人工智能史话 三

Jul 12, 2017

时间回到1872年的一天，在意大利米兰波河畔的一个小镇，阿比亚泰格拉索的疗养院里，一位29岁的医生在一次意外中将脑组织掉落在硝酸银溶液中。数周后，他用显微镜观察此脑组织，发现有几个细胞被染上了黑色。次年，他在意大利的医学杂志上发表了一篇短文，介绍这种现象，并称之为“黑色反应”。

后来一位西班牙的医生借助这种技术长年持续观察中枢神经系统，并于1888年5月，发表了神经系统不连续和单个神经细胞存在的证据，由此创建了神经元理论，被后世认为是现代神经科学的起源。

因为两人的杰出贡献，意大利人卡米洛·高尔基（Camillo Golgi）和西班牙人圣地亚哥拉曼·卡哈尔（SantiagoRamóny Cajal）共同获得了1906年诺贝尔生理学或医学奖。两人被后世尊为现代神经科学之父。

卡哈尔在实验室中沉思

人工神经网络

以下主要节选自《逻辑与人生：一颗数学巨星的陨落》——《环球科学》杂志2016年第1期

1923年，沃尔特·皮茨（Walter Pitts）出生于底特律的一个穷苦家庭，皮茨的父亲是一个锅炉制造商，为了发泄情绪常常对他拳打脚踢，而邻街孩子对他也不友好。幸好皮茨所住的街区上有一座图书馆，皮茨一有时间就待在图书馆里。1935年，皮茨12岁那年，在图书馆里他偶然翻到了伯特兰·罗素（Bertrand Russell）的《数学原理》。

《数学原理》

伯特兰·罗素年轻时就雄心勃勃，二十岁出头就立下宏愿，要写两个系列的“大书”：一个涵盖所有的科学领域；另一个涵盖所有的社会学领域。并且畅想：一个系列将从抽象出发，逐渐向应用靠拢，另一个系列则从应用出发，逐渐向抽象靠拢，最终交融成一个巨无霸系列。

1910年，伯特兰·罗素的《数学原理》初稿完成。由于篇幅浩繁，罗素将手稿装了两个箱子，雇了四轮马车运到剑桥大学出版社。而罗素把当时的心情形容为：一个因照顾重病患而精疲力尽的人， 看到可恶的病患终于死去时的那种如释重负的感觉。

伯特兰·罗素

皮茨坐下，读起了这部书。他连续三天都待在图书馆，从头到尾读完了这部近2000页的大部头著作，而且还发现了书中的几处错误。他认为应该让罗素知道这些错误，于是将这些细节都写在一封信里寄给了罗素。这给了罗素很深刻的印象，他不仅回了信，而且还邀请皮茨去英国剑桥大学当他的研究生。但皮茨家里是苦出身，连高中都读不起，英国留学自然未果。

3年后，1938年15岁的皮茨听说罗素要去访问芝加哥大学，皮茨于是决定离家出走。从此，他就再也没有见过他的家人。

在芝加哥皮茨还真见到了罗素，老罗遂把他推荐给那时也在芝加哥任教的鲁道夫·卡尔纳普（Rudolf Carnap）。

卡尔纳普想看看这孩子到底有多聪明，就把自己的《语言的逻辑句法》一书送给皮茨，没过一个月，皮茨就看完了，把写满笔记的原书还给卡尔纳普。老卡惊为天人，于是给他在芝加哥大学安排了份打扫卫生的工作。

沃尔特·皮茨

在芝加哥大学皮茨旁听罗素讲座期间，他认识了医学院的研究生杰罗姆·莱特文 (Jerome Lettvin)， 后者把他介绍给了沃伦·麦卡洛克（Warren McCulloch），两人一见如故。

1923年皮茨出生时，25岁的麦卡洛克也在学习《数学原理》。麦卡洛克本科在耶鲁学哲学和心理学，后在哥伦比亚大学分别取得了心理学硕士和医学博士的学位。

麦卡洛克毕业后做了几年实习医生，先去了耶鲁大学研究神经生理学，后又去了伊利诺伊大学芝加哥分校，做精神病学系的教授。

沃伦·麦卡洛克

麦卡洛克和皮茨相遇时已经有42岁。当时，皮茨在芝加哥没有固定住所，麦卡洛克就把皮茨带回自己家里住。麦卡洛克擅长神经科学，皮茨擅长数学，晚上，两个人就在一起讨论问题。

1943年底，两个人共同发表了《神经活动中内在思想的逻辑演算》（A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity），提出了神经元的数学模型。这篇文章奠定了人工神经网络的基础，是现代深度学习的前身，其神经元的数学模型：M-P模型一直沿用至今。

在不远的未来，以神经网络为基础思想的科学家们，会大大发展人工神经网络的成果。2016年，基于人工神经网络设计的AlphaGo，终于突破了计算机计算能力的限制，击败了人类围棋选手李世石，完成了上个世纪人类无法实现的梦想。

如果说符号主义是利用逻辑学，自上而下的通过推理演绎的方式解决人工智能这个课题的话，人工神经网络则是利用神经科学，自下而上的通过模拟人脑思考的原理来解决人工智能这个课题。

这些科学家们形成了人工智能中的另一个重要的派别，后世称其为“联结主义（Connectionists）”。