心灵上传 （英語：Mind uploading ），或称为意识上传 、全脑仿真 （Whole brain emulation），是一种科幻技术，该技术可以把人类脑部 的所有东西（包括意识 、精神 、思想 、记忆 ）上传至计算设备（如电脑 、量子计算机 、人工神经网络 ）上。该计算设备将能够模拟大脑的运作，如原先的大脑对外界输入作出相应的反应，并拥有一个具备意识 的心灵 。[ 1] [ 2] [ 3]
心灵上传有两种潜在的实现方法：复制-转移或神经元逐步替换。第一种方法通过对大脑特征的扫描 ，将其中贮存的信息复制或转移到电脑或其他计算设备中。这个模拟的心灵可以和一个模拟的三维躯体相连接，并被置入一个虚拟现实 或模拟现实 中；也可被置入一台连接着机器躯体 或生物学躯体的电脑中。[ 4] 赛博格 式的替换，直到原始的有机大脑不再存在并由模拟大脑的计算机程序控制身体。
心灵上传被一些未来学家 和超人类主义者 视为一种重要的生命延续 技术。心灵上传的另一个目标是为人类心灵做永久备份，以使我们能够在全球灾变或星际旅行中存活下来。一些未来学家 认为全脑仿真是计算神经科学 和神经信息学 的“逻辑终点”。[ 4] 人工智能 研究领域也将其视为一种实现强人工智能 的途径。基于计算机的智能（如一个上传的心灵）的思维速度可能会比一个生物学人类快很多，因而某些未来学家 认为一个由上传心灵构成的社会将达到技术奇点 ，即技术增长突然以更大的指数暴涨。[ 5]
主流科学界、经费提供者和科学期刊目前对心灵上传的可行性持怀疑态度。与此有关的实质性努力包括主流科学界在动物脑测绘 与模拟、更快的超级计算机 、虚拟现实 、腦機介面 、连接组学 、动态大脑的信息提取方面的研究。[ 6]
神经元解剖模型 一个简单的人工神经网络 人类大脑 拥有约850亿个神经元 ，每个神经元通过轴突 与树突 与其他神经元相连接。在神经元 相连的地方（突触 ），信号通过神经递质 这种化学物质的释放和吸收 而传递。关于人类的心灵 ，神经科学界已经达成的共识是，人的心灵 是神经网络 中信息传递过程的涌现性质 。
神经科学家 指出，最关键的一点是，人主要的精神活动，如学习、记忆、意识，都是在大脑中发生的纯粹的电化学过程。例如，克里斯托夫·科赫 和朱利奥·托诺尼 在《IEEE综览 》中写道：
“意识是自然界的一部分。我们相信它仅建立在数学、逻辑和那些我们目前尚未理解透彻的物理学、化学和生物学中，而不是魔力或其他不属于我们世界的性质。” [ 7]
心灵上传的概念就建立在这种机械论 的世界观上，否认对于人类生命和意识的生机论 观点。
一些知名的计算机科学家和神经科学家预言，使用特定方式编程的计算机将拥有思想的能力甚至获得意识。这些科学家包括克里斯托夫·科赫 、朱利奥·托诺尼 [ 7] 侯世达 [ 8] [ 8] 马文·闵斯基 [ 9] [ 10] [ 11] 人工智能 将为心灵上传提供所需的基础。
尽管如此，心灵上传将与一般所指的人工智能 有着显著的差别，因为上传的心灵拥有原来人脑的信息并将保留其个人的身份、经历的认知。
许多理论工作者给出了人脑的建模，并对部分或完整的模拟需要的计算能力作出了一些估计。[ 4] 摩尔定律 能够继续有效。[ 12]
理论上，如果我们能将脑中的信息与进程从身体中分离出来，那么我们的心灵就不再受制于个体功能与寿命的局限性。更进一步，脑中的信息甚至能被部分或整个地复制或转移到其他基质（如数字存储设备或另一个大脑）中。这样，从纯粹机械论的视角看，我们减缓甚至完全逆转了这些信息必将消亡的命运。这一倡议最早见于华盛顿大学 的生物老年医学专家乔治·M·马丁 [ 13]
如果摩尔定律 继续有效，那么几十年内，一台超级计算机 将能够以比生物学人脑更快的速度在神经元层面模拟大脑的运行。不过，由于目前尚缺乏对模拟所需精度的认识，准确的日期并不好估计。不同人对于何时能模拟一个完整的大脑作出了不同的预言，例如雷蒙德·库茨魏尔 预言为2045年；一些预言的时限甚至已经成为过去了。
考虑到人脑中的电化学信号的传递速度大致在150米每秒，而电脑中电信号以光速 传播（三亿米每秒），这意味着理论上一个大型并行 计算机组中模拟的大脑的思考速度可能能够比我们的人脑快上几百万倍。[ 14] 动作电位 ，而2013年的微处理器 的时钟频率已达到5.5GHz，[ 15]
然而，人脑中大致包含850亿个神经元 以及连接他们的850万亿个突触 ，[ 16] 微处理器 技术模拟他们中的任何一个都需要一台今天的超级计算机 。如果利用分时系统 ，所需的计算机的规模能够被大大缩小，但同时运算速度也被降低了。理论上如果让一个计算单元处理一个皮层柱 中的所有细胞，那么今天的超级计算机就能模拟出一个哺乳动物脑，不过是在比自然的脑更慢的速度上。[ 17]
多个动物大脑已经被完整测绘 ，一些已能够被部分模拟。
秀丽隐杆线虫 的302个神经元 ，以及连接它们的5000个突触 。秀丽隐杆线虫 的神经回路早在1985年即测绘完成，[ 18] [ 19] [ 20] [ 21] [ 22]
开放蠕虫 计划是一个致力于通过生物逆向工程在电脑中构建出虚拟秀丽隐杆线虫的开源 计划，他们目前已经作出了能够重现蠕虫肌肉运动的软件。[ 23]
果蝇 的神经系统也已经被仔细地研究，并在一定程度上得到了模拟。[ 24]
2007年，内华达大学的研究组在IBM 的“蓝色基因 ”超级计算机上运行了一组被称为“可以与半个老鼠大脑的复杂度媲美”的人工神经网络 。在这项模拟中，一秒的时长需要使用十秒的计算机运行时间。研究者称，他们见到了流过虚拟皮层的“与生物学一致的”神经冲动。不过，这项模拟缺乏真实老鼠大脑中的结构，目前研究者们正在进一步提高其神经元模型的精确性。[ 25]
蓝色大脑 计划是2005年5月由IBM 和瑞士联邦理工学院 发起的一个项目，其目标是从分子层面用电脑模拟出哺乳动物皮层柱 。[ 26] IBM 的蓝色基因 超级计算机 的基础上模拟神经元上突触的电活动以及内膜电流。这项计划的初级目标在2006年12月得到实现，[ 27] 新皮层柱 （neocortical column）——它是新皮层 （大脑中负责诸如意识这样的高级功能的部分）的最小功能单元，包含约10000个神经元 （和108 个突触 ）。早在1995年至2005年间，亨利·马克拉姆 （Henry Markram）已经完成了这样一个皮层柱中神经元类型和连接的测绘。在2007年11月，[ 28] [ 29] 蓝色大脑 在PNAS上发布的论文给出了指导神经连接组 形成的关键规律。[ 30]
“心灵上传”的概念需要的哲学基础是：意识 蕴含在大脑的信息处理之中，他的实质是从神经元 集群组成的具有高级模式的网络中产生的涌现 现象，并且这样的现象能够在其他处理设备中实现。“心灵上传”也要求人类的心灵 （包括自我意识、记忆等）仅仅是神经元中通过突触 传递的电信号的展现，而不是一个二元论 的或神秘主义的灵魂或精神。“心灵 ”在这里可以被定义为大脑中信息的（非物质的）状态，与一个数据库中的信息或是你电脑内存中正装载的软件是类似的概念。[ 31] [ 32]
这个想法已有了很长的历史，在1775年托马斯·里德 写道：[ 33]
“我想要知道……当我的大脑失去了他原有的物质，如果几百年后这些同样的材料被精妙地结合成了一个具有智能的个体，这个个体会不会就是我；或者，当两到三个这样的个体仿照我的大脑被创造出来后，他们会不会都是我。”
许多超人类主义者 和奇点主义者 寄希望于通过构建一个或多个对他们大脑的复制而摆脱他们的生物学躯体、实现永生。然而，哲学家和超人类主义者苏珊·施耐德认为这只会制造一个原先的心灵的复制品。[ 34] [ 35] [ 36] [ 37]
心灵上传的另一个潜在的结局是“上传”只会构建出一个没有心灵的活动机器，而不是一个有意识 的心灵 （见哲学僵尸 ）。[ 38] [ 39] [ 40] [ 41] 唯我论 ），相当多的科学家，包括雷蒙德·库茨魏尔 ，相信一个独立实体的意识是本质上不可知的。与此相反，也有一些科学家，如罗杰·彭罗斯 （Roger Penrose），认为意识是一种依赖于基质的量子现象 （见量子心灵 ）。[ 42] [ 43] [ 44]
为化解是否将上传产物视为有意识的难题，安德斯·桑德伯格（Anders Sandberg）提出了一个构想：[ 45]
最大认同原则（Principle of assuming the most）：我们认同一个模拟系统将与原系统拥有同样的精神特质并等同视之。
利用外部皮层 是另一种可能的心灵上传的方式，据此一个人的心灵逐步地、分部地从一个衰老的生物学大脑转移到外部皮层 上。[ 3]
开发这样的模拟技术提出了与动物福利 、人工意识 相关的伦理问题。[ 45] 神经科学 领域的研究需要做动物实验，从无脊椎动物、到小型哺乳动物、最后到人类。有时，实验仅仅需要对动物扫描他们的大脑，但有时活体行为研究和活体测量也是有必要的，这可能给动物带来痛楚。[ 45]
不仅如此，在一些对于意识的理解中，模拟的动物也可能承受痛苦。[ 45] [ 46]
如果一个对大脑足够精细的计算模拟可以行为上等同于一个有机的大脑，其后果是我们必须考虑扩大伦理的范畴，保护这些模拟动物以免受痛苦的折磨。
发展对于这些虚拟心灵的麻醉术是一个可能的避免痛苦的方法。然而，一些实验可能要求使用一个全体功能都在运作的模拟动物。模拟动物们也可能为我们的偶然失误或了解不足而承受痛苦。[ 45] [ 46]
仿真大脑可以被病毒或恶意软件轻易删除，因为这不再需要对硬件的直接破坏。这会使得谋杀更加容易，攻击者可能以此而将空出的计算能力据为己有。[ 47]
仿真品的法律地位有面临许多问题。[ 48] [ 48]
对模拟世界的向往也可能会滋生战争、不平等、权力更迭，人们竞相争取第一个造出模拟世界，然后在真实世界与模拟世界中采取先发制人的攻击。模拟世界中也可能蔓延着种族主义、排外、宗教偏见造成的苦难。[ 47]
如果一个模拟社会的运行速度远超出人类社会，面临问题时现实人类可能没有足够的时间来作出明智的决定或有效的协商，现实人类可能采取暴力手段对付实力迅速增长的模拟社会。[ 47]
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