第305章 「脉衝」的诞生(2/2)
那十条输出脉衝序列,没有任何两条是完全一样的!
它们看起来都遵循著某种大致的规律,放电频率都在一个相似的区间內波动。但是,每一个脉衝出现的具体时间点,都存在著微小的、隨机的偏差。有的脉衝提前了一点,有的则延迟了一点,还有的甚至出现了微小的“簇放电”现象。
“把这十条输出序列的『变异係数(coefficient of variation, cv)』和『峰峰间隔(inter-spike interval, isi)』分布计算出来。”高翔立刻说道。
徐涛迅速执行了指令。几秒钟后,计算结果与李哲提供的、真实小白鼠神经元的统计数据,被並列显示在了屏幕上。
高度吻合!
无论是描述放电离散程度的cv值,还是描述放电节律的isi分布图,他们的人工模型,都以极高的精度,復现了真实生物神经元的统计特性。
“成功了……”索菲亚看著屏幕,湛蓝色的眼睛里写满了震撼,“我们……我们真的在代码层面,復现了『不確定性』!”
控制中心里爆发出了一阵热烈的掌声。丰院士的团队成员们,看著屏幕上那熟悉的、充满了“生命力”的脉衝图,眼神中充满了激动。他们第一次看到,自己实验室里那些“不完美”的生物数据,被如此完美地转化为了精確的、可计算的数学模型。
然而,就在所有人都沉浸在这份阶段性胜利的喜悦中时,作为主要创建者的徐涛,却再一次皱起了眉头。
“高兴得太早了。”他泼了一盆冷水下来,“单个神经元的成功,只是万里长征的第一步。真正的考验,在於由它们组成的网络。”
他没有停顿,立刻开始了第二项测试。
“我们现在,將一千个这样的『混沌神经元』,连接成一个简单的三层全连接网络。”徐涛快速地构建著新的测试环境,“让它去学习一个最基础的视觉任务——识別mnist手写数字数据集。”
这是一个对於任何一个成熟的神经网络来说,都简单到不能再简单的“hello world”级任务。
“如果是一个標准的神经网络,完成这个任务的训练,並达到99%以上的准確率,只需要几分钟。”徐涛说道。
他加载好数据集,启动了训练程序。
然而,接下来发生的事情,却让所有人的心,都沉了下去。
屏幕上,代表著网络损失函数(loss function)的曲线,並没有像预期的那样平稳下降,而是在高位进行著剧烈的、无规律的震盪,迟迟无法收敛。代表著识別准確率的数值,则始终在10%左右徘徊——这和隨机乱猜,没有任何区別。
时间一分一秒地过去,十分钟,二十分钟……
网络的状態,没有任何改善。
“停止训练吧。”高翔的声音有些低沉。
结果已经很明显了。由於每一个神经元都充满了隨机性,整个网络的行为,变得像一群无法被指挥的、各自为政的士兵,完全陷入了混乱。信號在传递的过程中,被一层层地放大和扭曲,最终变成了一片毫无意义的噪声。
他们引入的“混沌”,在赋予单个神经元“灵性”的同时,也彻底摧毁了整个网络的学习能力和稳定性。
他们亲手打开了潘多拉的魔盒,释放出了“不確定性”这个强大的精灵,却发现,自己根本无法驾驭它。
“我们陷入了一个新的困境。”徐涛看著屏幕上那条混乱的损失函数曲线,缓缓说道,“如何在保证『非確定性』带来的创造潜力的同时,又能维持整个系统必要的『秩序』和『稳定性』?『无序』与『有序』之间,我们该如何去寻找那个微妙的平衡点?”
这个全新的、更加深层次的难题,如同一座巨大的山脉,横亘在了“未来智能项目组”所有成员的面前。