• 2025年10月10日 星期五

3.1人工神经网络(神经元的数学模型)

8 月 18, 2025

人工神经网络的路线大概是这样的:

  • 👇研究大脑的认知机理
  • 👇总结大脑处理信息的方式
  • ⚠实现人工智能的先决条件

MP模型(加权求和,再加上偏置),如图3.1-1所示:

图3.1-1 神经元的生理结构和数学模型对比图
图3.1-2 写成向量形式

思考:你认为人工智能的数理学派更有道理还是仿生学派更有道理?他们的未来发展前途又是如何?

一、数理学派 vs 仿生学派:谁更有道理?

🔷 数理学派(Symbolic AI / Logicism / 规则系统)

  • 核心观点:智能来源于对知识的显式建模(如逻辑规则、知识图谱等)。
  • 方法:使用形式逻辑、概率论、博弈论等数理工具建立清晰可解释的系统。
  • 优点
    • 可解释性强(Explainability);
    • 很适合结构化任务(如推理、规划、定理证明、数据库查询)。
  • 缺点
    • 缺乏灵活性和学习能力
    • 无法很好地处理模糊、非结构化的感知问题(如图像识别、自然语言)。

🔶 仿生学派(Connectionism / 神经网络 / 深度学习)

  • 核心观点:智能来源于模拟人脑神经元网络的自组织和学习机制。
  • 方法:使用多层神经网络、梯度下降、反向传播、大量数据训练。
  • 优点
    • 强大的感知和模式识别能力
    • 可用于语音识别、图像理解、自然语言生成等复杂任务。
  • 缺点
    • 可解释性弱,容易出现“黑箱”现象;
    • 对数据和计算资源依赖非常大;
    • 逻辑推理和长期规划能力较弱。

二、谁更有前途?

未来的发展趋势是融合:神经符号 AI(Neuro-Symbolic AI)

越来越多研究者认为,数理学派与仿生学派不是敌对关系,而是互补的

类型优势未来作用
数理学派理性、可解释、规则严谨适合高风险、高要求的系统(如医疗诊断、法律推理)
仿生学派感知能力强、泛化性好适合感知、语言、模式识别等大数据场景
神经符号融合兼具学习能力与逻辑推理能力被认为是实现“强人工智能(AGI)”的关键路径

例如:

  • OpenAI 的 GPT 系列虽然核心是神经网络,但也融合了很多形式语义学和符号技术(如 attention 是某种符号聚焦机制)。
  • Google DeepMind 的 AlphaGo 结合了深度学习(仿生)+ 蒙特卡洛树搜索(数理)

三、总结观点

仿生学派在过去十年取得了巨大成功,尤其在图像和语言领域,但它无法完全替代逻辑推理和可解释性。

数理学派依然是高可信度系统(例如医疗、金融、自动驾驶)的核心支柱

真正“有道理”的方向,是二者的融合。未来 AI 的发展会越来越像人类大脑那样——感知与推理并重,学习与规则协同。



微信扫描下方的二维码阅读本文

Avatar photo

李星海

简介: 2025-今 浙江农林大学 | 2022-今 广州白蓝碗蛋科技有限公司 | 2022-2024 广州商学院 | 2019-2022 广东工贸职业技术学院 | 服务宗旨:心始至客,行亦致远。