心灵遥感：探索意念控制与未来交融

在将来危险早晚会出现……人类文明最伟大的进步是那些起源于社会，但又几乎颠覆社会的进程。

——阿尔弗雷德·诺思·怀特海（Alfred North Whitehead）

凯西·哈钦森（Cathy Hutchinson）失去了行动能力，整个身体一动也不能动。14年前，她患上严重中风，从此便瘫痪了。和成千上万个丧失对肌肉和身体功能控制能力的瘫痪病人一样，她成了一个四肢瘫痪的病人。一天中的大多数时候，她只能无助地躺着，需要持续不断的照料，然而她的意识是清醒的。

但在2012年5月，她的命运发生了剧烈变化。布朗大学的科学家在她头顶部安装了一种叫做“大脑之门”（Braingate）的芯片，这种芯片很小，它通过无线形式和计算机联系在一起。从她大脑传来的信号经过这台计算机转给了一个机器手臂。只要动动脑子，她就可以逐步学会如何控制机器手臂的运动，渐渐地她就可以通过这个机器手臂取瓶装水，并且将水送到自己嘴边。对她来说这是多年来第一次能够掌控身边的事物。

由于瘫痪的她不能张口说话，因此她通过转动眼珠来表达兴奋之情。有一台设备记录了她眼睛的活动，并将其转化为文字打出来。当有人问她在瘫痪多年后又获得新生有什么感想时，她这样回答：“欣喜若狂！”当期待着有一天她的腿和脚也能通过计算机连接到大脑时，她这样说道：“我很想装一个机器腿做支撑。”中风前的她热衷于烹饪和园艺。她接着说：“我相信总有一天，我会再次走进厨房和花园的。”按目前数码假肢发展的速度看，相信她的梦想在不久的将来定会实现。

约翰·多诺霍（John Donoghue）教授与他的同事们在布朗大学和犹他大学研发出了一种微型传感器，这种传感器就像一座桥梁一样，能够沟通那些丧失语言功能的病人和外部世界。我采访他时，他这样告诉我：“我们将一个只有婴儿用阿司匹林药片或4毫米大小的传感器植入病人的大脑表面。正是因为能够收集到大脑脉冲的这96根非常细小的‘头发’或电极，传感器才能收到你想移动手臂的信号。我们选择手臂是因为手臂的重要性。”由于运动皮层近几十年来得到了细致的研究，因此可以直接在控制特定四肢的神经元上植入芯片。

大脑之门的关键之处在于将芯片传来的神经信号转化为能在现实世界移动物体的具有实际意义的指令，从计算机屏幕上的光标开始。多诺霍教授告诉我，他的做法是告诉病人，在脑海里想一种能够移动电脑屏幕里光标的方法，比如将光标移至右边。记录与此任务相应的大脑信号只用了几分钟。依照此法，计算机无论在任何时候探测并识别出这样的大脑信号，它就会把光标移动到右边。

如此，无论何时，只要实验者想把光标移到右边，计算机就会把光标移到右边。由此一来，病人所想象的特定动作和现实动作本身就形成了一对一的图表。病人可以立即尝试着控制光标的移动，事实上第一次试手就可以做到。

大脑之门打开了神经义肢技术这片全新领域的大门，让已经瘫痪的病人通过意识的力量来移动假肢。此外，大脑之门技术让患者能与其最爱的人进行直接沟通。大脑之门芯片第一版在2004年问世，该版本设计的目的是用来实现瘫痪病人和笔记本电脑之间的交流。不久后，这些病人开始了上网、收发电子邮件，以及控制他们的轮椅。

前不久，宇宙学家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）安装了一个神经义肢设备，和他的眼镜连在一起。这一设备就像一台脑电图传感器一样，能够将霍金的思维和计算机连接在一起，这样一来，他就能保持自己同外部世界的联系了。

虽然目前这种技术还处于起步水平，但和这种技术相似的设备最终会发展得更加高端，配备更多频道，并且更加灵敏。

多诺霍教授对我说，所有这一切，都会对病患者的生活产生深远影响，他说：“这一技术的另一种用途是你可以把这种计算机与任意设备连接起来，比如烤面包机、咖啡机、空调、电灯开关、打字机等。如今，做到这些已是十分简单了，而且成本也不高。有了这种技术，完全无法行动的四肢瘫痪病人便可以自由地切换电视频道、自主开关灯，无须任何人进房间帮扶，完全自食其力。”通过计算机，最终他们可以像健全人一样处理任何事情。

不少人士患有脊髓损伤。针对这一问题，西北大学的科学家们找到了另一个突破口，他们将猴子的大脑和手臂直接连在一起，这样就可以绕开受损的脊髓了。1995年，悲剧降临在好莱坞影星克里斯托夫·里夫（Christopher Reeve）身上，他在电影《超人》（Superman）中翱翔太空，但却因为脊髓损伤而完全瘫痪。悲剧是这样开始的，他从马背上跌下来时摔伤颈部，头正下方的脊髓因此受损。假如他能再多活几年，或许就能看到科学家们试图用计算机替换受损脊髓的努力了。仅在美国就有超过20万人患有不同程度的脊髓损伤。早几年时，患有这种疾病的人或许在事故发生后不久就会死去，但由于现今严重创伤治疗技术取得了巨大进步，每年都有越来越多的人从此类损伤中存活。我们能够想象在伊拉克和阿富汗，成千上万的士兵因误踩路边地雷而伤痕累累，落下残疾。要是算上因中风或其他疾病如肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）致瘫的病人，那么瘫痪人数可能要飙升至200万了。

西北大学的科学家们将一枚装有100个电极的芯片直接植入猴子的大脑里。当猴子完成抓球，将球举起，再放入一个管道里这一连串动作时，猴子大脑里传来的信号会被详细记录下来。由于每完成一个动作对应特定神经元的释放，科学家们便能一步步解码这些信号。

当猴子想要活动其手臂时，从猴子大脑里传来的信号由一台计算机利用解码得到的密码进行处理，他们将信号直接传递给猴子的手臂神经，而不是传给机械手臂。李·米勒（Lee Miller）博士说：“我们从猴子的大脑中截获命令臂和手如何移动的自然脑电波信号，并将这些信号直接传给肌肉。”

经过反复试验，猴子学会了如何协调其手臂上的肌肉。李·米勒博士接着说：“猴子的这一动作学习过程和人类学习使用一台新电脑、鼠标，或学着使用一副新的乒乓球拍的过程十分相似。”

（考虑到猴子大脑里的芯片只有100个电极，它就能掌握如此多的手臂动作实属神奇。米勒博士指出，手臂控制过程涉及数百万个神经元。大脑完成所有复杂的处理过程后，100个电极就能得到相当于释放数百万个神经元才能得到的效果，原因在于芯片和输出神经元连接在了一起。通过这种精密的分析我们可以得出，这100个电极只负责向手臂反馈信息。）

这一设备只是西北大学科学家们所设计的众多设备中的一个，有了它们，病人们就可以绕过受损的脊髓。另一种神经义肢技术利用的是肩部的运动对手臂进行控制。向上耸肩可以让手合并，向下耸肩则让手张开。病人还能将手指卷曲成杯状，还能操控拇指和食指捏住钥匙。

米勒博士总结道：“这种将大脑和肌肉连接起来的技术总有一天会运用于临床，帮助因脊髓损伤致瘫的病人重新开始正常生活，完成日常生活中的各种活动，让病人更大程度地过上独立自主的生活。”

大部分支撑这些了不起的研究的资金来自DARPA（美国防御高级研究计划局）的一项名为“革新假肢”的计划，该计划包含1.5亿美元，自2006年起就一直为这些项目提供资金援助。“革新假肢”计划背后一个强有力的支持者是美国陆军退休上校杰弗里·林（Geoffrey Ling），他是一名神经学家，曾多次走访伊拉克和阿富汗。他曾亲眼目睹战场上被埋在路边的炸弹炸得面目全非的尸体，这一幕令他触目惊心。在以前的战争中，许多勇敢的士兵们将会现场死亡。但是今天，我们有了直升机和完备的医疗设施，许多伤员虽然会忍受身体上的疼痛，但至少可以活命。超过1300名从中东归来的士兵失去了手或腿。

林博士时常问自己，能否找到一种科学方法来替代失去的四肢。有了美国国防部的支持，他要求自己的团队在五年内找到切实可行的解决方法。此要求一经提出，他便遭到不少怀疑。但面对别人的怀疑，他是这样回答的：“世人笑我太疯狂，但只有在疯狂的状态下，奇迹才会发生。”

在林博士的热情鼓舞下，他的团队在这间实验室里创造出了奇迹。例如，在“革新假肢”项目的资助下，约翰·霍普金斯大学应用物理学实验室的工作人员们创造出了世界上最先进的机械手臂，这种机械手臂可以在三维空间内复制手指、手和臂的任何精细动作。无论在尺寸、力量，还是灵敏度上，它都和有血有肉的真手臂达到了一致。尽管它是用钢制成的，如果用肉色的塑料将它包裹起来，它和真手臂几乎毫无差别。

这种手臂曾附加到四肢瘫痪病人简·谢尔曼（Jan Sherman）身上，她所患的先天性疾病损坏了大脑和身体间的联系，致使她颈部以下的身体完全瘫痪。在匹兹堡大学，科学家们将电极直接植入她的大脑顶部，然后再将电极依次接到一台计算机和一个机械手臂上。机械手臂移植手术五个月后，她出现在了著名电视节目《60分钟》的节目现场。面对全国的观众朋友，她兴奋地用“新手臂”跟大家挥手打招呼。为了显示这只手臂所含的高超的技术水平，她给林博士轻轻地来了一拳。

林博士这样说：“在我的梦想里，我们能够将这种技术运用在所有病人身上，包括中风病人、脑中风病人以及失去行动能力的老年人。”

不仅科学家，就连企业家也在寻求脑-机接口（BMI）技术。他们希望将某些类似的新颖发明融入其永久的商业计划中。通过电子游戏、运用脑电图传感器的玩具（将脑电图传感器运用在玩具里，玩家不仅能够用意念控制虚拟世界里的东西，还能控制现实世界里的东西），目前脑-机接口（BMI）技术已经打入年轻人的市场。2009年，神念科技公司（NeuroSky）推出第一款类似玩具——意念球场（Mindflex），这款游戏运用脑电图传感器，玩家可以通过意念在迷宫里移动球。当玩家集中注意力并戴上意念球场脑电图传感器设备时，就能提高迷宫里风扇的速度，风扇就能推动小球沿着球道滚动了。

现今，意念控制视频游戏同样火热起来。有1700家软件开发商同神念科技公司合作，它们大多依赖神念科技公司价值1.29亿美元的“脑电波移动头盔”（Mindwave Mobile headset）。这些视频游戏采用一种体积很小的戴在额头上的便携式脑电图传感器，有了这种设备，你就能在虚拟世界里纵横驰骋了，有了它，你就能通过意念控制游戏里你的化身了。在你控制化身的同时，你也可以向敌人开火，躲避敌人的攻击，可以升级、得分等等，其他游戏有的一样不少，只有一点不一样，那就是这款游戏不用动手。

锐脑公司（SharpBrains，一家市场调研公司）的阿尔瓦罗·费尔南德斯（Alvaro Fernandez）这样评价神念科技公司：“新兴视频游戏即将形成一个全新的生态系统，而神念科技公司会被定位成这个新行业的英特尔。”

除了使用虚拟武器，脑电图传感头盔还能探测到当你开始疲惫了，注意力开始分散。有关公司曾向神念科技公司咨询过，因为其工作人员在操作危险的机器时因注意力分散，或司机在开车时睡着而受伤。这一技术可能是一个救星，因为它能在工人或司机注意力分散时发出警报。脑电图传感头盔会在佩戴者打瞌睡时发出警报。（在日本，这种头盔已在热衷派对的交际达人圈里引起了流行潮流。当你将它戴在头上，这种脑电图传感器看上去就像猫耳朵一样。当某件事物吸引你的注意力时，“猫耳朵”会竖起来，当注意力散去时便随之耷拉下去。在各种派对上，人们只需动动脑子就能将浪漫的兴趣表达出来，这样你就能知晓你是否成功吸引到某人的注意了。）

但是，或许这一科技最新奇的用法要属杜克大学米格尔·尼科莱利斯（Miguel Nicolelis）博士的研究了。在我对他的采访过程中，他表示，他能复制很多能够在科幻小说里找到的设备。

尼科莱利斯博士展示了这种脑-机接口技术可以跨大陆作业。他将一只猴子放在跑步机上。猴子的大脑里植入了一枚芯片，芯片与互联网相连接。在地球另一端的日本东京，从猴子大脑里传来的信号被用来操纵机器人行走。在北加州一台跑步机上行走的猴子能在遥远的日本控制机器人的行走，且机器人的行走模式和跑步机上猴子的运动模式一模一样。仅用大脑传感器和食物诱惑，尼科莱利斯博士就成功地训练了这帮小猴子，让它们控制世界另一端的代号为CB-1的仿人机器人。

同时，他也在想办法解决脑-机接口技术存在的主要问题：感觉缺失。现今的人工义手对于触摸是没有感觉的，因此使用者能明显感觉到人工义手不是自己身体的一部分。由于义手没有感觉回馈，所以在与他人握手时很可能把对方的手指捏碎而自己全然不知。用机械手臂抓取鸡蛋壳几乎是一项不可能的任务。

尼科莱利斯博士希望通过建立脑-脑接口技术机制，从而绕开这个问题。大脑发出的信息应该传给配有传感器的机械手，而传感器又能将信息直接反馈给大脑，这样就能绕开躯干了。这种脑-机-脑接口（BMBI）技术保证了干净直接的回馈机制，这样一来，触摸就有感觉了。

最开始时，尼科莱利斯博士将恒河猴的大脑运动皮层和机械手臂连在一起。这些机械手臂上配有传感器，传感器能通过连在躯体感觉皮层（躯体感觉皮层会记录触碰产生的感觉）的电极将信号回馈给大脑。而猴子在每次试验成功后都会得到奖励；经过4～9次试验后，猴子便学会这种设备的使用方法了。

为了达到目的，尼科莱利斯博士发明了一套新的代码以代表不同的表面（无论是粗糙的还是光滑的）。他告诉我：“经过一个月的实践，这一部分的大脑学会了这种新代码，并开始将我们创造的这一套新的人工代码和不同的质地联系起来。这就是我们可以建立能模仿皮肤感觉的感觉通道的第一个证据。”

我对他说道，这听起来和《星际迷航》里的“全息甲板”（holodeck）很相像，《星际迷航》里的人们可以在虚拟世界里漫步，当你碰到虚拟世界里的东西时会有感觉，好像在现实世界一般。这就是所谓的“触觉技术”（haptic technology），触觉技术用数码技术模拟触碰时所产生的感觉。尼科莱利斯博士回答说：“是的，这将首次向世人表明像‘全息甲板’一样的东西在未来是可能出现的。”

这种未来的全息甲板可能采用两种技术的结合。第一种技术，全息甲板里的人们应该戴着互联网隐形眼镜，这样一来，无论看任何地方，他们都能看到一个全新的虚拟世界。透过隐形眼镜所看到的景象只要按动某个按钮就会立即发生改变。假如你触碰到这个虚拟世界里的任何东西，传入大脑里的信号会利用脑-机-脑接口（BMBI）技术模仿出触碰感。如此一来，透过隐形眼镜所看到的这个虚拟世界也就变得很逼真了。

脑-脑接口技术不仅使得触觉技术成为可能，同样也让“心灵互联网”或脑联网，也就是大脑到大脑的互动，成为可能。2013年，尼科莱利斯博士完成了《星际迷航》里的一种技术——“心灵融合”（mind meld），即两个大脑间思维的融合。起初他用两组老鼠做实验，一组放在美国杜克大学，另一组放在巴西的纳塔尔市。第一组老鼠学习看到红灯时踩下一个杠杆。第二组老鼠学习当大脑受到通过植入物传来的信号刺激时踩下杠杆。它们踩下杠杆得到的奖励为喝一小口水。接下来，尼科莱利斯博士将两组老鼠的大脑运动皮层通过一根性能良好的电线与互联网连接起来。

当第一组老鼠看到红灯时，信号会通过互联网传输给处在巴西的第二组老鼠，然后第二组老鼠便踩下杠杆。十次实验中有七次，第二组老鼠准确地回应了第一组老鼠传来的信号。这便是信号可以在大脑间传递且得到完全正确的解读。但这同科幻小说里的心灵融合还有天壤之别，所谓心灵融合是指两种思维合二为一，但这一技术仍处于起步水平，而且样本的体积又太小，但是它在原理上说明了脑联网是可能的。

2013年，当科学家们的实验超出动物的范围，开始实施人脑-人脑的直接交流实验，也就是通过互联网实现信息在人脑之间的传递时，便迈出了重要的下一步。

这一具有里程碑意义的一步是在华盛顿大学取得的，一位科学家将脑电波信号（移动你的右手臂）传输给另一位科学家。第一位科学家戴上脑电图传感头盔，并开始玩视频游戏。游戏里，他设想移动右手臂发射一枚加农炮弹，但他很小心地实际上不移动自己的右手臂。

脑电图传感头盔上的信号通过互联网传输给了另一位科学家，这位科学家头戴经颅磁头盔，这个头盔小心地安放在控制其右手臂的那一部分大脑的上方。当信号传到第二位科学家时，这个头盔会将一段磁脉冲输入其大脑，使得其右手臂不由自主地动起来（右手臂自己动起来）。因此，通过遥控，一个人的大脑可以控制另一个人的活动。

这一新突破为很多可能的技术带来了希望，如通过互联网传递非言语信息。或许有一天，你可以将跳探戈的经历、蹦极的经历、跳伞的经历通过电子邮件寄给他人。不仅仅是体育活动，还有你的情感及感觉都可以通过脑-脑接口技术与他人进行交流。

尼科莱利斯博士预想会有那么一天，全世界的人不是通过键盘来参与社交网络，而是直接通过他们的心灵。人们在脑联网上可以通过“心灵感应”实时交流思想、情感、想法，而不是通过收发电子邮件。如今的电话只能传递谈话信息和对话的语气。视频会议可能要好一点，因为通过视频你可以看到镜头另一端人们的肢体语言。但脑联网将成为通讯的终极形式，通过脑联网，谈话中可包含完整的思想信息，包括情绪、语气上的细微变化及言外之意。通过心灵的交流可以和他人分享自己内心最深处的想法和情感。

研发脑联网对于价值数十亿美元的娱乐产业同样会产生一定影响。回顾20世纪20年代，录音及灯光技术得到了极大提高。技术的进步给娱乐业带来了变革，电影从无声向“有声”过渡。这种将图像和声音相结合的技术在20世纪并未发生太大变化。但在未来，娱乐业或许会发生又一次革命，未来的娱乐业可能将人的所有（五种）感觉，包括嗅觉、味觉、触觉、听觉、视觉，以及全方位的情感都融入影视作品中。心灵感应探测仪或许能处理在人类大脑里流动的所有的感觉和情感，让观众完全融入到故事中。在欣赏爱情片或动作惊悚片时，我们的感觉会完全沉浸在故事情节中，就好像我们切切实实置身在故事里一样，切身体会到演员的所有感觉和情绪。我们能嗅到女主角身上的香水味儿，体会到恐怖电影中受害者内心的无比恐惧，打败坏人后身心畅快的感觉。

但是，完全沉浸式的娱乐体验势必会给电影产业带来剧烈的变革。首先，演员们需要接受专业培训，做到在携带脑电图/磁共振成像传感器和纳米探针（用来记录演员的情感和感觉信息）的情况下，也能将角色演绎得淋漓尽致。（这一定会给演员增加不小的负担，因为演员需要将五种感觉都演绎出来。就像电影从无声到有声过渡时那样，有的演员无法适应新的变革，但注定会涌现一批有能力将五种感觉演绎出来的新人。）这对于编辑人员的要求也会更高，他们不仅要剪辑影片，还要将各种感觉融入每一个场景。最后，观众坐在椅子上，各种电子信号会涌入其大脑。到了那时候，观众要佩戴的不只是3D眼镜了，而是各种大脑传感器。电影院也需要配备相应设备，对数据进行处理，然后传输给观众。

创建能够传输此类信息的脑联网并非一蹴而就的，而需要分步实施。首先，要将纳米探针植入大脑的重要部位，如管控语言的左颞叶，管控视觉的枕叶。接下来，计算机需要对信号进行分析，并对其解码。这些信息反过来会通过光缆经因特网传输出去。

比较具有挑战性的环节是将信号传到另一个人的大脑里，大脑里的接收器对输入的信号进行处理。截至目前，这一环节还仅限于海马体，但未来的技术应该能达到将信息直接输入大脑对应听觉、视觉、触觉等官能的各个部分。因此，为了弄清大脑中涉及各种感觉的皮层，科学家们还需继续努力。一旦弄清了这些皮层，比如海马体（我们将在下一章进行讲解），将词语、思想、记忆和经历传给另一个人的大脑就会成为可能。

尼科莱利斯博士这样写道：“人类的子孙后代掌握建立健全的脑联网所需要的所有的技能、技术和道德高度并非遥不可及的，在脑联网这个媒介里，数以亿计的人们可以仅仅依靠思想同其他人取得联系，进行交流。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。”

脑联网的产生足以改变人类文明进程。每一种新的通讯系统诞生，不可避免地会在社会中产生一定影响，引领人们从一个时代向另一个时代跨越。在史前时代的数千年里，人类的祖先一直过着游牧生活，穿梭在不同部落之间，依靠肢体语言和不能称之为语言的咕噜声交流。语言的诞生使人们能够交流符号和复杂的思想，有了交流便促进村落的产生，再后来便有了城市。在过去的几千年里，文字语言的出现使人们能够积累知识、记录文化，并将它们传给后代，促进了科技、艺术、建筑和庞大帝国的诞生。电话、收音机、电视机的出现，将人与人的交流扩展到了不同大陆间。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。下一步巨大的飞跃便是建立一个连接全球的脑联网，在脑联网里，人们可以全方位地交流感觉、情感、记忆和思想。

尼科莱利斯博士接受我的采访时表示，他开始对科学着迷是在孩童的时候，那时他还生活在巴西。他至今还记得那时他观看了“阿波罗号”探月器发射直播，这一事件在当时吸引了整个世界的目光。对于他来说，那是一项了不起的壮举。他告诉我，对于他而言，“登月壮举”就是建立脑联网，让“意念移动一切事物”成为可能。

当他还是个高中生时就对大脑无比着迷，那时他偶然间看到了艾萨克·阿西莫夫在1964年写的《人类的大脑》（The Human Brain）一书。书中没有探讨大脑中的各种组织是怎样相互作用，从而产生心灵这种东西的（因为那时还没人能回答这个问题）。那段时光对他来说足以影响一生，他意识到自己的命运应是努力去了解大脑的奥秘。

大约在10年前，他对我说，他开始认真从事大脑研究是因为孩提时期的梦想。他的职业生涯始于让一种机械设备控制老鼠的实验。他详细地解释道：“我们将传感器植入老鼠头上，传感器能解读老鼠大脑传来的电子信号。然后，我们把这些信号传输给一个能将水从喷泉送进老鼠嘴里的机器杠杆。因此，老鼠不得不积极地学会怎样用意识移动机器杠杆，从而喝到水。这便第一次展示了是人类可以将动物和机器联系起来，从而它能够不动身体就可以操作机器。”

如今，他不只可以分析一只猴子大脑的50个神经元，而是1000个，大脑神经元可以在猴子身上的不同部位产生不同动作。这样，猴子就能控制不同的设备了，如机械手臂，甚至网络空间里的虚拟形象。尼科莱利斯博士告诉我：“我们建立了一个猴子的虚拟化身，猴子通过意识而不动用任何身体部位就可以控制它。”让猴子观看视频游戏时，它就能在游戏世界里看到自己的化身。通过意识命令自己的身体移动，猴子就能让游戏里的化身按相应的方式运动。

尼科莱利斯博士预想，在不久的未来会有那么一天，我们可以用自己的心灵控制计算机和玩游戏。“我们会成为操作系统的一部分，并会融入我所描述实验的类似机制中。”

尼科莱利斯博士的下一项研究课题是“再行走项目”（Walk Again Project）。该项目的目的是研究出用心灵控制的外骨骼。首先，外骨骼让人不禁联想到电影《钢铁侠》（Iron Man）。实际上，外骨骼是一种能将整个身体包裹起来的特殊外套，这样手脚就可以通过机器进行移动了。他将其称为“穿戴式机器人”（wearable robot）。见图10。(www.xing528.com)

图10　图为尼科莱利斯博士所描述的可以由完全瘫痪病人的意识控制的外骨骼机器人。

尼科莱利斯博士的目标是帮助瘫痪患者“用意识行走”。他打算运用无线技术。他说：“这样一来，穿戴者头上就不会有任何突出物了……我们将对20000～30000个神经元进行记录，下命令给穿在身上的机器人外套，如此一来，穿戴者便能够思考，也能再次行走和抓取物体了。”

尼科莱利斯博士认识到，在实现穿戴式机器人这一目标之前还要克服重重障碍。首先，需要研发出可以一次性安全可靠地植入人大脑里数年之久的新一代微型芯片。其次，需要研发出无线传感器，这样才能保证外骨骼机器人可以自由行走。固定在穿戴者腰带或其他部位的手机般大小的计算机负责接收大脑发出的无线信号。再次，通过计算机解码和编译大脑所传出的信号的新技术一定要跟上。对于猴子而言，控制机械手臂需要数百个神经元。而对于人类，至少需要数千个神经元才能控制一只胳膊或一条腿。最后，还要有足够的便携式能源供应装置，支撑整个可穿戴机器人的运转。

尼科莱利斯博士还有一个崇高的目标：用外骨骼机器人为2014年巴西世界杯献礼。他希望在巴西世界杯开幕式上，一个四肢瘫痪病人穿着他研制的外骨骼机器人能够踢出世界杯第一脚。他自豪地告诉我：“这是我们巴西人的‘登月计划’。”

在电影《代理人》（Surrogates，又译《未来战警》）中，布鲁斯·威利斯（Bruce Willis）扮演一名调查神秘谋杀案的美国联邦调查局探员。影片中的科学家们研制出了外骨骼机器人，它们太完美了以致超出了人的能力。这些机器人十分强壮，有着壮硕的身体。实际上，由于它们接近完美，人类变得十分依赖于它们。人类终身都生活在辅助箱（pods）里，用意识通过无线技术控制其代理人，机器代理人可以高大帅气，甚或金发碧眼。每到一处，你都能看到“人们”在忙前忙后，不同的是他们是造型完美的机器代理人。而它们年迈的主人总是躲在幕后。然而，就在这里，剧情发生了剧烈转折，布鲁斯·威利斯发现谋杀案背后的真凶可能与研发这些机器人的科学家们脱不了干系。这就引起他的反思：到底机器代理人是福还是祸。

好莱坞大片《阿凡达》（Avatar）讲述的是2154年，人类耗尽了地球上的所有矿产资源。为寻求一种稀有的超导矿石，一家采矿公司远行到位于半人马座阿尔法星系的潘多拉星球。这颗遥远的星球上居住着纳维（Na' vi）族人，他们和物产丰美的自然环境和谐共生。为了和当地人沟通，受过特殊训练的工作人员在辅助箱里学习如何用意识控制通过基因工程培育出来的克隆人，这就是“化身”（avatar）。尽管潘多拉星球的大气含有剧毒，和地球的大气成分截然不同，但化身可以毫无困难地生活在这个外星球上。然而好景不长，当采矿公司在纳维族人的圣树下发现了丰富的超导矿石，这种紧张的关系随即瓦解。采矿公司和土著人之间不可避免地发生了冲突，前者想摧毁圣树，挖掘超导矿石，信仰圣树的后者则要誓死保卫圣树。在这场实力悬殊的冲突中，纳维族人注定会失败。直到有一天，一名受过特殊训练的工作人员改变了立场，和纳维族人并肩作战，领导纳维族人取得了胜利。

无论是化身还是代理人，都是当今科幻小说的故事情节，但或许某一天，它们就会成为科学必不可少的工具。人体太过脆弱，无法完成很多危险的任务，包括太空旅行。尽管科幻小说里充满了宇航员穿越银河系到达其尽头的各种英雄壮举，而现实和小说当然大不相同。宇宙深空的辐射太过强烈，以至于宇航员必须穿上防辐射服，不然受到辐射就会未老先衰，提前衰竭，或得辐射病，也可能致癌。太阳放射出的太阳耀斑对于宇宙飞船来说是致命的辐射。从美国到欧洲这样一次简单的跨大西洋飞行中，每小时你会受到1毫雷姆的辐射，或约等于一次医用X光所受到的辐射。但在太空飞行中，你受到的辐射量可比这个强烈数倍，特别是遇到宇宙射线和太阳耀斑爆发时。（遇到强烈的太阳风暴时，美国宇航局会事先警告空间站的宇航员，告知他们进入到具有抗辐射屏蔽的地方。）

此外，外太空里还有更多的危险等着我们，如微陨石、长期失重效应，以及需要及时做出调整以适应不同的引力场。只要在失重条件下暴露几个月，人体就会失去大部分钙和矿物质，宇航员就会变得十分虚弱，就算每天运动也无济于事。俄罗斯宇航员在太空中停留了一年后，虚弱无比的他们不得不像只浑身无力的蠕虫爬出太空舱。此外，人们认为部分肌肉和骨骼的损失是永久性的，不可逆转的，因此宇航员在其后半生就会感觉到长期失重所带来的后遗症。

因为微陨石和月球上的强辐射场的危害十分巨大，所有的科学家都建议使用一个巨大的地下洞穴作为永久性探月基地，以起到保护宇航员的作用。这些洞穴是天然熔岩洞形成的，靠近死火山。但在月球建立基地最安全的办法还是让我们的宇航员舒舒服服地坐在地球上自家的卧室里。这样一来他们就可以免受很多月球上的威胁了，他们可以通过“代理人”完成同样的任务。载人航天作业中为宇航员提供安全保障的费用高昂，这一技术可以大大减少载人航天事业的成本。

或许在第一艘行星际飞船抵达某个遥远的行星，当宇航员的代理人踏上这个陌生星球的土地时，他会情不自禁地这样说道：“这是心灵的一小步……”

这一技术运用在航空领域的一个问题是，将信号从月球发送到地球，再从地球返回月球需要一定时间。在超过一秒钟多一点的时间内，一段无线电信号能从地球发往月球，因此宇航员可以在地球上轻而易举地控制月球上的代理人。若是在火星上和代理人交流就更困难了，由于一段无线电信号达到火星需要20分钟或者更久。

但代理人有许多实际的作用。2011年的日本福岛核泄漏事故造成了数十亿美元的损失。由于工作人员暴露在核辐射地区内超过几分钟就会有致命危险，因此最后的清理工作可能需要持续40年。不幸的是，在福岛使用的机器人不够先进，所以不能进入受到强辐射地区进行修理工作。实际上，福岛地区使用的机器人并不高端，简直就是轮椅上放着一台电脑，再在电脑上安装一个摄像头。发展成熟的、能够自己思考的机器人（或受远处操作员控制），同时还能在受过严重辐射地区进行修理工作的机器人，还需要发展几十年才会出现。

工业机器人的缺失同样给发生在1986年的苏联切尔诺贝利（乌克兰境内）核泄漏事故造成了严重问题。工人们被直接派到事故现场进行灭火，由于致命的核辐射，他们都死得很惨烈。最后，戈尔巴乔夫命令空军空降5000吨硼酸盐处理过的沙和水泥，试图将核反应堆封起来。核辐射的强度十分高，因此苏联招募了25万人来控制事故态势。但每名工作人员只在核反应堆所处的大楼里待几分钟，进行修理工作。很多人受到了人的一生所能受到的辐射量的最高界限。每名勇士都得到了勋章，以资鼓励。这是一项人类历史上十分伟大的工程。现今的机器人都不可能完成这项任务。

实际上，本田汽车公司曾建造过一种能进入强辐射环境的机器人，但目前技术还尚不成熟。本田汽车公司的科学家们将脑电图传感器放置在一名工作人员的头上，该传感器和一台负责分析脑电波的计算机连在一起。计算机再和一台负责给机器人传输信号的收音机连在一起，这一设备被称为阿西莫（ASIMO，意即“在创新移动中领先一步”）。因此，只要改变自己的脑电波，工作人员就能通过意识控制阿西莫机器人了。

不幸的是，这种机器人目前还没有修复福岛核电站的能力，因为它目前只能完成几种基本运动（所有动作都只是移动其头部和肩部），然而一座破坏殆尽的核电站的修复工作需要几百种动作才能完成。这个系统还不够成熟，甚至连像拧螺丝或挥锤都无法完成。

其他团队也在积极探索用意识控制机器人的技术。在华盛顿大学，拉杰什·拉奥（Rajesh Rao）博士研发了一种类似机器人，只要人们头戴脑电图传感头盔就能控制这种机器人。这种新颖的仿人机器人只有2英尺（0.61米）高，名曰摩尔甫斯（Morpheus，该名源于电影《黑客帝国》，又译《矩阵》，希腊神话中的梦神）。一名学生在头上戴了一个脑电图传感头盔，然后做了几个手势，如动一动手指，这一动作产生的脑电图信号被一台计算机记录了下来了。最后这台计算机便能够建立起一个脑电图信号库，每一个信号对应一种手脚的运动方式。接下来，无论脑电图信号是否传过来，机器人都会按系统移动手臂。如此，只要你想移动手臂，机器人摩尔甫斯就会移动手臂。当你第一次戴上脑电图头盔时，计算机需要大约10分钟对你的大脑信号进行校正。最终你就可以掌握用大脑想想动作就能控制机器人的技巧。例如，你可以让它朝你走过来，拿起桌上的木板，然后朝另一张桌子走去，把木板放在那儿。

类似的研究在欧洲也取得了长足进步。2012年，瑞士洛桑联邦理工学院的科学家揭晓了他们的最新研究成果，这是一台脑电图传感器意识可控机器人，其控制者位于6英里（9.66公里）之外。这种机器人很像许多人家现在用的“伦巴”（Roomba）机器人真空吸尘器。但事实上这是一种配备有摄像头的高科技机器人，它能在拥挤的办公室里穿梭。例如，瘫痪病人只要看着与数英里之外的机器人的摄像头相连的电脑屏幕，透过屏幕和机器人的眼睛对视。接下来要做的就是动动脑子，病人只要动动脑就能控制机器人的运动，引导它越过障碍物。

未来，最危险的工作可以通过这种以人的意识控制机器人技术，让机器人去完成。尼科莱利斯博士这样说：“未来我们很有可能通过遥控大使或使节，即形态各异和大小不一的机器人或太空飞船探索宇宙遥远角落的行星和恒星。”

例如，2010年，500万桶原油灾难性地泄入墨西哥湾吸引了全球的目光。“深水地平线”（The Deepwater Horizon）公司的石油泄漏事件是人类历史上最严重的原油泄漏灾难，无数工程师在数月里几乎束手无策。遥控机器人潜水艇挣扎了好几个星期，全力想要封堵住油井，但缺乏灵活的多功能机器人则无法完成这项水下任务。若我们能有具备更高灵敏性的且能运用工具的机器人潜水艇，在泄漏事故发生的最初几天内就可以轻而易举地封堵住油井，价值数十亿美元的损失和之后的法律诉讼就不会发生。

还有一种可能性是未来的代理机器人可以进入人体，在人体内实施精细复杂的手术。这一想法源自拉寇儿·薇芝（Raquel Welch）主演的电影《神奇旅程》（Fantastic Voyage）。电影中，被缩小到血细胞大小的代理机器人被注射进患大脑血凝块病人的血液中。尽管原子缩小违背了量子物理学理论，但有一天，细胞大小的微电子机械系统（MEMS，micro-electrical-mechanical systems）或许能进入人体的血液中。微电子机械系统是很小的机械设备，只有针尖那么大。它运用“硅谷”采用的可以将数百个晶体管集成在指甲大小的薄片上的蚀刻技术。一个配有齿轮、杠杆、滑轮的机器可以做成比本句末端的句号还小许多。或许有一天，人们能头戴心灵感应头盔，通过无线技术命令微电子机械系统（MEMS）机器人在病人体内做手术。

因此，基于可进入人体的微型机器技术，微电子机械系统技术会在医学领域开辟一块崭新的天地。微电子机械系统（MEMS）机器人或许还能在纳米探针进入大脑时对其实施引导，让纳米探针精确地连接到相关的神经元。如此，纳米探针便可接受并传递特定行为所涉及到的众多神经元信号。将电极植入大脑的那种试探的做法将会被淘汰。

总而言之，全球各个角落的实验室所取得的了不起的成就，将会减轻瘫痪和残疾带给人们的痛苦。通过运用心灵的力量，病人们可以和挚爱的人进行交流，可以控制轮椅和床，用意识控制机械腿行走，操作家用电器，从此过上半正常人的生活。

但从长远看，这些进步对未来世界有着深远的经济和实际意义。到了21世纪中叶，通过心灵直接与计算机进行交流将成为一门普及技术。计算机产业是一个价值无限的产业，许多年轻人一夜之间成了亿万富翁，许多企业也在一夜之间暴富起来，心灵-计算机接口技术将会在华尔街乃至你的家里，都会产生巨大反响。

我们用来和计算机进行交流的所有设备（鼠标、键盘等）或许都会渐渐消失。未来，我们也许只需在内心下达指令或愿望，隐藏在环境中的微型芯片就会悄无声息地去执行。当我们坐在办公室里、在公园里散步时、逛商店或休息时，我们的意识就已经完成了和许多隐藏起来的芯片交流的活动，如此一来，在悄无声息中，我们就可以通过意识完成缴费、购买电影票或订餐等多种事宜。

艺术家们也可以利用这种技术。如果他们能够在脑海中想象出自己的作品，那么作品就能通过脑电图传感器以3D形式在全息屏上展示出来。由于脑海里的图像并不如原作那么精准，艺术家还可以在3D图像上进行修改，并构思下一幅图像。经过几次修改，艺术家就可以将最终画作用3D打印机打印出来了。

类似地，工程师们利用自己的想象力可以不费吹灰之力就能建出桥梁、隧道、机场的缩微模型。他们也可以单纯依靠思想迅速对图纸进行修改。有了这一技术，机器零件便能飞出计算机屏幕，进入3D打印机里。

然而有批评家声称，这种心灵感应技术存在一大短板：能量的不足。在影视作品中，超人能用意识移动大山。在电影《X战警：背水一战》（X-Men：The Last Stand）中，超级恶棍万磁王（Magneto）只需动动手指就能够移动金门大桥，但凡人平均只能使出五分之一的马力，这么一点点力量又怎能像漫画书里的人物一样完成超级壮举呢。因此，所有这些力大无比的心灵感应壮举只是纯幻想罢了。

然而，对于此般能量问题有一个解决办法。人们可以将思想连接到某种可以将人的力量放大数百万倍的能源上。如此一来，人们就可以拥有神一样的力量了。《星际迷航》有一个场面，船员们航行到了一个遥远的行星上，在那儿遇到了一个拥有神一般力量的生物，他自称阿波罗（希腊神话中的太阳神）。他能施展魔法迷晕船员。他甚至声称在永世之前曾去过地球，那时的地球人都对他无比崇拜。但船员们都不信神，认为这是个骗局。后来他们才了解到，这位所谓的“神”只不过是用其意识控制着一种神秘的能量源，其实是这一神秘力量在操作所有把戏。当这种神秘的能源被摧毁后，他也只不过凡人一个。

同样地，未来人们的心灵或许也能控制某种能够给予我们无限力量的能量源。例如，建筑工人可以用意识让某一能量源给重型机械提供充足动力。这样一来，只需一个工人通过心灵的力量就能建造一幢大楼了。所有重物的抬举都由这个能量源完成，而建筑工人相当于一个指挥者，只需依靠思想就能操控千斤重的起重机和推土机。

科技还用另一种方式追赶科幻小说。《星际迷航》的传说发生在人类文明扩张到整个银河系的时候。那时，银河系的和平与秩序由绝地武士（Jedi Knights）维持，他们是接受过严格训练的武士领袖，能够利用“原力”解读人的心灵，并能挥舞光剑。

然而，我们不用等到人类将整个银河系都变成殖民地时才能利用“原力”。正如我们所见，有的“原力”今天就已将成为可能，如我们可以通过皮层脑电图电极或脑电图头盔解读他人的思想。但当我们学会怎样用意识控制某种能量源的时候，绝地武士的心灵感应神力或许也能成为可能。打个比方，绝地武士轻轻招招手就能召唤他们的光剑，但我们通过利用磁力已经能够做到相同效果（就好像磁共振成像仪里的磁力能够让锤子在房间里滚动一样）。用意念启动能量源，靠当今的科技水平人们也能抓住房间那头的光剑。

心灵致动（telekinesis）通常是一种天神或超级英雄才有的能力。在好莱坞大片的超级英雄出没的宇宙里，应属菲妮克斯（Phoenix）的力量最强大，她是一位具有心灵致动能力的女子，能靠其意念移动任何事物。作为x战警的一员，她能凭借意念之力举起笨重的机器、击退山洪、将飞机送上天。（然而，在她彻底被其能力的黑暗面吞噬前，她继续宇宙中的狂暴行为，她能够烧毁整个太阳系，摧毁所有星辰。她的力量变得无比巨大和不可控制，最终只能走向自我毁灭的深渊。）

但现代科技能多大程度地利用心灵致动能力呢？

未来，就算我们拥有能够将我们思想的力量扩大数倍的外来能量源，我们也不可能用心灵致动能力移动诸如铅笔或咖啡杯之类的最基本的东西。正如我们所说的那样，主宰宇宙的只有四种力，没有外力的作用，任何一种力都不能将物体移动。（磁力很接近我们的要求，但磁力只能移动有磁性的物体。塑料、水、木头做成的物体很容易从磁场经过。）魔术师所表演的悬浮术可不是科学能够达到的能力。

因此，即使有外力支撑，具有心灵致动能力的人也不能随意移动身边的物体。然而，有一种技术十分接近我们的要求，但需要将一种物体变成另一种物体。

这种技术叫做“可编程物质”，这种技术是英特尔集团全力以赴研究的目标。研究可编程物质背后的想法是研发一种由极小的“电子黏土原子”（catoms）构成的物体，也就是一种微型计算机芯片。每个电子黏土原子可以通过无线技术进行控制；通过编程，电子黏土原子的表面电荷可以被改变，如此一来，它就可以和其他电子黏土原子捆绑在一起了。通过将电荷进行编程，电子黏土原子可以积聚在一起形成一个物体（如手机）。轻轻一按按钮，将其程序改变，电子黏土原子又能重新组合，形成另一个物体，如笔记本电脑。

我曾在匹兹堡的卡内基梅隆大学见识过这种技术，那儿的科学家研发出针头那么大的芯片。为检验这些电子黏土原子，我得穿上特制的白色制服、塑料靴和帽子（防止细小微粒进入房间）进入一间“无菌房”，接下来，透过显微镜，我可以看到每个电子黏土原子里的微小电路，有了这些电路，电子黏土原子才能通过无线技术改变程序，从而改变其表面电荷。我们也可以用这种方式对软件进行编程，或许在未来，我们可以对硬件进行编程。

接下来要做的是看看电子黏土原子是否能形成其他物体，以及看看是否可以通过意识将它们改变成其他物体。或许要到本世纪中叶才能研制出这种“可编程物质”技术的雏形。由于对数十亿个电子黏土原子进行编程是个十分复杂的过程，我们需要创造一种特殊的计算机，来协调每个电子黏土原子表面的电荷。或许在本世纪末，人们可以通过意识控制这种计算机，这样一来，我们就能将一种物体变成另一种物体了。我们大可不必记住每个物体内部的电荷及构造。我们要做的就只是向计算机发出意识指令，让一种物体变成另一种物体。

最终，我们或许可以列出一份所有可编程物体的清单，如家具、家电和电子产品。通过与计算机进行心灵感应交流，我们就可以将一种物体变成另一种物体。翻新你的房子、重装厨房、购买圣诞礼物等等活儿都可以靠意识完成。

只有神仙才能让所有的梦想都成为现实。然而，这种神力也有它的弊端。所有科技都可用来谋福祉，也可以做坏事。归根结底，科技是一把双刃剑。一方面它能祛除贫困、疾病和无知。但另一方面，科技也可以给人们带来灾难。

这些科技可以使战争变得更加危险。或许有一天，战争的双方会是佩戴各种高科技武器的代理人在战场上厮杀。而真正的战十则坐在千里之外，他们可以使用各种尖端武器而不用考虑战争会给平民造成附带伤害。尽管让代理人参加战争可以保护士兵的生命，但战争也可能给老百姓及其财产造成巨大损失。

另一问题是这种力量可能太强大，普通人难以控制。小说《魔女嘉莉》（Carrie）中，斯蒂芬·金（Stephen King）探索一个经常被同伴嘲笑的女孩的内心世界。她总是受到同伴排挤，她的生活总是充满无尽的侮辱和欺凌。然而，欺负她的人并不知道，其实她具有心灵致动能力。

一次舞会上，备受欺负后，鲜血洒满她的裙子，她终于暴怒了。她召唤了所有的通灵神力捉住了她所有同学，将她们逐一制服。最后，她决定将学校付诸一炬。但最终她却在火海中丧生。

这种巨大的神力不仅可能起到适得其反的作用，它还存在其他问题。听上去可能有些讽刺，如果它过于顺从于你的思想和命令，它很有可能将你摧毁，即使你做好所有运用这种力量的防御措施。这样一来，你的所思所想就很有可能将你引向末日。

电影《禁忌星球》（1956，又译《紫禁星》）改编自莎翁的剧作《暴风雨》（The Tempest），这部剧的剧情以一位巫师和他的女儿被困在一座荒岛上渐渐展开叙述。但是在《禁忌星球》，故事从一位教授及其女儿被困在一个遥远的星球展开剧情，这个行星是“克雷尔”（Krell）文明的发源地，这种文明先进于人类文明数百万年。克雷尔人最大的成就是创造了一种能够给予他们终极心灵致动能力的设备，这种能力可以控制以任何形式存在的意识。任何他们想要得到的事物都会成为现实。这是一种可以根据他们的意愿重塑现实的超能力。

然而，就在他们就要迎来最大胜利的前夕，克雷尔文明却在他们开启设备的那一刹那便消失得毫无踪影。到底是什么东西摧毁了如此高度发达的文明呢？

当一个地球人来到这个星球援救教授及其女儿时，他们发现这个星球存在一种能通过意识杀戮飞行员的可怕怪兽。最后，一位飞行员发现了克雷尔文明和怪兽背后的秘密。临死时，这个飞行员留下一句话：“怪兽来自‘本我’。”

教授慢慢弄清了这一惊人的真相。克雷尔人开启心灵致动机的那一夜，他们睡着了。所有来自克雷尔人本我的欲望被突然释放出来，并迅速得以实现。长期埋藏在这些高度文明生物潜意识的正是古老过往的原始欲望和贪欲。所有的幻想、所有复仇的愿望瞬间成真，因而一夜之间，这样一个高度发达的文明就毁于一旦。他们一度攻无不克，战无不胜，但有一件事他们无法控制：自己的潜意识。

对于那些渴望尽情释放心灵之力量的人们来说，这便是一个教训。在心灵中，你能发现人类最伟大的成就和人类的思想之美。但你也会从本我中发现魔鬼的影子。

目前为止，我们探讨了科学的力量，通过心灵感应和心灵致动来扩大人类的心力。但我们从本质上说还是保持着自我；我们所取得的进步并没有改变我们的本质。然而，我们已经打开了一片能够改变人类本质的全新领域。运用最新的遗传学、电磁学及药物疗法，我们有可能在不久的未来拥有改变记忆，甚至增强智慧的能力。下载记忆、一夜之间学会复杂的技能、变得像天才一般聪明等这些想法，渐渐地将不再局限于科幻小说的范畴。

没有了记忆，我们将迷失自我，漂浮在没有目标的汪洋大海中，无法了解自己和自己的过去。因此，当有一天我们能将记忆植入大脑会发生什么呢？当我们通过下载文件，并将其植入大脑就能轻松掌握所有学科时又会发生什么呢？当我们无法分清记忆的真假，无法分清我们是谁时，将会发生什么呢？

科学家们努力地将人类从过去作为大自然的被动观察者，向大自然的主动塑造者转变。这就意味着我们可能会拥有操纵记忆、思想、智慧和意识的能力。未来的我们很可能拥有指挥心灵的能力，而不再是简单地观察心灵机制之微妙。

现在就让我们来回答这个问题：人类能够下载记忆吗？