第313章 混沌中的「雕刻刀」

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  林浩從京州帶回的消息,如同一針強心劑,注入了「新地平線」的兩個核心項目組。

  百分之三十的即時算力支援,以及一台全新「神威之心-超導版」長達半年的使用權,徹底掃清了籠罩在團隊頭頂的「算力饑荒」陰影。而那個來自孟院士的「半年之約」,則像一聲催征的戰鼓,讓所有人都感受到了一股沉甸甸的、時不我待的緊迫感。

  「未來智能項目組」的反應最為迅速。

  在算力危機解除的當天下午,高翔就召集了豐院士團隊的李哲等人,以及項目組內所有負責理論與算法的成員,召開了一場閉門的技術攻堅會。

  他們的議題只有一個:如何將生物學上那個看似簡單的「赫布理論」,轉化為一套具體的、可以在計算機上執行的數學算法。

  「『一起激發的神經元,連接會更緊密』。」高翔在白板上寫下了這句名言,「這句話,描述的是一個『因果』關係。我們需要做的,就是將這個『因果』,用數學語言定量地表達出來。」

  會議室里,討論的氣氛異常熱烈。

  豐院士的學生們,從生物物理的角度,提供了關於突觸前後神經元脈衝時序依賴性可塑性(STDP)的詳盡實驗數據。他們指出,「連接增強」並非簡單的線性累加,它與脈衝到達時間的先後順序、時間間隔,都有著極其複雜的非線性關係。

  而高翔,則憑藉他深厚的理論物理功底,將這些複雜的生物學現象,抽象、提煉。他引入了「自組織臨界」模型中的概念,將每一個突觸的權重 W_ij,視為一個在[0, 1]區間內動態演化的變量。

  經過長達數日的激烈討論和推演,一套全新的算法框架,終於在白板上成型。

  「我們稱之為『臨界-赫布動態權重更新算法』。」高翔向徐濤和索菲亞解釋最終的成果,「簡單來說,每當神經元j在神經元i之後一個極短的時間窗口內激發,它們之間的連接權重 W_ij 就會有一次微小的增強。反之,則有一次微小的衰減。同時,我們引入一個全局的抑制因子,防止任何單一的連接權重被無限強化,從而保證整個網絡的穩定性。」

  這個算法,既保留了「赫布理論」的核心思想,又融入了「自組織臨界」的穩定性機制,是在場所有物理學家、生物學家和計算機科學家智慧的結晶。

  拿到了這份珍貴的理論「食譜」,徐濤和索菲亞立刻開始了緊張的「烹飪」工作。

  這項任務的難度,遠超他們之前的任何一次編碼。他們需要重構整個神經網絡的底層架構。在傳統的神經網絡中,權重矩陣在一次訓練疊代中是靜態的,可以進行高效的並行計算。而現在,這個矩陣變成了一個動態的、每一個元素都在根據網絡自身的活動而實時變化的「生命體」。

  這意味著,他們需要為模型中數以萬億計的「突觸連接」,都賦予獨立的、動態變化的屬性。這其中的數據讀寫和同步鎖的複雜性,足以讓任何一個超算工程師感到頭皮發麻。

  整整兩周時間,徐濤和索菲亞幾乎是以實驗室為家。在「神威之心」的全力支持下,他們不眠不休地進行著編碼、調試和優化。

  兩周後,一個全新的、凝聚了無數心血的神經網絡模型,終於編譯通過,正式構建完成。

  徐濤將其命名為——「脈衝神經元網絡-可塑性版」(SNN-Plasticity V1.0)。

  模型誕生的當天下午,項目組所有成員,包括特意從實驗室趕來的豐院士本人,都聚集在了「神威之心」的控制中心。

  第一次驗證性測試,即將開始。

  「我們不能急於去挑戰複雜的識別任務。」豐院士根據他豐富的神經科學實驗經驗,設計了第一個測試方案,「我們首先要驗證的,是這個網絡最基本的能力——它是否真的能像生物大腦一樣,通過學習,形成『記憶』。」

  他提出的實驗方案,在神經科學領域非常經典,被稱為「節拍器」測試。

  「實驗很簡單。」豐院士解釋道,「我們將構建一個包含十萬個『混沌神經元』的隨機連接網絡。然後,從外部向網絡中的某個特定區域(比如輸入層的一百個神經元),施加一個簡單的、具有固定節律的脈衝信號。這個信號,就像一個穩定敲擊的『節拍器』。」

  「理論上,」他的目光掃過在場的每一個人,「如果我們的『動態權重更新算法』真的生效了,那麼在『節拍器』信號的持續刺激下,網絡中那些負責傳遞這個特定節律信號的神經元通路,它們之間的連接強度,應該會得到顯著的、可觀測的強化。」


  「也就是說,網絡應該會『記住』這個節拍。」

  為了能直觀地觀測到這個過程,徐濤還特意編寫了一個可視化程序。這個程序,能將網絡中數萬億個突觸連接的強度,以「光點」的形式,實時地渲染在一個三維的全息圖像中。連接強度越高,光點就越明亮。

  一切準備就緒。

  徐濤站在控制台前,深吸一口氣,按下了執行按鈕。

  「『節拍器』測試,開始!」

  控制中心巨大的全息屏幕上,瞬間出現了一片浩瀚的「星空」。每一個微小的光點,都代表著一個突觸連接。此刻,這片星空充滿了隨機閃爍的微光,明暗不定, chaotic and unpredictable,這正是網絡內部「混沌神經元」自發活動的體現。

  接著,一道微弱但穩定的、頻率為10赫茲的脈衝信號,被注入到網絡的「左下角」區域。

  起初,這道信號就像投入大海的一顆石子,除了在注入點附近激起一小片漣漪外,很快就被整個網絡浩瀚的混沌背景所淹沒。

  時間一分一秒地過去。

  一分鐘,兩分鐘……

  屏幕上的「星空」,依舊是一片隨機閃爍的混沌。似乎什麼都沒有發生。索菲亞的手心,甚至滲出了一絲細汗。

  但是,在場的理論家們,無論是高翔還是豐院士,表情都異常專注。他們知道,真正的變化,正在這片看似混沌的表象之下,以一種極其緩慢、但卻不可逆轉的方式,悄然發生著。

  終於,在測試進行到第五分鐘的時候,一個眼尖的博士生,突然指著屏幕的某個區域,發出一聲低呼。

  「看!那裡!」

  順著他手指的方向,眾人看到,在那片隨機閃爍的「星空」中,從信號注入的「左下角」開始,一條由數十個、數百個比周圍更明亮的「光點」組成的、極其微弱的「光路」,正在艱難地、一點點地浮現出來!

  它就像黑夜中,一條由螢火蟲組成的、蜿蜒曲折的小徑。

  隨著「節拍器」信號的持續輸入,這條「光路」變得越來越清晰,越來越明亮!更多的神經元被激活,更多的突觸連接被強化,這條「記憶」的通路,正在以肉眼可見的速度,被「雕刻」在混沌的背景之上!

  十分鐘後,那條微弱的「小徑」,已經變成了一條清晰、明亮的「光帶」,在浩瀚的星空中熠熠生輝,穩定地傳遞著那個10赫茲的節律信號!

  網絡,在混沌的背景上,成功地「雕刻」並「記憶」住了這個節律!

  「停止輸入信號!」豐院士果斷地命令道。

  徐濤立刻切斷了外部的「節拍器」信號。

  接下來發生的一幕,讓在場所有人都屏住了呼吸。

  在外部刺激消失後,那條被強化了的「光帶」,並沒有立刻熄滅!它依舊在明亮地閃爍著,網絡依靠著已經形成的「記憶」結構,在沒有任何外部輸入的情況下,自發地、按照那個被強化的通路,繼續「迴響」出那個熟悉的、10赫茲的節律!

  這個「迴響」持續了十幾秒後,才在內部噪聲的干擾下,慢慢地衰減、消失,整個網絡又恢復到了最初的混沌狀態。

  實驗,完美成功!

  控制中心裡,爆發出了一陣雷鳴般的熱烈掌聲!

  他們做到了!他們第一次,讓一個完全由代碼構成的、充滿了混沌與隨機性的網絡,像生物大腦一樣,學會了記憶!

  這是人工智慧領域,一次里程碑式的突破!

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