那一天，資訊科學家Kevin Warwick就是那麼興奮地舉起他的左手，對著台下眾多好奇的聽眾說：「你們看到我手腕上的傷疤了嗎？晶片就是從這裏進入我的身體，直通我的手背末端；當我大腦中的電子脈衝傳到手背，晶片能夠讀懂它們，電極可以傳輸它們，4000英里之外的電腦亦可與此聯網。我只要一動意念，就能遙控智慧大樓中照明的開關……」

電子人的溝通境界

這並非科技小說中的情節，Warwick是真有其人，而且他在手中植入晶片也是真有其事，他的行為甚至讓他得到「電子人」的稱號。

任教於英國雷丁大學的Warwick是資訊控制系的教授，他的研究專長正是人工智慧、控制論和機器人。在他之前，關於神經系統與晶片結合的實驗雖然已有不少，但不是以蟑螂或老鼠做實驗對象，不然就是用在不得不接受治療的中風或神經中樞受損的病人身上。

要將晶片與複雜的人體神經系統聯繫在一起的風險不少，除了可能遭到細菌感染外，最大的危險是聯結後的後果不明，若傷及神經系統的功能，輕則肢體癱瘓，重則可能引發難纏的後遺症。如果不是擁有過人的研究熱情，實在很難拿自己的身體來冒險。

很幸運地，這位科學家在1998年8月通過手術，將一塊一枚23公釐長3公釐寬的矽晶片植入他自己左手臂的皮膚中，當晶片收到無線電波的刺激時，便會送出64位元的辨識資料，因此當他接近實驗室大門，這枚矽晶片就會向實驗室的電腦發出訊號，包含在控制系統內的大門會打開、電燈也會自動開啟。

由於這顆晶片與他的身體相安無事，這也讓他勇於進行第二次的手術。在2001年他再植入另一塊晶片，這次他的神經系統和電腦聯繫起來，並透過無線電將神經系統和電腦相連接。電腦會對神經系統所接收到的刺激與反應進行特徵分析，再根據分析的結果將它複製，並傳回晶片中，看看能不能引起同樣的反應。如果行得通的話，對於人體的疼痛及歡喜、悲傷的控制將是一大突破。

然而，Warwick的企圖心還不僅止於此。他已取得了妻子的同意，如果第二次植入的晶片實驗成功的話，他也會在她手臂上植入另一枚相同的晶片，如此一來，當他高興的時候，相應的神經信號會通過晶片傳給電腦，電腦立即把這個信號通過他妻子身上的晶片傳給她，她也會感覺到高興。同樣，艾莉納有什麼感受時，活威克也立即可以感覺到。

這樣的想法確實讓人耳目一新，而且有趣的是應證了「夫唱婦隨」的老調，世上也真有這樣的一對夫妻！當然，Warwick還有更進一步的野心，他相信當晶片對神經系統的各種特徵掌握的更透徹時，而且有了網際網路無遠弗屆的連結，當他腦海中想到什麼時，他的妻子也能“感覺”到他的思想，反之亦然。如此一來，所謂「心有靈犀一點通」的境界將不再是玄而又玄的事了。這也難怪Warwick會信誓旦旦地說：「講話作為一種溝通方式已經落伍了。」

人體神經系統的啟示

在Warwick所描繪的願景中，晶片與網際網路成為人與人溝通的新介面，讓相隔千里的兩人也能進行思想對思想的直接交流。不僅如此，網際網路也成為人體感官的無限延伸，大腦甚至可以透過網際網路來獲取所需的資訊，而且不需佔用大腦的運算能力與記憶空間，因為網路已具有強大的運算與儲存能力了。

這樣的世界在科幻小說或電影中已有不少驚心動魄的情節刻劃，但來自學術界最具影響力的論述則非加拿大傳播學者麥克魯漢所提出的：「媒介就是訊息」（The Medium is the message）莫屬。他在網際網路尚未出現的1960 ~ 1970年代即已提出此一看法，並預言未來是一個「地球村」的世界。

在他所定義的「媒介」裏，除了印刷及電視這類典型的傳播工具外，還包括服飾、金錢及任何可傳達意義的人造器物。每一種媒介都是「人的延伸」（extension of man）：穴居人的石斧是手的延伸，書是眼的延伸，而電子媒介（當時是無線電及電視）則是中央神經系統的延伸。

然而，一項新媒介的出現，其意義不僅在於帶來工具性的便利，更有甚者，它還可能對人類文化發展方向具有決定性的影響力。根據麥克魯漢的論述，不同的媒介或工具為人類帶來不同的感官延伸，而每一種延伸都會使人的五種感官的均衡狀態產生變動，在不知不覺間影響了人們理解與思維的方式。

奧秘的神經網路系統

在網路媒介深入個人生活的今日，他的理論聽起來顯得如此地鏗鏘有力，與Warwick的企圖心可以相互輝映；然而，在三十多年前電子媒介剛興起之時，這樣的遠見卻沒有激起太大的迴響。

對於Warwick來說，要實現他偉大的「冥想溝通」境界，待克服的眼前莿棘還太多，他可能還得再植入無可計數的晶片，才能多了解一些人體神經系統的奧妙。這是一個艱鉅的任務，因為神經線路看似簡單，然而即使是最細的一條也是複雜的不得了的纜線，包含了好幾千條不同的神經纖維。而其中最難的部分，當然就是我們的大腦。

以一個成人的大腦來說，平均重達1.3~1.4公斤；在頭蓋骨的覆蓋保護下，這顆大腦由上千億的神經細胞（nerve cell）－ 學術上稱神經元（neuron），以及以及數以兆計的神經膠質細胞（glial cell）所構成。每個神經元還有數千到數萬根神經纖維的連結（connection），進而構成了極複雜的“神經叢林”網路，大腦中進行的資訊交換與加工都是由神經元網路所進行操控。由於這個網路系統實在太複雜，即使經過了一百年的現代神經科學研究，該領域最傑出的科學家也不得不承諾：「我們仍然不知道一個神經元的基本的資訊處理功能。」

不過，他們的研究並非一無是處，至少對於神經網路的一些基本功能模式已有所掌握。由於神經網路可說是最有效率的資訊處理系統，這些成果自然也成為資訊科學研究的重要參考模式，開啟了「類神經網路」（Artificial Neural Networks）研究的範疇。

類神經網路的資訊科學

人體神經網路的資訊處理效率是非常驚人的，以「一眨眼」的形容詞來描述簡直是一大侮辱。以大腦前額葉的資訊處理為例，當其收到由眼、耳或其他感覺器官傳入的訊息，會馬上啟動所有有關的連接網路。也就是說，大腦會自動地在資料庫中找出所有有關的儲存資料，然後做對比篩選的工作，最後，把最有可能適合這一次用的資料，傳給邊緣系統，並啟動適當的情緒或動作反應。這一系列的搜集、對比和篩選工作，在500萬分之一秒內就已完成，而且是我們生活中每一刻不斷地在做的工作。這麼快的速度已不是意識所能做到，只有潛意識才能。

資訊科學中的類神經網路即是「一種基於腦與神經系統研究所啟發的資訊處理技術」，它可以利用一組範例（即系統輸入與輸出所組成的資料）建立系統模型（輸入與出入間的關係），有了這樣的系統模型便可用於推估、預測、決策、診斷。請參考(圖一)、(圖二)。

《圖一　人腦之動物辨識示意圖》

為了獲得好的效能，類神經網路運用了大量的連接簡單的運算單元來完成計算，這些簡單的計算單元稱為人工神經元（artificial neuron）或處理單元（processing unit）。因此，類神經網路所衍生出來運算能力來自於兩個重要資訊處理能力，一是它具有大量的平行分散式結構；二是具有學習及歸納的能力，這裏的歸納能力指的是能在學習過程中對於一個未曾見過的輸入產生一個合理的輸出。這兩個能力讓類神經網路具有高速運算、記憶、學習與過濾雜訊、容錯等能力，因此能夠解決許多棘手的問題。

這類的問題通常是無法直接以理論來獲得解答的問題，這是現實世界中的常態，但我們可以從以往得到的資料，推導出經驗公式與系統模型，進而可如大腦及神經一般做出合理的推斷。然而，類神經網路並無法獨自提供解決方案，更進一步說，它需要整合到一個完整的系統中才能發揮功能。也就是說，需要先將一個複雜的問題切成數個相關的簡單工作，然後分配適合類神經網路能力處理的部分讓它去處理。

類神經網路在資訊科學界被提出已將近半在世紀，其間經歷過不少的挫折，一直到1990年代才成為較成熟的技術。目前類神經網路的應用極廣，例如建築工程設計、科學研究（如太陽黑子活動預測）、股價預測、商業策略管理及醫學診斷等都適用，而且是人工智慧的機器學習的主流技術。此外，這項技術由神經網路的啟發而來，自然也極適用於今日盛行的網際網路，尤其是在以下幾個領域：

自主檢索

由於網際網路中的資料愈來愈多樣，使用者的需求也有很大的差異，因此目前有不少研究致力於發展具有自主式學習能力的多層類神經網路檢索環境，也就是在一個新的檢索環境中，系統能從資料需求者的所提供的資料檢索型態中，學習認識使用者需求的不同。另一方面，是當資料檢索因需求產生改變時，系統可以經由自主式的學習，以配合需求的改變。系統配合著記憶性的操作方式，以幫助資料的使用者，從部份（或不完全）的檢索需求查詢資料。

資料／網頁探勘

相較於使用者角度的資料檢索，網站經營者所在乎的則是如何從使用者的瀏覽行為中發現更有價值的促銷策略。這件事是使用者或消費者不會明白地說出來的，甚至可能連他自己也不是很清楚。若能從經驗數據中進行各種的關聯比對，便有可能發掘出特定消費族群的行為模式。

有個著名的例子：Walmart從大量的資料中發現，賣尿片和賣啤酒之間，有一個統計上的關聯，如果放在一起賣，二者都會賣得更好。至於為何如此，大家只能猜測父親到超市買尿布時，也會想順便買些啤酒，但實事是否如此，就不得而知了。它就是在沒有任何聯繫的事物中發現聯繫，這顯示了資料挖掘的意義，而這也是類神經網路可發揮的應用領域。

垃圾郵件過濾

目前垃圾郵件已成為網路世界的心頭之痛。即使已發展出不少的對策，但所謂「道高一尺，魔高一丈」，垃圾郵件偵測的方法很容易無效與過時。現在看起來，要提供長期防護以對抗垃圾郵件的有效方式是：採用多層次的方法。這就像結合了特徵層、多種啟發式技術與基本攔截技術的病毒防護方案一樣。

多層次的反垃圾郵件結合了多層次的垃圾郵件偵測與多層次的誤報預防及管理。其中類神經網路技術可用於反垃圾郵件啟發式偵測，以根據符合的特徵來瞭解威脅的脈絡。它也採用多種即時的黑名單服務，以作為偵測的來源基礎。

網路智慧發展之路

未來的網際網路還可從人體神經系統獲得啟發的地方還很多，最重要的是內在的學習與認知模式，和外在的感知系統。

人類之所以能在大地萬物中有出類拔萃的表現，除了萬能的雙手外，便在於能發展出一套知識系統，可以長遠的傳承，也能不斷的修正，而在各個領域又有一套自己的專家系統（Expert system），這是資訊科技所追求的智慧型資訊處理境界，也是人工智慧領域的研究重點之一。

在資訊科學裏，所謂的專家系統是一個以知識法則為依據，以推理為方法之智慧型程式。在建立專家系統的過程中，有三個主要課題：(1) 知識獲取 (knowledge acquisition)：將專家的知識擷取出來；(2) 知識表現 (knowledge representation)： 將擷取出來的知識轉變成專家系統所能處理的型式；(3) 知識推論 (knowledge inference)：建立適合解決問題的推理機制，以控制推理過程。

在網際網路的智能提升上，這樣的專家系統將扮演愈來愈重要的角色。在企業的決策管理上，已經有所謂的商業智慧系統（Business Intelligent System），在網頁的連結展現上，也有網路服務（Web Services）等新架構提供更彈性、智慧性的功能。不僅如此，在人們平常的生活當中，也有不少的先進計畫，企圖將虛擬網路與實體生活密切結合，塑造一個情境化的智慧型資訊環境。

神經系統的無限延伸

這樣的計畫以歐洲的「未來與新興科技」 (Future and Emerging Technologies，FET)計畫為代表。這是一個由歐洲資訊社會科技（Information Society Techonologies，IST）組織中負責推動前瞻性科技的長期性計畫，不僅為未來的科技生活刻劃一個生動的藍圖，也以實際的科技研究來加以落實。

在這個宏觀計畫中，包含十數個前瞻性的子計畫，例如「氣氛系統」（Ambient System）、「消失的電腦」（The Disappearing Computer）、「生活型態感知系統」（Life-like perception systems）與「生活用品的神經資訊科學」（Neuro-Informatics for "living" artefacts）等等。從這些計畫名稱中，已經透露了未來網路資訊科技對神經科學及專家知識系統的重視。

未來可望在日常生活各個角落的設備中都嵌入具有感測、運算及收發功能的晶片，進而讓生活用品也具有如人類五官一般的感知能力。舉個例子來說，在未來的氣氛系統式住家中，主人從進屋、拖鞋、用餐、衛浴到就寢，門鎖、鞋櫃、燈光、音響、熱水、微波爐都會自動的感應與反應，並從主人的動作中去修正未來的反應，如書房座椅的高度與傾斜角度等等。

進一步來看，一個住家可能就隱含了上百個嵌入式的感應晶片，而住家的專家系統又能依情境而做出適當的反應；若放大到一棟建築物或一個住宅區、甚至是一個城鎮，所有網路連結到的氣氛系統，豈不就像一個無遠弗屆又無微不至的神經資訊系統。所以，即使神經系統最精微的運作奧秘仍然難解，科學家Warwick所勾勒的晶片溝通世界，會先在生活之中實現。

延 伸 閱 讀	本文對類神經網路有相當深入的介紹，除技術特色及發展歷史外，也比較類神經網路與統計學及歸納學習的類比關係，並指出類神經網路之優缺點與應用領域。相關介紹請見「類神經網路簡介、應用與問答 」一文。 今日所謂的電子或網路產業及產品可以說只是個過渡階段，未來生活週遭的各種產品中具有電子化與網路化的特性，將是再平常不過的事情，也就是：「電腦即網路，而網路即生活」。 你可在「「數位即真實」的未來樣貌」一文中得到進一步的介紹。 此網址包括五大人工智慧熱門主題：1.Artificial Life；2.General；3.Expert Systems；4.Genetic Algorithms；5.Neural Networks，內容相當豐富。在「「人工智慧常見問答集」網路資源」一文為你做了相關的評析。

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