1.3 神经网络的研究目标

借助神经科学、脑科学与认知科学的研究成果,研究大脑信息表征、转换机理和学习规则,建立模拟大脑信息处理过程的智能计算模型,最终使机器掌握人类的认知规律是神经网络的研究目标,该目标可以分别从科学目标和工程目标两个角度进行阐释。科学目标指的是理解智能,即从原理上研究神经网络具有智能的原因,了解智能的形成机理;工程目标要求我们对智能建立相应的计算模型,将智能移植到机器上,从而在工程上实现智能。模拟人的智能行为是技术系统或人工系统模拟生物系统的最高形式,而使机器具有智能则是技术系统或人工系统模拟生物系统的最高目标。

从理解智能和实现智能出发,要理解智能就要研究大脑,要实现智能则需要设计并实现人工神经网络。因此,下面从大脑和神经网络两个方面来对神经网络的目标进行进一步分析。对大脑而言,大脑的主要功能包括接收信息、处理信息、输出信息等。例如,向他人描述自己看到的景色,就是人脑接收信息、处理信息和输出信息的过程。大脑控制身体的各个器官,将各种信息融合起来,形成记忆并产生联想。此外,大脑还可以根据识别出的人和物进行一定的推理并做出决定,甚至产生自主意识,这些都是大脑所特有的功能。对人工神经网络而言,人工神经网络本质上也是一个接收信息、处理信息、输出信息的实体。目前,人工神经网络广泛应用于各行各业,如控制机器人、信息融合、模式识别、专家系统等。人工神经网络领域有一个重要的分支称为联想记忆,神经网络学习到的信息记忆将被存储在网络中,并在记忆和记忆之间建立联想。尽管目前人工神经网络的功能已经十分强大,但它能否产生意识仍然是一个未定的问题。

思考

人工神经网络能否产生意识?

时至今日,学界对于意识仍未有准确的科学定义,更无法从数学方法上去定义意识。从生物学上来说,意识大概是人脑对大脑内外表象的觉察,是人脑对于客观物质世界的反映,也是感觉、思维等各种心理过程的总和。无论是外界的反应,还是内部各种心理活动的总和,我们都可将其定义为一种信息,而信息是可以通过数学符号进行刻画的。从这个角度看,人工神经网络从输入数据中学习信息,并将其存储在神经元之间的连接上,当外界输入刺激时,人工神经网络利用学习到的信息对其做出反应,形成输出,具有一定的“意识”。