▲沃尔特·皮茨

他是维纳和冯诺依曼最看好的年轻人与合作者，

他和克劳德·香农（Claude Shannon，信息论创始人）、詹姆斯·沃森（James Watso，诺贝尔医学奖得主，DNA双螺旋结构的共同发现者）等人被《财富》杂志一起列入“40岁以下的最有才华的20位科学家”，

然而，为何二十世纪的最伟大的科学家名单里并没有他——沃尔特·皮茨（Walter Pitts）？

12岁给罗素挑错：数学和逻辑学神童自学成才

沃尔特·皮茨，1925年生于底特律穷人区。

皮茨的父亲是一位喜欢用拳头说话的锅炉工，他对培养一个天才显然完全不关心，只希望皮茨早点辍学好工作挣钱。

更糟糕的是，皮茨还要面对霸凌他的邻居孩子，为了避免挨揍，皮茨常常躲在社区的图书馆。

图书馆之于皮茨，可能就像是霍格沃滋之于哈利·波特，

这里没有凶悍的老爹，也没有蛮横的邻居，只有各门神奇的“魔法”——知识。

年少的皮茨在图书馆自学了希腊语、拉丁语，而最令他着迷的“黑魔法”莫过于数学和逻辑学。

12岁那年，皮茨用三天的时间一页不漏地读完了伯特兰·罗素（Bertrand Russell）和阿尔弗雷德·黑特怀德（Alfred Whitehead ）合著的《数学原理》三册。

看完之后，这位小朋友还从里面挑出了一些错误，写了一封信寄给了罗素本人。

罗素回信了。

他不仅回了信，还在信里邀请皮茨来剑桥读他的研究生——这时的皮茨连高中都还没上。

由于家庭因素，皮茨没能去成剑桥成为罗素的学生，但是罗素的回信促使皮茨决心成为一个数学和逻辑学家。

到15岁那年，皮茨得知罗素访问芝加哥大学的消息，选择永远离开自己毫无留恋的“家”，只身前往芝加哥寻找属于自己的天地。

“芝漂”的皮茨，没有高中文凭，没有学生身份，靠打短工为生，但是这些既不能磨灭他追求学术的决心，也掩盖不了他耀眼的天才光环。

比如，他在十五岁那年曾经径直走进著名哲学家鲁道夫·卡尔奈普的办公室，没经过任何自我介绍，拿着一本卡尔奈普的著作《Philosophy and Logical Syntax》，开门见山地说：“来，我跟你讲讲你哪里写的不对。”说完就扬长而去。

让可怜的卡尔奈普教授在芝加哥大学奔走了几十天，就为了找到那个“懂逻辑的报童”。

18岁的时候，皮茨认识了神经学家沃伦·麦卡洛克。彼时的麦卡洛克正在思考一个问题，神经元是如何工作的呢？

作为神经学家的他对于心理学家弗洛伊德那一套很不买帐，他认为讲清楚神经元的工作方式，才是理解认知的正解。

数学和逻辑天才皮茨的适时出现给了麦卡洛克最强助力。

皮茨将麦卡洛克的神经网络抽象成了数学模型，提出了阈值逻辑单元（threshold logic units，TLU)这个函数模型来描述神经元，并且用环形的神经网络结构来描述大脑记忆的形成。这就是著名的麦卡洛克-皮茨（M-P）论文《A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity》，这篇论文对人工神经网络和人工智能技术具有开创性的意义，TLU也被称为M-P神经元模型，被沿用至今，奠定了未来深度学习技术的基石。

不过，这篇文章在当时并没有引起很大的轰动，论文的相当一部分受众是神经学家，他们并不能完全理解其中的数学模型，况且这个模型比起人脑还是简单太多了。

辉煌的MIT岁月：与维纳合作，影响冯·诺依曼

直到另一位天才，诺伯特·维纳出现，才将麦卡洛克-皮茨模型的潜力充分地发掘了出来。

维纳的天才属性从儿童时代就已展露无遗。

他9岁入读高中，11岁高中毕业入读塔夫茨大学，14岁取得数学学士学位，17岁从哈佛取得数学博士学位——迄今为止维纳都是哈佛历史上最年轻的博士，曾被誉为“世界上最神奇的男孩” （the Most Remarkable Boy in the world）。

▲维纳曾被誉为“世界上最神奇的男孩”

博士毕业后，维纳先后去了英国剑桥和德国哥廷根继续深造，回到美国后，他辗转在几所大学任教，最终在麻省理工（MIT）扎根，研究数学、信息理论和控制理论。

维纳渐渐成为了信息论的大牛导师，但有那么一阵子，他却因为招不到中意的学生而烦恼。

就在这时，有人给他推荐了皮茨。

起初，维纳根本不相信有这样的人存在。但是事实证明，他错了。

维纳和皮茨的初次见面是在维纳MIT的办公室里面。两个人都省去了寒暄的部分，直接切入了正题。维纳把皮茨领到黑板前面，然后自己开始在黑板上推公式，而皮茨很自然地在维纳的推导过程中提出了一些自己的见解。

▲坐在办公室里的维纳

推完两黑板的公式之后，维纳就决定要留下皮茨。

皮茨无疑是维纳见过的最厉害的年轻人。

他认为皮茨将会远超同龄人，成为那个时代全美国、乃至全世界最重要的两三个科学家之一。

在维纳的力保之下，MIT破格录取了既没有高中学历也没有本科学历的皮茨。

于是，皮茨正式成了维纳的博士生，继续神经模型的研究。

皮茨在维纳的指导下，准备在博士期间将他原本的二维平面神经网络模型拓展成三维模型，并原有的固定函数模型替换成概率模型——而概率正是维纳的长项。

即使是在今天，一个基于概率的三维神经网络模型也不是什么稀疏平常的博士课题，更何况是在70年前！

大家都觉得三维神经网络的数学复杂性不可想象，但是大家——特别是维纳，都对皮茨充满信心。

此外，信息论大咖维纳还从麦卡洛克-皮茨模型看到了另一种可能性。麦卡洛克-皮茨是以神经学为切入点，希望通过对神经元的建模来理解大脑是如何工作的。但是维纳认为，既然这个数学模型可以用来描述大脑，那么反过来，如果用电子机械系统搭建一个这样的模型，这不就成了“电脑”了吗？

好，让我们猜一下在20世纪40年代，谁会对一个叫作“电脑”的东西感兴趣呢？

答案当然是计算机之父——冯·诺伊曼！

维纳把皮茨和麦卡洛克的工作积极地介绍给了冯·诺伊曼，冯·诺伊曼从麦卡洛克-皮茨模型中获取了灵感，提出了冯·诺伊曼结构。1945年6月，冯·诺伊曼在划时代的报告《EDVAC报告书的第一份草案》（“First Draft of a Report on the EDVAC” ）中唯一引用公开发表的文章只有一篇，就是麦卡洛克-皮茨这篇论文。

除了顺手推动了一下计算机发展，维纳又集结了一批神经学家，成立了他的跨学科研究梦之队，风风火火地推进他的控制理论（Cybernetics）大业，致力于将生物体和电子机械设备统一在同一个系统理论的框架下。

维纳认为，生物体的通信和行为可以被建模，电子机械设备也可以具备像生物体一样的学习能力，依托控制理论的电子机械设备用不了多久可以代替人类完成大量任务。

维纳成功了，1949年正式提出“控制理论”之后，他俨然成为了学界明星，他的控制理论著作《控制论：关于动物和机器中控制和通信的科学》和大众科普版的控制理论《人有人的用处》都是经典中的经典。

▲《控制论：关于动物和机器中控制和通信的科学》，维纳在标题中简短地定义了“控制理论”，就是“关于动物和机器中控制和通信的科学”

▲维纳的在《人有人的用处》中提到：科学技术可能给人类社会造成的冲击，对部分人群可能造成压迫和剥削。这些问题在人工智能火热今天来看也毫不过时。

维纳为计算机科学、人工智能、机器人技术以及自动化等领域都做出了开创性的贡献，并成为名副其实的“控制论之父”。

但是令人意外和惋惜的是，相同的故事并没有在皮茨身上上演。

就在皮茨刚刚成为科学界的新星，开始闪耀光芒时，1952年，维纳突然单方面宣布与皮茨和麦卡洛克断交。

为什么会这样？

1952年，皮茨、麦卡洛克、维纳等人重聚合作，一切都看起来预示着进展和革命。神经科学、控制论、人工智能、计算机科学——都处在智能爆炸的前夜。天空（或者说精神）才是极限。

只有一个人不满于他们的团聚：维纳的妻子。

玛格丽特·维纳从各方面讲都是一个有控制欲的、保守的假正经，她对麦卡洛克给她丈夫的影响十分不齿。麦卡洛克在他的家庭农场举办野外聚会，在这里思想恣意漫游，所有人最后都会裸泳。

麦卡洛克来到了剑桥之后，玛格丽特却不再允许。所以她编造了一个故事，她告诉维纳当他们的女儿芭芭拉住在麦卡洛克在芝加哥的家里时，“他手下的几个男孩”勾引了她。维纳立刻发了一封愤怒的电报：“请通知（皮茨与莱特文）所有我和你们项目之间的联系被永久性的解除了。他们是你的问题。维纳”

此后他再也没有同皮茨说过话，也不告诉他为什么。

总之，维纳既没有解释，也再没见过皮茨，就这样突然、彻底地切断了他与那个他曾经无限看好的年轻人的联系。

天才陨落，酗酒而死，从此世间再无皮茨

皮茨从此一蹶不振。

而在这之后，他对于青蛙眼睛的研究结果更是将他推入绝境——大脑和神经元的关系异常复杂，并不能用纯粹的逻辑来回答。这完全颠覆了他的世界观。

▲皮茨与莱特文曾合作研究青蛙视觉与大脑的联系

蛙眼实验显示，纯粹的逻辑、纯粹以大脑为中心的思想观是有极限的。自然选择了生命的杂乱而非逻辑的严谨，这可能是皮茨难以理解的。但他预见不到他对于生物学大脑的观点虽然没有得到推广，但却推动了数字计算、机器学习中的神经网络方法、以及所谓的联结主义心灵哲学。但在他自己的想法里，他已经被打败了。

后来，皮茨失去了对研究以及对一切事物的热情。当他被授予博士时，他拒绝在文件上签字。

他把博士论文和所有笔记与论文一起烧掉。这些是他多年的成果，其重要性使每个圈内人士都翘首以盼，但都被他全部烧掉了，无价的信息化作了熵和灰烬。

在人生的最后岁月中，心灰意懒的皮茨与酒精相伴，于1969年死于酗酒的并发症——食管静脉曲张破裂。

皮茨与麦卡洛克建立了控制论和人工智能的基础，他们将精神医学的方向从弗洛伊德式的分析转到思想的机械论的理解，他们展示了大脑是进行计算的而心理活动是信息的处理活动。同时，他们还展示了机器可以进行计算，这为现代计算机的架构提供了灵感。因为他们的工作，历史上这段时间内神经科学、精神医学、计算机科学、数理逻辑以及人工智能是统一的，这实现了莱布尼茨最先提出的理念：信息是人类、机器、数字以及精神的通用“货币”。表面看起来迥然不同的世界的各种成分——大块的金属、脑中的灰质、纸上的墨痕，在深层次上都是可相互交换的。

作为当代的吃瓜群众，我们除了惋惜也无能为力，二十世纪最伟大科学家名单里，从此不会有皮茨。

也许在某个平行宇宙中，维纳和皮茨可以一直愉快地合作，提前几十年发展起来人工智能和深度学习。也许在今天，无人驾驶和各种自动化设施早就普及。

然而，在我们这个宇宙中，并没有这个“也许”。

只希望，当我们在享受人工智能带来的各种便利的时候，大脑里有那么几个小小的神经元稍微一放电，闪过这个发光的天才，他的名字是沃尔特·皮茨。

编辑：储舒婷
责任编辑：顾军

来源：综合我是科学家iScientist、机器之心等