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本文转自智能探索

Walter Pitts,计算神经学、控制论和人工智能的重要奠基人之一,一个从小被欺负的天才

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Pitts出生在底特律的穷人区。家里都是文盲,邻居都是流氓。他爹一遇见点儿事儿就动拳头,Pitts从小到大一身伤。更惨的是,街上的小男孩们都看他不顺眼,他一出门就抡拳头打。

从小体弱又内向的Pitts只有一个避难所,那就是一家公立图书馆。他常常在安静的图书馆里,躲避着这个世界无尽的恶意: 殴打,暴力,侮辱,还有贫穷带来的无力的辍学。在这里,他不仅找到了宁静,还自学了希腊语,拉丁语,哲学,和数学。

突然有一天,他在书架上发现了闪闪发光的Principia Mathematica(拉丁语:数学原理)。Bertrand Russell 和Alfred Whitehead共同撰写的将数学和逻辑学结合的三卷大部头。刚被打的昏头胀脑的Pitts,就坐下来看。一连看了三天,没吃没喝没出图书馆,把三卷2000多页著作全部看完了,找出了N处错误。

他认为应该告知作者Russell,于是就给他写信。Russell看到一个年仅12岁的少年给他写信,十分惊讶。然而他被深深触动了,不仅回了信,还邀请Pitts到剑桥来当他的研究生。

然而Pitts的父母不懂什么叫剑桥,什么叫研究生,反正就是不许他去,一通打击和暴力之后,此事不了了之。

三年之后,当Pitts听说Russell要去芝加哥大学讲学的时候,就毅然离家出走了。从此,他这一生再没回家。

在世界的另一个角落,Pitts这一生最重要的人,也研读过数学原理。Warren McCulloch大Pitts 25岁,出生在医生、律师、哲学家辈出的美国东岸上流家庭。在贵族男校受的基础教育,在耶鲁学的哲学,然后在哥伦比亚学医,专攻神经生理学。那个时候,弗洛伊德的那套精神分析学已经被演绎到玄学的境地。而McCulloch却不买账,他认为,人的思想是有神经元基础的,是放电造成的。

更进一步,数学原理给McCulloch带来了灵感, 他认为我们的思想也是由各种“逻辑门”(如“与非门”等)的二进制编码计算而成。而这种二进制就由神经放电来产生。

就在这个时候,上天让他遇见了Pitts。由于Pitts高中没有毕业,芝加哥大学不能让他正式上课,于是只能边打工,边去到处蹭讲座听。Pitts通过哥们介绍认识了McCulloch。两人虽然表面上风马牛不相及,一个42岁的富贵高壮教授,一个18岁的赤贫羞涩少年,却同时热烈相信着大脑是二进制计算系统,一拍即合,成了灵魂伴侣。

McCulloch把Pitts带回了他在芝加哥郊区的家住下。每当夜深人静,McCulloch的太太Rook带着三个孩子睡觉时,他就和Pitts彻夜不眠地讨论计算神经问题。他们坚信,神经的运行,也是逻辑系统,充满了‘与’‘或’‘非’的系统。

此时的他们,正好看到了Alan Turing(图灵)的文章。Turing从数学上证明了,一个信息处理的机器,是可以完全用二进制逻辑进行运算的。

在此之前McCulloch的思维陷入的瓶颈,他不知道怎么在计算神经网络中引入时间这个变量。是Pitts给他提供了新的思路:大脑的维度里,是没有时间的。时间即是永恒。那些曾经存在的事物,在脑海里会永远存在,我们可以称之为“记忆”。

当Pitts完成“记忆”的数学模型的时候,他们就将结果写进了一篇永载史册的文章里“A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity”, 开辟了现代计算神经的开端,将弗洛伊德的精神分析学派彻底打入了“近代科学历史”。 计算神经学,将认知神经学和脑科学从玄学的边缘挽救了回来,成为了真正的科学。

McCulloch那天很激动的说: for the first time in the history of science, we know how we know (科学史上第一次,我们知道了‘我们是怎么知道的’)。

Pitts从McCulloch那里得到的不仅仅是温暖和关爱,更是从没体验过的接受,理解,学术上共鸣和父爱。从此他管McCulloch和妻子的家叫“Home”。直到他死,他说的home,都是指这个家,而不是自己的原生家庭。

1943年,Pitts去了波士顿,在MIT结识了控制论之父, Norbert Wiener。Wiener第一次见Pitts那一天,也不自我介绍,就是把Pitts领到了一处黑板,开始进行数学推导。在他推导过程中,Pitts不断给他提问题和建议。写满两块黑板之后,Wiener已经决定让Pitts成为MIT的博士生。

MIT也是牛,居然没像芝加哥大学那样墨守成规,要看Pitts毕业证。只看了Wiener保证,就收了高中没毕业的天才少年成了博士生。Wiener指导Pitts将神经网络计算更加复杂化,真实化,并且引入更多的统计学原理。奠定了后来的statistical neural network的基础。

那年冬天,Wiener还带着Pitts去了普林斯顿,结识了二十世纪最NB的天才冯纽曼(John von Neumann)。至此,控制论核心天才天团组合,形成了。

1945年6月,von Neumann写了一篇划时代的报告““First Draft of a Report on the EDVAC” (人类第一代计算机的原理报告)。以往的计算系统基本都可以算是计算器,而不是计算机。计算器没有存储,也不可以重新编程。Von Neumann就是靠着Pitts的记忆的数学模型(memory)做出了计算机存储功能。因此这篇报告里,只引用了一篇文章,就是Pitts的文章。

至此,所有的大神,都肯定了Pitts的天赋和能力。1954年,福布斯评选20位40岁以下的科学天才,Pitts榜上有名,排在Claude Shannon(information science之父)和James Watson(DNA双螺旋模型提出者)之后。

这时候McCulloch也卖掉了芝加哥的大房子,放着正教授不当,追随他们来到了MIT,此时控制论学派达到了顶峰。这一批天才集合在一起,做着那个时候的brain initiative,企图将脑科学和人工智能,控制论,统计相结合,似乎一切尽在掌握,一切皆有可能。

冯纽曼对此却是悲观的。在他看来,脑科学和人工智能的分家已经成了定局。一个是混沌的计算世界,另一个是清晰的逻辑系统,似乎完全无法整合在一起。Pitts也开始出现了早期的抑郁症症状。他给McCulloch的信中写道,我常常感到一种忧伤,似乎人生的一切都渐渐失去价值。我在寻找自己人生中的“逻辑”。

此时又出了一档子事儿,加重了Pitts的病情。Wiener的太太Margaret属于有点事儿妈性人格,非常不喜欢Pitts和McCulloch一对儿师徒。她跟自己老公吹枕边风说McCulloch的儿子,试图“勾引”自家女儿。

按我们现在人的眼光,“勾引”这个词实在是欲加之罪。少男少女并没有实质身体接触,互相喜欢也实在是很正常。况且McCulloch家孩子也是书香门第的公子,不是瘪三流氓,这抹黑似乎有点过。但Wiener实在护女心切,盛怒之下给McCulloch发了电报说 “我这辈子不要见到你”。

Pitts由于和McCulloch情同父子,所以也被Wiener毫不留情的拉黑朋友圈。Pitts在刺激下,开始酗酒过度,甚至将自己博士论文一把火烧成了灰烬。Wiener这时也有点后悔,花了很多钱让人去修复这篇论文,然而破镜难圆,论文也灰飞烟灭。

Pitts为了对抗抑郁,被拉黑朋友圈之后,开始投身研究大脑视觉原理。主要的实验材料是青蛙。他们给青蛙看各种图像,然后录神经元是如何处理信号的。和Pitts想象的不同,视觉神经元,对信号进行了各种过滤和处理。1959年,这批青蛙变成了王子,被发表在一篇著名的paper上“What the Frog’s Eye Tells the Frog’s Brain”.

 

Pitts对此却是忧伤的。他看到了大脑处理信号的复杂,混沌和随机性,与他乌托邦中的清晰逻辑,差之甚远。 他每天都消失在酒吧里。他的朋友们天天都要寻找,他今天又醉了在那里。看见他自毁,对朋友们都是极其痛苦的过程。

1969年,46岁的他在家里因肝病引发的综合症去世。4个月后,71岁的McCulloch也因冠心病撒手人寰。他们共同埋下了控制论和人工智能的基石。他们协助了现代电脑的产生。他们也把认知脑科学,从佛洛依德的定性精神分析,飞跃到了计算分析。

他们能不能想到,下一个世纪,神经网络和machine learning,又将把分离的人工智能和脑科学,重新结合在一起?

这个出身在贫困愚昧无知家庭,受尽欺凌的孩子,还会说多国语言,是植物学,化学,鸟类学,解剖学和物理的大师级学者。更重要的是,他从抑郁的深渊里,给全人类推出了光明和“记忆”。

这也许就是最终的逻辑。

作者 aiforum

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