神经网络与深度学习 - (EPUB全文下载)

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书籍内容：

神经网络与深度学习
0 写在前面：神经网络的历史
1 神经网络是个什么东西
2 构造神经网络
3 深度学习是个什么东西
4 深度学习的常用方法
5 深度学习的胜利：AlphaGo
6 两个重要的概念
7 杂项
参考文献
术语
0 写在前面：神经网络的历史
人工智能、神经网络、深度学习这些概念的提出和研究，基本都是在欧美科学家的主导之下开展的。毕竟，当时的中国还处于从水深火热转为解决温饱的状态，只有欧美等国具备这个研究条件。计算机类的科学研究，在早期不能不提“图灵测试”。20世纪中叶，人工智能之父图灵，也有人说人工智能之父这一称号属于约翰·麦卡锡（发明至今广泛应用于人工智能领域的 Lisp 语言、最早建立人工智能实验室等），反正都是伟人。图灵提出对计算机是否有智能进行测试，当时还提出以象棋比赛进行人工智能的测试。图灵表示，正如人类一样，在测试计算机“IQ”之前，需要对它们进行一定的训练。这一理论奠定了“图灵测试”的基础。
阿兰·麦席森·图灵
约翰·麦卡锡
图灵测试究竟是什么东西呢？下面简单介绍一下。
图灵测试（Turing test，又译图灵试验）是图灵提出的一个关于机器能否思考的著名判断原则。1950年，图灵在曼彻斯特大学任教，同时也是曼彻斯特大学计算机实验室的副主任，负责最早的真正的计算机——曼彻斯特一号的软件工作。他发表了一篇题为《机器能思考吗？》（Can Machines Think？）的论文，在这篇论文里，图灵第一次提出“机器思维”的概念。他逐条反驳了机器不能思维的论调，做出了肯定的回答。同时，他尝试定出一个决定机器是否有感觉的标准：在彼此不接触的情况下，对话者通过一种特殊的方式（如具有电报通信功能的打字机等），与一台计算机交流，也就是进行一系列的问答。如果在一段时间内，对话者无法根据这些问答判断对方是人还是计算机，那么，就可以认为这台计算机具备人类的智能，即这台计算机是能思维的。这就是著名的“图灵测试”。图灵预言2000年就可以出现骗过30%裁判的机器人。也正是这篇文章，为图灵赢得了一顶桂冠——“人工智能之父”。可以说图灵确实牛，我从心底里佩服他，在1947年图灵就已经阐述了如何对机器学习的结果进行检查的方法，而且这一方法是很有远见和可操作性的！
自图灵提出“机器与智能”后，主流观点分成了两派，一派认为实现人工智能必须用逻辑和符号系统，这一派是自顶向下的。什么意思呢？我们在大学都学习过统计学，这个逻辑和符号就有点狭义统计学的意思，可以说是预设和反馈。还有一派认为通过仿造大脑可以达到人工智能，这一派是自底向上的，他们认定如果能造一台机器，模拟大脑中的神经网络，这台机器就有智能。这两派的最大区别是，前一派想搞清楚如何思考，将思考的过程演化成逻辑，姑且叫他们“思路模拟”派，也叫控制派；后一派可以称为仿生派，想从模拟生物学大脑入手，让大脑自由形成意识。估计他们的思想来源于中国古代的原始思维，套用两个哲学词，前者属于理论型，后者更接近实践派。这两派一直是人工智能领域里的两个阶级，在两条路线中斗争，这斗争有时还你死我活。
西方科学界是很高产的，环境好，能源源不断地产出各种新思想和解决方案。实际上，在仿生派与图灵提出“图灵测试”之前，1943 年，传奇人物麦卡洛可（McCulloch）和皮茨（Pitts）就发表了模拟神经网络的原创文章。下面简单聊聊传奇人物为什么传奇。
麦卡洛可
皮茨
皮茨从小就喜欢数学和哲学，初中时就读过罗素的书——《数学原理》。有兴趣的读者可以看看罗素的《数学原理》，反正我是看不懂，皮茨同学当时才初中！皮茨读完这本书后估计是仰慕罗素，还给罗素写信。罗素爱才，邀请他到英国跟随自己学习逻辑，但皮茨家里非常穷困，他连高中都没有钱读，英国留学自然是不可能了。皮茨15岁时，他爸爸强行要他退学上班，就像所有爱读书的穷孩子一样，皮茨一怒就离家出走了。我记得我们初中那会有些同学是不愿意上学而离家出走，而皮茨和那些从小就调皮逃课的同学有着本质的区别。
后来，皮茨听说罗素要到芝加哥大学任教，就只身来到芝加哥，还真见到了罗素，罗素把他推荐给当时也在芝加哥任教的卡尔纳普。卡尔纳普想看看这孩子到底有多聪明，就把自己写的《语言的逻辑句法》（感兴趣的读者可以自己去搜）送给皮茨，没过一个月，皮茨就看完了，把写满笔记的原书还给卡尔纳普。卡尔纳普惊为天人，于是给皮茨在芝加哥大学安排了一份打扫卫生的工作。可能有读者会问，为啥都惊为天人了，只给打扫卫生的活？我想老卡主要是两层用意，第一，扫马路至少可以避免流浪街头，有份固定工作，解决吃饭问题，皮茨是穷孩子啊！第二层用意估计是要再观察下皮茨同学，毕竟他不是科班出身。皮茨后来结识了也在芝加哥的麦卡洛可。沃伦·麦卡洛可在耶鲁大学学哲学和心理学，后来在哥伦比亚大学取得了心理学硕士和医学博士学位。麦卡洛可毕业后做了几年实习医生，先去了耶鲁研究神经生理学，后来去了伊利诺伊大学芝加哥分校，做精神病学系的教授。麦卡洛可的强项是神经科学，他不懂数学，因此他和17岁的皮茨是绝配。他们合作的成果就是神经网络的第一篇文章：《神经活动中思想内在性的逻辑演算》（A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity），发表在《数学生物物理期刊》上。后来这篇文章成了控制论的思想源泉之一。
这个控制论是从哪儿冒出来的呢？且听我慢慢道来。
要说控制论，就必须说说控制论的始作俑者诺伯特·维纳。他早年自称神童，他爸是哈佛教授，曾经带着他到英国见过罗素，但罗素特别不喜欢这爷儿俩。自从进入20世纪后，各种门派最牛的学问，最后都能扯到罗素那儿。维纳后来也在哈佛任教，但不被主流数学家喜欢，没拿到终身教职。最后只好到麻省理工学院落脚（没错，落脚，大家趋之若鹜的名校在人家眼里和旅馆差不多）。二战时，他做枪炮控制方面的工作，引发了他对通信理论和反馈的兴趣，他写了《控制论》一书，促成了控制论的诞生。战后发生了一件怪事，他邀请了人工智能、计算机科学和神经心理学的年轻学者到麻省理工 ............

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