Роман Бабкин - Действуй, мозг! Квантовая модель разума

Заслуживает упоминания книга Джона фон Неймана (в соавторстве с экономистом Оскаром Моргенштерном) «Теория игр и экономическое поведение» (1944 год), где впервые экономический успех рассматривался как результат применения алгоритма. 49

А также – его совместные с математиком Станиславом Уламом (тоже участником Манхэттенского проекта) усилия по развитию интересной математической идеи, т.н. «клеточного автомата». Который, по сути, представлял собой двухмерный вариант машины Тьюринга.

Разумеется, нельзя пройти мимо того факта, что Джон фон Нейман имел самое прямое отношение к созданию компьютеров (которые изначально проектировались в качестве вспомогательных средств для сложных расчётов, требовавшихся при разработке атомного оружия).

Он внёс ряд конструктивных предложений на финальном этапе сборки «ENIAC». В содружестве с двумя другими математиками, Артуром Бёрксом и Германом Голдстайном, в 1946 году сформулировал общие принципы машинной организации (т.н. «архитектура фон Неймана», применяемая сегодня в большинстве современных компьютеров).

Среди прочего, данный тип организации постулирует использование исключительно двоичной системы исчисления и «внутренней памяти» в компьютере (т.е. и команды, и данные хранятся на одних и тех же элементах). 31

То было существенным теоретическим шагом вперёд – ведь электронный цифровой компьютер вычислял в десятичной системе, а полученные данные сохранялись в виде выводимых перфолент.

Ключевая работа фон Неймана по интересующей нас теме – «Компьютер и мозг».

Где впервые, насколько можно судить, представлена научно обоснованная аналогия между вычислительным устройством и разумом.

Публикация состоялась в 1958 году, после смерти математика, но содержит материалы лекций, прочитанных им десятилетием ранее.

Наиболее важные авторские тезисы таковы:

– Бинарный язык искусственного автомата соотносится с особенностями работы нейрона, где состояние возбуждения условно может быть обозначено как «1», а состояние покоя – как «0».

– Деятельность нейрона по генерации нервного импульса (возбуждающего/тормозного) сравнима с работой переключателя-транзистора в компьютере.

– На уровне взаимодействия нейронов осуществляются базовые операции бинарной логики (вычитание, умножение, сложение), которые соответствуют командам по управлению логическими элементами в компьютере («не», «и», «или»); эти операции составляют всю необходимую базу мышления.

– В нервной системе в целом можно выделить «цифровую» и «аналоговую» составляющую. Первая представлена возбуждающими и тормозными импульсами нейронов. Вторая – выделением железистого секрета или сокращением мышц вследствие этих импульсов. При этом «цифровое» и «аналоговое» в мозге нередко перемешивается и работает параллельно.

Книга вводила систему новых образов: «искусственный автомат» – компьютер, «природный автомат» – мозг.

А также оперировала характерной терминологией: «базовый компонент системы», нервная клетка, описывалась фон Нейманом как «цифровая машина» (англ. digital machine).

Любопытно, что в обсуждаемой работе математик произвёл приблизительную оценку человеческой памяти.

По фон Нейману, ёмкость хранилища данных современных ему компьютеров составляла от 10 5 до 10 6 битов (до 125 килобайт или всего ⅛ мегабайта). А объём человеческой памяти получился у него равным около 2,8·10 20 битов (35 миллионов терабайт).

Между прочим, эта оценка примерно в 35 миллиардов раз оптимистичнее, нежели та, что встречается в работах современных исследователей.

Кроме того, Джон фон Нейман попытался придать проводимой им аналогии между мозгом и компьютером более широкий контекст.

Кому, как не ему, была очевидна огромная мощь объяснительной силы идеи вычисляемой дискретности. Он, к примеру, трактовал гены как «цифровой компонент» всякой живой системы. 50

Однако, сколь бы ни была революционна работа «Компьютер и мозг», «Кибернетика» её перещеголяла.

Первое, что необходимо отметить в известной книге Винера – это конструктивная критика мейнстримного представления о разуме.

Математик предложил рассматривать мозг не как изолированную систему и, тем более, не как пассивную часть среды. Которая, по мысли теоретиков машинного мозга, годится лишь на то, чтобы принимать входящие сигналы и как-то их отражать в психике.

Вместо того Винер описал круговую схему «мозг-среда», где оба компонента равноправны. В таком толковании важны обратные связи (термин был взят из техники, о чём автор добросовестно сообщил).