谈资 | 如果机器和人脑不再有差别……

假如有一天,你的电脑会像人脑一样思考,而且它还是“活”的……

澳大利亚媒体近日报道,澳大利亚研究人员受生物运算方式的启发,试图利用活的、会运动的生物作为“部件”,结合尖端纳米技术,打造一种可以解决数学难题的生物电脑。如研究成功,将对人类认识世界的方式产生革命性的影响。

项目负责人、澳大利亚昆士兰理工大学的丹⋅尼古拉博士说,人们在日常生活中遇到的如择偶匹配性这样的难题实际上可以归纳为数学上的一个NP完备性(NP-complete)问题,而常规电脑目前无法解决这类问题,因此他们希望能够研制一种能够像人脑一样思考、“活”的生物电脑专门用来解决这类问题。

据了解,澳大利亚政府设立的未来奖学金计划已于去年对尼古拉提供了近百万澳元的资助,用于对该项目进行可行性研究。

NP是非决定性多项式集合(non-deterministic polynomial)的缩写,它包含P集合和NP完备性,而P/NP问题被广泛认为是当前理论计算机科学里最重要的未解问题。

曾获英国牛津大学医学和数学生物学双博士学位的尼古拉在接受新华社记者电话采访时解释说,人们在现实生活中经常遇到NP完备性问题,比如挑选配偶时大家往往会青睐那些忠诚、有吸引力、经济上有保证的人,但同时又要求他们不能财迷、自大、控制欲过强

他说,要解决这样充满矛盾目标的问题,普通电脑往往“力不从心”,因为无论它们运算速度多快,由于硬件的先天限制,决定了它们在任意时刻只能处理一个任务。

“而解决择偶匹配性这样的NP完备性问题,基本上需要能够像人类大脑那样同时并行处理多个任务。”尼古拉说。

尼古拉还举了一个例子:

记者在进行采访时不仅要倾听,也需要提问,同时身体还在进行着呼吸、思考、新陈代谢、维持血压,皮肤也在感觉周围的温度变化。这上千上万个任务都在和谐地同时进行着,而人体大脑甚至不用专门去思考如何处理这些任务。

“这就是大自然进行运算的方式。而目前常规的计算机处理问题的方式则是串行处理,虽然是速度很快,但本质上同一时间还只能处理一个问题。”

尼古拉说,他19岁时就曾想过生物电脑的解决方案,具体的做法是将需要解决的数学问题转变成一种特殊的纳米结构,然后在其中放入可以活动的活体生物细胞,“就像在迷宫中放入小白鼠让它们自己去寻找迷宫的出口。” 而当这些活体细胞找到出口时则意味着解决了该数学问题。

尼古拉和他的团队几年前用一些脑细胞和肌肉细胞结合纳米结构造出了这种生物电脑的原型机,并成功地解决了一些初级问题。相比传统电脑,这种生物电脑的耗能极少,而且具备自动修复能力,随着活体细胞的增殖,这种电脑可以实现运算能力成指数级地增长,这些是DNA电脑和量子电脑也难以实现的。

尼古拉说,他获得的政府资助和发表在学术刊物《交互界面焦点》上的相关论文都是为了回答一个问题——是否能将他们生物电脑原型机的运算能力进行大规模扩展,从而解决诸如配偶匹配性这样的NP完备性问题。虽然目前还没有肯定的答案,但他对此抱乐观态度。

尼古拉告诉记者,相比两年前,现在的生物电脑已经能够处理比之前规模大百倍的问题。如最终研制成功,这种生物电脑将兼具人类的思考能力和电脑的精准特性,而尺寸仍然小到人类肉眼无法看到。

“会有上百亿这样的生物电脑一起工作,并行处理成千上万种任务,正如人脑中的神经元细胞一样。”

“人类生活的方方面面都会受其影响。机器和人的差别将消失。”尼古拉说,那个时候人们将可以对诸如股票市场这样的大型信息系统进行信息压缩,将其诞生那一天起产生的所有信息压缩成很简明的数学形式进行归纳、分析,从而控制和预测未来的发展。

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