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但就在这个领域似乎要统一起来，并且有望对脑的功能提供新的见解时，冯·诺伊曼开始产生怀疑。1946年11月，他给维纳写了一封信。他在信中指出，大家对计算机和脑之间的相似之处的关注可能是错误的。冯·诺伊曼认为，“在图灵、皮茨和麦卡洛克的巨大积极贡献被接受之后，情况没有变得更好，反而变得比以前更糟了”。[44] 冯·诺伊曼意识到，问题的关键是真正的神经系统比麦卡洛克和皮茨所描述的要复杂得多，而且除了单个动作电位“全或无”的基本特征外，神经系统实际上并没有以数字方式运行。尤其重要的一点是，正如阿德里安的研究指出的那样，神经编码中还包括一个关键的模拟元素：放电频率会随着刺激强度的增加而增加。这表明神经元在表征外部世界时并不是数字化的。
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冯·诺伊曼此时认为，他和维纳选择研究“世界上最复杂的物体”——人脑，是一个错误。他认为，即使选择一个更简单的神经系统，比如蚂蚁的神经系统，也不会有什么帮助：“［如果研究更简单的神经系统，］我们失去的几乎将和我们得到的一样多。随着数字（神经）部分变得简单，模拟（体液）部分将变得更难理解……科学问题变得不那么清晰，我们研究清楚这些问题的可能性会越来越小。”冯·诺伊曼的解决方案是，应该彻底放弃研究神经系统。他认为，最有可能成功运用逻辑学来理解生物学的途径，也许是对病毒的研究。[45]
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尽管态度悲观，但冯·诺伊曼并没有放弃继续参与对控制论和脑的讨论。1948年9月，在帕萨迪纳举行的一场关于行为的大脑机制的会议上，他发表了一个演讲，对比了模拟计算机和数字计算机的结构，然后将两者分别与神经系统做了对比。[46] 冯·诺伊曼认识到神经元并不是真正的数字化的，这不仅是因为它们对刺激的响应方式，还因为它们参与其中的反馈回路（例如那些控制血压的反馈回路）既包含神经的成分又包含生理的成分。正如他所说的那样：“生物体是非常复杂的，其运作机制一部分是数字的，一部分是模拟的。”[47] 他还解释说，脑远比任何计算机小，并且含有更多的组件。（这发生在晶体管时代之前，晶体管在一年前刚问世，使计算机微型化迈出了第一步，但他的这个观点至今仍然成立。）最重要的是，他提出了神经科学中的一个重大问题，并且使用了一个现在很常见但在当时却很新颖的动词：“［神经］是如何将一个连续变量编码为数字化符号的？”
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麦卡洛克和皮茨的研究证明，“任何可以被详尽并且明确描述的事物……事实上都可以用一个恰当的有限神经网络来呈现”。[48] 冯·诺伊曼同意这一观点，但指出了实现这一目标面临的实际问题。在他看来，即使是一个简单的视觉类比，例如“一个物体像一个三角形”，这样一个神经网络也会无比复杂，其组成部分的数量会“多到完全不切实际”的程度。冯·诺伊曼的结论很悲观：
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因此，寻找一个精确的逻辑概念——在这里就是对“视觉类比”进行精确的口头描述——或许是徒劳的。视觉脑区本身的连接模式可能就是对这一原理的最简单的逻辑表达或定义。
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冯·诺伊曼认为，即使是对一些相对简单的心理过程，也不可能构建出成功的模型，所谓的模型仅仅是对现实中参与相应计算的神经系统一部分一部分的模仿。他担心，任何基于麦卡洛克和皮茨提出的方法的人脑实体模型，都会被证明“太大了，物理宇宙根本装不下”。
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在同一个会议上，麦卡洛克做了一个演讲，演讲的题目很有话题性：“为什么心智存在于脑中？”。（在演讲的最后一段，他给出了一个老套的答案——因为那里是所有神经元的所在地。）
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对于构建脑模型的可能性，麦卡洛克此时也感到悲观。他说皮茨正致力于绘制一些简单的反射弧的输入/输出关系图谱，“但还没有得到什么非常简单的结果”。他还说：“我们甚至无法绘制出整个大脑皮层的这种关系图谱。”[49] 对当时或现在的大多数神经生理学家来说，这并不奇怪。
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这次会议几周后，维纳出版了《控制论：或关于在动物和机器中控制和通信的科学》。在这之后，一切都改变了。维纳在书中创造了“控制论”这个术语（他借用了希腊语中“舵手”这个词），这个概念后来被用来描述整个领域。与此同时，尽管书中含有大量多数人无法理解的公式（也有许多错误），《控制论》还是成了一本国际畅销书。无论对科学家还是公众来说，这都是一本重要的著作。维纳本人就是一个颇具传奇色彩的人物，足以吸引媒体的关注。他身材魁梧，戴着一副镜片很厚的眼镜，留着范·戴克[50] 式的胡子。维纳在十几岁的时候就曾跟随伯特兰·罗素学习，他后来的自传的第一卷甚至用了一个准确但不太谦虚的标题——《前神童》。他的家庭生活也很复杂：虽然他的父亲是俄裔犹太人，但他的妻子却是一名反犹分子，并且是希特勒的支持者。据陶菲·麦卡洛克回忆，维纳会去她父母的乡间别墅，和他们一起在附近的湖里裸泳：“他很有特点，看起来像一只眼睛鼓出来的青蛙。我记得他浮在湖里，挺着肚子，不停地说话，在空中挥舞着雪茄，然后慢慢地没入水中。”维纳的女儿也记得那次裸泳之旅，以及可能因此爆发的家庭危机：“哦，如果妈妈听说了这档子事，我能想象她一定会暴跳如雷。”[51]
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在《控制论》中，维纳解释了信息的数学概念（这一概念刚出现不久），并强调了负反馈在使动物和机器的行为看起来像是存在某种目的性这一过程中所起的作用。他还探索了脑和计算机之间的相似性。和冯·诺伊曼一样，维纳以麦卡洛克和皮茨将动作电位视作数字信号的观点为出发点，并且在此过程中认识到了图灵的思想至关重要的影响。他使用这个框架讨论了许多记忆模型，其中包括一个似乎正确的直觉：“信息的长期存储很可能是通过神经元阈值的变化实现的，或者换句话说，很可能是通过每个突触对讯息的通透性的变化实现的。”[52]
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维纳还对脑和计算机进行了比较，重点研究了两者一个特别重要的区别——激素作为讯息可能对脑和行为产生的影响。正如他所说，这些生理信号并不是先天固有、一成不变的，所以肯定以某种方式带有“可能针对的对象”的标记，因为它们虽然在体内自由循环，却只影响特定的神经元，这和计算机的工作方式很不一样。
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在1950年的“控制论会议”上，芝加哥大学的生理学家拉尔夫·杰拉德（Ralph Gerard）从长远的角度出发，警告与会者，在使用这种方法理解脑时，浮夸的言论和“过度乐观”是危险的，因为人们对神经系统是如何运作的仍然缺乏真正的了解。杰拉德强调，虽然单个动作电位在本质上是数字化的，但神经元传递信息的方式在本质上却是模拟的，神经元网络的运作方式也和电子仪器不一样。[53] 考虑到麦卡洛克在这个问题上投入的精力，他可能是损失最大的人，但他仍然坚持自己的观点，坚称就信号传输而言，“咔嗒一下就能完成”[54] 。这场讨论逐渐变得越来越吹毛求疵，最终变成了关于定义的长时间争论，也没能得出什么结果。理论学家和实践生物学家之间的分歧变得越来越大。
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1958年，冯·诺伊曼生前[55] 的著作《计算机与人脑》（The Computer and the Brain ）出版，这是他就这个问题最后一次发表观点。他在书中复述了许多十年前发展出的观点，然后承认问题不仅仅是脑远比机器更复杂，而且脑似乎是沿着与他最初设想的不同的路线实现其功能的。他在书中写道：“这个领域的逻辑结构与我们惯常的逻辑学和数学中的逻辑结构不同。”[56] 他进而得出结论：“从评估中枢神经系统真正使用的数学或逻辑语言的角度来看，我们使用的数学的外在形式完全不适合做这样的工作。”理论很强大，但复杂的生物现实更强大。
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“控制论会议”从1946年一直持续到1953年，但除了反馈的作用以及某些可能参与到机器和生物体行为的共同过程外，并没有在我们对脑的理解上取得任何实质性进展。物理学家和分子遗传学家马克斯·德尔布吕克（Max Delbrück）[57] 是一个直言不讳的人，他参加过其中一次会议，并满带嘲讽地回忆说那次讨论“空洞至极，毫无意义”。[58] “控制论会议”的问题在于，讨论的话题太广了，从章鱼的学习过程到记忆的量子理论，无所不包。但由于大多数与会者都不是相应领域的专家，因此讨论往往会落入老生常谈，与会者会没完没了地要求演讲者解释或者评论。这一点从拉尔夫·杰拉德在1949年的会议上提的一个充满哀怨的请求就能看出来。他在会上问：“我只是想问问我们究竟该谈论些什么？”[59] 由于没有得出什么重大结论，这个团体最终逐渐解散了。它的最后阶段以一场神秘的争吵为标志，这场争吵使维纳与麦卡洛克和皮茨彻底疏远，而且争吵显然是维纳的妻子恶意引发的。[60]
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1949年，英国的一群年轻研究者在伦敦组成了一个更加非正式的团体，取名为“计算俱乐部”（Ratio Club）[61] 。加入这个非开放型俱乐部的关键标准是，你要像21世纪引领潮流的潮人一样，必须在维纳出版《控制论》之前就已经进入了控制论领域（确切的说法是，会员仅限于“那些在维纳的书出版前就有维纳那样想法的人”，此外，大学教授也不能加入这个俱乐部）。[62] 尽管麦卡洛克到场发过几次言，但计算俱乐部没有唤起控制论小组那样大的关注，也缺乏充足的资金。这个俱乐部最终于1958年解散，解散前共召开过38次会议。[63]
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美国和英国的这两个小组的问题在于，这些讨论最终让控制论比看上去更不靠谱了。图灵是计算俱乐部的一员，他尤其对一些控制论专家的浮夸言论持批评态度——他把麦卡洛克斥为“江湖骗子”。[64] 最终，图灵的注意力从脑上转移走了，他把他聪明的头脑用在了关注生物体的发育和生长过程上。
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对于二战后这个科学发展的关键时期来说，这样的结局显得很让人丧气。然而在这个结局中，有一个例外：无论是控制论小组、计算俱乐部还是全世界范围的公众，都对在半自主机器人上展现这门新科学的理念的尝试很着迷。例如，在1951年的“控制论会议”上，克洛德·香农展示了一个迷宫学习机器人。这个机器人通过试错来走出一个简单的迷宫并且能记住正确的路线，它甚至内置了一个“抗神经过敏电路”，当它花了太长时间仍然无法走出迷宫时，会启动随机运动以找到一个正确的路线。[65] 这个机器人的最初版本是一个很大的电路板，由75个笨重的电磁电话继电器组成，带有一个能在迷宫的地面上移动的手指传感器。这款机器人后来被升级为更受公众欢迎的“机器鼠”，由磁体驱动。在一部有关这只机器鼠——被取名叫“忒修斯”（Theseus）——的短片中，香农声称它破解迷宫的能力“涉及一定程度的心智活动，或许与脑的某些活动有相似之处”。[66] 这个机器人给每一个人都留下了深刻的印象，无论是“控制论会议”的参会者（有一个人不加批评地说：“它太像人类了。”[67] ），还是《时代》周刊、《生活》杂志和《大众科学》杂志的读者。香农的雇主贝尔实验室也不例外，他们甚至还考虑过让香农成为董事会成员以表彰他的成就。[68] 尽管各界对这个机器人无比兴奋，但忒修斯只不过是罗斯和史密斯在20世纪30年代制造的机械迷宫机器人的一个更复杂的版本，而且它也没有为理解学习过程提供任何新的见解。[69]
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诺伯特·维纳也制造了一个机器人——一只能被光吸引的三轮飞蛾。如果将装置中中子流的方向逆转，这个机器人就会变得逃避光，成为一只见光就躲的臭虫。[70] 1950年，在一场哈佛大学排演的恰佩克的戏剧《罗素姆万能机器人》的序幕中，维纳向观众展示了这个飞蛾版本的机器人。这只飞蛾被命名为“帕洛米拉”（Palomilla），身上裹着一层纸糊的甲壳（这从生物学的角度来看其实并不准确），维纳站在舞台上用手电筒的光引诱它。当时的《哈佛深红报》（Harvard Crimson ）报道：“帕洛米拉会犯错，它一度跑到了窗帘后面，还经常停住，但它的行动至少比蚯蚓更果断，速度也快得多。”[71]
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大约在同一时间，计算俱乐部的格雷·沃尔特（Grey Walter）也发明了一个类似的装置。这个装置由一对带轮子的乌龟组成，名叫“埃尔默和埃尔西”（Elmer and Elsie），这个名字是“能感光的电子机械机器人”（ElectroMechanical Robots,Light Sensitive）的缩写。[72] 和维纳的飞蛾一样，电子乌龟也会被光所吸引，它们后来在不列颠节（Festival of Britain）上展出，现在陈列在伦敦的科学博物馆。在一部1951年的百代新闻影片中，一位说话气喘吁吁的解说员告诉英国的电影观众，沃尔特的乌龟——现在已经改名为“托比”，显然是为了和乌龟的英语单词“tortoise”押头韵——有“一个电子脑，具有与人类心智类似的功能”。[73] 事实上，“托比”所做的无非是向一盏灯做趋光运动，如果途中撞上了什么东西，就随机地移动。当它的电池快没电时，它会回到它的充电站（一定程度上，算是它的窝）。和电子狗“塞雷诺”相比，无论是维纳的飞蛾/臭虫还是沃尔特的乌龟，在概念上都没有什么进步——这些设备利用的都是反馈机制。
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计算俱乐部的另一名成员威廉·罗斯·阿什比（William Ross Ashby）制造出了更严肃的东西。利用英国皇家空军多余的电磁瞄具，他造出了他所谓的“稳态保持器”（Homeostat）。这是一个模拟/数字复合设备，能够通过随机选择来寻找一个稳定的状态，从而响应环境的变化。“稳态保持器”的工作原理非常复杂，当阿什比在1952年的最后一次梅西大会上展示它时，皮茨甚至完全难以理解。但“稳态保持器”表明，随机变化的逐渐累加确实能促进适应性行为的出现。[74] 尽管这可能是一个有趣的隐喻，能够展示进化是如何通过自然选择来塑造我们的感官的，但它能提供关于脑功能的什么新见解（如果有的话），我们至今仍然不清楚。[75] 事实上，不管它们对公众对机器人技术的兴趣——甚至行为可能来自一系列指令和无机元件这一观点——产生了何种影响，“忒修斯”、“帕洛米拉”、“托比”（“埃尔默和埃尔西”）以及神秘的“稳态保持器”都没有对研究脑工作机制的科学方法产生任何影响。[76]
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然而在脑的功能这个问题上，学界在二战后确实达成了一项重要共识——认为人脑的活动在某种程度上与心智是一回事。两部关键的著作促成了这种共识，而且两者几乎是同时出版的，虽然其形式截然不同。1949年，哲学家吉尔伯特·赖尔（Gilbert Ryle）出版了一部针对这个问题的著作，书名叫《心的概念》（The Concept of Mind ），文字通俗易懂。1950年，艾伦·图灵写了一篇高深的学术论文，论文的标题是《计算机器与智能》（Computing Machinery and Intelligence）。[77]
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图灵的论文产生了巨大的影响，因为他在这篇论文中提出了后来被称为“图灵测试”的概念来回答“机器能思考吗？”这个问题。图灵把他的想法称为“模仿游戏”（讲述他生平的电影也因此得名）：如果你有一台可以回答问题的设备，而且人可以和这个设备进行对话，却无法察觉到这是一台机器，那么无论从何种角度来看，这台设备都是可以思考的。图灵的论文中没有数学内容，在本质上是一篇哲学论文，像洛克和莱布尼茨这样的人读到后能立刻领会他的思想。他相信技术的进步会使机器通过测试：
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