磁层物理学

磁层物理学是二十世纪六十年代初诞生的一门重要的新兴学科,是空间物理学中一个极为活跃的前沿分支.磁层物理学涉及物理学中一些尚未解决的基本问题,也涉及许多重大的应用问题,故深受世界各科学发达国家的重视.本文简要地介绍磁层物理学的概况.     

计算生物学

计算生物学(computational biology)是一门典型的交叉学科,涉及的学科包括数学、统计学、化学、物理学、生物学和计算机科学等.就整个学科的内容而论,计算生物学最终是以生命科学中的现象和规律作为研究对象,以解决生物学问题为最终目标,数学和计算机仅仅是解决问题的工具和手段.     

计算视觉和正则化理论

计算视觉理论是当前世界视觉研究的主流,是计算神经科学的基础,它促进了心理物理学、神经生理学、计算机科学、数学、物理学、系统科学、工程学等联合起来研究视觉——大脑的信息处理过程与机制。波吉欧(Poggio)等人提出的正则化理论是计算视觉的一个重大进展,通过算法将计算理论与生物硬件联系起来,为人工智能中的自动图象分析系统,视觉专家系统的研究奠定了理论基础,并成为研究脑信息加工的前沿领域。霍普菲尔德(Hopfield)提出的神经网络集合运算的理论框架成功地求解了一类最优化问题,并研制出相应的硬件芯片,这对当前正在兴起的新一代计算机或智能机的研制具有重大指导意义。波吉欧与霍普菲尔德的工作已引起人们普遍的关注和国际各智能学术机构的重视。为使读者对这些前沿课题的发展近况有所了解,特编译了波吉欧与霍普菲尔德分别在Nature与science上发表的论文,供读者参考。     

人工神经网络及其在语音识别中的应用

1987年6月在美国召开的第一次关于神经网络的国际会议宣告了一门新学科——神经网络与神经工程的诞生。这门新兴边缘学科的出现,把从事计算机科学、人工智能、工程科学、生物控制论和神经科学等各个领域的科学家们组织了起来,旨在共同开创一条运用学科的交叉来研究脑信息处理,实现生物计算机的新路。近年来全球性神经网络研究热潮的兴起,不仅仅是因为神经科学研究本身取得了巨大的进展,     

神经计算机

在历经了前几年的热潮后,神经网络研究开始步入实际应用的阶段.对神经网络的研究及将要问世的神经计算机并不能取代现有的计算机,尽管神经网络具有"学习"经验的独到功能,但它们并不能使现有的机器人演化成如电影"星球大战"中出现的C3PO那样的超智能机器人.现有的神经网络的本领绝超不过一般动物大脑的功能范围.然而研究人员和工业界却     

应用信噪比理论分析三维转动角神经网络模型的存储容量

人工神经网络是最近发展起来的十分热门的交叉学科,它涉及到生物、电子、计算机、数学和物理等学科,有着非常广泛的应用前景.本文讨论的是一类多值神经网络模型一一Q态三维转动角神经网络模型的存储容量 该模型是Hopfield神经网络模型、四态复数神经网络模型、复相角神经网络模型和多态四元数神经网络模型的推广,具有一定的理论研究价值;可以在灰度或彩色图像识别中得到应用.     

粒子物理理论发展的回顾与展望

在费米提出β衰变的现象性理论以后,经历了差不多半个世纪,终于在去年发现了电弱统一理论所预言的、传递弱相互作用的中间破色子:W~+、W~-和Z~0。这是物理学发展过程中的一个里程碑。回过头来看一看走过的道路,考虑一下实验提出了哪一些问题,理论又解决了其中的哪一些问题,下一步该怎么办,现在是一个适当的时机。量子力学的发现是物理学发展过程中一个阶段的完成。认识深入到原子这一层次的物质结构的基本规律在原则上完成了。留下的工作是如何应用这些基本规律去解决具体问题。这主要是方法问题,而不是原理问题。在本世     

大规模类脑神经网络理论与方法

脑启发的脉冲神经网络被称为第三代人工神经网络,通过模拟神经动力学、事件驱动等计算特性捕捉时序信息和节能高效地进行计算,为人工智能领域的发展提供了新范式.大脑惊人的信息处理能力很大程度上归功于其庞大的网络规模和复杂的网络连接.构建大规模类脑神经网络为脑启发式的人工智能、神经形态计算以及多应用领域带来了突破性的进展.本文首先根据现有的研究,分类介绍了脉冲神经元模型、大规模脉冲神经网络模型与算法、深度训练框架和神经形态芯片等3个方面的计算原理和最新的研究进展,指出了目前大规模类脑神经网络研究的进展和存在的问题,随后重点论述了大规模类脑网络的神经形态视觉应用,包括神经形态视觉重构、极端场景目标检测等.最后,在总结已有研究成果的基础上,对该领域的研究现状给出了若干结论,同时指出了仍然存在的一些问题,并对未来研究的需求、期待与发展趋势进行了展望.     

意识与量子干涉——一个实验性的探讨

意识历来是哲学研究的范畴。近年来,神经生理学和心理学的飞速发展,使人们深入探索到大脑的领域,并已经涉及到对精神活动,如意识、学习、记忆等问题本质的研究。量子力学的建立和发展,则是近半个世纪的事。那末意识和量子力学之间有什么可能的联系呢?美国马里兰州学院区马里兰大学物理学和天文学系理论物理中心吴锦鋐教授的《意识与量子干涉》一文,对这个问题作了探讨,并提出了三种类型的实验设想,相信会引起神经生理学和物理学、人体科学等工作者的兴趣,这也从一个侧面反映了现代科学交叉、渗透的快速发展趋势。     

物理三问

物理学非常奇妙.妙在深刻和基本,涉及物质、能量、时间、空间等最深层的基本问题.我从小爱好物理,经常思索一些问题,随着岁月和知识的增长,由表及里,去芜取精,将之归结为物理三问,提出来与读者共同切磋.     

认知工程

机器的出现,给科学家提出了人一机关系问题,从而为工效学(有的国家又称为人体工程学或人的因素工程学)的产生奠定了基础。今天,计算机的广泛应用,又提出了人一计算机关系问题。计算机虽然也是一种机器,但是同普通的机器有着本质的区别,因此解决人一计算机关系问题不能用传统的工效学方法,而应该用新的概念,新的理论和新的研究方法。这就是认知工程的研究范畴。     

"理想实验"与物理学的发展

本文通过大量事例的分析,说明"理想实验"方法是一种重要的科学研究方法,它对物理学新理论的建立、对已有理论的补充、完善、对物理学的革命性发展都起到重要作用.科学工作者应重视对"理想实验"的研究和应用.     

学习和记忆的认知心理学研究

认知神经科学的核心是多重记忆系统理论体系的创立和应用.研究采用临床神经心理学和认知神经科学、心理物理学以及一些生物心理学的手段来研究正常大脑疾病受试者,一方面可解开人类思维奥秘;另一方面给患者的诊治带来希望和光明.     

磁外科学——以神奇之力撬动医学科技跨越发展

正"满眼生机转化钧,天工人巧日争新".外科学领域从最初设想试验用磁技术变革手术方式至今已有40多年的发展、演进历程.在临床医学、医学放射与医学影像、生物医学工程、生物物理学、材料学、仪器科学、机器人技术、应用物理学等理论和技术以及社会经济发展强烈推动下,在全方位全生命周期保障人民健康需求感召下,用磁技术解决外科问题已经有丰厚的知识和技术积累,在临床应用中优势凸显,呈现出跨学科融合、精准控制、无处不至等鲜明特色.磁外科具备     

编后

化学,这门基础科学,本世纪以来,由于物理学、数学以及生物学与它的相互渗透和新的实验手段的应用,已逐渐改变传统的面貌,正从经验学科向理论学科过渡。究竟现代化学这门学科,它当前面临的形势和今后的趋向怎样,这不仅为化学工作者所嘱目,也是一般读者所关注的问题,本刊约请温元凯同志撰写的《化学正面临新的飞跃》一文,估计将对读者在了解这一课题时有所裨益。材料科学是我国科学技术发展规划中八个战略重     

欺骗的认知神经网络模型

欺骗是一种当事人有意试图让他人相信某种错误信念,从而为自己或他人获取利益或规避损失的心理过程.已有的研究为揭示欺骗的神经机制提供了启示,但欺骗这一复杂行为中大规模脑网络的整体性作用尚未得到足够的关注.本文总结了欺骗的相关理论和研究,以及欺骗行为涉及的认知和情感加工过程,并在此基础上提出了欺骗的认知神经网络模型.该模型中,欺骗行为产生于动力系统、情感系统、认知系统和执行系统之间的动态交互过程,而奖赏网络、突显网络、中央执行网络和默认网络的激活和相互作用是其背后的神经基础.模型建立了欺骗相关的研究和理论、心理过程、心理功能、脑区与神经网络之间的联系,并有望对欺骗行为及其神经机制作出更为整体性、系统化的解释.     

基于神经网络的装备维修保障系统研究与应用

随着计算机应用技术的发展,神经网络及以数据库技术和数据库管理系统为基础的数据挖掘技术广泛地应用在现代高科技领域中,成为处理以信息化为主体的装备维修保障系统中大量信息的主要技术手段.文章通过对神经网络的概念、过程以及装备维修保障系统中涉及的数据挖掘方法及系统的实现对上述问题进行了论述.     

神经计算机在孕育中

当前神经网络是重新激励人们去探索的一个课题。这种模拟脑功能的信息存储和运算系统,非常适合复杂问题的并行处理。现在,在实验室已研制了一些应用装置,在社会上也有了许多工业应用的商品。网络拓扑学、学习算法、及用VLSI(very Large scale Integrated circuit,超大规模集成电路)实施的电路系统等三个研究领域的新进展正在孕育着神经计算机(Neuro computer)的诞生。一、神经计算机的特点离散符号模式的数字机在统治全球,而连接论(connectionism)模式的感知机受冷落近20载。然而,情况在变,现在让亿次级克雷计算机来识别哪是树木,哪是电线杆,它却黔驴技穷。人工智能领域的人们似乎要重新搬出连接论方法,以适应复杂问题的解     

软件工程经济学概观

软件工程经济学是一门综合经济学、技术工程和计算机软件的新边缘应用科学,它的研究方法是利用经济学的原理方法和技术工程的手段进行对信息软件工程的具体执行的控制和管理研究。     

基于神经网络的财务预警系统的研究

文章应用神经网络理论和立体正交算法,探讨了面对复杂环境下的财务系统的新型预警系统,该系统解决了各因素之间互不连续、因素目标值之间的关系未知、因素和指标问的关系是一个"黑箱"的问题.