Самый гениальный компьютер
Когда суперкомпьютер «Deep Blue» одержал победу над чемпионом мира по шахматам, встал вопрос: не должны ли мы заключить, что «Deep Blue» обладает разумом? (ответ к конце).
Что можно по праву назвать самым гениальным компьютером?
На заре промышленной революции, в середине XVIII столетия, стало модным уподоблять мозг машине. Позднее, когда символом прогресса стал телефонный коммутатор, мозг сравнивали с загруженным коммутатором, за которым сидит телефонистка, принимающая решения. Теперь же, когда компьютеры выполняют сложные задачи, мозг сравнивают с компьютером. Можно ли сказать, что этот пример исчерпывающе объясняет работу мозга?
Между компьютером и мозгом есть коренные отличия. Мозг представляет собой в первую очередь химическую, а не электрическую систему. В каждой клетке происходят многочисленные химические реакции, а в работе компьютера ничего подобного не наблюдается. Кроме того, по замечанию д-ра Сузан Гринфилд, «мозг никто не программирует: это вполне „самостоятельный“ орган, действующий самопроизвольно», тогда как компьютер нужно программировать.
Нейроны сообщаются друг с другом весьма замысловатым образом. Многие из них реагируют на 1 000 и более поступающих через синапсы сигналов. Чтобы представить себе, что это означает, обратим внимание на исследование одного нейробиолога. Он изучал один участок в нижней части мозга, расположенный сразу над носом, с целью выяснить, как мы узнаем запахи. Исследователь замечает: «Даже эта простая задача, которая представляется пустячной в сравнении с доказательством геометрической теоремы или эстетической оценкой струнного квартета Бетховена, требует участия примерно 6 миллионов нейронов, каждый из которых получает от своих соседей, возможно, до 10 000 сигналов».
Но мозг — это не просто совокупность нейронов. На каждый нейрон приходится по несколько клеток нейроглии, которые сохраняют целостность мозга. Кроме того, они обеспечивают нейронам электрическую изоляцию, отбиваются от инфекций и объединяются для создания защитного гематоэнцефалического барьера. По предположению исследователей, нейроглия может выполнять и другие функции, открыть которые еще предстоит. «Очевидная аналогия с созданными человеком компьютерами, обрабатывающими электронную информацию в цифровом виде, похоже, настолько хромает, что дает о мозге неправильное представление»,— заключается в журнале «Экономист».
Возможности
Мозг обладает уникальной способностью преобразовывать огромное количество несущих информацию нервных импульсов, благодаря чему мы воспринимаем их как звук. Между процессом мышления и слухом существует особая взаимосвязь, которая исследуется отдельной отраслью науки — психологией слухового восприятия. Например, если вы находитесь в комнате, где много людей, то благодаря способностям мозга вы можете сосредоточить свое внимание только на тех голосах, которые вас интересуют. У микрофона нет таких возможностей, поэтому, если в такой обстановке записать голоса на магнитофон, запись получится очень неразборчивой.
В книге «Потрясающий механизм» (англ.) говорится: «Самые сложные компьютеры, какие только можно себе представить, примитивны по сравнению с практически непостигаемым по своей сложности и гибкости человеческим мозгом, который обладает такими характеристиками благодаря сложнейшей, градуированной системе электрохимических сигналов. […] Каждое мгновение в твоем мозгу проходят миллионы сигналов, несущие с собой огромное количество информации. Они сообщают тебе о том, что происходит внутри и снаружи твоего тела: о судороге пальца на ноге, ароматном запахе кофе, шутке друга. Другие же сигналы, занятые обработкой и анализом информации, вызывают чувства, воспоминания, мысли и планы, которые приводят к определенному решению. Почти мгновенно твой мозг сигнализирует другим частям тела о том, что́ делать: пошевелить пальцем, выпить кофе, засмеяться или что-нибудь сострить в ответ. В то же время твой мозг следит за дыханием, химическим составом крови, температурой тела и другими жизненно важными процессами, о существовании которых ты даже не догадываешься. Благодаря его приказаниям, тело продолжает все так же функционировать, несмотря на постоянные изменения, происходящие вокруг и внутри тебя. Оно также готовится откликнуться на новые потребности» (страница 326).
«Человеческий мозг отличается разнообразием более специализированных действий, которым он способен научиться», — сказал один ученый. В вычислительной технике термин «аппаратный» применяется ко встроенным свойствам, которые заданы установленной схемой, в отличие от функций, которые вводятся в компьютер программистом. «В применении к человеку, „аппаратные средства“ обозначают врожденные способности или, по крайней мере, предрасположенности», — пишет один эксперт. У людей заложены способности приобретать обширные знания в разных областях, но не сами знания. Животные, в отличие от человека, имеют «аппаратную» инстинктивную мудрость, но зато их способность учиться чему-нибудь новому ограничена.
В нашем мозгу не «замонтирован» какой-либо определенный язык, а предварительно запрограммирована способность учиться языкам. Если дома говорят на двух языках, то ребенок может научиться обоим. Если в окружении ребенка говорят на третьем языке, то он может научиться и ему. Одна девочка с раннего детства имела дело с несколькими языками. К возрасту пяти лет она свободно говорила на восьми языках. Ввиду таких врожденных способностей, не удивительно, что один языковед сказал, что опыты с шимпанзе и языком жестов «на самом деле доказывают, что шимпанзе неспособны даже к самым элементарным формам человеческого языка».
Какой из созданных человеком компьютеров может чинить себя, переписывать свою программу или совершенствоваться с годами? Если нужно отрегулировать компьютерную систему, то написать и ввести новые закодированные команды должен программист. А наш мозг делает это автоматически как в раннем детстве, так и в старости. Не будет преувеличением сказать, что самые совершенные компьютеры крайне примитивны по сравнению с мозгом. Ученые называют мозг «самой сложной из всех известных систем» и «самым сложным объектом во Вселенной».
Гибкость
Хотя фактор наследственности, возможно, и влияет каким-то образом на деятельность мозга, но современные исследования показывают, что параметры нашего мозга не задаются генами в момент зачатия. «Никто даже не предполагал, что мозг может так сильно изменяться, как это известно науке сегодня»,— пишет лауреат Пулитцеровской премии Рональд Котулек. Проведя опрос более чем 300 исследователей, он пришел к выводу: «Мозг — это не неизменный орган; это постоянно изменяющееся множество клеточных соединений, на которое сильно влияет жизненный опыт» («Inside the Brain»).
Тем не менее мозг формируется не только жизненным опытом. На мозг также влияют наши мысли. Ученые обнаружили, что в мозге умственно активных людей число соединений (синапсов) между нервными клетками (нейронами) может быть на 40 процентов больше, чем число соединений в мозге умственно ленивых людей. Неврологи делают следующий вывод: необходимо использовать мозг или вы потеряете его. А что можно сказать о пожилых? Очевидно, с возрастом какая-то часть клеток мозга теряется, и в преклонном возрасте у человека может ухудшиться память. Однако это ухудшение не такое уж сильное, как некогда думали. В журнале «Нэшнл джиогрэфик» о человеческом мозге говорится: «Если пожилые люди остаются умственно активными… в их мозге все так же могут образовываться новые соединения и сохраняться старые».
Память
С памятью,— «возможно, самым необычным явлением в природе», как выразился профессор Ричард Томпсон,— связан целый ряд функций мозга. Изучающие мозг выделяют два вида памяти: декларативную и процедурную. Процедурная отвечает за навыки и привычки. Декларативная — за хранение фактов. Согласно книге «The Brain—A Neuroscience Primer», память делится на виды в зависимости от того, сколько времени в ней удерживается информация: очень кратковременная память продолжается около 100 миллисекунд, длительность кратковременной памяти составляет несколько секунд, рабочая память хранит недавно пережитое, и долговременная память содержит словарный материал, закрепленный повторением, и отработанные двигательные навыки.
Одно из возможных объяснений долговременной памяти состоит в том, что она начинается с деятельности в передней части мозга. Информация, отобранная для долговременной памяти, в виде электрического импульса поступает в отдел мозга, известный как гиппокамп. Здесь начинается долговременная потенциация, повышающая способность нейронов проводить сообщения.
В основе другой теории памяти лежит идея о ведущей роли мозговых волн. По мнению ее сторонников, регулярные колебания в электрической деятельности мозга, чем-то напоминающие удары барабана, помогают связывать воспоминания вместе и определять момент активизации различных мозговых клеток.
Какой объем информации может вместить человеческий мозг? Этот вопрос продолжает озадачивать ученых. В своей книге о возможностях мозга Питер Расселл пишет: «Чем больше мы узнаём о человеческом мозге, тем больше сознаём, что его потенциал намного превосходит все ранее имевшиеся представления о нем» («The Brain Book»).
По словам Питера Расселла, «память нельзя уподобить постепенно заполняющемуся контейнеру, скорее она подобна дереву с „растущими“ на ветвях крючочками, к которым цепляется новая информация. Она представляет собой новый набор крючочков, к которым присоединяется очередная новая информация. Так, возможности памяти могут расти. Чем больше мы узнаём, тем больше мы способны узнавать».
По оценке одного ученого, наш мозг может хранить информацию, которая «заняла бы около двадцати миллионов томов — столько же, сколько насчитывается в крупнейших библиотеках мира». Некоторые неврологи полагают, что за жизнь средней продолжительности человек использует только сотую долю одного процента (0,0001) потенциальных возможностей своего мозга.
Производительность
«По способности видеть, говорить, двигаться и руководствоваться здравым смыслом современные компьютеры нельзя сравнить даже с четырехлетним ребенком. Одна из причин этого заключается, конечно, в их чисто вычислительном действии. По оценкам, возможности обработки информации даже у самого мощного суперкомпьютера приравниваются к нервной системе улитки — мизер по сравнению с мощностью суперкомпьютера, который находится внутри [нашего] черепа» (Стивен Пинкер, директор Центра когнитивной неврологии Массачусетсского технологического института).
Например, каждую секунду благодаря различным органам чувств в мозг поступает приблизительно 100 миллионов единиц информации. Каким же образом он не перегружается такой лавиной? Если мы в один прием охватываем только одну мысль, то как разум справляется с миллионами одновременных сообщений? Очевидно, что разум не только выдерживает этот поток, но и с легкостью управляет им.
Тот способ, каким он это делает, является одним из многочисленных чудес человеческого мозга. Здесь играют роль два фактора. Во-первых, в стволе мозга находится сеть нервов величиной с мизинец руки. Эта сеть называется ретикулярной формацией. Действуя как своего рода центр регуляции движения, она следит за миллионами сообщений, поступающих в мозг, отсеивает все незначительное и отбирает существенное для внимания мозговой коры. Каждую секунду эта маленькая сеть нервов пропускает в сознание самое большее несколько сотен сообщений.
Во-вторых, дальнейшее сосредоточение нашего внимания происходит, по-видимому, благодаря волнам, которые проносятся через мозг от 8 до 12 раз в секунду. Эти волны вызывают периоды повышенной чувствительности, в течение которых мозг отмечает наиболее сильные сигналы и соответственно реагирует. Полагают, что мозг посредством этих волн тщательно просматривает сам себя, тем самым концентрируясь на главном. Таким образом в наших головах каждую секунду кипит поразительная деятельность!
Строение
Больше всего поражает строение человеческого мозга: он состоит, по крайней мере, из десяти миллиардов нейронов, каждый из которых, возможно, имеет более 1 000 синапсов, то есть соединений с другими нервными клетками. Невролог д-р Ричард Рестак говорит: «Общее число соединений в разветвленной сети нейронной системы мозга на самом деле астрономическое» («Мозг» [«The Brain»]). Он продолжает: «В мозге содержится, возможно, от десяти до ста триллионов синапсов». Дальше он задает уместный вопрос: «Как же такой сложный орган, как мозг, состоящий из клеток, количество которых варьируется от десяти до ста миллиардов, мог развиться из одной клетки — яйцеклетки?»
Воспоминания
По предположению исследователей, мозг хранит различные грани воспоминаний в разных местах, причем каждое понятие связано с областью мозга, которая «специализируется» на его восприятии. Безусловно, с памятью связан целый ряд мозговых центров. Так, миндалина — небольшой комок нервных клеток, расположенный недалеко от ствола мозга,— обрабатывает воспоминания о чем-то страшном. Область базальных ядер сосредоточивается на привычках и физических навыках, а мозжечок, относящийся к задней части мозга, концентрируется на выработке навыков путем тренировки и на рефлексах. Здесь, как предполагают, содержатся навыки сохранения равновесия, как например те, что необходимы при езде на велосипеде.
В этом кратком обзоре деятельности мозга невозможно коснуться других удивительных его функций, как-то: чувство времени, склонность к усвоению языка, сложные двигательные навыки, регулировка нервной системы и жизненно важных органов, а также способность переносить боль. Кроме того, ученые продолжают открывать химические вещества-посредники, служащие для сообщения мозга с иммунной системой. «Сложность мозга настолько поразительна,— замечает невролог Дейвид Фелтен,— что неизвестно, сможем ли мы вообще когда-нибудь постичь его строение».
Чемпион мира по шахматам против компьютера
Когда суперкомпьютер «Дип Блю» одержал победу над чемпионом мира по шахматам, встал вопрос: не должны ли мы заключить, что «Дип Блю» обладает разумом?
Вот что ответил профессор Йельского университета Дейвид Гелернтер: «Нет. „Дип Блю“ — это всего лишь машина. У нее не больше ума, чем у цветочного горшка. […] Все дело в том, что люди — непревзойденные создатели машин».
Профессор Гелернтер указал на главное отличие: «Мозг — это машина, которая способна формировать осознание своего Я. Благодаря мозгу мы обладаем богатым воображением, а компьютеры — нет».
Он сделал вывод : «Пропасть между человеком и [компьютером] всегда была и никогда не исчезнет. Машины будут и дальше упрощать, оздоровлять, обогащать жизнь человека и делать ее более захватывающей. А люди будут и дальше думать о том, о чем они думали всегда: о себе, друг о друге, и многие из них — о Боге. Машины на это никогда не влияли. И никогда не будут влиять».
P. S.
Говорят, что, по теории, если дать огромному числу мартышек огромное число пишущих машинок, в конце концов они напечатают полное собрание сочинений Шекспира. Исследователи из Плимутского университета в Англии на один месяц дали шести мартышкам компьютер. По словам газеты «Нью-Йорк таймс», «мартышки не напечатали ни единого слова». Шесть мартышек в зоопарке Пейнтон, в юго-западной части Англии, «напечатали лишь пять страниц текста», по большей части состоящего из повторения одной и той же буквы, правда в конце еще было несколько других букв. Еще мартышки использовали клавиатуру как общественный туалет.
via © voiceofreason