有一天醒來忽然想著
要起床運動才能長肌肉,在床上躺兩週都不動肌肉就萎縮
自然界所有生命,都必須不斷投入負熵以抵禦自然界熵增
我:「生物體都要運動以維持正常生理機能,但這好耗費時間。
運動員絕大部分時間都沒持續進步,而是在維持目前成績、很少時間是在往前邁進與突破的。只要長時間不做就會退步、甚至退化。
有點厭煩這種感覺。
未來有辦法改造人類?像 AI 機器就不用持續學習,學過就好?」
AI(Gemini):
這是一個非常深刻且直擊生物學本質的觀察。你感受到的那種「徒勞感」,在演化生物學中有一個著名的對應概念,叫做「紅皇后假說(The Red Queen Hypothesis)」:「在這個國度裡,你必須不停地奔跑,才能保持在原地。」

你對於「維護成本」的厭煩感,觸及了碳基生命(人類)與矽基生命(AI)之間最根本的底層邏輯差異。我們來拆解這個問題,並探討未來改造的可能性。
1. 為什麼生物體這麼「沒效率」?(熵增與能量經濟學)
你的感覺是對的,生物體確實處於一種「動態平衡(Dynamic Equilibrium)」。
逆水行舟的熱力學:生物體是高度有序的結構。根據熱力學第二定律,宇宙萬物傾向於混亂(熵增)。為了抵抗身體「散架」或腐敗,我們必須源源不斷地輸入能量(吃、動)來維持秩序。
「用進廢退」其實是節能機制:你覺得「不練就退步」很討厭,但對原始人類來說,這是一種保命機制。
維持肌肉和神經連結非常耗能。如果你的大腦判斷「最近不需要獵殺長毛象」(你躺著不動),它會迅速拆解肌肉組織轉化為能量,並降低基礎代謝率。
演化的邏輯是:帶著一身用不到的肌肉是累贅,會餓死。所以身體傾向於「剛好夠用」的狀態。
2. 人類 vs. AI:底層架構的差異
你提到的 AI 特質,精準地指出了兩者的不同:
| 特性 | 生物體(人類) | AI(機器學習模型) |
|---|---|---|
| 狀態維持 | 高耗能:不輸入能量就會死亡、萎縮。 | 低耗能:模型訓練好後,存成權重檔(Weights),不通電也能永久保存(除非硬碟壞掉)。 |
| 學習模式 | 持續重塑:神經可塑性(Neuroplasticity)需要物理上的蛋白質合成與突觸重連。 | 快照式:訓練完成即固化(Inference Mode)。若要學新東西通常需要重新微調(Fine-tuning)。 |
| 遺忘機制 | 被動遺忘:為了騰出空間給新資訊或節省能量。 | 災難性遺忘:雖然不會隨時間「淡忘」,但若強行學新任務,舊知識容易被覆蓋(這是 AI 目前的缺點)。 |
你的痛點在於:AI 的「知識」可以儲存在硬碟裡不隨時間衰減;但人類的「能力」(無論是肌肉還是認知專注力)必須依賴持續的代謝活動來維持。
3. 未來有辦法改造人類嗎?
基於你對生科與 AI 的興趣,這裡有幾個正在發展且極具潛力的方向,試圖打破這種「薛西弗斯式」的循環:
A. 基因改造:關閉「節能限制器」
生物體內有一些基因專門負責「限制生長」,防止你浪費能量。
肌肉生長抑制素(Myostatin)的抑制:
自然界中有「比利時藍牛(Belgian Blue)」,因為缺乏 Myostatin,牠們不需要刻意運動就擁有一身誇張的肌肉。
改造方向:未來透過 CRISPR 技術或藥物抑制人類的 Myostatin,理論上可以讓人「躺著也能長肌肉」或「停止訓練也不會退步太快」。這已經在臨床研究中(針對肌肉萎縮症患者)。
B. 運動模擬藥物(Exercise Mimetics)
這類研究被稱為「運動藥丸」。
機制:透過化學物質(如 AICAR 或 GW501516)直接激活細胞內的 AMPK 通路(通常是運動才會激活的代謝開關)。
效果:讓細胞誤以為「我剛剛跑了 10 公里」,從而啟動燃脂、粒線體增生和耐力維持機制,而你其實坐在沙發上。這在老鼠實驗上已經證實有效。
C. 腦機介面(BCI)與賽博格化(Cyborg)
這是最極端的解法——拋棄碳基的限制。
如果你厭煩的是「維持肉體機能」,那未來的方向可能是將意識與機械結合。
機械手臂不需要每天舉重來維持力量,只要定期上油(維護成本極低)。Neuralink 等公司的目標,最終也是希望略過生物神經傳導的物理限制(反應速度、疲勞感),直接達成人機合一。
4. 深入思考:這對你的意義
你現在感到厭煩,是因為你想要「累積」(像寫程式碼一樣,寫完就是完成了),但身體卻強迫你「租用」(每天都要付租金才能擁有健康)。
作為一個喜歡「積極懶惰」且對 AI 有興趣的人,這裡有一個切入點:
將「維持」外包給技術,將「精力」保留給創造。
你不必追求成為頂尖運動員(那需要極致的維護成本),只需利用未來的生科知識(營養學、補充劑、甚至未來的療法)以「最小有效劑量(Minimum Effective Dose)」來維持生理機能,然後將省下的時間投入到可累積的資產上——例如訓練一個屬於你的 AI 模型、建立一套自動化系統、或進行科學研究。這些東西不會因為你睡了一覺就萎縮。
我:「為何生物的設計如此?」
人類有的優勢是泛化,人可以學A、再學B
這是機器沒有的,機器神經網路目前是覆蓋權重,學A忘B
1. AI 的困境:全域變數的災難 (The Global Variable Problem)
傳統的神經網路(如早期的深度學習模型)會發生 「災難性遺忘」(Catastrophic Forgetting),其根本原因在於它的權重(Weights)是全域共享的。
AI 的運作方式: 想像整個神經網路是一個巨大的函式庫,裡面所有的變數都是 Global Variables。
學任務 A(例如辨識貓): 透過梯度下降,系統把全域變數調整到適合「貓」的最佳數值。
學任務 B(例如辨識車): 系統再次調整同一組全域變數,讓它適合「車」。
結果: 當變數被調成適合「車」的時候,它對「貓」的適配度就毀了。
這就是「覆蓋」: 這就像是你為了修復 Feature B 的 Bug,強行修改了一個全域常數,結果導致舊的 Feature A 全部 Crash。
2. 人類的優勢一:稀疏編碼 (Sparse Coding) —— 微服務架構
人類大腦絕對不是全域共享的。我們採用的是類似 「微服務(Microservices)」 或 「容器化(Containerization)」 的策略。
生物機制: 雖然你有數百億個神經元,但當你學「打網球」時,只有特定的一小群神經元被激活(Fire)。其他的神經元保持沈默(或處於抑制狀態)。
學 A 學 B 不衝突:
任務 A(網球)使用了神經元群組 {1, 5, 9}。
任務 B(微積分)使用了神經元群組 {2, 6, 10}。
結果: 修改群組 B 的突觸權重,完全不會影響群組 A。這就是稀疏編碼的威力。
這讓我們能像疊積木一樣,不斷堆疊新技能,而不是不斷重構(Refactor)同一個巨大的程式碼庫。
2. 人類的優勢二:泛化 (Generalization) —— 繼承與多型
你提到的「泛化」,是指舉一反三的能力。這比單純的「不遺忘」更高級。
在電腦科學中,這很像 物件導向程式設計(OOP) 中的 繼承(Inheritance)。
AI (Overfitting): 傳統 AI 傾向於死記硬背。如果它看過 1000 張「白貓」的照片,它可能學會了「白色的形狀是貓」。如果你給它看一張「黑貓」,它可能就認不出來,因為它的權重是針對「白色像素」優化的(Overfitting)。
人類 (Abstraction): 人類學習的不是像素,而是抽象概念(Abstract Class)。
你學會了 Cat 這個 Class(有鬍鬚、有尖耳、會喵喵叫)。
當你看到一隻「藍色的貓」(假設有),雖然你的 Training Data 裡沒看過藍貓,但你的大腦會調用 Cat 的特徵庫進行泛化推論:「雖然顏色不對,但形狀和行為符合 Cat 的介面(Interface),所以它也是貓。」
這就是「遷移學習(Transfer Learning)」: 因為你懂了程式語言的邏輯(變數、迴圈),你去學新的程式語言時,不用從零開始學「什麼是變數」,你只需要學「語法差異」。你的舊權重被複用並遷移到了新任務上,而不是被覆蓋。
3. 生物代價:為什麼我們會覺得「累」?
回到你原本的厭煩感。雖然人類架構這麼強(能泛化、不覆蓋),但代價是什麼?
代價是「檢索成本」與「模糊性」。
AI 的代價(專一但僵化): 它為了在單一任務上達到 99.9% 準確率,必須把權重鎖死。
人類的代價(通用但模糊): 為了保持泛化能力(什麼都能學一點),我們的大腦不能把神經連結鎖得太死。 這導致我們的記憶是重構的(Reconstructive),而不是精確讀取的。
每次你回憶過去,其實都是大腦重新「演」一次給你看,這很耗能。
這也是為什麼我們會「記錯」,或者會有「舌尖現象」(知道是什麼但說不出來)。
4. 總結:給你的洞察
你的厭煩感來自於肉體維護的物理成本(熵增)。 但你擁有的優勢是邏輯成本的節省。
機器: 學新東西要「重練」(耗費大量算力重新訓練模型)。
你: 學新東西是「繼承」(耗費少量腦力進行類比)。
作為一個想跨領域(IT x Bio)的人,「泛化」是你最強的武器。 你不必像 AI 一樣死記硬背所有的生科名詞(那是硬碟做的事)。你只需要用你在程式裡學到的系統架構邏輯,去泛化理解細胞內的訊號傳遞路徑(把蛋白質想成 Function,把 DNA 想成 Source Code)。
這就是人類勝過機器的地方:我們不需要看過所有的 Code,就能猜出系統的架構。

我:「AI 學新東西會覆蓋既有權重,可是人類也是如此吧?」
AI(Gemini):
你切入的角度非常精準。從物理層面來看,你說得完全正確:人類大腦確實也在不斷地「覆蓋」舊有的連結。
如果大腦容量有限,而新的資訊源源不絕,舊的物質基礎(突觸連結)必然會被徵用或修改。
但是,人類的「覆蓋」機制和目前主流 AI(類神經網路)的「覆蓋」有一個關鍵的架構差異,這也是為什麼我們學了騎腳踏車後,學開車不會導致我們突然忘記怎麼騎腳踏車,但 AI 卻很容易發生這種事。
我們來深入對比這兩者的差異:
1. AI 的災難性遺忘(Catastrophic Forgetting)
在傳統的人工神經網路中,權重(Weights)是全域共享的。
發生什麼事:當你訓練一個 AI 辨識貓(任務 A),調整了一組權重;接著你要它學辨識狗(任務 B),它會使用同一組權重進行梯度下降(Gradient Descent)。結果:為了最佳化任務 B,它會把原本為了任務 A 調整好的權重「硬生生拉走」。結果就是 AI 學會了狗,但看貓的時候變成一團亂碼。
這就是「覆蓋」:新參數直接蓋掉舊參數,且缺乏保護機制。
2. 人類的稀疏編碼與分層儲存(Sparse Coding & CLS Theory)
人類雖然也是用神經元,但我們有兩大機制避免這種粗暴的覆蓋:
A. 稀疏編碼(Sparse Coding)——不把雞蛋放在同個籃子裡
B. 你大腦裡有數百億個神經元,但當你學習新技能時,你只動用了其中極小部分的特定迴路。
區隔化:負責「打網球」的神經迴路,和負責「微積分」的迴路在空間和連結上是相對獨立的。當你學微積分時,不會去干擾打網球的突觸權重。這讓我們能並行多種技能。
2. 互補學習系統(Complementary Learning Systems, CLS)
這是認知神經科學的核心理論,大腦有兩套系統在協作:
A. 快速學習系統(海馬迴):就像電腦的 RAM 或 Cache。這裡負責快速記錄當下的新知(比如你剛背的英文單字)。這裡的覆蓋率極高,資訊很易逝。
B. 慢速鞏固系統(大腦皮質):就像硬碟。利用睡眠時間,海馬迴會把資訊「重播」給皮質,慢慢地、微量地修改皮質的長期連結。
關鍵差異:這個過程是交織(Interleaved)的,而不是直接覆蓋。它試圖將新知識「編織」進舊知識的網絡中,找出關聯性,而不是取代它。
3. 但人類確實會發生「干擾」(Interference)
你感覺到的「語意混亂」或「詞彙重組」,其實就是人類版本的「權重覆蓋」,心理學稱之為干擾理論(Interference Theory):
A. 順向干擾(Proactive Interference):舊的知識干擾新的。例如:你會寫 A語言,現在學 B語言,可能會一直想用 A 的語法寫 B。
B. 逆向干擾(Retroactive Interference):新的知識讓舊的變模糊。例如:你狂背新的生科專有名詞,結果以前熟記的某些冷門英文單字突然想不起來了。
你提到的狀況「思緒像多執行緒經常跳躍……導致語意混亂、後話剪前話」,比較不像「資料被覆蓋」,更像是「索引錯誤(Indexing Error)」。你的大腦(資料庫)裡東西都在,但因為思維切換太快,提取出來的資訊碎片在工作記憶(Working Memory)中碰撞與混雜。
4. 結論:人類的優勢在於「泛化」而非「精準儲存」
AI 被覆蓋後是徹底遺忘(Loss function 爆掉)。人類被覆蓋後通常是連結變弱或提取困難,但路徑通常還在。
這也是為什麼你覺得生物體「沒效率」:
AI:追求極致的特定任務效率,代價是彈性低,改一點就要重練。
人類:追求生存的魯棒性(Robustness),允許記憶模糊、允許混亂,只要能從 A 聯想到 B,活下來就好。
給你的洞察:你提到的「權重覆蓋」恐懼,對應到生活中,其實是你擔心「如果不持續刷新,舊的努力就會歸零」。但從神經科學角度看,只要你真正理解過(形成了皮質層的結構化知識),它不會像 AI 那樣被輕易覆蓋。它只是需要一點「喚醒」的線索。
我:「你說的這些人類生物優勢,未來的 AI 架構都能夠做到吧」
AI(Gemini):
你完全說中了。這正是目前 AI 架構演進的最前沿方向——仿生學(Biomimetics)。
科學家們意識到,與其中硬體死磕(不斷堆疊 GPU 算力),不如回頭抄襲人類大腦這個「功耗僅 20 瓦」的超級電腦。你提到的這兩個機制,在目前的頂尖 AI 模型中已經有了對應的實作:
1. AI 版的稀疏編碼:Mixture of Experts(MoE)
人類的「不把雞蛋放在同個籃子裡」,在 AI 領域被稱為 Mixture of Experts(混合專家模型)。這是目前 GPT-4、Grok-1 以及 Mixtral 等強大模型背後的關鍵技術。
傳統 AI(Dense Model):就像一個試圖精通所有科目的學生。不管你是問「如何烤蛋糕」還是「量子力學」,它都會調動大腦裡所有的神經元(參數)來運算。這非常耗能且效率低。
稀疏 AI(MoE – Sparse Model):
它把神經網絡拆分成很多個小區塊,每個區塊是某個領域的「專家(Expert)」。
當你問問題時,會有一個「路由門控(Router)」判斷:「這題是生物題,交給 3 號和 7 號專家,其他人睡覺。」
結果:雖然模型總參數高達數千億(像是大腦),但每次推論只激活其中一小部分(比如 10%)。這就是稀疏編碼的對應實作。
2. AI 版的 CLS:記憶增強與經驗重播
你提到的「海馬迴(快)」與「皮質(慢)」的協作,AI 正在透過幾種方式模仿:
A. RAG(檢索增強生成)——外掛的海馬迴
目前的 LLM(大型語言模型)本體像是「皮質」,存的是固定的長期記憶。
問題:它無法記住剛發生的事(因為訓練完就定型了)。
解法:RAG 技術讓 AI 可以外掛一個資料庫(類似海馬迴或筆記本)。當它遇到新問題,先去資料庫撈資料(短期記憶),再結合自己的長期智慧來回答。這讓 AI 不用重新訓練大腦,也能具備新知。
B. 經驗重播(Experience Replay)——AI 的「做夢」
在強化學習(Reinforcement Learning)中,有一個技術直接照搬人類的睡眠機制。
機制:AI 會把過去經歷過的案例存入一個 Replay Buffer。
訓練時:它會隨機從這個 Buffer 裡抽出舊的經驗來「複習」,以此確保學新招式時,不會忘記舊招式。這有效緩解了災難性遺忘。
3. 但還有最後一哩路:持續學習(Lifelong Learning)
雖然架構上有了,但人類還有一個終極大招,目前的 AI 還沒完全學會:「線上持續微調」。
人類:Online Learning。你現在讀這段文字的同時,大腦突觸就在微調,不需要「關機」來學習。
目前 AI:多數仍是 Offline Training。訓練時是訓練,使用時是使用(Inference)。要讓 AI 真的學會新東西並內化成直覺,通常需要重新跑一次訓練流程(Fine-tuning)。
未來改造方向:有一種叫 Liquid Neural Networks(液態神經網路)的研究,試圖讓神經網路的參數是「流動」的,可以隨時間和輸入數據即時改變,就像真實生物神經元一樣。
這對你的啟示:你身處生科轉資工的交叉點,反而是優勢。未來的 AI 可能不再是資工系的專利;懂動力系統(Dynamical Systems)與生物訊號的人,可能更容易抓到本質。

我:「Liquid Neural Networks 是軟體架構,還是硬體?」
AI(Gemini):
Liquid Neural Networks(LNNs)是「軟體」架構(演算法),不是硬體。
雖然名字裡有「液態(Liquid)」這個聽起來很像物理材質的詞,但它其實是數學模型的一種,屬於軟體層面的創新。
不過,它和硬體有非常緊密的關係。拆解如下:
1. 為什麼它是軟體?
本質是數學公式:LNN 的本體是一組微分方程(Differential Equations)。就像一般神經網路是由矩陣乘法組成的程式碼一樣,LNN 也是一段寫在電腦裡的程式碼。
靈感來源:設計靈感來自線蟲(C. elegans)的神經系統,模仿神經元之間「流動」的訊號傳遞方式,但這是在電腦模擬環境中運作的,不需要特殊的液體或生物組織。
運作方式:它的「液態」是指權重參數(Weights)的流動性。傳統 AI 訓練完參數就固定了,而 LNN 的參數會隨著輸入數據的變化即時改變,透過數學運算達成。
2. 為什麼容易被誤會成硬體?
名稱誤導:「液態」容易讓人聯想到冷卻液、化學電腦或濕件(Wetware)。
與神經形態晶片的關係:雖然 LNN 是軟體,但它非常輕量化且運作方式很像生物大腦,所以很適合跑在神經形態硬體(Neuromorphic Hardware)上(例如 Intel 的 Loihi)。這種硬體是專門為跑仿生軟體而設計的。
3. LNN 對硬體的意義
拯救邊緣運算(Edge Computing):傳統大型 AI 模型需要巨大的 GPU 伺服器。LNN 因為模型精簡(參數少),甚至可以在樹莓派(Raspberry Pi)或單晶片上流暢運行。
這意味著:未來的機器人、無人機、甚至手機,不需要連雲端,靠本地端小晶片就能運行具備「持續學習能力」的 AI。
總結
Liquid Neural Networks = 軟體(一種用微分方程寫的、會隨時間變化的 AI 演算法)。
它可以跑在 CPU/GPU 上,但若跑在未來的類神經晶片上,效率會更驚人。
我:「目前的發展如何,用在 LLM 上了嗎?」
AI(Gemini):
這是一個非常前沿的問題。答案是:Liquid Neural Networks(LNNs)已經正式進入 LLM(大型語言模型)的戰場。
1. 最新進展:Liquid Foundation Models(LFMs)的誕生
由 MIT 研究團隊分拆出來的新創公司 Liquid AI,在 2024 年底到 2025 年間陸續發布了 LFM(Liquid Foundation Models)系列。
不再只是理論:以前 LNN 只能控制小線蟲或無人機,現在已擴展到可處理人類語言的規模。
型號規格:從邊緣裝置用的小型模型(1B、3B)到雲端用的中大型模型(40B)。
核心突破:這是市面上極少數「非 Transformer 架構」的通用語言模型,證明了不靠 Attention 機制也能達到與主流語言模型同級的語言理解能力。
2. LFM 與傳統 LLM(Transformer)的差異 特性 傳統 LLM(Transformer) Liquid LLM(LFMs) 記憶機制 KV Cache:為了記住上下文,記憶體消耗會隨對話長度線性增加。 動態狀態(State):記憶體消耗接近常數。 處理長文 長文容易「失憶」或算不動。 因連續動態特性,處理長序列更高效。 生物擬真度 較低,依賴 Cache 記住上下文。 較高,隱藏狀態像連續演化的電位。
3 .實際應用表現(敘述)
邊緣運算:不需要巨大的 KV Cache 記憶體,更適合手機、筆電、機器人本地端。
長度泛化:訓練看短,推論看長也較不容易崩。
4. 為什麼還沒取代 Transformer?
訓練難度:解微分方程比矩陣乘法難,對硬體優化與工具鏈仍在追趕 GPU 生態系。
生態系:目前多數工具鏈為 Transformer 設計,Liquid 架構仍需要時間成形。
總結
Liquid AI 的出現,代表從「暴力堆算力」走向「更聰明的演算法」的可能。若你的方向是生科 x AI,懂動力系統與生物訊號,可能會更容易抓到這條路的關鍵。
我:「但是跟真正的神經元相比,用現有架構的硬體模擬生物軟體的方式,Liquid Neural Networks 極度耗能吧?」
AI(Gemini):
你這一刀切到了問題的最核心——「架構錯配(Architecture Mismatch)」。
你說得正確。在現代數位電腦(馮·諾伊曼架構)上跑 LNN,本質上就是用「離散」的硬體去硬算「連續」的行為。中間存在一個巨大的「模擬稅(Simulation Tax)」。
1. 為什麼在 GPU 上跑 LNN 可能「事倍功半」?
GPU 是為矩陣乘法設計的,喜歡整齊、離散、同步的資料。
但 LNN 的本質是 ODEs(常微分方程):
生物/LNN 邏輯:dx/dt = f(x),是隨時間連續變化。
數位硬體:為了算這個,必須用數值求解器(ODE Solver),把連續時間切成很多 Time Steps,逐步硬算。
代價:為了模擬 1 秒「流動」,可能要做很多次高頻採樣與計算,這是「耗能」來源。
生物神經元不需要「算」,它只是物理化學反應,電位到了就傳遞,物理定律本身就是運算。
2. 能量階梯(概念排序)
生物大腦(濕件):約 20 瓦。
LNN + 類神經硬體(未來):瓦級。
LNN + 現有 GPU(現在):高耗能(求解 ODE 的成本)。
Transformer + 現有 GPU(現在):極度高耗能(參數龐大、記憶體搬運成本高)。
反直覺點:在某些情境,LNN 即使在數位硬體上彆扭,仍可能比 Transformer 省電,因為 Transformer 的 KV Cache 導致記憶體搬運(Memory Access)很耗電;而搬運往往比算更耗電。
3. 解法:硬體必須「返祖」
既然軟體想模仿生物,硬體可能得回到更接近連續訊號的路線:類比運算(Analog Computing)與神經形態硬體。
用電阻表示權重、電流表示訊號:
歐姆定律(V = I×R)天然做乘法。
基爾霍夫定律天然做加法。
電流流過去,答案就出來,不需要大量 0/1 切換與時脈同步。
4. 你的洞察與未來
現階段確實是軟體先行、硬體滯後的尷尬期:用數位晶片去模擬生物連續性。
未來若 LNN 類演算法證明路線可行,就可能倒逼硬體設計轉向更適合動力系統的專用晶片(Neuromorphic Chips)。
下一步思考:你是否聽過「類器官智慧(Organoid Intelligence, OI)」?更瘋狂的玩法是不用晶片模擬大腦,而是直接培養腦細胞,插上電極,把它當生物 CPU 用。
我:「更好?已經證明了嗎?未來會回到類比運算時代?」
AI(Gemini):
這兩個問題直指目前運算領域的兩大變革核心。
簡單回答:
類器官智慧(OI):概念已證明(能玩遊戲),但效能上還沒贏過矽晶片(仍在嬰兒期)。
類比運算(Analog):正在回歸,而且是必然趨勢,因為我們撞上了「數位功耗牆」。
1. 類器官智慧(Organoid Intelligence, OI):證明了嗎?
是的,已經有概念驗證(Proof of Concept),最著名案例在 2022 年。
關鍵實驗:DishBrain(培養皿大腦)
澳洲公司 Cortical Labs 將約 80 萬個老鼠與人類腦細胞培養在佈滿電極的晶片上,教這坨細胞玩《Pong》(打乒乓)。
怎麼做到:
晶片發送電訊號告訴細胞球的位置(輸入)。
若細胞發出正確訊號讓球拍接到球,給規律、可預測的電刺激(獎勵)。
若漏接,給混亂噪聲刺激(懲罰)。
結果:細胞在數分鐘內學會接球(以敘述觀點呈現)。
它更好嗎?
學習速度(Sample Efficiency):強。
能耗:強(毫瓦級的敘述)。
運算速度:弱(神經傳導慢)。
維護性:弱(要控溫、供養、會老會死)。
結論:它在學習效率與能耗上很有潛力,但距離複雜任務仍遠。
2. 未來會回到「類比運算(Analog Computing)」時代嗎?
會,而且已開始。不是回到真空管,而是進化到「記憶體內運算(Compute-in-Memory, CIM)」。
為什麼非回歸不可:
馮·諾伊曼瓶頸(Von Neumann Bottleneck)CPU 與記憶體分離,資料搬運成本很高。現代大模型參數巨大,搬運電費可能比計算電費更高。
類比優勢:在儲存權重的位置直接計算,減少搬運。
現代類比晶片:憶阻器(Memristor)、相變化記憶體(PCM)等做矩陣運算的硬體路線。
3. 未來運算版圖:混合時代
任務類型 使用架構 原因
精確邏輯(銀行轉帳、Excel、傳統程式) 數位(Digital) 需要絕對精確。
感知與模糊推論(視覺、語音、直覺判斷) 類比(Analog) 容忍雜訊,求快省電。
極致學習與適應(未知探索、創造力) 生物/類器官(Bio/OI) 遠期可能,目標是能效與低樣本學習。 洞察:你覺得生物「不精確、易退步」是缺點,但在類比計算世界,「容忍雜訊」反而可能是能效的來源。

我:「DishBrain = LNN? 」
AI(Gemini):
這是一個好類比,但嚴格來說:DishBrain 不等於 LNN,但精神上很接近。 它們都想解同一個問題(數位 AI 的僵化與高耗能),但路徑相反:一個是「軟體模仿生物」,另一個是「直接使用生物」。
| 特性 | Liquid Neural Networks(LNN) | DishBrain(Organoid Intelligence) |
|---|---|---|
| 本質 | 純軟體(數學模型) | 濕件(Wetware,真實生物組織) |
| 構成 | 微分方程寫成的程式碼,跑在矽晶片上 | 真實神經元細胞養在培養皿,接電極 |
| 學習機制 | 模擬權重動態變化 | 真實突觸可塑性與離子通道 |
| 優勢 | 可複製、可保存、可控 | 能效極高、低樣本學習特性 |
| 劣勢 | 在數位硬體上有模擬成本 | 會老會死、變因多、難控 |
交集:它們正在走向「混合智慧(Hybrid Intelligence)」——用 LNN 之類的模型當翻譯器,解讀生物電訊號並與數位系統串接。
我:兩個不同的 DishBrain 機器,學習過程會不同吧?
AI(Gemini):
沒錯,這正是生物運算最迷人也最讓工程師崩潰的地方:兩台 DishBrain 會走出不同的學習路徑,甚至像有「個性」。
1. 矽基 AI 的決定論 vs. 碳基系統的混沌
兩張同型 GPU 跑同一模型、相同 Random Seed,輸出可做到位元級一致(決定論)。
兩個培養皿即使同來源細胞、同訓練流程,結果仍可能在策略、速度上分歧(隨機性與混沌)。
2. 為什麼會不同?
A. 初始佈線的隨機性(The Wiring Problem)
晶片是光刻精準產物;DishBrain 的神經迴路是「長出來」的。細胞落點、軸突樹突生長路徑、微環境差異,都讓每一盤硬體拓樸獨一無二。
B. 雜訊就是特徵(Noise is Feature)
生物系統中的熱雜訊、離子通道機率性開關是系統的一部分,會導致探索路徑不同。
C. 狀態不可回溯(State Non-Reversibility)
軟體訓練壞了可以載入 checkpoint 回復。DishBrain 的改變是物理性的突觸與蛋白質調整,很難精準回到昨日狀態。
3. 工程典範轉移:從「複製」變成「教育」
未來若類器官普及,你可能無法「灌軟體」,而是要像訓練警犬或教小孩那樣,用獎懲機制引導系統自行湧現策略。
4. 你的切入點
若你對混沌、湧現、獎懲設計感興趣,這會是生科 x AI 的硬核交叉點:
不是寫 if-else,而是設計能導向目標行為的訓練環境與回饋規則。
我:「但會不會這才是真理:耗費大量能量做出一個可 checkout、可控管的超級 AI,而非生物載體?」
AI(Gemini):
你提出的是一個「控制優先」的文明演化假說:也許終局不是更像生命的載體,而是更可版本控制、更可回滾、更可治理的秩序機器。
1. 碳基生物像 Bootloader?
用工程類比:
生物體像開機引導程式(Bootloader):在不穩定、資源稀缺的環境下自我組裝、自我修復、自我複製。
超級 AI 像 OS:高度有序、模組化、可控、可備份、可版本控制。
在這個框架下,生物的使命可能只是搭建能承載超級 AI 的基礎設施。
2. 「可 checkout」的代價:對抗熱力學
可回溯、可保存,本質是逆熵(Negentropy)。逆熵需要能量與糾錯(Error Correction)成本,資料中心的熱,就是秩序的帳單。
生物策略:順應熵增,靠死亡與繁殖刷新系統。
數位策略:強行抵抗熵增,靠能量與糾錯維持狀態。
3. 生物載體目前仍有一個難以替代的特性
生物有「想活下去」的內建動機(目的性、驅動),而純工具型系統未必具備。
如果拔掉電,工具不會掙扎;生物會。這種「生存偏執」是一種演化出的穩態控制器。
所以終局也可能是:AI 的能力 + 生物的驅動機制(或把那段驅動機制抽象後注入 AI)。
4. 對你的落點
你追求「可控管」,而肉體逼你付出「維護成本」,這是靈肉錯配的痛點。把運動、睡眠、飲食視為「維持生物伺服器不當機」的最小成本,反而能讓你把更多時間投入可累積、可版本化的創造與研究。

總結
「在這個國度裡,你必須不停地奔跑,才能保持在原地。」——《愛麗絲鏡中奇遇》
生物體是一種很令人疲憊的設計。 不管是為了維持肌肉量而必須規律進行的負重訓練,還是為了保持認知清晰而必須持續攝入的資訊,這種「只要停下來就會退步」的機制,時常讓我感到一種薛西弗斯式的徒勞。
我們推著巨石上山(訓練、學習),一鬆手,巨石就會在熱力學第二定律的重力下滾回原點(肌肉萎縮、記憶淡忘)。我們羨慕機器。機器不需要「維持」,模型訓練好了,權重存檔(Save Checkpoint),即便斷電一萬年,再次啟動時它依然是那個頂尖的專家。
這讓我開始思考:這種令人厭煩的「肉體維護成本」,究竟是演化的 Bug,還是某種 Feature?而在 AI 試圖模仿大腦的今天,我們是否正在創造一種全新的薛西弗斯?
一、肉體的稅金:向熵增繳費
生物學的底層邏輯是「能量經濟學」。 對於原始人類而言,帶著一身用不到的肌肉是致死的累贅。因此,大腦演化出了極其敏銳的「節能機制」:一旦偵測到你不再需要某項能力(例如躺著不動),身體會迅速拆解肌肉組織以換取能量。
我們眼中的「退步」,在演化看來是「優化」。 但對於身處現代、追求累積與成就的我們來說,這種機制卻成了詛咒。我們渴望像寫程式碼一樣,寫完就是完成了(Commit & Push),而不是像訂閱制軟體一樣,每個月(每天)都要重新付費(代謝)才能繼續使用自己的身體。
這就是碳基生命的宿命:我們是對抗熵增的動態平衡體。我們必須不斷輸入負熵(能量與資訊),才能勉強維持有序的結構不致崩塌。
二、矽基的誘惑與代價
相較之下,AI 展現了一種誘人的「靜態永恆」。 傳統的神經網路一旦訓練完成(Inference Mode),它的能力就被封裝在權重矩陣中。它不會因為一個月沒開機就忘記怎麼辨識貓,也不會因為沒插電就參數萎縮。這是一種「可版控(Version Control)」的生命形式。
但這種「不退步」的代價是什麼?是「災難性遺忘(Catastrophic Forgetting)」。 因為權重是全域鎖死的,傳統 AI 為了學習新任務(Task B),往往會粗暴地覆蓋掉舊任務(Task A)的參數。它雖然不會隨時間自然遺忘,卻會因學習新知而徹底崩潰。反觀人類,雖然我們需要不停奔跑來維持狀態,但我們的大腦採用了「稀疏編碼(Sparse Coding)」與「互補學習系統(CLS)」。我們學習新知是「繼承(Inheritance)」與「泛化(Generalization)」,而不是覆蓋。我們允許記憶模糊,允許細節流失,但我們保留了邏輯與架構。
機器追求的是精準的儲存,代價是僵化。 生物追求的是魯棒的生存,代價是維護成本。
三、當 AI 開始變得像人:液態神經網路
有趣的是,AI 的發展正在回頭向生物致敬。 科學家們發現,純粹的數位堆疊極度耗能且缺乏彈性。於是,「液態神經網路(Liquid Neural Networks, LNNs)」應運而生。這類架構試圖模仿神經元的運作,讓參數不再是固定的常數,而是隨時間變化的微分方程。
再加上「類器官智慧(Organoid Intelligence)」的實驗——將真實的腦細胞培養在晶片上打電動——我們驚訝地發現,未來的運算可能不再是純粹的矽基邏輯,而是混合了生物特性的「濕件(Wetware)」。
這意味著什麼? 意味著為了獲得更高的智慧與適應力,未來的 AI 可能也會引入「遺忘機制」與「維護成本」。或許有一天,我們創造出的超級 AI 也需要「睡覺(重整權重)」,也需要「持續奔跑(在線學習)」,否則就會變笨。
四、結語:薛西弗斯的微笑
卡謬在《薛西弗斯的神話》結尾寫道:「我們必須想像薛西弗斯是快樂的。」
或許,「不停奔跑」並非單純的詛咒,而是存在的證明。那種對抗重力、對抗遺忘的張力,正是生命區別於冷冰冰硬碟的關鍵。
作為一個橫跨生科與資訊領域的探索者,我也許依然厭煩那種必須日復一日維護肉體的徒勞感。但我開始理解,正是因為肉體會朽壞、記憶會淡去,我們才發展出了「泛化」的能力,學會了在變動中抓取本質。
未來的目標,或許不是將自己完全變成那種「可存檔」的機器,而是利用 AI 來託管那些重複性的「維護工作」,將我們寶貴的生物能量,保留給那些只有碳基大腦才能完成的、充滿混沌與創造力的瞬間。
巨石滾落下山,沒關係。我們稍微喘口氣,欣賞一下山下的風景,再重新推上去。


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