神经网络到底有多神经？

极客

叨科学

之

100秒小课堂

各位广大魔粉们，

魔方君联合《极客叨科学》节目，

尝试制作了 期科学微视频的科学内容，

今天推出第5期

【科学极客】

张义红

东华大学信息科学与技术学院副院长

【科学名词】

神经网络

神经网络可以指向两种，一个是生物神经网络，一个是人工神经网络。

生物神经网络：一般指生物的大脑神经元，细胞，触点等组成的网络，用于产生生物的意识，帮助生物进行思考和行动。

在人的生命的最初9个月内，这些细胞以每分钟25000个的惊人速度被创建出来。

神经细胞和人身上任何其他类型细胞十分不同，每个神经细胞都长着一根像电线一样的称为轴突（axon）的东西，它的长度有时伸展到几厘米，用来将信号传递给其他的神经细胞。

个神经细胞通过它的树突和大约10000个其他的神经细胞相连。这就使得你的头脑中所有神经细胞之间连接总计可能有l00,000,000,000,000个。这比100兆个现代电话交换机的连线数目还多。

曾经有人估算过，如果将一个人的大脑中所有神经细胞的轴突和树突依次连接起来，并拉成一根直线，可从地球连到月亮，再从月亮返回地球。如果把地球上所有人的脑中的神经细胞的轴突和树突连接起来，则可以伸展到离开我们最近的星系！

正是由于数量巨大的连接，使得大脑具备难以置信的能力。

人工神经网络（Artificial Neural Networks），它是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。

人工神经网络是一种运算模型，

由大量的节点（或称神经元）之间相互联接构成。

每个节点代表一种特定的输出函数，

称为激励函数（activation function）。

每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值，称之为权重，

这相当于人工神经网络的记忆。

网络的输出则依网络的连接方式，

权重值和激励函数的不同而不同。

而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近，

也可能是对一种逻辑策略的表达。

最近十多年来，

人工神经网络的研究工作不断深入，

已经取得了很大的进展，

其在模式识别、智能机器人、自动控制、预测估计、生物、医学、经济等领域

已成功地解决了许多现代计算机难以解决的实际问题，

表现出了良好的智能特性。

人工神经网络模型主要考虑网络连接的

拓扑结构、神经元的特征、学习规则等。

目前，已有近40种神经网络模型，

其中有反传网络、感知器、自组织映射、

Hopfield网络、波耳兹曼机、适应谐振理论等。

《极客叨科学》

一档聚焦“科创人才”的科普访谈节目，运用传统媒体加网络新媒体平台，全媒体进行科学知识普及。关注“科学家、工程师、教授、博士、IT人”的工作与生活，结合时下科技热点，科普知识、分享创意，搭建一个科学爱好者的广播沟通平台。

编辑：陈雯

监制：龙敏，袁林辉