人工神经网络(神经网络是人工智能未来的方向吗?)
人工神经网络(神经网络是人工智能未来的方向吗?)
1866年 孟德尔 发表了 他的遗传学论文,人们知道了 遗传信息 如何 在一代 一代 之间传播。
但是遗传信息 在生物体内 是如何存储 和传递的,存储遗传信息的是 dna 还是 蛋白质,一直到 1940年代,才研究的比较清楚。确定了 dna 的 化学结构 和 遗传的。中心法则。
相对于遗传信息是 如何传递的,那我们后天学习到的信息 在 神经系统中 是如何存储的,现在 还是 一片 模糊,只知道 大脑的 特定区域 与 记忆有关,至于 靠什么分子机制来 存储学习到的 信息,冗余度如何,几乎一无所知。现在 可以用基因工程 改造动植物的 遗传性状,可以 制造出 基因敲除 小鼠,来研究 人类的 类似病症,比如研究圆头精子症。 如果把 记忆信息的 分子机理 搞清楚了,说不来 未来 可以给 神经 系统 植入记忆 和 学习 成果。
科学家在 研究神经系统的过程中,注意到了 神经元 通过轴突 和 树突 相互连接,猜想 学习过程 和 信息获取就是 这些连接的改变,记忆 就是 通过 这些连接 编码的。 要彻底 搞清楚 记忆的 机理,还有待于 未来 科学的发展。
现在 计算机科学家 的研究思路,是先不关注生物神经系统的 具体运作机制。集中于 思考 人的 心智活动 是如何 处理信息的,比如 人脸识别时,对像素信息 做了什么样的计算,围棋高手,练习围棋时,对棋局 的 判断 是如何随着 练习的增多而改变的。 假设了 一些过程,用计算机 程序 模拟出来,应用于实际场合。alphago 在围棋上的成功,说明这些假设的过程 对处理 实际问题是有效的。alphago 主要采用了 两种过程,一是 人工神经网络, 另一种是 蒙特卡洛树 搜索。在一些宣传资料中,主要以及神经网络,其实蒙特卡洛树 搜索 对alphago 的成功同样 重要。
计算机用于研究人脑以前面对的问题,具有的一个重要优势是 数据存储量 和 计算速度不是 人脑 可比的,比如人要 研究过去5年 股市的 变化规律,一天能过10个股票 累的 头晕眼花,计算机几分钟内 将这些 数据过一遍 毫无压力。古人一直没有发现地球是圆的,就是因为站的不够高,视野小,现在航天员到了太空,一下就可以看出地球是圆的。计算机 超大的数据处理能力,会带来与靠脑力研究不一样的视野,发现以前没有发现的规律。
现在一些人 说理论物理的进展慢了,好长时间没有新的 基本 规律和公式的发现了。以前的成就,牛顿的理论,涉及到 距离,时间,质量,万有引力常数等几个因素,maxwell 的理论,包含电磁强度,磁场强度,距离,时间等。这些理论,包括 爱因斯坦的 理论,公式中都涉及到不会超过6个因素。 如果研究的 系统,影响因素 再增加,则无论是数据处理,还是进行分析,都超过了 人 脑力的能力范围。
学习计算机编程时,一般人对 条件判断,以及循环,学习起来觉得很容易, 学习到递归方法时,觉得理解起来,明显不如 循环容易。这个的 原因,就在于,同样的步数,递归方法 需要的短期存储的 变量数,远大于循环。人脑思考时,短期存储容量有限,所以问题稍一复杂,就需要纸和笔 辅助进行短期存储。而短期存储对计算机来说,毫无压力。所以在计算机出现以前,人类没有发展用递归来解决问题的思维方式,虽然数学归纳法,思想接近于递归,但是 数学归纳法 证明时,分情况讨论,一般不会太复杂,分情况太细,分枝超过6种,嵌套下来就会超出人脑的存储能力,感到繁琐,难以理解。
计算机以及广泛应用于 存储和处理数据,现在又用于下围棋,进行人脸识别,以前有 cad 计算机辅助设计,以后会发展出 计算机辅助 研究的 功能,利用 仿照 科学家 思维 和 处理数据,总结规律的过程,一定会促进科学的 飞速发展,发现 脑力难以发现的规律。
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