类脑计算之理解

姜咏江

今天下午CCF YOCSEF报告会:类脑计算（4月15日(星期五)14:00-17:30）报告会将要举行，在我看来这是一件大事。

中国脑计划主要属于计算机领域？医学领域？还是计算机医学相互结合的领域？但就“类脑计算”来看，这一定是计算机科学领域的问题。

其实计算机的类脑计算并不是从现在才开始，而是在计算机诞生的时刻就人为地展开了。我们都知道，蒸汽机的诞生开创了人类用自然力代替体力劳动的时代，而以计算机诞生为标志，又开创了用自然力来替代人类脑力劳动的时代。正因为如此，我们才将计算机称为“电脑”。从这方面来看类脑计算并不是一个全新的问题。

我们是人类。从计算机诞生到今天，大家都清楚，至今为止的各类计算机尚不能够象我们人类那样进行思考。因而计算机尚不能够象我们本身那样，完成众多的脑力劳动问题。让计算机能够“思考”，我想这应该是当今类脑计算所要解决的根本问题。

人类能够思考（动物大概也会），其根本原因在于人类神经系统的结构，按照现在的观点，主要是人脑的结构。记忆是人脑工作的基础，能够对记录的信息进行分析、判断和推理，最终形成决策，这是脑工作的特点。正是仿照脑工作的特点，冯·诺伊曼才将计算机的逻辑结构分成了5部分，即存储器、运算器、控制器、输入和输出设备。这种逻辑结构是对计算机硬件组成的综合概括，至今为止的任何计算机设备都可以归结到这5个组成部分之中，因而在计算机结构中，提出什么“颠覆”“扩展了”冯·诺伊曼结构，基本上都是为了博人眼球而已。

将以通信手段把计算机互连起来的网络，说成就是计算机的人，不是概念不清，就是另有所图。尽管这个提法来自国外，其混淆概念的特征着实显而易见。网络如同一个家庭，而计算机就是其中的人，我们能将家叫做人吗？

脑结构类似网络，似乎已经成了学术界的共识。但脑的功能研究，若将地域广阔的网络做为依托，这绝不是一个好的开始。我们知道脑是集中在一处的“设备”，因而脑中到底有多少种类型的计算机在互联，以怎样的形式互联，如何快速地有成效地进行信息处理，这应当是类脑计算需要研究的首要问题。

我不反对用现有的计算机技术去模拟人脑的工作，即使我们对人脑的工作基理并不清楚的情况下，也可以用现有的计算机技术和方法来试图实现人脑那些独特的工作。比如最近被人们热议的人机围棋大战。AlphaGo与韩国棋手李世石的战斗，虽然AlphaGo赢了，但也不能断言计算机战胜了人类。因为计算机能够下围棋和人脑的“思考”比起来，实在是太渺小了。AlphaGo的围棋智能谁给的？还不是那些计算机程序的设计者！将AlphaGo说得神乎其神就过了。请问，AlphaGo能够自主地对围棋的发展，战斗之后的得失进行思考吗？

计算机科学的研究者无一不想让计算机成为人一样的机器，这被称作机器人。能够做到这方面成就的主要标志应该是机器能够“独立思考”。做为计算机理论和方法方面的研究者，我坚信总有一天，人类制造出来的机器人会在众多的方面超过具体的人。当人类将计算机制造成能够独立思考，并且具有新陈代谢功能的时候，那么人类是做享清福，还是退出历史舞台，恐怕这还是一个不可预知的事情。

将电脑变成人脑一样的东西绝对是计算机科学界的终极追求。如果就用现代的电子电路的技术手段，利用冯·诺伊曼的逻辑构成，丰富其中的各项内容，从而创造出计算机能够象人脑“思考”的功能，这应是目前类脑计算的正路。人脑大概可以用局域网进行仿真，在目前的机器信息处理方式之下，即使达不到人脑的信息处理速度，也值得尝试。

说句不谦虚的话，现在计算机网络结构太不自动化了，因而要让计算机组成的网络结构适应人脑的功能，必须从计算机的核心部件进行变革。本人十年前就研究出的“动态计算机”，那里人们所说的CPU是由多个不同类型的处理器在同一个芯片上构成的（请不要理解成芯片的重构技术，根本是两回事）。动态计算机具有程序自主执行的功能，因而就可以让计算机实现自主“思考”。再次不够自量地认为，这将是类脑计算中用现代电子电路方法实现的一种可行途径。要想电脑变成与人脑一样，这种操作系统管理计算机的模式必须打破。

有兴趣请参考：本人写的《动态计算机的思想方法》一文和《自己设计制作CPU与单片机》一书的17、18章。

2016-4-15