通過類比,我們發現電腦和大腦都具有以開關為基礎的網絡結構,用來實現信息存儲、運算、反饋這些信息處理功能。人類大腦的高級功能,就是常說的智力或智慧,是人們認識事物並運用已有知識解決實際問題的能力,包括觀察力、記憶力、想象力、分析判斷能力、思維能力、應變能力等等,也都是通過這個神經網絡來實現的。從神經網絡來看,足夠數目的突觸(不能太多,太多了也有問題),連接的越好,信息處理功能就越強大,大腦就越聰明。所以高智力對應於連接更好的神經網絡。
電腦和大腦的信息網絡也有很大的差異。
從規模上看,構成電腦CPU的基本模塊是集成電路,目前已進入巨大規模集成電路GSI時代,集成組件數達到了10的9次方以上,所構建成的開關(邏輯門電路)數目與電路組件數大致相等或小一個數量級。組成人腦神經網絡的神經元的數目在10的11次方左右,但構建的開關數目(突觸)則達到了大約10的15次方個。
從空間結構看,雖然今年有新聞報道出現了革命性的三維集成電路,但還只是處於研究階段,沒有進入應用。目前電腦的信息網絡還是二維的平面結構。對於人腦的網絡來說,是個三維立體結構。
不論是從規模還是從空間結構上看,大腦的網絡結構遠遠比電腦的網絡複雜。
從形成過程看,所有電腦的網絡都是預先被設計出來,然後才開始製造的。隨着知識與技術的發展,電腦網絡的複雜程度越來越高,但具體到每個細節的連接還是被人腦設計的。最初的電腦,其運行程序的改變是通過改變電子線路來實現的;而現代的電腦為適應大規模生產模式,其信息網絡一旦設計完成,電子線路就被固定下來,運行程序的改變只能通過調用、執行不同的軟件程序來實現。不同的軟件程序,都是在同一個固定的網絡中運行。與通過改變線路形成的專用電路相比,會損失一定的運算速度。
對於大腦,現在我們還沒有能力認識、搞清楚局部的神經網絡連接結構,更不用去想象、理解整個大腦的信息網絡如何設計的。
我們已經知道基因是生命延續的密碼,記錄並傳遞着遺傳信息。人的生、長、病、老、死等一切生命現象都與基因有關。通過人類基因組計劃發現人類基因組的30億個DNA鹼基對序列,只有很小一部分編碼了不到三萬個基因。這些基因儲存着生命孕育、生長、凋亡過程的全部信息,通過複製、表達、修復,完成生命繁衍所有人的遺傳信息。
人類的基因肯定與大腦發育、生長和功能相關。但不到三萬個基因是否攜帶了足夠的遺傳信息,能夠直接設計決定神經網絡中高達10的15次方個突觸的所有具體連接?也就是說,由不到三萬個基因在一維線性序列上存儲的信息是否能夠決定有10的15次方個連接的三維空間結構?從常識上看由一個簡單的系統決定另一個極度複雜系統的詳細設計是不太可能的,或者是根本不可能的。
我們很容易得到這樣的結論:人腦的神經網絡是不可能被預先設計出來。或者是說:人腦的神經網絡是不可能在出生時就已經構建完成了的。
版權聲明:本稿件、作品版權歸夕曦所有
|