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。