曾经，意念控制被认为是痴人说梦；如今，它早已变得轻轻松松，甚至连老鼠和猪都能用意念玩转游戏。曾经，“读心术”被认为是骗人的把戏；如今，它早已成为现实，只需通过你的脑电图，便可一眼看穿你的情绪和心思。曾经，人是人，机是机，人机彼此分离；如今，人即是机，机即是人，小小脑机接口就让你与机器密不可分。其实，这些都还不是最玄幻的事情，因为本书将以严谨的科学态度，基于神经生物学、脑科学、微电子学和虚拟现实等领域的成就，向你展示一幅更玄幻的内涵型人工智能愿景。换句话说，也许在将来的某天，你可轻松地成为全球第二的钢琴演奏家和画家等，更准确地说，你能在瞬间学会偶像的任何技能，最多只比他稍逊风骚。也许在将来的某天，任何人都能轻松掌握全球的既有知识，轻松地与他人进行不动声色的意念通信。如此愿景到底能否实现，到底能在多大程度上实现，以及何时能实现等，其实这些都主要取决于脑机接口的进展，即人类能否更精准而全面地检测、提取、产生、复制和输入相关神经元的电脉冲，激活或重组某些神经回路。
本书文笔流畅，内容浅显易懂，可作为大众科普读物，更可供人工智能的专家深究，还可供科幻迷任意发挥，写出更加引人入胜的作品。

杨义先，北京邮电大学教授、博士生导师、首届长江学者特聘教授、首届国家杰出青年基金获得者、国家教学名师、国家教学团队（“信息安全”）带头人、全国百篇优秀博士学位论文指导教师、国家精品课程负责人、中国科普作家协会会员。曾任中国人工智能学会秘书长，现任北京邮电大学信息安全中心主任、灾备技术国家工程实验室主任、中国密码学会副理事长。他长期从事网络与信息安全方面的科研、教学和成果转化工作。他创立了网络空间安全的统一理论“安全通论”与“博弈系统论”，同时出版了科普作品《安全简史》《黑客心理学》《密码简史》《科学家列传》《通信简史》等，在社会上引起了极大反响，受到读者的喜爱，并获得多项出版物奖项。
曾获得荣誉：政府特殊津贴、国家有突出贡献的中青年专家、国家有突出贡献的中国博士学位获得者、第四届“中国青年科学家奖”、第四届“中国青年科技创新奖”、全国优秀科技工作者、中国科协第三届青年科技奖、首届茅以升北京青年科技奖、北京青年五四奖章、第三届北京十大杰出青年、“有可能影响中国21世纪的IT青年人物”。

上篇 基于宏观脑电图的机会
第1章 主角们闪亮登场了
1.1 电子就这样登场了
1.2 原子就这样登场了
1.3 分子就这样登场了
1.4 神经就这样登场了
1.5 智能就这样登场了
1.6 大脑就这样登场了
第2章 奇妙的脑电波
2.1 毛骨悚然的开端
2.2 脑电波采集方法
2.3 脑电图子波结构
2.4 重塑异常脑电图
2.5 脑电波有多厉害
2.6 脑电图网络结构
第3章 宏观型脑机接口
3.1 斗牛场上的奇迹
3.2 植入式脑机接口
3.3 非植入式脑机接口
3.4 动物的意念控制
3.5 脑机接口之难易
3.6 脑电输入的限制
中篇 基于中观大脑地图的机会
第4章 颠覆“三观”的脑连接
4.1 舌头抢了耳朵的工作
4.2 触觉抢了视觉的工作
4.3 瘫痪者竟然站起来了
4.4 逻辑系统被毁的怪人
4.5 智障人士竟然成专家
4.6 快乐感的产生与擦除
第5章 大脑地图的可塑性
5.1 大脑地图与外界呼应
5.2 大脑内部的竞争法则
5.3 一起发射便连在一起
5.4 学习将改变大脑地图
5.5 大脑地图的改进训练
5.6 倒拨认知功能的时钟
第6章 大脑地图怪事多
6.1 限制诱导法有多奇妙
6.2 重塑强迫症患者大脑
6.3 重塑幻肢的疼痛感觉
6.4 意念的力量能有多大
6.5 半个脑子也活得很好
6.6 塑造大脑的四种规则
下篇 基于微观神经脉冲的机会
第7章 神经元的电特性
7.1 神经元的一般结构
7.2 神经元的信息通道
7.3 神经膜的离子通道
7.4 神经元的兴奋特性
7.5 神经元的动作电压
7.6 动作电压的传导性
第8章 神经电路的突触连接机会
8.1 神经元连接的突触
8.2 突触前递质的释放
8.3 突触后电压及信号
8.4 突触的可塑性调节
8.5 周围神经接口机会
8.6 中枢神经接口机会
第9章 感觉系统的脑机接口机会
9.1 感受器与触痛温觉
9.2 视觉脑机接口机会
9.3 听觉脑机接口机会
9.4 嗅味觉脑机接口机会
9.5 平衡觉脑机接口机会
9.6 内脏觉脑机接口机会
第10章 运动系统的脑机接口机会
10.1 运动神经系统简述
10.2 脊髓反射运动调节
10.3 脑干如何控制运动
10.4 大脑皮层运动控制
10.5 小脑对运动的控制
10.6 基底核的运动调节
跋
参考文献

人工智能（AI）的未来
发展有两大趋势，一是继续
向外扩展人类的外延，二是
努力向内丰富人类的内涵。
前者称为外延型AI，后者称
为内涵型AI。
所谓外延型AI，就是将
机器视为人体的外延，让这
个外延（机器）的“智能”越
来越高，让机器做起事来越
来越像真人而且还是能人，
不但能下棋，还能开车，更
能聊天，总之能代替人类从
事许多复杂的智能工作，使
人类越来越严重地依赖于机
器，以至于某天人类不得不
突然离开机器时，人类文明
将立即倒退千年。其实，神
经生理学家早就发现，人类
本身就具有外延的天性，或
用神经生理学界的行话来说
是“工具的同化性”，即大脑
会自动地把工具和环境融合
成自身的一部分（若对“工
具的同化性”还不理解的话
，待读到本书第6章的结尾
处时，你将豁然开朗）。另
外，在人类历史上，除医学
等极少数学科外，人类几乎
所有的科技创新活动都是在
努力向外扩展自己的外延。
比如，用石头代替拳头，以
便砸碎坚果，即石头变成了
拳头的一种外延；用木棍延
长自己的手臂，以便搏击猛
兽，即木棍变成了手臂的外
延；用汽车代替双腿，以便
跑得更快，即汽车变成了双
腿的外延；用外延型AI将人
类从繁重的智力劳动中解放
出来，从而让机器拥有了掌
控人类的机会，即机器变成
了人类智能的外延。
智能机器作为人体的外
延（或称外延型AI）虽非本
书重点，但它确实是目前人
工智能研究的主流，所取得
的成就之巨大有目共睹。但
它所面临的发展瓶颈也越来
越明显，比如，图灵奖得主
姚期智先生就指出了这种外
延型AI所面临的三大技术瓶
颈。
一是脆弱性瓶颈。人眼
识别外物十分稳定：看山是
山，哪怕山被云遮雾挡；看
水是水，哪怕湖面如镜或翻
天巨浪，至于图像中的任何
微小改变，对人眼的判别几
乎没影响。但反观作为人眼
外延的人工智能图像识别，
那就是另外一回事了。比如
，若将一只小猪的照片加入
少许特殊的图像“噪声”后，
机器视觉系统就可能将它识
别为飞机，而人的视觉效果
却并未受到影响。这种具有
脆弱性的安全隐患非常严重
，甚至后果不堪设想，完全
有可能诱发重大意外灾害。
二是解释性瓶颈。作为
外延型AI的核心，所有机器
学习算法都缺乏可解释性，
甚至很多算法都处于“黑盒”
状态，人类对机器的学习结
果只能是知其然而不知其所
以然。实际上，在进行所谓
的智能判别时，为什么要采
取某种学习算法呢？不知道
！为什么这种算法更好呢？
不知道！总而言之，最多只
能用实际结果来做局部比较
。比如，基于人工智能的某
个房地产估价系统，它虽能
通过某种算法学习各地房地
产价格大数据并自动评估房
地产价格，但它无法给出估
价的完整依据。若遇某位“
钻牛角尖”的用户非要“打破
砂锅问到底”，那么算法就
只好投降了，承认自己的决
策是在“拍脑袋”。
三是对抗性瓶颈。在大
海中，当由成千上万条小梭
鱼组成的某个悠闲鱼群遭遇
鲨鱼的多方突袭时，虽有不
少梭鱼会葬身鲨腹，但即使
是在逃命的慌乱中，也很少
发生人类在体育馆中经常出
现的踩踏惨案。反观今天的
人工智能，就算一大群无人
机能在夜间表演优美的灯光
秀，就算它们能完成诸如农
田播种等群体性作业，可一
旦遭遇风暴之类的突然袭击
，无人机群将乱成一锅粥，
甚至自相残杀，全军覆灭。
形象地说，在对抗性方面，
如今的外延型AI还得向鱼群
和蜂群学习；毕竟，两个或
多个蜜蜂群之间，就算是在
拼命打架，也不会自乱阵脚
。
其实，外延型AI还有一
个更大的发展瓶颈，即社会
性瓶颈。具体来说，如今上
至科学家、哲学家和高层决
策者，下至普通老百姓等，
许多人都开始对外延型AI的
飞速发展感到恐惧，生怕某
天人类会被机器统治，生怕
人类最终会沦为机器的奴隶
。确实，如果人类的总体智
能基本不变或只依靠生物进
化而缓慢提高，机器的智能
却日新月异并在许多领域逐
渐击败人类，那么，总有一
天人类将不得不听命于更聪
明的机器，不得不变成机器
的外延而不是相反。虽然我
们不知道人类的这种顾虑是
否是杞人忧天，但若有办法
在整体上迅速提升人类的智
能，那么人类被机器奴役的
可能性将大大降低，至少说
，人类被奴役的起点时间将
大大推后。
如何才能在整体上迅速
提升人类的智能呢？这就是
本书将要重点介绍的内容—
—内涵型AI。更准确地说，
与外延型AI的发展方向相反
，内涵型AI旨在借助现有的
机器智能来提高人类自身的
整体智能。更形象地说，外
延型AI的“格物致知”更像是
朱熹的做派，是在外求；而
内涵型AI的“格物致知”则更
像是王阳明的风格，是在内
求，即圣人之道，吾性自足
，不假外求。总之，内涵型
AI的理想终极目标也许是：
一旦人类出了一个牛顿，那
么几乎所有人都能在一夜之
间成为牛顿；于是，在这众
多牛顿的共同努力下，没准
只需数十年或更短的时间，
而非过去的200多年，就又
能出现一个爱因斯坦；接着
，几乎所有人又能在一夜之
间都成为爱因斯坦。