当然,Hinton 只是在理论层面上强化了 AI 时代精神。人工智能技术最近吸引了大众的注意力,这在很大程度上要归功于感知智能方面的惊人成就——包括学习识别图像、语音和基本语言——并通过智能手机和个人数字配件将这些进步的成果带给每个人。这些进步大部分确实来自“学习”方法,但重要的是要了解这些进步来自“隐性”知识领域——尽管我们可以识别面部和物体,但我们无法明确表达这些知识。“智能设计”方法不适用于这些任务,因为我们确实没有针对此类隐性知识任务的有意识理论。但是,对于任务和领域——尤其是我们设计的任务和领域——我们又如何呢?
在神经科学中,经典 Hopfield 网络是标准的生物学上可行的长期记忆模型,它依靠赫布可塑性进行存储,依靠吸引子动力学进行回忆。相比之下,机器学习中的记忆增强神经网络通常使用键值机制来存储和读取记忆,只需一步。与传统变体相比,这种增强网络实现了令人印象深刻的记忆壮举,但它们的生物学相关性尚不清楚。我们提出了一种基本的键值记忆实现,它使用生物学上可行的三因子可塑性规则的组合来存储输入。当网络参数进行元学习时,相同的规则就会恢复。我们的网络在自动联想记忆任务上的表现与经典 Hopfield 网络相当,并且可以自然扩展到持续回忆、异联想记忆和序列学习。我们的结果表明,作为生物长期记忆的模型,经典 Hopfield 网络是一种引人注目的替代方案。
随着太空时代的曙光,各国在探索宇宙时取得了突破性的进步。今天,月亮是90多个历史遗迹的家园,航天器与月球表面接触 - 包括安宁基地,包括阿波罗11登陆场,可保留100多种历史文物以及人类人类在月球上的第一个足迹。这些网站代表了人类最非凡的科学,创造力和勇气的壮举。然而,当我们踏上空间探索的新时代时,我们必须确保保留了人类历史上这些非凡里程碑的痕迹(第一个月亮着陆)。将月球纳入2025年的《守望者倡导者国际协议》和《月球遗产的保护》,并邀请更广泛的公众对话,就这个新的太空时代可能对月球的文化和自然景观意味着什么。
神经元在计算和通信方面表现出色,同时还能平衡严格的物理和生物约束。以果蝇这种相对简单的生物为例。果蝇的大脑不比罂粟籽大,包含大约 130,000 个神经元和数千万个突触。尽管体积很小,但这个神经网络却支持复杂的功能,从在不同环境中寻找食物到参与求偶仪式——有时还会惹恼人类。这些神经网络如何能够在固有的空间限制内如此出色地运作?了解这些和其他神经系统的组织和工作原理是一项关键的事业,跨越神经科学和物理学领域数十年的研究。中国同济大学的张欣雅及其同事最近进行的一项研究朝这个方向迈出了一步,报告了一种将神经元连接概率与果蝇大脑中的物理距离联系起来的缩放关系 [ 1 ]。这一观察是在果蝇的不同发育阶段进行的,可以解释这些神经网络如何在大脑固有的几何约束内实现最佳功能。
电网是生产、传输和分配电力的关键,对经济和社会发展至关重要。其核心作用在于空间分配电力[1, 2, 3, 4]。尽管被誉为 20 世纪最重要的工程壮举之一 [5] 并受到消费者的高度依赖,但目前的电力输送方式却十分死板。当今的输送系统由各种输电和配电网络组成,通过集中发电站向消费者提供电力 [6]。然而,这个庞大而复杂的系统很难满足对实时、可重构和自适应功能日益增长的需求。由于缺乏在当今动态环境中至关重要的自动自我校正功能,其持续运行很大程度上取决于人为干预 [7]。虽然这些系统正在不断改进,但为了满足对智能系统日益增长的需求,彻底改造基础设施是必不可少的。智能电网 (SG) 的出现预示着电力输送的范式转变。SG 集成了现代电信和传感技术,以增强电力输送策略 [8]。与传统的单向电网不同,SG 引入了双向框架,促进了双向流动
科学作为一门学科不仅仅是对知识体系的获取(例如,科学事实,概念,法律和理论);这是一种了解和做的方式。它包括对科学知识的本质以及如何产生,建立和传达这些知识的理解。科学家依靠与科学询问相关的一系列既定程序和实践来收集证据并测试他们关于自然世界如何运作的想法。但是,没有单一的方法,而科学的真实过程通常是复杂且迭代的,遵循许多不同的路径。虽然科学具有强大的功能,从而产生了构成许多技术壮举和创新基础的知识,但它具有局限性。在本教学大纲中明确表达了科学的实践,以使教师可以将他们作为学习目标嵌入其课程中。学生对科学和科学探究的性质和局限性的理解将在相关科学内容的背景下教授实践时有效地发展。与科学相关的态度,例如好奇心,对准确性,准确性,客观性,正直和毅力的关注,应在适当的情况下对这些实践的教学进行强调。例如,应将学习科学的学生介绍到将技术用作实践工作的帮助或解释实验和理论结果的工具。
1944 年 6 月 6 日,盟军开始了历史上最伟大的军事壮举之一。霸王行动是盟军入侵法国诺曼底的代号,其规模、复杂性以及多国空中、陆地和海军能力的整合具有革命性。1 从这次行动中吸取的教训在美国陆军当前的作战理论中显而易见。2022 年 10 月,美国陆军更新了其作战概念,从统一陆地作战过渡到多域作战 (MDO)。2 虽然陆军的 MDO 概念旨在确保在当前和未来的战场上战胜同等对手,但它也受到了批评者的猛烈批评,他们强调其高度概念化。在 2020 年的一篇文章中,中校 Amos Fox 认为 MDO 理论未能充分描述其主导地位的概念和应用。3 此外,少校 Jesse L. Skates 指出,批评者经常认为 MDO 主要适用于师以上的梯队,未能定义其对陆军大部分战斗编队的应用。4 无论这些批评如何,MDO 统一行动原则、其宗旨和要求使霸王行动作为联合、多国、多领域行动取得成功,证明了陆军 MDO 概念在未来战场上取得胜利的可行性。
航天能力已成为经济发展、科学发现和技术进步以及国家安全的关键推动因素和重要力量倍增器,同时也赋予了国际声望,中国和阿拉伯国家都在航天领域志存高远,并取得了长足的进步。自 21 世纪初以来,中国完成了一系列具有里程碑意义的壮举,例如 2003 年将第一位中国人送入太空,2019 年嫦娥四号机器人飞船在月球背面软着陆,2020 年北斗三号 (BDS-3) 导航卫星系统建成,2021 年祝融号成功登陆火星,以及 2023 年天宫中国空间站竣工,等等。与此同时,以阿联酋和沙特为首的海湾阿拉伯国家作为中东地区的重要组成部分,大力投入航天活动,在航天应用、载人航天、深空探索等领域取得了令人瞩目的成就,其中阿联酋将于2021年将“希望号”探测器送入火星轨道,2023年将迎来沙特女性首次访问国际空间站。
科学作为一门学科不仅仅是对知识体系的获取(例如,科学事实,概念,法律和理论);这是一种了解和做的方式。它包括对科学知识的本质以及如何产生,建立和传达这些知识的理解。科学家依靠与科学询问相关的一系列既定程序和实践来收集证据并测试他们关于自然世界如何运作的想法。但是,没有单一的方法,而科学的真实过程通常是复杂且迭代的,遵循许多不同的路径。虽然科学具有强大的功能,从而产生了构成许多技术壮举和创新基础的知识,但它具有局限性。在本教学大纲中明确表达了科学的实践,以使教师可以将他们作为学习目标嵌入其课程中。学生对科学和科学探究的性质和局限性的理解将在相关科学内容的背景下教授实践时有效地发展。与科学相关的态度,例如好奇心,对准确性,准确性,客观性,正直和毅力的关注,应在适当的情况下对这些实践的教学进行强调。例如,应将学习科学的学生介绍到将技术用作实践工作的帮助或解释实验和理论结果的工具。