在科技发展的长河中，某些时刻如同星辰般闪耀，照亮了人类探索未知的道路。IBM公司的发展小组作为全美顶尖的计算机天才聚集地之一，正是这样一个关键节点。这里不仅孕育了无数技术突破，也成为了思想碰撞的温床。这群「经常的非常客」每隔两周就会聚在一起，讨论扑克牌游戏或围棋等看似轻松的话题，却隐藏着深刻的技术与哲学思考。而其中两位人物——约翰·麦卡菲（John McCarthy）和阿瑟·塞缪尔（Arthur Samuel），更是将这种讨论推向了一个新的高度。
计算机跳棋与人工智能的萌芽
麦卡菲，这位年轻的加州理工学院研究生，后来成为人工智能领域的奠基人之一。他在1956年为达特茅斯学院的一个暑期研讨会宣传时，创造性地提出了「人工智能」这一术语。而塞缪尔，一位语调柔和、四十岁左右的电机工程师，则通过自己的努力让计算机学会了下跳棋，并且随着经验的积累变得越来越聪明。这不仅是技术上的突破，更是一种理念的革新：机器可以学习，可以通过不断吸取经验来改善自己的行为。
塞缪尔的计算机跳棋程序
塞缪尔的计算机跳棋程序不仅仅是一个简单的游戏应用，它实际上代表了人工智能研究中的一个重要里程碑。早在1967年，经过多年的修改和完善，这个程序已经能够达到国际大师的水平。它的成功之处在于设计了一个简单的「对手」模型，利用这个模型预测最佳棋路。这样的机制使得程序能够针对对方的步骤调整自己的战术，展现出了一种初步的学习和适应能力。
要点词汇：
– 人工智能 🧠
– 学习与适应 🔄
– 计算机跳棋 ⬛️⬜️
大脑内部运作机制的模拟：希伯理论的影响
然而，在这些具体的技术探索背后，还有一个更为深远的思想体系正在形成。荷兰德坐在听众席上，聆听着麻省理工学院心理学家利克莱德（J. C．R．Licklider）关于神经生理学家唐纳德·希伯（Donald O．Hebb）理论的演讲。这场演讲犹如打开了一扇窗户，让荷兰德得以窥见大脑内部运作的本质。✅
希伯理论的核心思想
希伯提出了一种假设，即大脑通过在突触上进行微妙的变化来实现学习和记忆的功能。每一个神经元都通过数千条纤维与其他神经元相连，而这些连接点——突触——会因为使用频率的不同而变得更强或更弱。频繁使用的突触最终会被锁定，形成持久的记忆痕迹。希伯还进一步指出，有选择的突触强化会导致大脑自组成「细胞集合」，这些细胞集合是信息处理的基本单元，彼此之间相互重叠、相互作用，从而构建出复杂的概念和行为模式。
关键概念解析
- 突触变化 🔗：神经冲动从一个细胞传递到另一个细胞的过程。
- 细胞集合 🧪：由几千个神经元组成的子网络，每个集合对应特定的感觉、声音或思想片段。
- 分布记忆 📚：记忆不是存储在一个单独的位置，而是分散在整个大脑中，每个突触形态包含成千上万个神经元。
要点词汇：
– 突触 🔗
– 细胞集合 🧪
– 分布记忆 📚
IBM公司的神经网络模拟：从实验到理论
受到希伯理论的启发，荷兰德和他的同事们决定编写一个神经网络的模拟程序。他们将人工神经元视为「节点」，每个节点都有一定的「重量」，用来表示突触强度。通过调节这些权重，他们试图重现希伯所描述的学习规则。
模拟过程中的挑战与成果
尽管当时的硬件条件极其有限，但他们的努力取得了显著成效。荷兰德回忆道：「你可以从统一的神经元基质开始，然后看到细胞集合的形成。」 这些涌现现象证明了希伯理论的正确性，同时也揭示了大脑如何通过自组织的方式产生复杂的行为和思维。
不过，由于计算资源的限制，他们在701计算机上运行的最大规模模拟网络只能包含一千个神经元，每个神经元仅有十六个结合点。这远远无法再现真实神经系统中数以万计的神经元和突触。因此，荷兰德意识到，要深入理解神经网络，必须借助数学方法来进行分析。
要点词汇：
– 神经网络模拟 💻
– 涌现现象 🌀
– 数学方法 📊
转向密西根大学：追求更高的数学工具
为了弥补自己数学知识的不足，荷兰德选择离开IBM公司，前往密西根大学攻读数学博士学位。在那里，他遇到了阿瑟·勃克斯（Arthur Burks），这位非同寻常的哲学家不仅是一位逻辑学家，还是现代计算机科学的重要奠基人之一。
勃克斯的影响
勃克斯带领荷兰德进入了一个全新的领域——通讯科学。这个项目致力于探索计算机和信息处理在广泛学科中的意义，包括生物学、语言学、心理学等。荷兰德在这里找到了志同道合的伙伴，也获得了更加深刻的学术视野。
博士论文方向的转变
荷兰德放弃了即将完成的数学博士论文，转而投身于通讯科学研究项目。他的博士论文题目「逻辑网中的循环」对网络开关内部情形进行了深入分析，虽然表面上看似乎与神经网络无关，但实际上蕴含了许多重要的理论贡献。
要点词汇：
– 通讯科学 📶
– 学术转型 🔄
– 逻辑网中的循环 🔄
广泛问题的关注：从涌现到适应性系统
荷兰德的研究兴趣始终围绕着一些根本性的问题：什么是涌现？什么是思考？思想是如何进行的？这些问题推动着他不断向前探索。
Glasperlenspiel档案库的思想源泉
赫尔曼·黑塞（Herman Hesse）的小说《玻璃珠游戏》给荷兰德带来了极大的启发。这本书描绘了一个复杂的游戏系统，玩家通过组合不同的主旋律来创造出新的音乐作品。这种理念与荷兰德对世界万物主旋律的追求不谋而合。
要点词汇：
– 玻璃珠游戏 🎮
– 主旋律 🎵
自然选择与基因理论：费舍尔的影响
费舍尔（R. A．Fisher）的《自然选择之基因理论》进一步拓宽了荷兰德的视野。这本书首次用严谨的数学方法分析了自然选择如何改变基因分布，奠定了现代进化理论的基础。✅
对费舍尔理论的批判性思考
然而，荷兰德对费舍尔的一些假设提出了质疑。他认为，费舍尔过于强调单个基因的作用，忽略了基因之间的相互作用；同时，费舍尔关于进化达到稳定均衡的观点也与达尔文的动态进化观相悖。荷兰德意识到，进化和学习本质上都是适应性系统的一部分，它们通过不断吸取经验和反馈来改进自身的表现。
要点词汇：
– 自然选择 🌱
– 基因分布 🧬
– 适应性系统 🔄
结语：通往未来的道路
荷兰德的研究旅程充满了曲折与惊喜。从早期的计算机跳棋程序，到神经网络的模拟，再到后来对基因理论和适应性系统的深入探讨，他始终站在科学前沿，不断挑战传统的思维方式。正如他自己所说：「均衡并非其中的一部分。进化的实质是旅程，是无穷无尽地展现出来的惊异。」
让我们铭记这位伟大的科学家，他的思想将继续激励着一代又一代的学者去追寻真理、探索未知！🚀