作为国之大计、党之大计，全面贯彻党的教育方针，作出深入实施科教兴国战略、加快教育现代化的重大决策，确立到2035年建成教育强国的奋斗目标！”
——习近平，在2024年教师节召开的全国教育大会上的讲话。
当前，由人工智能引领的新一轮科技革命和产业变革方兴未艾。在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术驱动下，人工智能呈现深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征，正在对经济发展、社会进步、全球治理等方面产生重大而深远的影响。中国高度重视创新发展，把新一代人工智能作为推动科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的驱动力量，努力实现高质量发展。
——习近平，推动新一代人工智能健康发展 更好造福世界各国人民。
（戴翔主任与蒋国华教授在北京人大会议中心合影）
http://www.nkxxk.com/PictureDetails.aspx?ProductID=962 蒋国华教授简介
编辑：小平
审核：山石
发布：志红