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認知行為的分散記憶(3)

失控 作者:(美)凱文·凱利


  

認知科學家道格拉斯?霍夫施塔特[1]說道:“記憶,是高度重建的。在記憶中進行搜取,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,強調(diào)重要的東西,忽略不重要的東西?!边@種選擇的過程實際上就是感知。“我非常非常相信,”霍夫施塔特告訴我,“認知的核心過程與感知的關系非常非常緊密?!?/p>

在過去二十年里,一些認知科學家已經(jīng)勾畫出了創(chuàng)造分布式記憶的方法。1970 年代,心理學家戴維?馬爾[2]提出一種人類小腦的新模型,在這個模型中,記憶是隨機地存儲在整個神經(jīng)元網(wǎng)絡中的。1974 年,計算機科學家彭蒂?卡內(nèi)爾瓦[3]提出了類似的數(shù)學網(wǎng)絡模型。借助這個模型,長字符串的數(shù)據(jù)能隨機地儲存在計算機內(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)點儲存進非常巨大的潛在的內(nèi)存空間的絕妙方法。換句話說,卡內(nèi)爾瓦指出了一種能夠將思維所擁有的任何感知存入有限記憶機制的方法。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。

在一個稀疏分布式網(wǎng)絡中,記憶是感知的一種?;貞浶袨楹透兄袨槎际窃谝粋€非常巨大的模式可選集中探查所需要的一種模式。我們在回憶的時候,實際上是重現(xiàn)了原來的感知行為,也就是說,我們按照原來感知這種模式的過程,重新定位了該模式。

卡內(nèi)爾瓦的算法是如此簡潔清晰,以致于某個計算機高手用一個下午就能大致地實現(xiàn)它。1980年代中期,在美國宇航局艾姆斯研究中心,卡內(nèi)爾瓦和同事們在一臺計算機上設計出非常穩(wěn)定的實用版本,對他的稀疏分布記憶結構進行了細調(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”起這個數(shù)字是什么。結果它做到了!它意識到了隱藏在所有低畫質(zhì)圖像背后的原型。從本質(zhì)上來說,它記起的是以前從未見過的形象!

這個突破不僅僅使找到或重現(xiàn)過去成為可能,更重要的是,當只給定最模糊的線索時,它也能夠從無數(shù)的可能性中發(fā)掘出一些東西。對一個記憶體來說,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,它都應該能辨認出來。

蜂群思維是能同時進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)勢的。計算機科學家越是用蜂群思維的方式來思考分布式問題,就越發(fā)現(xiàn)其合理性。他們指出,大多數(shù)個人電腦在開機狀態(tài)的絕大部分時間里并沒有真正投入使用。當你在計算機上寫信時,敲擊鍵盤產(chǎn)生的短脈沖會打斷計算機的休息,但當你構思下一句話的時候,它又會返回到無所事事的狀態(tài)??傮w而言,辦公室里打開的計算機在一天的大部分時間里都處于閑置狀態(tài)。大公司的信息系統(tǒng)管理人員眼見價值幾百萬美元的個人電腦設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備的全部計算能力。他們所需要的正是一個在完全分布式的系統(tǒng)中協(xié)調(diào)工作和存儲的辦法。

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



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

·     [2] 戴維?馬爾(David Courtnay Marr,1945.01.19~1980.11.17):英國神經(jīng)系統(tǒng)科學家、心理學家。馬爾整合心理學、人工智能及神經(jīng)生理學研究成果,提出了視覺處理新模式,被公認為計算神經(jīng)科學創(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,著名的斯坦福大學就位于該市。

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


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