超级大脑——光学神经风络计算机 [复制链接]

第7版(国际专页)
专栏：科技动态

　　超级大脑——光学神经风络计算机
　　泰然
科学家们说，19世纪时，我们解决了如何使用机器来减轻体力负担，20世纪时，我们解决了如何用电子设备来控制机器，而到21世纪时，我们却需要学会如何利用信息反馈给控制机器的电子设备，第六代计算机将担此重任。
20年前，英国著名科幻作家阿瑟·C·克拉克在科幻小说《超级大脑》中描述了一台取名为“哈尔”的计算机，它独立操纵一艘宇宙飞船，监视和参与管理飞船，它具有人脑的功能，能独立思考和解决问题。
今天，由于光学研究取得迅速进展，昔日的科学幻想即将变成现实。科学家们深信，科学技术的发展正接近诞生一种类似“哈尔”那样的计算机。预计到下世纪初，这种超级大脑计算机将会用于航天运载工具和各种航天器。实现这一步的关键在于发展光学神经网络计算机。
日本人把神经网络计算机称作第六代计算机，它与经典的数字计算机大不相同。这种超级大脑计算机依靠比头发丝还细的光纤，而不是金属导线或数字芯来传输信息，其速度达到光速。它能满足代数运算处理、高速通信和数据库管理等方面的要求，而这些是当今的数字电子计算机无法做到的。要使计算机像人那样处理问题，唯一满意的模式就是模拟人脑。而人脑无与伦比的能力来源于亿万个叫作神经的信息处理器。人脑的每一根神经均与上千根其他神经相连，形成了交叉互连的信息贮存库，信息在大脑的神经网络内来回传递，从而完成信息处理过程。科学家们认为，能够用光纤把上百万条不同输入端（即计算机的神经节点）的每一条与其他上百万条输入端的每一条相互连结在一起，而且全部是在同一瞬间实现互连的。
神经网络计算机不受常规数据库的结构限制，能以图形为基础贮存信息。因此，它无需重编程序，就可对难以预料的状况作出反应。
由于光学神经网络计算机技术可使航天飞行器更安全、经济地发射和工作，因此，美国几大公司已在竞相研制可靠的诊断系统，或称作人工智能系统。该系统能连续监视航天器各部件发来的信息，并对之进行分类。一些航天专家说，现有的监视系统由于受到振动或电磁干扰，往往是不可靠的，某些监视系统有时会发出伪信号，引起虚惊或判断失误。而光纤监视系统则可免受这些外来干扰，并能连续分类和发送来自航天器各部件的测量数据。在飞行期间，这种计算机诊断系统能及时检测出各系统的任何故障，并“想出”排除这一故障的“万全之计”。甚至在完成飞行任务后（指被回收或返航），光纤监视系统还会继续分析处理各系统发来的大量数据，报告该航天器所有部件的工作状态是否正常。这就大大减少了地面检修时间，加快了周转速度，使整个发射和飞行工作建立在更安全可靠的基础上。
过去30多年来，航天发射任务常常一再推迟，部分原因是需要在地面检测筛选，分析和验证的信息量太大，不仅费时、费力，而且总是令人提心吊胆。如果安装了光纤监视系统，就能部分地消除上述拖延现象。
到了21世纪，不仅各种运载工具和航天器，而且各种工业机器，甚至汽车都可装上带光学神经网络的人工智能系统，它们将能够感测、传输、贮存、接收和处理信息。
第六代计算机能否完全像克拉克科幻小说中所预言的那样，在2001年成为航天器或运载工具的一个重要组成部分呢？也许不可能。不过有些专家却认为，神经网络计算机在应用于航天之前将首先在地面上得到应用，而且有可能在本世纪内首先在工业机器上使用。