设计大脑

“设计一个脑”，未必耸人听闻。这是一位英国生理医学家艾什比提出的。1948 年，他发表了一篇著名论文，论文的题目就是“设计一个脑”，论述了他构造的稳态机，可作为一种脑模型。这种稳态机是由四个基本部件构成的，其中两个部件仿佛是大脑，另外两个是环境，并用 20 个反馈回路联结起来，使四个部件保持极多的相互联系。这个系统在整体上处于动态平衡状态，“大脑”部件能对来自环境的任何扰乱做出一种反应，以便抵消扰乱， 使系统保持稳定的动态平衡，因而这部机器在遇到伤害以后能重新组织自己。如果人为地改变机器的极性，它就会以其他极性来抵偿这种改变所产生的作用，因而具有动物一样的行为。

那么稳态机就是一个脑吗？艾什比也认为，这还谈不上、因为它还太幼稚。但是，他相信制造一个综合的脑只是时间问题，并且这种综合的脑一定要发展自己的智慧，而不是一只学舌的鹦鹉。他设想制造这样一架机器，要是完成了，可以在巧妙性和策略的深度方面超过它的主人。

未来如何？艾什比指出，在机器的行为足够简单并能力我们所理解的时候，这是容易对付的。奴隶脑不会带来麻烦，但是那种将发展到超过我们的稳态式机器又会怎样呢？在它受到训练的初期我们无疑将努力制约它，尽可能使它的动作对我们有利。但是如果机器确实发展了自己的能力，它迟早一定会从这种地位醒悟过来，不再需要它的人类侍从了。

结局怎样？他认为还是“把这玩意儿做出来瞧”吧！

虽然“这玩意儿”至今还未做出来，将来也未必能做出来，而且机器“排斥人类”的看法只是一种猜测。但是，他毕竟提出了机器与人脑的关系这个震撼战后西方世界的科学与哲学问题，并且至今还在热烈地争论。诸如机器能思维吗？机器有意识吗？机器能超过人吗？机器有意志吗？机器能控制人吗？

如果从科学角度看，提出“脑的设计”是富有启发性的。它的精华之处， 就是看到了非生命与生命之间没有不可逾越的鸿沟。所谓“脑的设计”，无非是认为大脑是可知的，可以建立脑的模型，制造人工装置来模拟脑的功能。然而，这不是说一定要以“稳态机”作为脑模型。50 年代以来，脑模型的研究是一直沿着神经网络的道路前进的。

人工智能的研究有两个发展方向：一是以计算机为手段，开发智能软件， 从功能上进行智能模拟；二是基于人工神经网络，建立脑模型，从结构和功能相结合的两个方面模拟脑功能。我们把人工智能两个发展方向的研究领域，以及艾什比有关“大脑设计”（他于 1960 年出版了同名的书）方面，统称为智能控制论。

早在控制论创立之前，美国心理学家麦卡洛克和数学家匹茨就提出人工神经网络理论，以后他俩又为创建控制论做出很大贡献。就人工神经网络的控制论意义而言，智能控制论是控制论的先导。尽管他们本人当时没有明确智能控制论这一概念，以后其他人也未提出这一概念，但都不能改变历史本来的面貌。只不过当时的智能控制论，限于神经网络（指人工神经网络，下同）而已。神经网络的理论和方法，就是要设计大脑，但不用“稳态机”之类的模型，更没有喊出“大脑设计”这一惊人的用语。语出惊人，应归功于艾什比。然而，有生命力的东西，不是喊出来的，它是在实践的曲折过程中产生出来的，神经网络也不例外。

1943 年，麦卡洛克和匹茨提出一种神经元模型，以二值（“1”和“0”） 逻辑刻画神经细胞的兴奋与抑制的双态工作。由这种形式神经元构成神经网络形式化的系统，能在一定程度上模拟人脑的功能。以后建立的一些其他的神经模型，可以表示活体神经元的一些特性，如信号的空一时积累、不应期

（不可激励时间）、适应性（对激励性的适应）和自发兴奋性等。沿着神经网络模型的方向发展，形成了称之为脑模型的专门研究领域，并取得了若干成果，如有关感知、识别和学习的脑模型，既有建成具体装置的机器，也有用计算机进行模拟的实验。

总的来说，神经网络在 60 年代和 70 年代进展不大，处于低潮。80 年代中期，由于霍普菲尔德在神经网络建模及应用方面的创造性成果，新的网络拓扑与算法、并行分布处理（PDP）、超大规模集成电路（VLSI）及大规模并行性的实现，使人工神经网络的研究重新受到人们的重视。90 年代神经计算机的研制，更把神经网络推向热潮。有人高呼：“人工智能死亡，神经网络长存！”

这种看法，反映了神经网络的联接主义与人工智能的符号主义的对立。其实，两者是互补的，并不矛盾。两者的目标也是一致的，都为了放大人的智能，而且都与认知科学密不可分，从而出现包括人工智能（Artificial intelli-gence）、脑模型（Brain model）和认知科学（Cognitive science） 在内的所谓“ABC 理论”，进而形成统一的智能科学与智能技术，真正达到设计大脑、模拟脑功能的目标。