心智的10大模型epub

在《心智的10大模型》中,计算神经科学家格蕾丝·林赛深入探讨了数学模型在理解大脑中的关键作用。书中通过10个数学模型,从单个神经元到复杂的神经环路,再到整个大脑的行为控制,逐步展示了数学工具如何帮助科学家理解和描述大脑的决策、感觉处理、记忆等过程。本书不仅是一部科学史,也是一本前沿的神经科学指南,为读者呈现了神经科学与数学、计算机科学的跨学科融合,启发读者思考大脑建模与心智建模之间的关系及其未来的发展方向。

如今,人工智能的迅速发展给人们的日常生活和工作带来了巨大的影响。要想让人工智能朝着人类智能的方向持续迈进,我们就应该让我们创造的硅基大脑像人类大脑一样有感知、有记忆、有 决策、有行动。问题的难点在于,人类大脑由约1000亿个神经元构成,神经元间交流复杂,大脑掌管认知、意识,影响我们生活的方方面面。我们如何破解如此庞大的复杂系统的运行机制呢?

欧姆定律与带泄漏整合发放模型

格奥尔格·欧姆(Georg Ohm)和穆勒的人生经历迥然不同,他发表了自己的研究成果后却丢了工作。

1789年,欧姆出生于德国埃尔朗根,是一个锁匠的儿子。他只在自己家乡的大学短暂地读过书,之后就辗转多个城市当物理和数学老师。后来,因为想要成为一名学者,欧姆开始做实验,做得最多的是电学实验。在一次实验中,他把不同金属材质的导线切割成不同的长度,然后在导线两端施加电压,观测有多少电流通过导线。经此实验,他推导出了导线长度和电流之间的数学关系——导线越长,电流越小。

1827年,欧姆将他的这一发现连同一系列电学方程式整理成册,这便是《伽伐尼电路的数学研究》(The Galvanic Circuit Investigated Mathematically)一书。和现代电学研究不同,在欧姆所处的年代,电学并不是一个十分数学化的研究领域,而欧姆的同侪们也并不喜欢他这种离经叛道的研究方式。其中一个审稿人甚至这样写道:“所有抱着敬畏之心看待这个世界的人都不应该理睬这本书,因为它充满了不可救药的痴心妄想,它唯一努力想做的就是玷污大自然的尊严。”欧姆在工作之余抽空撰写的这本书可谓一败涂地,他本想着靠它升职加薪,却反而被迫辞去了工作。

但欧姆是对的。通过导线的电流等于导线两端的电压除以导线的电阻。欧姆观察到的这个规律,现在是全世界电气工程学一年级新生必修课程中的基础。现如今,这个规律被称作欧姆定律,而电阻的基本单位也被命名为“欧姆”。虽然欧姆活着的时候没办法见证他的研究成果所带来的巨大影响,但他最终得到过一些认可。在63岁时,欧姆终于被任命为慕尼黑大学的实验物理学教授,但在短短的两年之后,他便撒手人寰。

电阻,顾名思义就是阻力的度量,它描述了物质对电流阻力的大小。大部分物质都有一定的电阻,但欧姆注意到,物质的物理特性决定了电阻的大小。导线越长,电阻越大;导线越粗,电阻小。就像沙漏的细颈口能够减缓沙子的流动一样,电阻越大的导线越能够阻碍带电粒子的流动。

法国神经生理学家路易斯·拉皮克(Louis Lapicque)就懂得欧姆定律。拉皮克于1866年在法国出生,就在第一个动作电位被记录后不久,他完成了自己在巴黎医学院的博士学业,其毕业论文是关于肝功能和铁元素代谢的。尽管拉皮克从事的是科学研究,但他兴趣广泛,从历史到政治再到帆船均有涉猎,他有时甚至会自己驾驶帆船穿越英吉利海峡去参加学术会议。

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