数字化永生的科学与幻想：我们能把意识上传至电脑吗

在电影《源代码》中，主角的意识被上传至虚拟服务器，在8分钟的时空碎片中不断循环，寻找真相；而在《超验骇客》里，科学家威尔·卡斯特将濒死的意识上传至量子网络，最终演化成能操控物质与数据的数字神明……听起来像天马行空的科幻设定，但今天，随着脑机接口、数字分身等技术快速推进，这一设想正逐渐逼近现实边界。

那么，“意识上传”真的有实现的可能吗？我们能否抛弃肉身，进入一段数字化“永生”？

电影《源代码》剧照（上）

《超验骇客》宣传照（下）

意识上传：大脑的复制与上传

这个既酷炫又略带惊悚的概念，被称为“意识上传”（Mind uploading，或称“心灵上传”）。所谓“意识上传”，指的是将人的大脑活动全面扫描并数字化，在计算机中重建出一个人的完整思维模型。你可以把它想象成——把大脑“拷贝”到电脑里运行。从纯粹机械论的角度来看，如果这能实现，这意味着记忆、思维乃至“我是谁”的感受，都可能脱离肉体而存在。这一过程将会实现数字化永生，让你保留完整的自我认知、记忆与人格，只是不再拥有血肉之躯。

意识上传（图片来源：Wikipedia）

在那个模拟世界里，你不仅能进行现实生活中的一切活动：享用美食、驾驶汽车、运动竞技，还能突破物理法则，实现现实世界中的不可能：穿墙而过、翱翔天际或星际旅行。唯一的限制只取决于科学能模拟的边界，这与“元宇宙”（Metaverse）理念不谋而合，只是更加彻底——不是用虚拟形象进入数字世界，而是将真正的“你”完全数字化。

在理论上，意识上传并非天方夜谭。回顾科学史，登月计划、基因测序、量子计算……诸多曾经被认为不可能的任务都已实现。但具体到意识上传，我们面临的挑战要大得多，毕竟人类对大脑的认知仍然只是冰山一角。就目前而言，我们仍遥不可及。

“将大脑复制到计算机里需要几步？”

大脑堪称已知宇宙中最复杂的造物，复制其完整结构和功能面临着前所未有的技术挑战。要实现有效的意识上传，最关键的前提是必须为数字化大脑提供与现实世界完全一致的感官输入——这意味着即便在计算机环境中，也需要精确模拟包括视觉、听觉、嗅觉、触觉在内的完整感知系统，以及运动控制、眨眼反射、心率调节、昼夜节律等数千种生理功能。

这一要求的必要性源于一个残酷的事实：缺乏感官输入的纯粹思维状态，本质上与心理学中的感觉剥夺无异。大量研究表明，长期处于这种状态会导致 微小的偏差都可能造成意识主体的认知失调或心理创伤。然而目前，我们既受限于计算能力的不足，更面临着基础神经科学认知的重大空白，距离实现这种精度的模拟还有很长的路要走。

60年代，一名志愿者在曼尼托巴大学的实验室进行感觉隔离实验

（图片来源：David Portigal and Co./Courtesy University of Manitoba Archives）

大脑图谱绘制难题：扫描数百亿神经元

要想成功复制人类大脑，第一步是扫描并绘制其完整的三维结构图谱，这需要比现有核磁共振成像（MRI）精密千万倍的成像技术。人类大脑拥有约860亿个神经元，被称为大脑的“基本构建单元”，每个神经元都通过轴突与树突与其他神经元相连接。生物大脑就像一座密密麻麻的“神经森林”，要想“上传意识”，就得把这张庞大又复杂的“电路图”扫描、理解并复制下来。完整绘制这个“天文数字”级结构无疑极其困难。

上图为成年果蝇大脑中的所有139,255个脑细胞渲染图

（图片来源：Tyler Sloan/FlyWire/Princeton University）

下图为小鼠一立方毫米的脑组织中的1,000多个大脑神经元渲染图

（图片来源：Forrest Collman/Allen Institute）

听起来像在挑战极限——目前，科学家也仅完成了秀丽隐杆线虫的和果蝇的中枢神经系统模拟，小鼠大脑也只绘制了微小区域。人类大脑？连冰山一角都未完全揭示。

或许几十年后，科学家们能够实现人脑全景扫描，但仅记录860亿个神经元及其数万亿连接仍然远远不够——因为每个神经元都在不断调整其结构和功能，这种被称为“突触可塑性”（Synaptic plasticity）的特性也需要持续建模模拟。究竟要深入到哪个层级（分子级？原子级？）才能确保模拟大脑正常运作，至今仍是未知。

数字化神经元概念

（图片来源：SciTechDaily）

理解大脑的运算机制或许能为科学家们提供捷径——这样，研究人员只需模拟大脑的关键功能，而非全部的生物细节。就像了解汽车的工作原理之后再造新车，远比盲目复制现成车辆容易。

2024年12月我国北京大学马雷研究员的线虫神经系统（302个神经元，包含离子通道和突触连接等细节）精细模拟

（图片来源：Nature Computational Science 24年12月封面图片）

然而，这要求科学家们揭示思维在大脑中产生的奥秘——即破译神经元集群如何共同工作生成意识。尽管目前对单个神经元的活动机制已有初步认识，但若要理解它们如何在78个脑功能区之间传递和整合信息，仍面临着重大挑战。

除了复制大脑，另一种可能的路径是逐步用人工神经元替换生物神经元。借助纳米级神经接口，将大脑中的有机神经元逐一替换为人工模拟单元，最终实现从生物脑到纯人工脑的平滑过渡，同样完成了介质转移，达到数字永生的目的。

然而，这一设想仍显得遥不可及——迄今为止，人类甚至无法精确替换单个神经元，更遑论完整的大脑迁移。

意识数字化：科技曙光与哲学迷思

尽管困难重重且前路未明，但相关科学技术的发展正呈指数级加速：未来数十年计算力、AI、脑机接口技术的突破都值得我们所有人期待。更不用说，意识上传从不缺投资——无数投资者为换取数字永生甘愿一掷千金。虽然具体实现时间仍难以预测——可能是二十年、可能是本世纪末，也可能需要数代人的努力——但可以确定的是，意识数字化并非不可能。

伊隆·马斯克和他的Neuralink脑机接口公司

（图片来源：Apoorva Bellapu/Medium）

当科幻照进现实，我们迎来的不仅是技术***，更是一场关于前所未有的伦理、哲学和存在主义挑战：数字意识是否拥有与生物人同等的权利？意识上传是“我”的延续，还是仅仅创造了复制品？我们是否真的准备好面对“缸中之脑”的困境？在富人可能率先获得数字永生的未来，是否会创造一个前所未有的“数字鸿沟”时代？在这个科技与哲学交织的前沿领域，我们不仅是在探索如何延续生命，更是在重新定义着“人”何以为“人”，“我”何以为“我”，以及什么是真正意义上的“活着”。

缸中之脑（图片来源：Wikipedia）

参考资料：

1.https://theconversation.com/can-you-upload-a-human-mind-into-a-computer-a-neuroscientist-ponders-whats-possible-250764

2.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%84%8F%E8%AF%86%E4%B8%8A%E4%BC%A0

3.https://en.wikipedia.org/wiki/Sensory_deprivation

4.https://scitechdaily.com/complete-neural-blueprint-scientists-map-over-50-million-connections-in-fruit-fly-brain/

5.https://www.nature.com/articles/d41586-025-01088-x

6.https://www.nature.com/articles/s43588-024-00738-w

7.https://magazine.columbia.edu/article/your-beautiful-brain

策划：刘颖 张超 李培元 杨柳

审核专家：马雷 北京大学未来技术学院研究员、北京智源学者