像大腦一樣的機(jī)器

 

　　既然我們的目標(biāo)是制造一臺(tái)具有人類智能的機(jī)器，為何不直接復(fù)制一下人腦呢？畢竟，人類自己是智能的最好樣本。過去幾十年，神經(jīng)科學(xué)為大腦如何處理和存儲(chǔ)信息提供了很多新的認(rèn)識(shí)。

 

　　人腦是由連接著1000億個(gè)神經(jīng)元的100萬億個(gè)神經(jīng)突觸組成的網(wǎng)絡(luò)，這些神經(jīng)突觸和神經(jīng)元的狀態(tài)每秒改變10～100次。人腦的這種結(jié)構(gòu)使得它非常擅長(zhǎng)諸如在圖片中辨認(rèn)物體之類的任務(wù)。一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)擁有100萬億字節(jié)的內(nèi)存，擁有的晶體管電路的運(yùn)算速度比人腦至少快1億倍，這種結(jié)構(gòu)使得計(jì)算機(jī)擅長(zhǎng)有明確定義、工作量大、要求精確的任務(wù)。

 

　　這兩種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)。如果完成模糊性任務(wù)，人腦更占優(yōu)勢(shì)。比如，諸如識(shí)別面孔的任務(wù)，無需計(jì)算高度精確的電路。

 

　　相比于超級(jí)計(jì)算機(jī)，人腦是一臺(tái)節(jié)能機(jī)器。人腦進(jìn)行各種計(jì)算時(shí)，所需功率約20瓦，只相當(dāng)于一個(gè)亮度很低的老式電燈泡。而一臺(tái)進(jìn)行類似計(jì)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)所需功率約20萬瓦。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年，谷歌公司用電23億千瓦時(shí)（度），相當(dāng)于20.7萬戶美國(guó)家庭一年的用電量、41座帝國(guó)大廈一年的用電量。一個(gè)表面上看起來并非傳統(tǒng)重工業(yè)的公司卻是個(gè)耗電大戶，這不由引發(fā)研究人員思考人腦的節(jié)能高效。

 

　　我們都知道，任何一臺(tái)電腦都有CPU、內(nèi)存和硬盤。假設(shè)CPU是你，內(nèi)存是桌子，硬盤是柜子，而程序則是那些你放在柜子里的各種書籍、文件、玩具等，CPU負(fù)責(zé)運(yùn)算和執(zhí)行各個(gè)程序，硬盤存儲(chǔ)著各個(gè)程序。如果想看書或玩玩具，你得先把相應(yīng)的東西從柜子里拿出來放到桌面上，然后才可以在桌面上看書或玩玩具。桌子就相當(dāng)于內(nèi)存，是一個(gè)臨時(shí)存儲(chǔ)程序的地方。在電腦里，這三個(gè)部件缺一不可?？墒?，在人腦里，我們并沒有相應(yīng)的這些部件，處理、存儲(chǔ)信息都是放在一起同時(shí)進(jìn)行的。按照傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，你玩完玩具想去看書，需要先把玩具從桌子放回柜子里，然后再?gòu)墓褡永锬靡槐緯诺阶雷由?，完成多個(gè)不同任務(wù)需要一道道的工序，效率就會(huì)降低，可是人腦允許你同時(shí)做很多件事情，不需要做完一件再做另外一件。

 

　　據(jù)此，很多研究人員正在模仿人腦制造新型計(jì)算機(jī)：它們平行地而不是一件一件地完成任務(wù)，它們更加模擬化而不是數(shù)字化，它們雖然會(huì)慢一些但是耗能較少。