正文

認(rèn)知行為的分散記憶(3)

失控 作者:(美)凱文·凱利


  

認(rèn)知科學(xué)家道格拉斯?霍夫施塔特[1]說(shuō)道:“記憶,是高度重建的。在記憶中進(jìn)行搜取,需要從數(shù)目龐大的事件中挑選出什么是重要的,什么是不重要的,強(qiáng)調(diào)重要的東西,忽略不重要的東西?!边@種選擇的過(guò)程實(shí)際上就是感知。“我非常非常相信,”霍夫施塔特告訴我,“認(rèn)知的核心過(guò)程與感知的關(guān)系非常非常緊密?!?/p>

在過(guò)去二十年里,一些認(rèn)知科學(xué)家已經(jīng)勾畫出了創(chuàng)造分布式記憶的方法。1970 年代,心理學(xué)家戴維?馬爾[2]提出一種人類小腦的新模型,在這個(gè)模型中,記憶是隨機(jī)地存儲(chǔ)在整個(gè)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中的。1974 年,計(jì)算機(jī)科學(xué)家彭蒂?卡內(nèi)爾瓦[3]提出了類似的數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)模型。借助這個(gè)模型,長(zhǎng)字符串的數(shù)據(jù)能隨機(jī)地儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中。卡內(nèi)爾瓦的算法是一種將有限數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)儲(chǔ)存進(jìn)非常巨大的潛在的內(nèi)存空間的絕妙方法。換句話說(shuō),卡內(nèi)爾瓦指出了一種能夠?qū)⑺季S所擁有的任何感知存入有限記憶機(jī)制的方法。由于宇宙中可能存在的思想要比原子或粒子更多,人類思維所能接觸到的只是其中非常稀疏的一部分,因此,卡內(nèi)爾瓦稱他的算法為“稀疏分布記憶”[4]算法。

在一個(gè)稀疏分布式網(wǎng)絡(luò)中,記憶是感知的一種。回憶行為和感知行為都是在一個(gè)非常巨大的模式可選集中探查所需要的一種模式。我們?cè)诨貞浀臅r(shí)候,實(shí)際上是重現(xiàn)了原來(lái)的感知行為,也就是說(shuō),我們按照原來(lái)感知這種模式的過(guò)程,重新定位了該模式。

卡內(nèi)爾瓦的算法是如此簡(jiǎn)潔清晰,以致于某個(gè)計(jì)算機(jī)高手用一個(gè)下午就能大致地實(shí)現(xiàn)它。1980年代中期,在美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心,卡內(nèi)爾瓦和同事們?cè)谝慌_(tái)計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出非常穩(wěn)定的實(shí)用版本,對(duì)他的稀疏分布記憶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)調(diào)??▋?nèi)爾瓦的記憶算法能做一些可媲美于人類思維的不可思議的事情。研究者事先向稀疏內(nèi)存中放入幾個(gè)畫在 20x20 格子里的低畫質(zhì)數(shù)字圖像(1至9)。內(nèi)存保存了這些圖像。然后,他們拿一個(gè)比第一批樣本畫質(zhì)更低的數(shù)字圖像給內(nèi)存,看它是否能“回憶”起這個(gè)數(shù)字是什么。結(jié)果它做到了!它意識(shí)到了隱藏在所有低畫質(zhì)圖像背后的原型。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),它記起的是以前從未見過(guò)的形象!

這個(gè)突破不僅僅使找到或重現(xiàn)過(guò)去成為可能,更重要的是,當(dāng)只給定最模糊的線索時(shí),它也能夠從無(wú)數(shù)的可能性中發(fā)掘出一些東西。對(duì)一個(gè)記憶體來(lái)說(shuō),僅僅能調(diào)出祖母的容貌是不夠的,在不同的光線下以及從不同的角度去看祖母的樣子時(shí),它都應(yīng)該能辨認(rèn)出來(lái)。

蜂群思維是能同時(shí)進(jìn)行感知和記憶的分布式內(nèi)存。人類的思維多半也是分布式的,至少在人工思維中分布式思維肯定是占優(yōu)勢(shì)的。計(jì)算機(jī)科學(xué)家越是用蜂群思維的方式來(lái)思考分布式問題,就越發(fā)現(xiàn)其合理性。他們指出,大多數(shù)個(gè)人電腦在開機(jī)狀態(tài)的絕大部分時(shí)間里并沒有真正投入使用。當(dāng)你在計(jì)算機(jī)上寫信時(shí),敲擊鍵盤產(chǎn)生的短脈沖會(huì)打斷計(jì)算機(jī)的休息,但當(dāng)你構(gòu)思下一句話的時(shí)候,它又會(huì)返回到無(wú)所事事的狀態(tài)??傮w而言,辦公室里打開的計(jì)算機(jī)在一天的大部分時(shí)間里都處于閑置狀態(tài)。大公司的信息系統(tǒng)管理人員眼見價(jià)值幾百萬(wàn)美元的個(gè)人電腦設(shè)備晚上在工作人員的辦公桌上閑著,很想知道是否能夠充分利用這些設(shè)備的全部計(jì)算能力。他們所需要的正是一個(gè)在完全分布式的系統(tǒng)中協(xié)調(diào)工作和存儲(chǔ)的辦法。

不過(guò),僅僅解決閑置問題并不是分布式計(jì)算的主要意義。分布式系統(tǒng)和蜂群思維有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),比如,對(duì)突然出現(xiàn)的故障具有極強(qiáng)的免疫力。在加利福尼亞州帕羅奧多市[5]的數(shù)字設(shè)備公司[6]的實(shí)驗(yàn)室里,一名工程師向我演示了分布式計(jì)算的優(yōu)勢(shì):他打開裝有公司內(nèi)部計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)柜門,動(dòng)作夸張地從里面拔掉了一條電纜。網(wǎng)絡(luò)路由毫不遲疑地繞過(guò)了缺口。



·     [1] 道格拉斯?霍夫施塔特(Douglas Richard Hofstadter,1945.02.15~):美國(guó)作家,從事意識(shí)思考及創(chuàng)造力方面的研究。侯世達(dá)是他的中文名。其著作《哥德爾、埃舍爾、巴赫》獲得1980年普立茲非小說(shuō)類別獎(jiǎng)?!g自“維基百科”

·     [2] 戴維?馬爾(David Courtnay Marr,1945.01.19~1980.11.17):英國(guó)神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家、心理學(xué)家。馬爾整合心理學(xué)、人工智能及神經(jīng)生理學(xué)研究成果,提出了視覺處理新模式,被公認(rèn)為計(jì)算神經(jīng)科學(xué)創(chuàng)始人?!g自“維基百科”

·     [3] 彭蒂?卡內(nèi)爾瓦(Pentti Kanerva):發(fā)明“稀疏分布記憶”算法。現(xiàn)為雷氏神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)研究所研究員。

·     [4] 稀疏分布記憶:Sparse Distributed Memory

·     [5] 帕羅奧多市(Palo Alto):位于加州北部灣區(qū)地帶,著名的斯坦福大學(xué)就位于該市。

·     [6] 數(shù)字設(shè)備公司:Digital Equipment Corporation


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