理论教育 从神经元到计算:计算神经科学的兴起

从神经元到计算:计算神经科学的兴起

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:神经元负责处理携带信息的信号,而计算则是试图理解大自然这一过程中缺失的环节。我在过去的40 年中一直在追求这一目标,并开创了一个新的领域,叫作“计算神经科学”。在杰弗里加入位于匹兹堡的卡内基-梅隆大学时,他用一台炫酷的Lisp 机19取代了他的二代苹果电脑;而在我搬到巴尔的摩的约翰·霍普金斯大学时,我短暂地拥有过比整个计算机科学系还要多的计算能力。

从神经元到计算:计算神经科学的兴起

但是如果物理学太简单,生物学又过于复杂,我应该在哪里寻求指导呢?与物理学中的力不同,大脑回路有一个目的,就是解决计算问题,比如看见和移动,以便在世界上生存。即使是一个关于神经元如何工作的完美的物理模型,也不会告诉我们它的目的是什么。神经元负责处理携带信息的信号,而计算则是试图理解大自然这一过程中缺失的环节。我在过去的40 年中一直在追求这一目标,并开创了一个新的领域,叫作“计算神经科学”。

在加州大学圣迭戈分校结束博士后研究员工作之后,杰弗里·辛顿返回了英格兰,在剑桥医学研究理事会(MRC)的应用心理学部门找到了一个研究职位。1981 年的一天,他在凌晨两点接到一个电话,对方自称是加利福尼亚州帕洛阿尔托市(Palo Alto)系统开发基金会总裁查尔斯·史密斯(Charles Smith)。18史密斯表示,他的基金会希望为潜在的、有前景的,但风险较高、成功希望渺茫的研究提供资金,而有人强烈推荐了杰弗里。杰弗里不确定这件事可不可靠。作为我的一个好朋友,杰弗里向史密斯提到了我的研究,告诉他我的研究成功的概率比他的还要小。

基金会是货真价实的,还为我们提供了第一笔款项,这大大加快了我们的研究进度。我们可以买得起运算能力更强大的电脑,并吸引更多的学生加入。在杰弗里加入位于匹兹堡的卡内基-梅隆大学时,他用一台炫酷的Lisp 机19取代了他的二代苹果电脑;而在我搬到巴尔的摩的约翰·霍普金斯大学时,我短暂地拥有过比整个计算机科学系还要多的计算能力。20我还购买了第一个将霍普金斯与阿帕网(ARPANET,互联网的前身)连接起来的调制解调器,这样杰弗里和我就可以互相发送电子邮件了。能够在新的起点有个好的开端,我们都感到很满意(图4-6)。(www.daowen.com)

图4-6 我和杰弗里·辛顿在波士顿讨论视觉网络模型(照片拍摄于1980 年)。这是杰弗里和我在拉荷亚的并行模型研讨会上见面的一年之后。又过了一年,我在位于巴尔的摩的约翰·霍普金斯大学成立了自己的实验室,而杰弗里在匹兹堡的卡内基-梅隆大学也创立了他的研究小组。图片来源:杰弗里·辛顿。

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