第301章 “噪声”的形状

“问题的关键在于,”高翔在白板上写下了一个词——Noise,“我们对‘噪声’的定义,存在分歧。”

他看向索菲亚:“在经典的信号处理中,我们通常假设噪声是‘高斯白噪声’,也就是说,它在所有频率上的功率谱密度都是均匀的,且各个时间点之间是完全不相关的。这是一种最简单的、纯粹的随机。”

然后,他转向李哲:“但是,自然界中,尤其是复杂的生命系统中,大量的‘噪声’,都不是‘白’的。它们的功率谱,往往与频率f的某个幂次方成反比,也就是 P(f) ∝ 1/f^α。”

他在白板上画出了一条双对数坐标下的斜直线。

“这种噪声,我们称之为‘有色噪声’。比如着名的1/f噪声,或者叫‘粉红噪声’。它不是完全无记忆的,它的当前状态,与它过去的所有状态,都存在着某种长程关联。这种特性,在物理学上,与‘临界现象’和‘自组织’行为密切相关。”

高翔的这番话,如同一位技艺高超的翻译官,瞬间将两个不同领域的语言体系,统一到了一个更高维度的物理学框架之下。

李哲和丰院士的学生们,眼中露出了恍然大悟的神情。他们知道1/f噪声,但从未想过,可以用它来精确地描述自己观测到的神经元波动。

而索菲亚和徐涛,则更是眼前一亮。“有色噪声”和“幂律分布”,这是他们可以理解、并且可以用代码去生成的数学模型!

“所以,”高翔继续说道,“我们现在面临的,不是一个无法处理的‘脏数据’问题,而是一个定义不清的‘噪声’形状问题。”

他看着在座的所有人,提出了一个清晰的解决方案:“我们的第一步,不应该是粗暴地去建立一个简化模型。而是应该利用‘神威之心’的强大算力,对丰院士团队提供的这500TB原始数据,进行一次最彻底的、大规模的统计物理分析。”

“我们要计算出这些神经‘噪声’的功率谱密度、自相关函数、以及各种高阶矩。我们要做的,是为这些看似混沌的‘噪声’,画出一幅精确的、定量的数学‘肖像’。只有搞清楚了它的真实形状,我们才能去构建一个真正符合生物学现实的、非确定性的神经元模型。”

高翔的理论,为生物学的“模糊”和计算机科学的“精确”之间,架起了一座坚实的桥梁。

会议室里,持续了近半个小时的争论,烟消云散。

“精彩!太精彩了!”丰院士带头鼓起了掌,眼中充满了对高翔的欣赏,“高博士,你为我们找到了那个最关键的环节!”

徐涛也兴奋地一拍大腿:“没错!先别管模型!我们先用最笨的办法,把这堆数据的‘脾气’摸透了再说!”

团队最终达成了一致共识。