那一天，资讯科学家Kevin Warwick就是那么兴奋地举起他的左手，对着台下众多好奇的听众说：「你们看到我手腕上的伤疤了吗？晶片就是从这里进入我的身体，直通我的手背末端；当我大脑中的电子脉冲传到手背，晶片能够读懂它们，电极可以传输它们，4000英里之外的电脑亦可与此联网。我只要一动意念，就能遥控智慧大楼中照明的开关……」

电子人的沟通境界

这并非科技小说中的情节，Warwick是真有其人，而且他在手中植入晶片也是真有其事，他的行为什至让他得到「电子人」的称号。

任教于英国雷丁大学的Warwick是资讯控制系的教授，他的研究专长正是人工智慧、控制论和机器人。在他之前，关于神经系统与晶片结合的实验虽然已有不少，但不是以蟑螂或老鼠做实验对象，不然就是用在不得不接受治疗的中风或神经中枢受损的病人身上。

要将晶片与复杂的人体神经系统联系在一起的风险不少，除了可能遭到细菌感染外，最大的危险是联结后的后果不明，若伤及神经系统的功能，轻则肢体瘫痪，重则可能引发难缠的后遗症。如果不是拥有过人的研究热情，实在很难拿自己的身体来冒险。

很幸运地，这位科学家在1998年8月通过手术，将一块一枚23公厘长3公厘宽的矽晶片植入他自己左手臂的皮肤中，当晶片收到无线电波的刺激时，便会送出64位元的辨识资料，因此当他接近实验室大门，这枚矽晶片就会向实验室的电脑发出讯号，包含在控制系统内的大门会打开、电灯也会自动开启。

由于这颗晶片与他的身体相安无事，这也让他勇于进行第二次的手术。在2001年他再植入另一块晶片，这次他的神经系统和电脑联系起来，并透过无线电将神经系统和电脑相连接。电脑会对神经系统所接收到的刺激与反应进行特征分析，再根据分析的结果将它复制，并传回晶片中，看看能不能引起同样的反应。如果行得通的话，对于人体的疼痛及欢喜、悲伤的控制将是一大突破。

然而，Warwick的企图心还不仅止于此。他已取得了妻子的同意，如果第二次植入的晶片实验成功的话，他也会在她手臂上植入另一枚相同的晶片，如此一来，当他高兴的时候，相应的神经信号会通过晶片传给电脑，电脑立即把这个信号通过他妻子身上的晶片传给她，她也会感觉到高兴。同样，艾莉纳有什么感受时，活威克也立即可以感觉到。

这样的想法确实让人耳目一新，而且有趣的是应证了「夫唱妇随」的老调，世上也真有这样的一对夫妻！当然，Warwick还有更进一步的野心，他相信当晶片对神经系统的各种特征掌握的更透彻时，而且有了网际网路无远弗届的连结，当他脑海中想到什么时，他的妻子也能“感觉”到他的思想，反之亦然。如此一来，所谓「心有灵犀一点通」的境界将不再是玄而又玄的事了。这也难怪Warwick会信誓旦旦地说：「讲话作为一种沟通方式已经落伍了。」

人体神经系统的启示

在Warwick所描绘的愿景中，晶片与网际网路成为人与人沟通的新介面，让相隔千里的两人也能进行思想对思想的直接交流。不仅如此，网际网路也成为人体感官的无限延伸，大脑甚至可以透过网际网路来获取所需的资讯，而且不需占用大脑的运算能力与记忆空间，因为网路已具有强大的运算与储存能力了。

这样的世界在科幻小说或电影中已有不少惊心动魄的情节刻划，但来自学术界最具影响力的论述则非加拿大传播学者麦克鲁汉所提出的：「媒介就是讯息」（The Medium is the message）莫属。他在网际网路尚未出现的1960 ~ 1970年代即已提出此一看法，并预言未来是一个「地球村」的世界。

在他所定义的「媒介」里，除了印刷及电视这类典型的传播工具外，还包括服饰、金钱及任何可传达意义的人造器物。每一种媒介都是「人的延伸」（extension of man）：穴居人的石斧是手的延伸，书是眼的延伸，而电子媒介（当时是无线电及电视）则是中央神经系统的延伸。

然而，一项新媒介的出现，其意义不仅在于带来工具性的便利，更有什者，它还可能对人类文化发展方向具有决定性的影响力。根据麦克鲁汉的论述，不同的媒介或工具为人类带来不同的感官延伸，而每一种延伸都会使人的五种感官的均衡状态产生变动，在不知不觉间影响了人们理解与思维的方式。

奥秘的神经网路系统

在网路媒介深入个人生活的今日，他的理论听起来显得如此地铿锵有力，与Warwick的企图心可以相互辉映；然而，在三十多年前电子媒介刚兴起之时，这样的远见却没有激起太大的回响。

对于Warwick来说，要实现他伟大的「冥想沟通」境界，待克服的眼前莿棘还太多，他可能还得再植入无可计数的晶片，才能多了解一些人体神经系统的奥妙。这是一个艰巨的任务，因为神经线路看似简单，然而即使是最细的一条也是复杂的不得了的缆线，包含了好几千条不同的神经纤维。而其中最难的部分，当然​​就是我们的大脑。

以一个成人的大脑来说，平均重达1.3~1.4公斤；在头盖骨的覆盖保护下，这颗大脑由上千亿的神经细胞（nerve cell）－ 学术上称神经元（neuron），以及以及数以兆计的神经胶质细胞（glial cell）所构成。每个神经元还有数千到数万根神经纤维的连结（connection），进而构成了极复杂的“神经丛林”网路，大脑中进行的资讯交换与加工都是由神经元网路所进行操控。由于这个网路系统实在太复杂，即使经过了一百年的现代神经科学研究，该领域最杰出的科学家也不得不承诺：「我们仍然不知道一个神经元的基本的资讯处理功能。」

不过，他们的研究并非一无是处，至少对于神经网路的一些基本功能模式已有所掌握。由于神经网路可说是最有效率的资讯处理系统，这些成果自然也成为资讯科学研究的重要参考模式，开启了「类神经网路」（Artificial Neural Networks）研究的范畴。

类神经网路的资讯科学

人体神经网路的资讯处理效率是非常惊人的，以「一眨眼」的形容词来描述简直是一大侮辱。以大脑前额叶的资讯处理为例，当其收到由眼、耳或​​其他感觉器官传入的讯息，会马上启动所有有关的连接网路。也就是说，大脑会自动地在资料库中找出所有有关的储存资料，然后做对比筛选的工作，最后，把最有可能适合这一次用的资料，传给边缘系统，并启动适当的情绪或动作反应。这一系列的搜集、对比和筛选工作，在500万分之一秒内就已完成，而且是我们生活中每一刻不断地在做的工作。这么快的速度已不是意识所能做到，只有潜意识才能。

资讯科学中的类神经网路即是「一种基于脑与神经系统研究所启发的资讯处理技术」，它可以利用一组范例（即系统输入与输出所组成的资料）建立系统模型（输入与出入间的关系），有了这样的系统模型便可用于推估、预测、决策、诊断。请参考(图一)、(图二)。

《图一 人脑之动物辨识示意图》

为了获得好的效能，类神经网路运用了大量的连接简单的运算单元来完成计算，这些简单的计算单元称为人工神经元（artificial neuron）或处理单元（processing unit）。因此，类神经网路所衍生出来运算能力来自于两个重要资讯处理能力，一是它具有大量的平行分散式结构；二是具有学习及归纳的能力，这里的归纳能力指的是能在学习过程中对于一个未曾见过的输入产生一个合理的输出。这两个能力让类神经网路具有高速运算、记忆、学习与过滤杂讯、容错等能力，因此能够解决许多棘手的问题。

这类的问题通常是无法直接以理论来获得解答的问题，这是现实世界中的常态，但我们可以从以往得到的资料，推导出经验公式与系统模型，进而可如大脑及神经一般做出合理的推断。然而，类神经网路并无法独自提供解决方案，更进一步说，它需要整合到一个完整的系统中才能发挥功能。也就是说，需要先将一个复杂的问题切成数个相关的简单工作，然后分配适合类神经网路能力处理的部分让它去处理。

类神经网路在资讯科学界被提出已将近半在世纪，其间经历过不少的挫折，一​​直到1990年代才成为较成熟的技术。目前类神经网路的应用极广，例如建筑工程设计、科学研究（如太阳黑子活动预测）、股价预测、商业策略管理及医学诊断等都适用，而且是人工智慧的机器学习的主流技术。此外，这项技术由神经网路的启发而来，自然也极适用于今日盛行的网际网路，尤其是在以下几个领域：

自主检索

由于网际网路中的资料愈来愈多样，使用者的需求也有很大的差异，因此目前有不少研究致力于发展具有自主式学习能力的多层类神经网路检索环境，也就是在一个新的检索环境中，系统能从资料需求者的所提供的资料检索型态中，学习认识使用者需求的不同。另一方面，是当资料检索因需求产生改变时，系统可以经由自主式的学习，以配合需求的改变。系统配合着记忆性的操作方式，以帮助资料的使用者，从部份（或不完全）的检索需求查询资料。

资料／网页探勘

相较于使用者角度的资料检索，网站经营者所在乎的则是如何从使用者的浏览行为中发现更有价值的促销策略。这件事是使用者或消费者不会明白地说出来的，甚至可能连他自己也不是很清楚。若能从经验数据中进行各种的关联比对，便有可能发掘出特定消费族群的行为模式。

有个著名的例子：Walmart从大量的资料中发现，卖尿片和卖啤酒之间，有一个统计上的关联，如果放在一起卖，二者都会卖得更好。至于为何如此，大家只能猜测父亲到超市买尿布时，也会想顺便买些啤酒，但实事是否如此，就不得而知了。它就是在没有任何联系的事物中发现联系，这显示了资料挖掘的意义，而这也是类神经网路可发挥的应用领域。

垃圾邮件过滤

目前垃圾邮件已成为网路世界的心头之痛。即使已发展出不少的对策，但所谓「道高一尺，魔高一丈」，垃圾邮件侦测的方法很容易无效与过时。现在看起来，要提供长期防护以对抗垃圾邮件的有效方式是：采用多层次的方法。这就像结合了特征层、多种启发式技术与基本拦截技术的病毒防护方案一样。

多层次的反垃圾邮件结合了多层次的垃圾邮件侦测与多层次的误报预防及管理。其中类神经网路技术可用于反垃圾邮件启发式侦测，以根据符合的特征来了解威胁的脉络。它也采用多种即时的黑名单服务，以作为侦测的来源基础。

网路智慧发展之路

未来的网际网路还可从人体神经系统获得启发的地方还很多，最重要的是内在的学习与认知模式，和外在的感知系统。

人类之所以能在大地万物中有出类拔萃的表现，除了万能的双手外，便在于能发展出一套知识系统，可以长远的传承，也能不断的修正，而在各个领域又有一套自己的专家系统（Expert system），这是资讯科技所追求的智慧型资讯处理境界，也是人工智慧领域的研究重点之一。

在资讯科学里，所谓的专家系统是一个以知识法则为依据，以推理为方法之智慧型程式。在建立专家系统的过程中，有三个主要课题：(1) 知识获取(knowledge acquisition)：将专家的知识撷取出来；(2) 知识表现(knowledge representation)： 将撷取出来的知识转变成专家系统所能处理的型式；(3) 知识推论(knowledge inference)：建立适合解决问题的推理机制，以控制推理过程。

在网际网路的智能提升上，这样的专家系统将扮演愈来愈重要的角色。在企业的决策管理上，已经有所谓的商业智慧系统（Business Intelligent System），在网页的连结展现上，也有网路服务（Web Services）等新架构提供更弹性、智慧性的功能。不仅如此，在人们平常的生活当中，也有不少的先进计画，企图将虚拟网路与实体生活密切结合，塑造一个情境化的智慧型资讯环境。

神经系统的无限延伸

这样的计画以欧洲的「未来与新兴科技」 (Future and Emerging Technologies，FET)计画为代表。这是一个由欧洲资讯社会科技（Information Society Techonologies，IST）组织中负责推动前瞻性科技的长期性计画，不仅为未来的科技生活刻划一个生动的蓝图，也以实际的科技研究来加以落实。

在这个宏观计画中，包含十数个前瞻性的子计画，例如「气氛系统」（Ambient System）、「消失的电脑」（The Disappearing Computer）、「生活型态感知系统」（Life-like perception systems）与「生活用品的神经资讯科学」（Neuro-Informatics for "living" artefacts）等等。从这些计画名称中，已经透露了​​未来网路资讯科技对神经科学及专家知识系统的重视。

未来可望在日常生活各个角落的设备中都嵌入具有感测、运算及收发功能的晶片，进而让生活用品也具有如人类五官一般的感知能力。举个例子来说，在未来的气氛系统式住家中，主人从进屋、拖鞋、用餐、卫浴到就寝，门锁、鞋柜、灯光、音响、热水、微波炉都会自动的感应与反应，并从主人的动作中去修正未来的反应，如书房座椅的高度与倾斜角度等等。

进一步来看，一个住家可能就隐含了上百个嵌入式的感应晶片，而住家的专家系统又能依情境而做出适当的反应；若放大到一栋建筑物或一个住宅区、甚至是一个城镇，所有网路连结到的气氛系统，岂不就像一个无远弗届又无微不至的神经资讯系统。所以，即使神经系统最精微的运作奥秘仍然难解，科学家Warwick所勾勒的晶片沟通世界，会先在生活之​​中实现。

延 伸 阅 读	本文对类神经网路有相当深入的介绍，除技术特色及发展历史外，也比较类神经网路与统计学及归纳学习的类比关系，并指出类神经网路之优缺点与应用领域。相关介绍请见「类神经网路简介、应用与问答 」一文。 今日所谓的电子或网路产业及产品可以说只是个过渡阶段，未来生活周遭的各种产品中具有电子化与网路化的特性，将是再平常不过的事情，也就是：「电脑即网路，而网路即生活」。 你可在「「数位即真实」的未来样貌」一文中得到进一步的介绍。 此网址包括五大人工智慧热门主题：1.Artificial Life；2.General；3.Expert Systems；4.Genetic Algorithms；5.Neural Networks，内容相当丰富。在「「人工智慧常见问答集」网路资源」一文为你做了相关的评析。

相关组织网站	国际神经网路学会 (INNS) (全世界最重要的神经网路学会) 中华民国人工智慧学会 (TAAI) 美国人工智慧学会 (AAAI) 国际人工智慧学会 (IJCAI) 美国 SIGART 研究群 (Special Interest Group on AI, ACM) 人工智慧主题索引 (AI Subject Index)  人工智慧资源 (AI Resource)