人脑如宇宙一般，瑰丽而浪漫，充满神秘感，是生物演化过程中的一个奇迹。然而，我们对自身脑的理解，并没有比对宇宙的理解更深。
当阿尔法狗每下一盘棋所需要的电费成本约为3000美元时，李世石只花费了一块牛排和一杯咖啡的代价。面对这样高达一万倍的功耗，我们需要进一步探索像人脑一样低功耗的高效的计算方式——类脑计算。

陈铭松，华东师范大学软件工程学院教授。

一 阿尔法狗比人聪明吗？
电脑和人脑的PK？
人工智能和类脑计算
脑和生物神经是怎么工作的？
全世界都在研究类脑计算
二 人工智能和神经网络
人人都在说的人工智能到底是什么
第一代神经网络：感知器
第二代神经网络
第三代神经网络
三 探秘脉冲神经网络
神经元：智慧的基本单元
突触：学习和记忆发生的地方
脉冲神经网络结构
学习算法：脉冲神经网络如何变得更聪明
四 类脑计算的实现
器件层面的实现——忆阻器
芯片层面的实现——专用集成电路(ASIC)芯片
软件层面的实现——NEST
软硬件协同的实现——FPGA
五 类脑计算能做很多事
数字识别
无人自行车
受生物脑启发的自动驾驶汽车
结语
参考文献

太阳发出的一个脉冲
经过4．2年的跋涉在比邻
星上引起了另一个脉冲，
信号波形完全相同。整个
宇宙是一个大脑，每颗恒
星是一个神经元，神经元
之间的通信通过脉冲来实
现。
刘慈欣笔下的宇宙大
脑，瑰丽而浪漫，充满神
秘感。而我们对自身大脑
的理解，并没有比对宇宙
的理解更深。
阿尔法狗战胜了人类
棋手，人类引以为傲的智
慧巅峰被机器一个个征服
。机器被赋予“智能”，并
以“人工智能”命名。人工
智能最终会超越人类吗？
人类将何去何从？这不再
仅仅是技术问题，而逐渐
成为人们思考和热议的社
会问题。
智能和思维的本质是
什么？大脑的运行仍然如
宇宙一般深邃与神秘。
“类脑计算”是人工智
能的一个新阶段。人工智
能已经取得了一些眼花缭
乱的成果，然而也有学者
认为，如果真正的智能是
月亮的话，那么，目前我
们只是爬到了树上，离月
亮是近了点，但以当前的
技术路线是爬不到月亮上
面去的。类脑计算从字面
上讲，就是模仿人脑或者
生物脑的计算。当前人们
研究的类脑计算采用更接
近生物脑的脉冲神经网络
，和刘慈欣笔下的宇宙大
脑一样使用脉冲来传递信
息。类脑计算，或者脉冲
神经网络，会是登上“真
智能”月亮的飞船吗？
本书的主体部分分为
五章，以手指月，希望带
大家了解类脑计算的粗浅
概貌。
第一章带您进入类脑
计算的世界。该章简单介
绍人工智能和类脑计算的
基本概念、生物脑的基本
工作原理，并全景式描述
当前各国的研究状况。
第二章讲述人工智能
和神经网络。神经网络是
人工智能的技术基础，随
着脉冲神经网络成为第三
代神经网络，其经历了怎
样的发展历程呢？
第三章解析脉冲神经
网络。该章介绍的内容包
括脉冲神经网络的基本单
元神经元的生物结构和功
能，信息神经元的设计思
路，突触的生物学原理和
学习训练机制，脉冲神经
网络的结构及其学习算法
，等等。
第四章讨论类脑计算
的实现。类脑计算可以在
底层器件层面、硬件芯片
层面、软件仿真器层面以
及软硬件协同层面来实现
。不同层面有不同的特点
，每一个层面都吸引了大
量的科研工作者去研究。
我们期待着突破性进展的
早日到来。
第五章介绍类脑计算
的一些应用。这些应用包
括：从最简单经典的手写
数字识别，到能自动平衡
行驶的自行车，再到人工
智能的“圣杯”——自动驾
驶。与当前盛行的基于深
度学习的人工智能不同，
基于类脑计算的系统具有
更简洁的网络、更低的功
耗，甚至更好的网络可解
释性。
本书由陈铭松、柴志
雷、陈闻杰主笔，李子梅
、张文胜、李佩琦、郁龚
健、华夏参与了有关章节
的编写。本书的目的在于
展示类脑计算的各个方面
，帮助读者对此建立初步
的认知。按照丛书的整体
要求，我们试图使本书既
具有基础性，又具有前沿
性。限于作者的专业水平
和视角，这个目的很难令
人满意地实现。虽然根据
霍金的说法，一个公式会
吓退一半的读者，但是我
们仍旧难以抵挡公式的简
洁性和严谨性的诱惑，还
是放了不少在书中。作为
补充，我们提供了一些图
片，便于读者直观理解。
全书如有错漏之处，也欢
迎读者随时指正。
或许，类脑计算和脉
冲神经网络仍然不是那个
可以登月的飞船；又或许
，它是莱特兄弟的飞机，
虽然还离不开空气，但是
已经脱离了地平线。路，
还在前方。
神秘的智能世界，有
待大家进一步探索。
陈铭松 柴志雷 陈闻
杰
2022年4月