Ваш мозг — не компьютер. Человеческий мозг и компьютер
Мозг и компьютер
Сейчас
многие проводят аналогии между работой
мозга и ЭВМ. В упрощенном виде такие
воззрения полагают, что мозг – это биологический компьютер, самообучающаяся нейронная сеть, спроектированная эволюцией. В этой статье
автор попытается показать слабые места этих воззрений.
Наш мозг может решать многие задачи, которые компьютер теоретически решить тоже может, но реализовать это в искусственных ЭВМ крайне сложно. Возьмём, к примеру, распознавание изображений. Чтобы распознать изображение с сетчатки глаза, нужно “попиксельно” просканировать это изображение, преобразовать 2d в 3d, сравнить с некой базой данных и найти там соответствие, и пересчитать положение объекта в пространстве. На данный момент лучшие программисты
пытаются решить эту задачу и добиваются
достаточно ограниченного успеха. Далее, для распознавания звука нужна другая программа, для распознавания запахов – ещё одна программа; для каждой отдельной мыслительной задачи тоже нужна своя программа: например, чтобы предсказать, куда упадёт летящий мяч, нужно решить систему дифференциальных уравнений, чтобы говорить – нужна ещё одна программа, чтобы разработать теорию относительности – ещё одна программа и т.д.
Автор хочет этим сказать, что человеческое мышление слишком
универсально
, чтобы объяснить его
простым сравнением с компьютером.
На эти аргументы часто приходится слышать возражение, что мозг – это не ЭВМ с его принципами работы, а самообучающаяся нейронная сеть.
На это можно возразить несколькими
доводами:
1) Нейронные сети также неизмеримо менее универсальны, чем человеческий разум. Можно построить, например, нейронную сеть для игры в Го и научить её играть в эту игру лучше человека. Но эта нейронная сеть никогда не научится играть в шахматы, или выполнять любую другую задачу, отличную от игры в Го.
2) Не являясь специалистом в нейронных сетях, автор полагает, что они в принципе не могут научиться сложным мыслительным операциям, таким как перевод текста. Это связано с тем, что для таких операций требуется сложная дискретная логика (см. ниже).
3) Если даже нейронные сети и научатся хорошо переводить, разговаривать как человек, автор полагает, что обучение этих сетей будет не менее сложным процессом, чем написание компьютерных алгоритмов и программ для сходных задач.
4)
Если наш мозг - это самообучающаяся
нейронная сеть, кто проводит обучение (тренировку)
этой сети? Ведь чтобу обучить ту же
нейронную сеть для игры в Го, необходимо
заставить её миллионы раз играть с самой
собой. Для человека в ходе его взросления
никаких подобных условий не создаётся.
Сказанное не означает, что создать
искуственный интеллект с существующими
технологиями в принципе невозможно.
Скорее наоборот, рано или поздно что-то
похожее на думающую машину будет создано;
но работа этой думающей машины будет
основываться на совершенно других
принципах, чем человеческое мышление. При
этом во многих аспектах эта машина будет
неизмеримо "умнее" человека. Ведь
уже сейчас, например, переводчик Google
переводит тексты хоть и менее
качественнно, чем живой переводчик, зато
в тысячу раз быстрее.
Но главное - эта "думающая машина" будет настолько сложной системой, что можно полностью исключить появление подобной сложности в ходе естественного отбора (см. ниже).
Цифровые и аналоговые устройства
Все компьютеры можно условно разделить на два больших “царства” – цифровые и аналоговые. Аналоговые ЭВМ сейчас почти полностью вытеснены цифровыми, поскольку последние легче запрограммировать на конкретную задачу.
Про цифровые и аналоговые устройства, и про параллели с живыми системами можно почитать в статье Анатолия Протопопова "Мозг экономичный":
Процитируем часть этой статьи:
В
чём главное отличие этих типов? Рукотворный цифровой компьютер состоит из, в общем и среднем, таких же полупроводниковых элементов, что и электронный аналоговый - разве что работают они обычно в несколько других режимах. Тем не менее, они фундаментально различаются в главном - самом подходе к решению задач; и это отражается на общем плане их построения.
Цифровой компьютер оперирует абстрактными сущностями - числами. В привычных нам цифровых компьютерах числа задаются в одной из позиционных систем счисления; технически наиболее удобна двоичная. Узлы такого компьютера, хранящие или преобразующие эти числа, состоят из некоторого количества так называемых "разрядов" - однотипных структур, каждая из которых, хранит или обрабатывает, одну из "цифр" числа - обычно это ноль или единица. Эту структуру можно наглядно представить себе в виде разграфлённого бланка, где отдельные цифры числа могут быть записаны только в графах, но никак не между, и не за пределами их. Количество этих разрядов (граф), наряду с другими особенностями, характеризует вычислительную мощь цифровой системы - в цифровых системах обычно бывает не менее четырёх двоичных разрядов, иначе обработка информации оказывается слишком грубой. В свете нашей темы на это обстоятельство следует обратить внимание, ибо оно показывает наличие минимального порога сложности цифровой системы: оперировать только одноразрядными двоичными числами, могущими принимать только два значения ("да-нет", "чёрное-белое") смысла не слишком много. Впрочем, "чёрно-белое" мышление некоторых людей наводит на определённые параллели... Разумеется, этим сложность цифровой системы далеко не ограничивается, а пожалуй, только начинается.
Цифровые компьютеры были разработаны для решения абстрактных задач, изначально заданных в численной форме. Если же мы хотим приспособить цифровой компьютер к решению задач реагирования на события реального мира, мы должны сначала представить для него этот мир в численном виде, а уж затем что-то с этими числами делать - складывать, вычитать, интегрировать, производить прочие манипуляции, причём строго согласные с математическими законами преобразования чисел. Чисел, обратите внимание! Ну и далее преобразовывать результат этой обработки (некое итоговое число) в степень активности исполнительных узлов, такой, как например, скорость вращения электродвигателя, приводящего в действие наше устройство.
В аналоговой системе никаких чисел нет. И соответственно - нет никаких "разрядов". Есть натуральные величины - в виде силы электрического тока, давления газа или жидкости, концентрации тех или иных веществ, как-то пропорциональные чему-то в окружающем мире. "Серьёзные" аналоговые компьютеры - это довольно сложные устройства, содержащие узлы, позволяющие сравнивать, складывать, интегрировать, и производить прочие преобразования электрических токов, давлений жидкостей, и других величин, отражающих состояние реального мира. Важно, что преобразуются сами величины, а не числа, их описывающие.
Но аналоговая система обработки информации может быть и крайне простой - например, такой системой можно полагать устройство, поддерживающее постоянный уровень воды в сливном бачке унитаза (да простит меня уважаемый читатель за, возможно, не слишком импозантный образ). Информация об уровне воды, посредством датчика (поплавка) чисто механически передаётся в исполнительный клапан, являющийся одновременно устройством, задающим порог срабатывания.
Привычный же нам фон Неймановский цифровой компьютер просто обязан иметь в своём составе некий минимальный, причём, достаточно обширный, набор узлов, строго определённым образом соединённых между собой, - даже если эта задача крайне проста.
Но это ещё не всё.
Практически все компьютеры, с которыми приходится сталкиваться нашему уважаемому читателю (да и не менее уважаемому автору) обладают архитектурой, предложенной Джоном фон Нейманом с соавторами в 1946 году. Такой компьютер обязательно содержит в своём составе 1) арифметическое устройство, осуществляющее различные манипуляции с числами, 2) устройство управления, обычно объединённое с арифметическим под общим названием "процессор", и управляющее ходом преобразований и 3) память для хранения чисел, над которыми производятся действия, а также для хранения программ; причём память состоит из однородных ячеек. Также, практически всегда в состав такого компьютера входят устройства, осуществляющие взаимодействие с окружающим данный компьютер миром (устройства ввода-вывода), но эти устройства не являются неотъемлемой частью архитектуры фон Неймана. Программа (описание того, как эту задачу надлежит решать; программой можно назвать, например, кулинарный рецепт) для такого компьютера должна быть составлена заранее, представлена в виде последовательности простых, и чётко-однозначных команд, и в форме условных чисел записана в его память. Сложность решаемой фон Неймановским компьютером задачи ограничена лишь объёмом его памяти, и квалификацией составителя программы её решения, но, вообще говоря, не сложностью устройства данного конкретного компьютера.
Допустим, нам нужно построить на основе вышеописанного цифрового компьютера систему, обладающую фототаксисом (стремлением к свету). Мы бы включили в эту систему датчики освещённости (два или больше, разделённые чем-то светопоглощающим), преобразователь сигнала, поступающего с датчиков, в цифровую форму, память, где бы хранилось числа, отражающие значения освещённости в каких-то единицах, и прочие числа, имеющие отношение к нашей задаче. Также в памяти (не обязательно - той же самой) хранилась бы программа - набор особых чисел - условных кодов пошаговых инструкций, побуждающий нашу систему функционировать именно так, как требует наша задача, и никак не иначе.
Уровень сигнала об освещённости преобразовывался бы в числа, и помещался бы в память. Далее, цифровая система, повинуясь заложенным в её память кодам (реализующим нужный нам алгоритм работы), помещала бы эти два (или больше) числа в регистры процессора, процессор бы производил достаточно замысловатую процедуру вычитания этих чисел, формировал бы число со знаком - их разность, и далее эта разность, через обратный преобразователь поступала бы в исполнительный узел, обеспечивающий должное положение "руля", и должную активность "двигателя". В качестве последних можно представить себе, если это механическое устройство - буквально руль и электродвигатель с гребным винтом, или, например, жгутики одноклеточного организма, ориентированные в определённом направлении, и вращающиеся с определённой скоростью, если это живой организм. В итоге, подвергнутым таким воздействиям движитель переместит наш организм (живой или механический) на более освещённое место.
В аналоговом компьютере всё иначе. Логика его работы была бы задана схемой межсоединений его составных частей, а не кодам программы в его памяти. В рассматриваемом случае эта схема была бы упрощена до предела, не сильно отличающегося от примера со сливным бачком унитаза - простой (из одной-двух "деталек") аналоговый компаратор сравнивал бы сигналы непосредственно с датчиков (в каких-то, пропорциональных освещённости натуральных величинах), и выдавал бы результат сразу на исполнительные модули.
Аналогичная цифровая система была бы намного сложнее, потребляла бы больше энергии, срабатывала бы медленнее аналоговой. Важно также, что логика работы цифровой системы должна быть так или иначе заложена в неё каким-то достаточно разумным существом - не менее разумным, чем сама создаваемая система. Способности системы к самообучению принципиально дела не меняют - логику самообучения всё равно должен в неё закладывать кто-то разумный.
"Компьютеры", встроенные в живые организмы, их нервные системы, гораздо более схожи именно с аналоговыми компьютерами (в чём-то подобными вышеописанному регулятору), хотя некоторое сходство с цифровыми у них имеет место быть.
В живой нервной системе отдельно взятый нейрон тоже немного похож на
цифровой переключатель, правда, его состояние лучше сравнивать не с двоичной, а с троичной цифрой. Он может находиться только в одном из трёх дискретных состояний: возбуждён-заторможен-пассивен, но на этом всё сходство, пожалуй, и заканчивается. В остальном он более похож на многовходовый интегрирующий усилитель аналогового компьютера: поступающие по дендритам входящие сигналы суммируются (каждый со своим знаком и весом, которые, кстати, могут изменяться "по ходу пьесы") и интегрируются по времени. Если результат этого интегрирования достаточен для возбуждения нейрона, он выдаёт импульс возбуждения на свою выходную линию - аксон. Импульсы возбуждения могут следовать по аксону с разной частотой и фазой, кодируя тем какие-то плавно меняющиеся величины. Дискретный характер межнейронного взаимодействия не превращает мозг в цифровую систему: числами он не оперирует. Интересно, что контакт между нейронами - синаптическая щель - тоже участвует в обработке информации, пропуская или не пропуская через себя импульсы возбуждения. В мире рукотворных компьютеров такое своенравное поведение контактов обычно считается недопустимым, и рассматривается как неисправность, здесь же - это норма, и фактическое участие в обработке информации... Впрочем, говорить про отдельные нейроны мы здесь практически не будем, ибо это частности.
Перед живыми существами на арене эволюции никогда не стояли задачи научно-математических расчётов, но всегда стояли задачи сугубо прикладного и конкретного характера - того же фототаксиса. И всегда очень остро стоял вопрос экономичности строения и потребления ресурсов, что для цифровых компьютеров очень долго было неактуально. Но главным ограничителем в построении системы управления живым организмом была неразумность "творца" - эволюции. Этот "творец" не умеет предвидеть, строить планы и схемы; он может только слегка модифицировать то, что уже существует и работает. Особенно проблематично в этом смысле самое начало построения. Но аналоговый вариант нашей системы был бы настолько прост, что его самопроизвольное возникновение посредством отбора из незначительных модификаций (мутаций) изначальных простейших сущностей не выглядит невозможным - в отличие от цифрового. Логарифмическая линейка - один из простейших вариантов аналогового компьютера, вполне может - в грубом и неказистом, разумеется, варианте - возникнуть в результате хаотичного перемешивания дощечек, веточек, и щепочек, если этим заниматься достаточно долго.
Минимальный уровень сложности работоспособного цифрового компьютера гораздо выше, и практически исключает шансы на самопроизвольное спонтанное рождение из чего-то более простого. Конечно, такой примитивный вариант цифрового компьютера, как счёты, тоже может возникнуть в результате хаотичного перемешивания камешков, но такой "компьютер" не может быть использован с утилитарными целями без достаточно разумного "устройства ввода-вывода и управления" - чего-то или кого-то, что бы преобразовывало исходные сущности в расположение камешков (в числа), а также, строго в соответствии с математическими законами преобразования чисел, передвигало бы их для получения результата. И было бы способно утилитарно интерпретировать этот результат! Представим себе цифровой регулятор уровня воды в бачке унитаза: надо этот уровень выразить в числе (комбинации камешков) проделать математически корректное преобразование этих чисел (поразрядное вычитание этого числа из другого числа (порогового значения)), и в зависимости от знака результата, открывать или закрывать клапан. Ползунки же логарифмической линейки вполне могли бы быть органически сросшимися непосредственно с двигательными или чувствительными частями тела организма, возможно - полностью лишённого разума.
Итак, Протопопов достаточно резонно пишет, что эволюция может "изобретать" только аналоговые устройства. Здесь уместна ещё одна цитата из книги Гари Маркуса "Несовершенный человек":
Эволюция часто происходит путем наваливания новых систем на крышу старых. Прекрасно описал эту аналогию нейрофизиолог Джон Оллман. Как-то он посетил электростанцию, где одновременно сосуществовали по меньшей мере три поколения технологий, прилаженных друг к другу. Новейшая компьютерная технология работала не сама по себе, а на службе у электронных ламп (наверное, образца 1940 года), которые в свою очередь управляли еще более старыми пневматическими механизмами, приводимыми в действие сжатым газом. Если бы инженеры станции могли позволить себе роскошь приостановить работу всей системы, без сомнения, они начали бы с нуля и избавились от устаревших систем разом. Но постоянная потребность в энергии препятствует такой решительной реконструкции.
Подобным образом живые существа постоянно должны выживать и воспроизводиться, что часто мешает эволюции строить по-настоящему оптимальные системы; эволюция не может "приостановить" жизнедеятельность своих созданий, как не могут этого сделать люди-инженеры, и в результате получаются такие нелепые конструкции, когда новую технологию наваливают на старую. Средний мозг человека, например, существует буквально поверх более древнего заднего
мозга, а передний мозг надстроен на вершине их обоих.
Позволим себе частично повторить тезисы Протопопова, на простом примере проиллюстрировав разницу между аналоговыми и цифровыми устройствами. Предположим, нам нужна ЭВМ, перемножающая два числа. Аналоговое устройство произведёт некое преобразование входящих сигналов:
Цифровое же устройство будет работать совсем иначе: сначала исходные данные переводятся в определённый формат записи, например двоичный, и далее с ними производятся операции по чёткому алгоритму:
11011010.01001
* 111011.01110
_____________
..............
Чтобы выполнить операцию умножения, цифровому устройству требуется поразрядно выполнить определённые операции. В итоге, результат работы аналогового устройства будет точным, но не абсолютно; результат работы цифрового устройства будет абсолютно точным, при условии что в ходе работы алгоритма не произойдут сбои (если же они произойдут, результат будет совершенно неточным).
Аналоговое устройство работает с вещественными числами, а цифровое – с целыми.
Теперь перейдём к человеческому мышлению. Один из главных компонентов нашего мышления – логика.
Приведём классический пример силлогизма – “Все люди смертны, Сократ человек, следовательно Сократ тоже смертен”. Это очень простая мыслительная операция, её можно запрограммировать на компьютере, но при этом важно не потерять ни одного бита данных. Это значит, что выполнить такую операцию может только цифровое, а не аналоговое устройство. То же можно сказать про такую мыслительную операцию, как перевод текста: для перевода нужно, например,
разделить все слова на части речи (существительные, прилагательные, глаголы,
причастия и т.д.), и если хотя бы в одном месте перепутать существительное с глаголом, перевод будет совершенно неверен.
Итак, мы пришли к противоречию: мозг – это, по всей видимости, аналоговое устройство, но за логику,
речь и другие подобные мыслительные операции должно отвечать цифровое устройство.
Является ли мозг сложным “устройством”?
Если мы считаем, что мозг – это аналог ЭВМ, то мы должны полагать, что он является чем-то очень сложным, поскольку даже самый примитивный компьютер – это очень сложное устройство.
Теперь приведём аргументы в пользу того, что мозг – довольно примитивная система:
1) Уязвимость к микроповреждениям. Чем сложнее устройство, тем легче нарушить его работы, повредив отдельные его участки. Чтобы сердце перестало биться, надо изъять,
вероятно, около 10% его массы; двигатель внутреннего сгорания – система более сложная, и чтобы его сломать, нужно изъять, я полагаю, около 2%. ЭВМ – крайне сложное устройство, и достаточно нанести микроповреждение в его платах или исказить один байт кода, чтобы вся система “зависла”. Что касается мозга, то можно наносить ему довольно большие повреждения, протыкать его проводами без серьёзного нарушения его работы.
2) Вариации проектировки. Все устройства, создаваемые человеком, имеют строго заданный чертёж; если одна деталь устройства окажется на миллиметр больше чертежа, собрать устройство не получится. С мозгом всё иначе: у разных людей он может быть разных размеров и формы. Это ещё один признак того, что мозг не является сложным устройством.
К этому аргументу можно добавить перемешивание генов. Как известно, наш геном – это своего рода программа. Как же получается, что при перемешивании этих программ от отца и матери рождается вполне жизнеспособный ребёнок? Представьте себе, что программист написал две программы и перемешал у них случайные участки кода – получится что-нибудь работающее? Или,
например, если взять две соковыжималки разных моделей, случайным образом
перемешать их составные части и попробовали из этих частей собрать новую соковыжималку – что из этого получится? А ведь мы хорошо знаем, что при браках людей с очень разной конституцией рождаются вполне здоровые дети,
как и при браках африканцев с европейцами рождаются здоровые мулаты.
Очевидно, такое перемешивание “чертежей” организмов может быть не вредным только в том случае, если эти “чертежи” достаточно примитивны.
Добавим, что безвредность перемешивания генов
всё-таки имеет свои границы: автор слышал, что при браках африканцев с индейцами с повышенной вероятностью может родиться инвалид, видимо из-за того что негроидная и индейская раса относительно сильно расходятся генетически.
Универсальный аргумент про колесо, метатальное оружите и т.п. звучит так: среди бесчисленного многообразия экологических ниш безусловно есть такие, в которых было бы полезно и колесо, и метательное оружие, и многое другое. Значит, эволюция просто не смогла "изобрести" эти приспособления.
Станислав Лем много писал про неэффективность эволюции как конструктора. Приведём цитату из "Суммы технологии":
Эволюция не может отыскать решение путем постепенных изменений,если каждое из таких изменений не оказывается полезным немедленно , в данном поколении. Аналогично этому она не может решать задачи, требующие не мелких изменений, а радикальной реконструкции.
В этом смысле Эволюция проявляет "оппортунизм" и "близорукость". Очень
многие системы живого отличаются из-за этого сложностью, которой можно
было бы избежать. Мы говорим здесь не о той "излишней сложности", о
которой шла речь во втором пункте, ибо там мы критиковали избыток
сложности на пути к достижению конечного
состояния
(яйцеклетка - плод - зрелый организм), и не о том, о чем
мы говорили в третьем пункте, указывая на вредность излишней биохимической
сложности. Сейчас, все более впадая в иконоборчество, мы критикуем уже
основной замысел отдельных решений, касающихся всего организма. Эволюция
не могла, например, сформировать механических устройств типа колеса,
поскольку колесо с самого начала должно быть самим собой, то есть иметь
ось вращения, ступицу, диск и т.д. Оно должно бы было, таким образом,
возникнуть скачкообразно, ибо даже самое маленькое колесо есть уже сразу
готовое колесо, а не какая-то "переходная" форма. И хотя, по правде
говоря, у организмов никогда не было большой потребности именно в таком
механическом устройстве, этот пример убедительно показывает, задачи какого
типа не в состоянии решать Эволюция. Многие механические элементы
организма можно заменить немеханическими. Так, например, в основу
кровообращения мог бы лечь принцип электромагнитного насоса, при этом
сердце было бы электрическим органом, который создает соответствующим
образом меняющиеся поля, а кровяные тельца были бы диполями или имели бы
значительные ферромагнитные вкрапления. Такой насос поддерживал бы
кровообращение более равномерно, с меньшей затратой энергии, независимо от
степени эластичности стенок сосудов, которые должны компенсировать
колебания давления при поступлении очередного ударного объема крови в
аорту.
...
5. Далее, Эволюция как конструктор хаотична и нелогична. Это видно,
например, из способа распределения ею регенерационных потенций среди
видов. Организм построен не по принципу сменных макроскопических частей,
свойственному человеческой технике. Инженер проектирует так, чтобы можно
было заменять целые блоки устройств. Эволюция же осуществляет принцип
"микроскопических сменных частей"; этот принцип проявляется непрестанно,
так как клетки органов (клетки кожи, волос, мышц, крови и т.п., за
исключением немногочисленных категорий клеток, например нейронов) все
время заменяются путем деления; дочерние клетки и являются "сменными
частями". Это был бы отличный принцип, лучше инженерного, если бы практика
не противоречила ему так часто, как обычно случается.
Всё сказанное выше подтверждает тезис, что мозг не является чем-то сложным, поскольку для эволюции слишком затруднительно “разрабатывать” сложные устройства.
Немного фантазии
Итак, мозг – это простое “устройство” на аналоговой основе, а для логического мышления необходимо сложное и цифровое устройство. Как разрешить это противоречие? Здесь
автор хочет подать идею, внешне бредовую, но которую, на
его взгляд, стоит обсуждать: наше мышление работает по схеме “клиент-сервер”, где мозг – это клиент. Для эволюции было достаточно несложно создать простой клиент, работающий по принципам самообучающейся нейронной сети. Клиент является аналоговым, а Сервер цифровым. При повреждении клиента появляются сбои в мышлении.
Конечно, очень трудно поверить, что существует некий Сервер в виде сложного механизма (главный вопрос – кто создал этот сервер?). Если продолжать генерацию таких буйных идей, можно подать ещё одну: Сервер создадут в будущем представители земной цивилизации (или других цивилизаций), которые перенесут его в прошлое, т.е. получится замкнутый цикл “причина-следствие”. Другая идея,
тоже бредовая, заключается в том, что Сервер – это совокупность неких крайне сложных законов природы. Существование таких законов можно
объяснить антропным принципом, согласно которому законы природы в нашей Вселенной таковы, что они позволяют существовать разумной жизни. Подробнее об антропном принципе можно почитать, например, у Ричарда Докинза в книге “Бог как иллюзия”.
Представьте
себе такую картину: через миллион лет
инженеры Земли создадут искусственного
Бога, абсолютно всемогущего, который
заново создаст всю нашу вселенную, точнее
окажется, что эта вселенная уже им
создана. Эта идея внешне абсурдна, но
автор полагает, что это довольно удачная аналогия,
помогающая приблизиться к пониманию
реальности.
В Википедии упоминается интересный факт про квантовые компьютеры: это устройства аналоговой природы, но цифровые по сути.
На данный момент автору неизвестно что-то
большее на эту тему. Предположение, что в нашем мозгу тоже используются квантовые эффекты, высказывается довольно давно; быть может, мозг – это сложный квантовый компьютер, причём цифровой.
Людям,
совмещающим в себе религиозность и
склонность к научному мировоззрению,
изложенная идея может понравиться,
поскольку из неё получается, что у
человека есть бессмертная душа - "учётная
запись" на Сервере. Ближе всего это к
идеям реинкарнации из восточных религий.
Сам автор относится к этим идеям
достаточно серьёзно, поскольку он не являюется атеистом и
не отрицает реальность паранормальных и сверхъестественных явлений. При этом
он полагает, что рано или поздно этим явлениям будет дано научное объяснение.
Много приходилось видеть, слышать и читать о том, как люди сравнивают человека и компьютер. Занятно со стороны наблюдать за этим процессом, особенно когда понимаешь, что происходит на самом деле. А на самом же деле происходит, ни много, ни мало сравнение творца с творением. Для того, чтобы это сравнение имело место быть, люди даже роботов делают похожими на людей. Но все равно, внутри таких недочеловеков «шестеренки и лампочки», как говорил герой фильма «Я, Робот». Но дело даже не в том, что сравниваемые с людьми отличаются по своему химическому составу. Ведь предметом сравнения является принцип и результативность их работы.
Все аспекты процесса работы и результатов этой самой работы обеих сравниваемых сторон вряд ли можно объять в рамках одной небольшой статьи. Поэтому, затрону я только один аспект, который на компьютерном языке зовется «многозадачностью». Некоторые думаю, что это недосягаемо для мозга, другие разделяют прямо противоположную точку зрения. В такие дебри, как цифры, вычисления и статистика я лезть не буду, так как сравнивая разные по происхождению системы не возможно добиться точных результатов. Но кое-какие мысли по этому поводу есть.
Итак…
Уверен, что при создании компьютера, человек руководствовался тем, что ему близко и хорошо знакомо. При создании операционной системы в середине 60-х годов прошлого столетия (именно тогда в в некоторых ОС начали появляться задатки многозадачности), программисты, вполне возможно тоже думали именно о том, чтобы наделить компьютер чем-то человеческим. И наделили его подсознанием, только в компьютерном понимании. Хотя многим известен тот факт, что человеческий мозг в определенный момент времени может сознательно размышлять над чем-то одним, но это вовсе не означает, что наш мозг лишен «многозадачности». Ведь вряд ли кто-то будет отрицать, что помимо основной мысли, которая крутится в нашей голове сознательно, где-то глубоко в подсознании происходят процессы, о которых становится известно лишь, когда виден результат.
Если позволите, сравним сознание и подсознание с ядрами процессора. Правда в таком сравнении эти ядра будут разной мощности. Так как есть информация, что мощность подсознания намного больше мощности сознания. Скорость обработки информации у сознательного мышления 2 Кбит информации в секунду, для сравнения та же скорость у подсознания доходит до 4 Гбит информации в секунду. Но как же проявляется эта мощность подсознания.
Например, часто бывает, что прикладывая усилия решить какую-то сложную задачу сознательно, никак не получается добиться желаемого, будто где-то загвоздка. В таком случае я оставляю эту задачу на потом и принимаюсь за следующую, более простую. Но вдруг, не успев даже приняться за решение несложной задачи, я говорю себе: «Идея!». После этого, та сложная нерешенная задача оказывается решенной! Но как? Я ведь уже отчаялся и даже не думал о ней сознательно. Именно благодаря тому, что мы прикладываем много сил в поисках решения процесс запускается и при надобности может перейти в «фоновый режим» подсознания, где нейроны будут продолжать подбирать правильные комбинации, в поисках решения с еще большей скоростью.
На компьютере это происходит, кажется, чуть проще или несколько нагляднее. Запуская один процесс, мы сворачиваем программу и принимаемся за другую. В этом случае мы уверены, что операция будет завершена. Конечно, иногда кажется, что возможности компьютера ограничиваются возможностями человека. Например, мы не можем работать одновременно в нескольких программах хотя бы потому, что для этого нам бы понадобились дополнительные манипуляторы и, в конце концов, дополнительные руки. Да и нужно ли это, если иногда мы не можем даже управлять 10% возможностей нашего мозга?
По поводу того, как тренировать свой мозг написано не мало книг, снято столько же фильмов, но кажется, для «разгона» своего мозга, нужно помнить всего несколько простых правил:
- Размышляйте
- Анализируйте
- Не сдавайтесь
Привет! начинающие «компьютерные гении». Пишу в основном для старшего поколения, людей по жизни не связанных с компьютерами, а сегодня желающих понять, как же работает этот странный механизм, уже понимающий нашу речь и своим приятным голосом отвечающий на наши вопросы.
Человечество всегда подражало природе в создании механизмов.
Она (природа) подсказывала, как создать крылья самолетов и вертолетов, реактивные двигатели ракет и прочие изобретения. Все они созданы по подобию животных, птиц, насекомых и прочих земноводных. Пришло, наконец, время создать подобие «Homo sapiens» и вот это подобие разумного человека у нас на столе, в кармане, в автомобиле. Все эти умные устройства (гаджеты) имеют разные тела и лица, но устроены и работают по одним правилам, часто скопированным с человека.
Компьютер и человек – что общего?
Конечно, сравнить компьютер с человеком, что сравнить птицу с самолетом, но все – же…
Самое главное в человеке – это его мозг. Пока , жив и человек. В нашем мозге есть отделы управляющие картинкой полученной от глаз, и других органов восприятия. Вся информация перерабатывается, часть откладывается во временную память, часть записывается (запоминается) в долгую память, а часть удаляется в «корзину» с возможностью последующего восстановления.
Мозг компьютера это его процессор. Процессор, так же как и мозг считывает информацию с видеокамер, микрофонов, команд компьютерной мышки или голосовых команда, а за тем, после обработки процессором, выдает нам картинку на монитор или звук в колонки. В компьютере так же имеется временная память (КЭШ), оперативная память и долговременная память, хранящаяся на различных дисках (флэшках). Всю ненужную информацию, мы в любое время можем удалить сначала в корзину, а по прошествии времени очистить её содержимое за ненадобностью или восстановить нечаянно удаленные документы.
Система питания компьютера и человека
Человек — изделие, работающее на электрохимических процессах. Каждый из нас это объект управляемый слабыми электрическими полями, и химическими реакциями. Энергию мы вырабатываем с получением биологической пищи. У нас имеется сложная система питания.
Компьютер, как известно, работает от электричества, его систему питания обеспечивает блок питания или батареи питания (аккумуляторы). Вся система питания компьютера связана сверхтонкими проводниками, у человека это сосуды,мышцы, нервы и прочие связи.
Обучение человека и компьютера.
Компьютеры зародились во второй половине прошлого века. В отличие от рожденного человека, первые компьютеры занимали огромные площади. Таким образом, если человек с возрастом умнел и вырастал, компьютеры становились умнее и меньше. Поначалу для компьютеров создавались маленькие программы для вычисления. Со временем, программисты объединяли готовые программы в группы независимых программ. Система превращалась в союз тысяч программ, работающих вместе для решения сложных задач. Так человечество совместными усилиями создало мощные процессоры, управляемые миллионами программ.
В наше время компьютер это уже вполне зрелый юноша землян. Впереди у него фантастические возможности- соединения с человеком. Не могу с уверенностью сказать, хорошо это или плох.Уверен,что «СОЗДАТЕЛЬ»человечества не погубить свое творение. Надеюсь статья оказалась кому то полезной.
За ранее благодарен всем кто поделился информацией в социальных сетях.
С появлением и постоянным усовершенствованием электронно-вычислительных машин, в просторечии именуемых компьютерами, интеллектуальные способности человека как венца творения постоянно ставятся под сомнение. Высказываются даже предположения, что со временем компьютер сможет превзойти человека, особенно если будет завершена работа по созданию искусственного интеллекта. Так ли это на самом деле и чем отличается мозг человека от компьютера? Попробуем разобраться.
Определение
Мозг человека – орган тела, выполняющий функции регулировки и контроля всех жизненно важных систем организма.
Компьютер – электронное устройство для обработки информации, имеющее примитивный «мозг» (центральный процессор) и функционирующее согласно заданной программе.
Сравнение
Передача сигналов в компьютере основана на электрических импульсах. Для этого используется простой двоичный код, при котором сигналы имеют всего два значения: или «1», или «0». А вот в мозге ведется сложная работа, основанная на множестве химических сигналов, причем каждый из них имеет свою индивидуальную характеристику. Интересно, что скорость проводимости нервного импульса из нейрона в нейрон может меняться в зависимости от существующих обстоятельств. В мозге не предусмотрено функциональных блоков.
Компьютер не признает «полутонов». В нем всё четко – существует или значение «1», или значение «0»; либо то, либо другое. Сила сигнала идет дискретно – только с одним или же только с другим значением. В мозге, в отличие от компьютера, сигнал способен передаваться ускоренно или плавно, также как может изменяться и чувствительность нейрона, принимающего данный сигнал.
Основной объем памяти в ЭВМ сохраняется в специально для этого предназначенных запоминающих устройствах. В мозге же не существует участков, в которых отдельно хранятся наши воспоминания. В запоминании и распознавании субъектов или каких-либо событий участвуют одни и те же нейроны.
Мозг человека обладает очень большим запасом прочности, что позволяет ему функционировать даже при опасных травмах. Это неудивительно, учитывая, что одновременно в нем обычно задействованы не более 2-3% нервных клеток. Современные компьютеры лишены способности восстанавливаться и работать при серьезных повреждениях, тогда как мозг человека от природы наделен удивительной компенсаторной способностью: при поражении даже обширных его участков работу продолжают выполнять оставшиеся неповрежденными части. Если же в программе компьютера испортить даже несколько бит или всего лишь один транзистор в процессоре – устройство мгновенно потеряет возможность функционирования, иногда даже без возможности восстановления. Мозг же способен выживать и работать, даже если ему перед этим на пять-семь минут перекрыть кислород.
Мозг, в отличие от компьютера, способен сосредотачиваться на важной для него в данный момент времени информации и не принимать во внимание несущественную. Мозг отыскивает информацию не по адресу, как компьютер, а по содержанию. Для компьютера нет никакой связи между адресом, по которому находится информация, и самой сутью этой информации, а для мозга – есть. Мозг человека способен восстанавливать информацию лишь по ее отрывочной части или же извлекать данные вследствие ассоциативного ряда. Человек мыслит, компьютер же просто обрабатывает информацию на основе алгоритмов. Компьютер работает с абстрактными символами, а мозг человека – с образами конкретных объектов. Мозгу человека присущи интуиция и воображение, а еще – желание все время получать новые впечатления, творческая активность, которая тесно связана со сном (во сне упорядочивается полученная извне информация). Компьютеру всё это недоступно. Скрытые возможности мозга поистине безграничны, в отличие от изначально заданных определенным образом системных параметров компьютера.
Выводы сайт
- Для передачи сигналов компьютер использует простой двоичный код. В мозге человека работают множество нейронов, которые обмениваются разнообразными сигналами, меняющимися в зависимости от обстоятельств.
- В компьютере есть специальное устройство, в котором хранятся данные. В мозге человека нет конкретного участка, отвечающего за память, — и запоминание, и распознавание свойственно всем нейронам.
- Мозг человека, в отличие от компьютера, обладает огромной компенсаторной способностью: он может работать даже при серьезных повреждениях.
- Мозг ищет информацию по содержанию и ассоциациям, компьютер – по определенному адресу. Мозг работает с образами, а компьютер – с символами.
- Мозгу человека свойственны творческая активность, жажда знаний, интуиция и воображение.
- Возможности мозга человека безграничны, в то время как компьютерный «мозг» зависит от заложенных в него параметров.
Орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия.
Компьютерная модель мозга
В Университете Манчестера приступили к постройке первого компьютера нового типа, конструкция которого имитирует устройство человеческого мозга, передает BBC . Стоимость модели составит 1 миллион фунтов .
Компьютер, построенный по биологическим принципам, считает профессор Стив Фёрбер (Steve Furber), должен демонстрировать значительную устойчивость в работе. «Наш мозг продолжает функционировать, несмотря на постоянные отказы нейронов , из которых состоит нервная ткань, говорит Фёрбер. – Это свойство представляет громадный интерес для конструкторов, которые заинтересованы в том, чтобы сделать компьютеры более надежными».
Мозговые интерфейсы
Для того, чтобы при помощи одной только ментальной энергии поднять стакан на несколько футов , волшебникам приходилось тренироваться по несколько часов в день.
Иначе принцип рычага легко мог выдавить мозг через уши.
Терри Пратчетт, «Цвет Волшебства»
Очевидно, венцом человеко-машинного интерфейса должна стать возможность управления машиной одним только усилием мысли. А получение данных прямо в мозг - это уже вершина того, чего может достичь виртуальная реальность . Идея эта не нова и уже много лет фигурирует в самой разнообразной фантастической литературе. Тут и практически все киберпанки с прямым подключением к кибердекам и биософтами. И управление любой техникой посредством стандартного мозгового разъема (например, у Сэмюэля Дэлани в романе «Нова»), и масса всяких других интересных вещей. Но фантастика - это хорошо, а что делается в реальном мире?
Оказывается, разработка мозговых интерфейсов (BCI или BMI - brain-computer interface и brain-machine interface) идет полным ходом, хотя об этом мало кто знает. Конечно, успехи весьма далеки от того, про что пишут в фантастических романах, но, тем не менее, они вполне заметны. Сейчас работы над мозговыми и нервными интерфейсами, в основном, ведутся в рамках создания различных протезов и устройств для облегчения жизни частично или полностью парализованным людям. Все проекты можно условно поделить на интерфейсы для ввода (восстановление или замена поврежденных органов чувств) и вывода (управление протезами и другими устройствами).
Во всех случаях прямого ввода данных необходимо производить операцию по вживлению в мозг или нервы электродов. В случае вывода можно обойтись внешними датчиками для съема электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Впрочем, ЭЭГ - инструмент достаточно ненадежный, поскольку череп сильно ослабляет мозговые токи и получить можно только очень сильно обобщенную информацию. В случае вживления электродов можно снимать данные непосредственно с нужных мозговых центров (например, двигательных). Но такая операция - дело нешуточное, так что пока эксперименты ведутся только на животных.
На самом деле, человечество уже давно обладает таким «единым» компьютером. По мнению одного из основателей журнала Wired Кевина Келли, миллионы подключенных к Интернету ПК, мобильные телефоны, КПК и другие цифровые устройства,можно рассматривать, как компоненты Единого компьютера. Ее центральный процессор - это все процессоры всех подключенных устройств, ее жесткий диск - жесткие диски и флэш-накопители всего мира, а оперативная память - суммарная память всех компьютеров. Ежесекундно этот компьютер обрабатывает объем данных, равный всей информации, содержащейся в библиотеке Конгресса, а ее операционной системой является Всемирная паутина.
Вместо синапсов нервных клеток она использует функционально похожие гиперссылки. И те и другие отвечают за создание ассоциаций между узловыми точками. Каждая единица измерения мыслительного процесса, например идея, растет по мере того, как возникают все новые и новые связи с другими мыслями. Также и в сети: большее количество ссылок на определенный ресурс (узловую точку) означают большую значимость ее для Компьютера в целом. Более того, количество гиперссылок во Всемирной сети вплотную приближается к количеству синапсов в человеческом мозге. По оценкам Келли, к 2040 году общепланетарный компьютер будет располагать вычислительной мощностью, соизмеримой с коллективной мощностью мозгов всех 7 млрд. человек, которые к тому моменту будут населять Землю.
А что же, собственно человеческий мозг? Давно устаревший биологический механизм. Наше серое вещество работает со скоростью самого первого процессора Pentium, образца 1993 года. Иными словами, наш мозг работает на частоте 70 мГц. Кроме того, наши мозги действуют по аналоговому принципу, так что о сравнении с цифровым методом обработки данных и речи быть не может. Вот в этом и заключается основное отличие синапсов от гиперссылок: синапсы, реагируя на окружающую их среду и поступающую информацию, искусно изменяют организм, который никогда не имеет двух одинаковых состояний. Гиперссылка, же, напротив, всегда одинакова, в противном случае начинаются проблемы.
Тем не менее, нельзя не признавать, что наш мозг значительно превосходить по эффективности любую искусственную систему, созданную людьми. Совершенно таинственным образом все гигантские вычислительные способности мозга помещаются в нашей черепной коробке, весит чуть больше килограмма и при этом для его функционирования необходимо всего 20 Вт энергии. Сравните эти показатели с теми 377 млрд. Вт, которые сейчас, по примерным вычислениям, потребляет Единый Компьютер. Это, между прочим, целых 5% общемирового производства электроэнергии.
Один лишь факт такого чудовищного энергопотребления, никогда не позволит Единому компьютеру даже близко сравниться с человеческим мозгом по эффективности. Даже в 2040 году, когда вычислительные мощности компьютеров станут заоблачными, их энергопотребление будет неизменно возрастать.