8、神经网络入门：从生物神经网络到智能进化

神经网络入门：从生物神经网络到智能进化

1. 生物大脑——神奇的并行计算机

人类的大脑是一个生物并行计算机，由大约1000亿个被称为神经元的信号处理元素组成。这些神经元如同一个巨大的图，以复杂的拓扑模式相互连接。每个神经元接收来自数千个其他神经元的信号，处理这些信号后，输出一个频率编码的信号，并将其传递给数千个其他神经元。

单个神经元相对容易理解，但当数十亿个神经元连接在一起时，给定特定输入后预测结果就变得极其困难。不过，如果以特定模式连接这些生物信号处理元素，这个巨大网络的最终输出可能会非常有用，比如形成一个智能系统。例如，输出信号可以控制腿部的肌肉组织，使人能够行走和奔跑；或者根据从感觉器官（如相机或眼睛）输入的图像，解决某些问题。

2. 进化——分子层面的竞争与适应

进化历经数十亿年，尝试了数万亿种神经元的化学结构和它们之间连接的排列组合。地球上的生物，包括人类，都是这种大规模随机优化的结果，目的是为了产生更适合复制的基因。正如理查德·道金斯所说，我们是基因的生存机器。

在进化产生的生物有机体中，唯一的目标是创造一个副本（通常由于环境因素而发生突变），即产生后代。地球上原子、简单分子和环境的数十亿种排列组合，最终产生了一种分子，只要周围有足够的合适物质，它就能自我复制。

当这种分子出现在环境中时，它会迅速消耗所有可用的原材料来制造自身的副本。但由于辐射和生物学的不完美性，这种分子会发生变异。一些变异克隆体较小，无法复制；一些在使用原材料时更有效率；还有一些甚至能分解周围的化合物来获取所需的原材料。这本质上已经是竞争和捕食，复制分子之间相互竞争，因为这是能够自我复制的物质自然会发生的事情。任何不能复制的物质，要么