列传 · 罗森布拉特(Frank Rosenblatt)
他造出了第一台会"看"的机器,却没活到机器真正学会看的那一天。

一个心理学家闯进了机器世界
1928 年,弗兰克·罗森布拉特(Frank Rosenblatt)生于纽约新罗谢尔(New Rochelle)。他不是数学家,也不是工程师——而是心理学家。
1946 年进入康奈尔大学(Cornell University),1956 年在康奈尔取得社会心理学博士学位,论文题目是关于人格特质的多变量分析。在那个计算机还要按机柜计算面积的年代,一个心理学博士走向硬件神经网络,是一件让所有人都觉得不务正业的事。
但罗森布拉特从一开始想的就是同一件事:人脑是怎么学习的,机器能不能学。
麦卡洛克与皮茨在 1943 年发表《神经活动中内在思想的逻辑演算》时,给出了一个数学化的神经元模型,但那只是逻辑门。赫布在 1949 年的《行为的组织》中提出"细胞共同放电则共同连接"(fire together, wire together),给出了学习的生物学猜想,但只是文字描述。罗森布拉特要把这两条线缝起来,并且——这是他最特别的地方——真的造出来。
Mark I:第一台会学习的机器
1957 年夏,康奈尔航空实验室(Cornell Aeronautical Laboratory, CAL)。罗森布拉特先在 IBM 704 上写出了感知机(Perceptron)的仿真程序,那是历史上第一个用代码实现的可学习神经网络。1958 年,他在《心理学评论》(Psychological Review)上发表《感知机:大脑中信息存储与组织的概率模型》("The Perceptron: A Probabilistic Model for Information Storage and Organization in the Brain"),论文用一种心理学家特有的语言写成,没有矩阵,没有梯度,只有"刺激—响应—权重调整"的故事。
仿真还不够。1958 年到 1960 年间,CAL 用美国海军研究办公室(Office of Naval Research)的经费,造出了 Mark I Perceptron——一台用专用电路实现的硬件神经网络。
它有一个 20×20 的光电管阵列作为"视网膜",512 个权重由电动马达驱动的电位器存储,输出连接 8 个分类单元。当一张写有字符的卡片被放在它面前,机器会"看",犯错时电机嗡嗡转动调整电位器——这是物理意义上的"学习"。Mark I 至今保存在美国史密森尼学会(Smithsonian)。
1958 年 7 月 8 日,海军在华盛顿召开新闻发布会展示感知机。第二天,《纽约时报》(The New York Times)头版刊出报道,称感知机"将能够走路、说话、看见、写字、自我复制并意识到自己的存在"。
罗森布拉特本人在采访中说,感知机"未来某天将识别人脸、翻译语言、发出口令"。这些话在 1958 年听起来像科幻——而六十年后,几乎每一句都成了真。但当时的过度宣传,也为日后的反扑埋下了引信。
《神经动力学原理》:把感知机写成体系
1962 年,罗森布拉特出版了 700 多页的专著《神经动力学原理》(Principles of Neurodynamics: Perceptrons and the Theory of Brain Mechanisms)。这本书系统化了他从 1957 年以来的全部工作:单层感知机、多层感知机、反向耦合网络、随机连接、统计动力学。书里已经讨论了多层结构和误差校正问题——只是当时他还没有找到训练多层网络的有效算法(那要等到 1986 年才由鲁梅尔哈特、辛顿、威廉姆斯正式公开化)。
罗森布拉特并不孤单。康奈尔团队、斯坦福的 Widrow(提出 Adaline 的 Bernard Widrow)、IBM 的研究者,都在一个被称为"自组织系统"(Self-Organizing Systems)的小社群里相互通信、互相验证。那是一段神经网络的黄金岁月,也是它最热闹的青春期。
与明斯基的世纪冲突
罗森布拉特在康奈尔时期的同事中,有一个人后来成为他终生的对手——明斯基。两人都毕业于纽约的同一所高中——布朗克斯科学高中(Bronx High School of Science)。明斯基在 1954 年的博士论文里也研究过神经网络,但很快转向符号主义阵营,并对感知机的炒作越来越不耐烦。
1969 年,明斯基与帕珀特合著《感知机》(Perceptrons)出版。书中用严格的数学证明:单层感知机连最简单的"异或"(XOR)都学不会,并对多层网络的可训练性表达了悲观。
这本书的影响远超学术范围——它直接掐断了美国国防高级研究计划局(DARPA)对连接主义的资助。从 1969 年到 1986 年,神经网络在美国学术界几乎被判了死刑,史称第一次 AI 寒冬中的"连接主义寒冬"。
后来的研究者,比如辛顿,多次在访谈中提及,明斯基的批判有意忽略了多层感知机的潜力,且明斯基本人在私下场合的攻击远比书中更激烈。罗森布拉特生前曾试图回应这些批判,但他在学术政治上不是明斯基的对手——后者更老练、更善于运作经费。
切萨皮克湾的最后一次航行
1971 年 7 月 11 日,罗森布拉特 43 岁生日当天。他在马里兰州切萨皮克湾(Chesapeake Bay)出海航船,遭遇事故溺亡。事发经过至今没有完整的官方记录,关于是意外、自杀,还是其他原因,他的同事和传记作者各有说法。
能够确认的事实只有:他没有等到平反,没有等到 1986 年的反向传播,没有等到 2012 年的 ImageNet,没有等到自己当年那句"机器将识别人脸"在每一部手机上成真。
罗森布拉特的兴趣从来不止神经网络。他研究果蝠(fruit bat)的脑神经回路,亲自带学生进山洞捕捉、解剖、记录电信号;他研究记忆的化学转移,曾经做过把训练过的小鼠脑提取液注射给未训练小鼠的实验;他甚至关心天文学和音乐。他是一个典型的、在 20 世纪中叶才有的、不被学科墙隔开的博物学者型科学家。
迟到半个世纪的回响
罗森布拉特死后的二十年,"感知机"几乎成了 AI 教科书里的一个负面案例——用来证明"过度宣传如何反噬一个学科"。
直到 1986 年,鲁梅尔哈特、辛顿、威廉姆斯 在《自然》杂志上发表反向传播算法(Backpropagation),多层感知机才被证明是可训练的。韦伯斯其实早在 1974 年的博士论文中已经独立提出了等价的算法,只是当时没有被神经网络社群发现。
换句话说,罗森布拉特在 1962 年留下的多层感知机难题,本来在他生前就有可能被解开。历史的错位,往往以这种方式发生。
2004 年,IEEE 将神经网络领域最高奖之一命名为 "Frank Rosenblatt Award"。康奈尔大学在校园里立了纪念牌。Mark I Perceptron 的实物如今陈列在华盛顿史密森尼美国历史博物馆(Smithsonian National Museum of American History),与早期阿波罗计算机、第一代晶体管放在同一展厅。一个被时代抛弃的人,最终被时代以最隆重的方式接回家。
代表性著作
| 年份 | 作品 | 意义 |
|---|---|---|
| 1958 | "The Perceptron: A Probabilistic Model for Information Storage and Organization in the Brain", Psychological Review, 65(6) | 提出感知机模型与学习规则 |
| 1958–1960 | Mark I Perceptron 硬件机 | 首台真正"会学习"的神经网络硬件 |
| 1962 | Principles of Neurodynamics: Perceptrons and the Theory of Brain Mechanisms | 系统化感知机理论,含多层网络的早期讨论 |
| 1967 | "Recent Work on Theoretical Models of Biological Memory", in Computer and Information Sciences II | 把神经网络与生物记忆研究串联 |
太史公曰
太史公曰
罗森布拉特之于人工智能,犹如商鞅之于秦国——为后人开了一条路,自己却倒在路上。他不过是想把一个心理学家的好奇心化作一台真正会学习的机器,并在 1958 年向一个尚未准备好的世界宣告:智能可以从权重中生长出来。但那个世界先把他奉为先知,再把他贬作骗子,最后干脆让他从教科书上消失。从 1969 年《感知机》一书的出版,到 1986 年反向传播的复兴,连接主义被压制了整整十七年,而罗森布拉特死于这十七年的中段——屈死之鬼,立庙不可不大。今日深度学习的每一次梯度下降、每一颗 GPU 上跑的卷积、每一张被识别出的人脸,都流着 1958 年那台 Mark I 的血。一个被时代埋葬的人,最终在算法里得到了重生。
亲历者说
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参考资料
- Rosenblatt, F. (1958). "The Perceptron: A Probabilistic Model for Information Storage and Organization in the Brain." Psychological Review, 65(6), 386–408.
- Rosenblatt, F. (1962). Principles of Neurodynamics: Perceptrons and the Theory of Brain Mechanisms. Washington, D.C.: Spartan Books.
- Minsky, M., & Papert, S. (1969). Perceptrons: An Introduction to Computational Geometry. Cambridge, MA: MIT Press.
- Olazaran, M. (1996). "A Sociological Study of the Official History of the Perceptrons Controversy." Social Studies of Science, 26(3), 611–659.
- Nagy, G. (2014). "Frank Rosenblatt." IEEE Annals of the History of Computing, 36(2), 4–7.
- The New York Times (1958-07-08). "New Navy Device Learns by Doing; Psychologist Shows Embryo of Computer Designed to Read and Grow Wiser."
- Cornell Aeronautical Laboratory (1960). Mark I Perceptron Operators' Manual. Buffalo, NY: CAL Report VG-1196-G-1.
- Anderson, J. A., & Rosenfeld, E. (Eds.) (1998). Talking Nets: An Oral History of Neural Networks. Cambridge, MA: MIT Press.

