牛人写的神经网络通俗易懂的解释.doc

牛人写的神经网络通俗易懂的解释.doc用平常语言介绍神经网络
(Neural Networks in Plam English)
因为我们没冇能够很好了解人脑，我们经常试图用最新的技术作为一种模熨來解释它。在我 斎年的时候，我们都坚信大脑是一部电话交换机。（否则它还能是什么呢？）我当时还看 到英国著名神经学家谢林顿把人脑的I：作挺有趣地比作一部电报机。更早些时候，卯罗伊德 经常把人脑比作一部水力发电机，阳莱布尼茨则把它比作了一台磨粉机。我还听人说，古希 腊人把大脑功能想象为一付弹弓。显然，H前耍來比喻人脑的话，那只可能是一台数字电子 计 算 机 了。
—Jolin R. Searle [i l： 1]
神经网络介绍 （Intioduction to Neural Networks ）
曾有很长一个时期，人工神经网络对我來说是完全神秘的东西。当然，有关它们我在文献 中已经读过了，我也能描述它们的结构和工作机理，但我始终没有能“啊哈！”一声，如同 你头脑中一个难「理無的概念有幸突然得到理解时的感觉那样。我的头上好象一直冇个榔头 在敲着，或者像电影Animal House（屮文片名为“动物屋”）屮那个在痛苫地尖叫“先生，谢 谢您，再给我 个啊！ ”的可怜家伙那样• 至想把我读过的所仃神经网络的书的作者都抓起來，把他们缚到-，棵树上，人声地向他们吼 叫：“不要再给我数学了，快给我-点实际东西吧！”，但无需说，这是永远不可能发生的事 情。我不得不自己来填补这个空隙…由此我做了在那种条件卜唯一可以做的爭情。我开始干 起來了。V—笑〉
这样儿个星期后，在一个矣丽的口子里，当时我在苏格兰海边度假，当我越过一层薄雾凝 视也丈反的河湾时,我的头脑突然受到一个冲击。一下子悟到了人工神经网络是怎样匸作的一 我得到“啊哈！”的感觉了！但我此时身边只有一个帐篷和一个睡袋，还有半盒子的脆玉米 片，没何电脑可以讣我迅速写出一些代码來证实我的苴觉。Arghhhhh!这时我才想到我应该 买一台手提电脑。不管怎样，儿人后我回到家了，我工刻让我的乎指在键盘上飞握起來。儿 个小时后我的第一人工神经网络程序终「编成和运行了，并且工作得挺好！ fl然，代码写的 有点乱，需耍进行整理，但它确实已能匸作了，并更匝耍的是，我还知道它为什么能工 作！我可以告诉你，那大我是一位非常得意的人。
我忝塑本书传递给你的就足这种“啊哈！ ”感觉。当我们学完遗传算法时，你可能12尝到 了一点感觉，但你希望这种感觉是美妙的话，那就耍等把神经网络部分整个学完。
生物学的神经网络•人脑
(A Biological Neural Network - The Brain )
你的大脑是-•块灰色的、像奶冻一样的东西。它并不像电脑中的CPU那样，利用单个的 处理单尤来进行匚作。如果你有一貝新鲜地保存到福尔马林中的丿'体，用一把锯子小心地将 它的头骨锯开，搬掉头孟骨后，你就能看到熟悉的脑组织皱纹。人脑的外层象一个人核桃那 样，全部都是起皱的［图0左］,这•层组织就称皮层(Cortex)o如果你再小心地用手指把整 个人脑从头颅中端出來，再去宜一把外科医生用的手术刀，将人脑切成片，那么你将看到大 脑佇两层［图0右］:灰色的外层(这就是“灰质” 一词的來源，但没有经过福尔马林固定的新 鲜大脑实际是粉红色的。)和白色的内层。灰色层只有几亳米厚，其中紧密地压缩着几十亿 个被称作neuron (神经细胞、神经元)的微小细胞。口色层在皮层灰质的I、•面，占据了皮层 的人部分空间，，这可以把一 个很人的表面区域塞进到一个较小的空间屮，这与光滑的皮层相比能容纳更女的神经细胞。 人的人脑人约含有1OG (即100亿)个这样的微小处理单尤;一只蚂蚁的人脑人约也有 250,000 个。
以卜•表1显示了人和几种动物的神经细胞的数目。
表1人和儿种动物的神经细胞的数冃
动物种类 经细胞的数II (数啟级)
蜗牛 10,000 (=10A4)
蜜蜂 100,000 (=10A5)
蜂 雀 10,000,000 (=10A7)
老 M ,000 (=10A8)
人 类 10,000,000,000 (=10A10)
人 彖 ,000,000 (=10All)
图0・1人脑半球像核桃 图0・2人脑皮层山灰质和门质组成
图0人脑的外形和切片形状
图I神经细胞的结构
在人的生命的最初9个月内，这些细胞以每分钟25,000个的惊人速度被创建出來。神经 细胞和人身上任何其他类熨细胞十分不同，每个神经细胞都长着一根像电线•样的称为轴突 (axon)的东四，它的长度有时伸展到儿丿里米［译注］,用来将信号传递给其