6
狂热的疯子

在20世纪七八十年代的“寒冬”里，仍有一些人执着于神经网络研究，科学界把他们视为狂热的疯子。比如，芬兰人戴沃·科霍宁（Teuvo Kohonen），他研究的是一个与神经网络比较接近的课题——联想记忆。再比如，还有一群日本人，与西方不同，日本的工程科学生态系统比较孤立，其中包括数学家甘利俊一（Shun-Ichi Amari）和一位名为福岛邦彦（Kunihiko Fukushima）的业内人士，后者发布了一个被他称为“认知机”（Congitron）的机器，这一命名来自术语“感知器”（preceptron）。福岛邦彦前后一共发布了这个机器的两个版本，分别是20世纪70年代的认知机和80年代的神经认知机（Neocognitron）。与同时代的弗兰克·罗森布拉特一样，福岛邦彦也受到了神经科学新发现的启发，特别是美国人大卫·休伯尔（David H. Hubel）和瑞典人托斯坦·威泽尔（Torsten N. Wiesel）的发现给予了他很多灵感。

休伯尔和威泽尔是两位神经生物学家，他们因在猫的视觉系统方面的研究成果获得了1981年的诺贝尔生理学或医学奖。他们发现视觉是视觉信号通过几层神经元传递后呈现的结果，包括从视网膜到初级视觉皮层，再到视觉皮层的其他区域，最后到颞下皮层。在这些层级中，神经元发挥着非常特殊的作用。在初级视觉皮层中，每个神经元仅连接到视野的一小部分区域，即接收区域。这些神经元被称为简单细胞。在下一层，即视觉皮层中，其他单元集成了上一层激活的信息，使得视觉对象即使在视野中稍微移动，视觉系统也能保持图像的呈现。这些单元被称为复杂细胞。

福岛邦彦便是受到这个研究成果的启发，延伸出了一个想法：先利用一层简单细胞检测各个小接收区域所接收的图像的简洁信息，再利用下一层复杂细胞处理收集到的信息。他研发的神经认知机共有5层：简单细胞、复杂细胞、简单细胞、复杂细胞，最后是类似感知器的分类层。福岛在前四层使用了某种“不受监督”的学习算法，也就是说，它们接受的是不考虑完成任务的、“盲目”的训练。仅有最后一层像感知器一样，接受了“受监督”的训练。但从总体来看，福岛邦彦缺乏一种可以调整所有层级参数的算法，所以他的网络只能识别诸如数字一类极其简单的事物。

在20世纪80年代初期，福岛邦彦并非独自一人在此领域进行探索，北美的一些团队也在进行着积极的探索，例如心理学家杰伊·麦克莱兰德（Jay McClelland）和戴夫·鲁梅尔哈特（David Rumelhart），还有生物物理学家约翰·霍普菲尔德（John Hopfield）和特伦斯·谢诺夫斯基（Terry Sejnowski），以及计算机科学家杰弗里·辛顿。辛顿与我共享了2018年度图灵奖。 vICO2SfFbc1uEbVAtdRbBZ8a1wotFk+qy2h+10SGeo2LfEbArtgfHE3rvaVR4OXp