Текст книги "Об интеллекте"

Что такое воображение?

По сути, понятие воображения очень простое. От органов чувств в соответствующие зоны коры головного мозга поступают сигналы, которые затем передаются в более высокие по иерархии зоны. Формирующиеся прогнозы спускаются вниз по этой иерархии. Процесс воображение основан на «разворачивании» прогнозов и превращении их во входные сигналы, причем для этого не требуется никаких физических действий. «Если случится это, то потом случится вот это, а затем произойдет то-то», – размышляем мы по ходу подготовки к деловой встрече или к спортивным соревнованиям, во время шахматной парии и в тысячах других случаев.

В шахматах вы предполагаете, что поставите слона на определенную клетку, а потом мысленно представляете, как будет выглядеть расклад фигур вашего противника и каким будет последующий вид шахматной доски. Потом вы прогнозируете свой следующий ход и так далее. В конечном счете на основе воображаемой последовательности событий вы решаете для себя, был ли выбранный вами ход удачным. Некоторые спортсмены – например, те, кто занимается горными лыжами, – стараются улучшить свои результаты, многократно мысленно проигрывая прохождение спуска. Закрывая глаза и представляя каждый поворот, каждую преграду, даже то, как им вручают медаль, спортсмены могут значительно увеличить свои шансы на успех. Воображение – это, по сути, вариант планирования, или реализации прогностической функции неокортекса, позволяющее судить о последствиях действий еще до их совершения. Воображение обусловлено действием нейронного механизма, преобразующего прогноз во входной сигнал. В главе 6 я изложил свое предположение, что точные прогнозы формируются клетками слоя 6. Клетки этого слоя посылают проекцию в низшие уровни иерархии, но они также посылают проекцию назад, ко входным клеткам слоя 4. Таким образом, исходящие сигналы могут стать входящими. Как я уже отмечал, Стефен Гроссберг называет подобный кругооборот совмещенной обратной связью. Если вы закроете глаза и представите себе гиппопотама, зрительная зона коры вашего головного мозга активизируется точно так же, как если бы вы сейчас и вправду смотрели на гиппопотама. Вы видите то, что воображаете.

Что такое действительность?

Потрясенные данной информацией, слушатели часто спрашивают меня: «Вы в самом деле считаете, что создаваемая мозгом модель мира может оказаться более значимой, чем объективная реальность?»

В целом – да, – соглашаюсь я.

Вы хотите сказать, что вне моей головы мир не существует?

Ну конечно же, он существует. Люди, окружающие вас, – это объективная реальность. Моя кошка, общественные ситуации, в которые мы попадаем, – все это тоже вполне осязаемая реальность. Однако ваше понимание мира и ваша реакция на него основаны на прогнозах, создаваемых вашей внутренней моделью. Каждое мгновение вы можете непосредственно ощущать только крошечную часть окружающей среды. Эта толика информации предопределяет, какие воспоминания всплывут из памяти, но ее одной недостаточно для того, чтобы у вас возникло текущее восприятие ситуации. Например, сейчас я сижу в офисе, печатаю и слышу стук во входную дверь. Я знаю, что это зашла в гости моя мать, и представляю себе, как она стоит внизу, хотя на самом деле я ее не вижу и не слышу. Ни один непосредственный входной сенсорный сигнал не был связан с моей матерью. Ее образ был вызван запоминающей моделью мира, спрогнозирован по аналогии с предшествующим опытом. В целом восприятие не построено исключительно на информации, получаемой из ваших органов чувств, а генерируется внутренней моделью памяти.

Итак, ответ на вопрос «Что такое объективная реальность?» во многом зависит от того, насколько адекватно ваша модель коры головного мозга отражает настоящую природу мира.

Многие особенности мира, окружающего нас, настолько последовательны, что практически каждый человек имеет одну и ту же внутреннюю модель мира. В детстве вы усвоили, каковы бывают поверхности, цвета и формы разных предметов. Вы знаете о том, что чередование дня и ночи, дней недели и времен года неизбежно. Вы знаете, что при попадании света на предмет возникает тень определенной формы. Такие простые физические свойства мира последовательно усваивают все люди. Тем не менее формирование модели мира во многом основано на обычаях, культуре и влиянии ближайшего окружения. Эти части нашей модели менее последовательны. Они могут полностью отличатся для разных людей. Если ребенок вырос в доме, где его любят, где о нем проявляют заботу, с родителями, которые чутко относятся к его эмоциональным потребностям, он, становясь взрослым, как правило, прогнозирует, что мир – это дружественное и безопасное место. Дети, подвергавшиеся жестокому обращению со стороны одного или обоих родителей, склонны прогнозировать будущие события как опасные или жестокие и считать, что никому не стоит доверять (причем независимо от того, насколько хорошо с ними обращаются). Психология, в основном, обращается к последствиям раннего жизненного опыта, привязанностей и воспитания, поскольку именно в этот период мозг «закладывает фундамент» своей модели мира.

Ваша культура в очень большой степени предопределяет вашу модель мира. Например, полевые исследования показывают, что люди Востока и Запада по-разному воспринимают пространство и объекты. Азиаты больше внимания уделяют пространству между объектами, а представители западного мира больше внимания обращают на сами объекты. Это различие выливается в разное эстетическое восприятие и различные подходы к решению задач. Исследования показывают, что в некоторых культурах, например, у народностей, населяющих Афганистан и Южную Америку, превыше всего принципы чести. В результате возникает отношение к насилию как к вполне естественному явлению. Различные религиозные верования, усвоенные в раннем возрасте, могут вести к совершенно различным моделям морали, различному отношению к мужчинам и женщинам, и даже разному осознанию ценности самой жизни. Не существует абсолютной, универсальной модели мира. Понимание того, что такое хорошо и что такое плохо, формируется обучением.

Ваша культура (и опыт, полученный в семье) прививает вам стереотипы, которые, к сожалению, являются неотъемлемой частью вашей жизни. В этой книге вполне можно заменить словосочетание инвариантная репрезентация (или инвариантное запоминание) на стереотип, при этом смысл мало изменится. Прогнозирование на основе аналогии – в значительной степени то же самое, что и оценка на основе стереотипа. Негативные стереотипы могут иметь страшные последствия для общества. Если моя теория разума верна, то мы не сможем избавить людей от склонности к употреблению стереотипов, поскольку кора головного мозга работает на их основе. Создание стереотипов – это врожденное свойство мозга.

Способ, к которому мы должны прибегать для предотвращения ущерба, наносимого стереотипами, при воспитании своих детей, – это учить их распознавать ложные стереотипы, проявлять больше эмпатии и скептицизма. Нам нужно развивать эти навыки критического мышления в придачу к прививанию лучших качеств, нам известных. Скептицизм, являющийся основой научного метода, – единственный способ отличить факты от фикции.

Надеюсь, мне удалось убедить вас в том, что интеллект – это просто определение того, чем занимается неокортекс. Это не какая-то отдельная субстанция, сотрудничающая с нервными клетками головного мозга. Нейроны – это просто нервные клетки, и они остаются таковыми все время своего существования. Нет никакой мистической силы, заставляющей отдельные нейроны или их совокупность делать что-либо такое, чего они обычно не делают, Признав этот факт, мы можем сосредоточиться на поиске возможностей воссоздания способности клеток мозга к запоминанию и прогнозированию, т. е. на составлении алгоритма, имитирующего работу коры головного мозга, для воссоздания в кремнии.

8. Будущее разума

Предсказать пределы возможностей новых технологий чрезвычайно трудно. В этой книге я показал вам, что основной функцией мозга является составление прогнозов на основе прошлого опыта. Следовательно, можно предположить, что новые технологии будут использоваться для решения тех же задач, что и старые. Роль новых инструментов мы видим в том, чтобы они выполняли знакомые нам функции быстрее, эффективнее и дешевле.

Подобных примеров очень много. Люди называли железную дорогу «железным конем», а автомобиль – «повозкой без лошади». Десятки лет телефон считали усовершенствованной разновидностью телеграфа, т. е. чем-то, что должно использоваться только в экстренных случаях для передачи важных сообщений. Лишь в 1920-х годах его стали использовать в быту. Фотографию сначала рассматривали как способ создания портретных изображений «лучшего качества». Знаете ли вы, почему в первых кинотеатрах был занавес для экрана? Потому, что кинематограф воспринимали как новый способ постановки представлений, прежде разыгрываемых на театральных подмостках.

Действительно, возможности применения новых технологий часто оказываются неожиданными и намного более далеко идущими, чем предполагается вначале. Так, создание телефона привело к развитию сети беспроводной передачи голоса и данных, позволяющей двум людям общаться друг с другом независимо то того, где они находятся, причем, передавать друг другу не только голос, но также тексты и изображения. Первый транзистор, созданный в Bell Labs[20]20
  Bell Labs – бывшая американская корпорация, крупный исследовательский центр в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем. Основана в 1925 году как исследовательский центр компании AT & Т. В настоящее время Bell Labs входит в состав компании Lucent Technologies. – Примеч. ред.


[Закрыть] в 1947 году, сразу называли новаторским изобретением. Однако его первоначальное применение было ограничено усовершенствованием старых приложений – транзисторы пришли на смену вакуумным трубкам. Это привело к появлению более надежных радио и компьютеров, что в те дни вызывало восторг как ученых, так и потребителей, но основные отличия состояли в различии размеров и надежности машин. Наиболее революционное применение транзисторов было найдено лишь некоторое время спустя. До создания интегральной схемы, микропроцессора, цифрового сигнального процессора, чипов памяти должен был пройти период последовательных инноваций. Создание в 1970 году первого микропроцессора было вызвано желанием ученых усовершенствовать работу настольных калькуляторов. На этом примере мы также видим, что первичное применение научного открытия поначалу ограничивается лишь заменой существующих технологий. Так, на смену механическому настольному калькулятору пришел электронный. Микропроцессоры были очевидными кандидатами на замещение соленоидов, которые в то время использовались в некоторых видах промышленного управления (например, для переключения сигналов светофоров). И только годы спустя люди осознали, сколь велика на самом деле мощность микропроцессора. Никто в то время не мог предвидеть изобретение современного персонального компьютера, мобильного телефона, Интернета, системы глобального позиционирования[21]21
  Система глобального позиционирования – спутниковая система, позволяющая определить место нахождения неподвижного либо движущегося объекта в любой точке Земного шара, будь то на земле, в воздухе, на море, в трех измерениях, с очень высокой точностью. Сейчас в мире существует две глобальные системы позиционирования (GPS): американская US GPS и российская ГЛОНАСС. В процессе разработки находится европейская система позиционирования. – Примеч. ред.


[Закрыть] или любой другой современной информационной технологии.

Тем более нелепо было бы ожидать, что мы сможем достоверно спрогнозировать революционное применение систем памяти, построенных на принципах работы мозга. Я твердо уверен, что разумные машины будут способны улучшить нашу жизнь во многих аспектах. Однако прогнозировать будущее технологий, связанных с искусственным интеллектом, да еще и на период, превышающий несколько лет, просто нереалистично. Чтобы осознать это, достаточно проанализировать некоторые наиболее безапелляционные прогнозы футуристов. Например, в 1950-х годах прогнозировалось, что к 2000-му году у каждого во дворе будет стоять свой атомный реактор, а отпуск мы будем проводить на Луне. Если мы не станем повторять подобных ошибок, переосмысление возможностей разумных машин может оказаться плодотворным. Как минимум, мы сможем сформулировать ряд полезных утверждений.

Вопросы на данную тему могут быть чрезвычайно интригующими. Сможем ли мы создать разумные машины, и если да, то как они будут выглядеть? Будут они напоминать человекоподобных роботов, знакомых нам по фантастическим романам, или «мыслящим» может быть и корпус системного блока компьютера? Каково будет практическое применение машин, обладающих искусственным интеллектом? Является ли данная технология опасной, может ли она угрожать человечеству? Какое применение имеет технология сейчас, и какое неожиданное применение ее возможно в будущем? И наконец, к чему в конце концов приведет создание разумных машин?

Возможно ли создание разумных машин?

Да, возможно. Однако может оказаться, что они будут совсем не такими, как мы ожидаем. На первый взгляд, совершенно естественным представляется создание разумных машин, напоминающих человека, но я не сторонник такого мнения. Я не думаю, что разумные машины будут иметь человеческий облик и что они будут взаимодействовать с нами в форме, напоминающей человеческое общение.

Одно из наиболее популярных определений разумных машин пришло к нам из фильмов и фантастической литературы. Согласно указанным источникам, разумные машины – это милые либо злые, а иногда и нелепые роботы, которые способны испытывать чувства и делиться своими мыслями. Обычно такие создания играют ключевую роль в бесконечных фантастических интригах футуристических романов. Фантастическая литература, существующая вот уже сто лет, научила людей считать человекоподобных роботов неотъемлемой и желанной частью нашего реального будущего. Несколько поколений выросли на образах героев фильмов «Запрещенная планета», «Звездные войны», «Звездный путь» и тому подобных. Герой фильма «Космическая Одиссея 2001», хотя и не имел человеческого обличья, в целом очень походил на человека. Он был разработан не только как помощник, но и как товарищ пилота, отправляющегося в длительный космический полет. Роботы узкой специализации, как, например, «умные» автомобили, самоуправляемые пылесосы или газонокосилки, уже изобретены. Не исключено, что в далеком или, напротив, не столь отдаленном будущем они будут распространены повсеместно. А вот описанные выше человекоподобные роботы – гуманоиды – еще очень долго будут оставаться выдумкой, что объясняется двумя причинами.

Во-первых, человеческий разум – не только функционирование коры головного мозга, но и действие эмоциональных систем «старого» мозга, а также влияние человеческого тела с его сложнейшим строением. Человек – сложнейший биологический механизм, а не только кора головного мозга. Чтобы общаться подобно человеку на любые темы (т. е. чтобы пройти тест Тюринга), разумная машина должна обладать опытом, принадлежащим человеку, и жить такой жизнью, как человек. Разумные машины будут обладать эквивалентом коры головного мозга и набором некоторых ощущений, а вот всем остальным – не обязательно. Идея сотворить разумную машину в человеческом обличье, конечно, очень и очень заманчива. Однако такая машина не сможет обладать разумом, подобным человеческому, если мы не насытим ее эмоциональными системами и человеческим опытом. Маловероятно, что столь сложная задача когда-либо окажется выполнимой.

Во-вторых, учитывая затраты на создание и эксплуатацию гуманоидов, трудно представить себе, в чем могла бы состоять их практическая целесообразность. Содержание робота-дворецкого обходилось бы намного дороже, чем наем обычного помощника по дому, кроме того, его функциональность была бы весьма ограниченной по сравнению с последним. Самый разумный робот не сможет проявить того понимания и участия, на которое способен человек по одной лишь своей природе.

Как паровой двигатель, так и цифровой компьютер возникли на основе проектов, так и не воплощенных в реальность. Точно так же, когда мы говорим о создании разумных машин, многие люди представляют их благодаря художественной литературе человекоподобными роботами, но вряд ли это станет реальностью.

Так как же тогда будут выглядеть разумные машины? Из теории эволюционного развития видно, что если наложить иерархическую систему памяти на возможность испытывать ощущения, то станет возможным моделирование и прогнозирование будущего. Заимствуя изобретения природы, мы должны построить разумные машины на основе ее же принципов. Это и будет рецептом создания разумных машин. Прежде всего, наша разумная машина может обладать набором ощущений, отличных от человеческих, она может «существовать» в своем мире, полностью непохожем на наш (более подробно остановимся на этом ниже). Другими словами, разумной машине совсем не обязательно обладать парой глаз и парой ушей. Дальше мы добавим к этим ощущениям иерархическую систему памяти, работающую по принципу коры головного мозга. Затем мы обучим ее точно так же, как мы учим маленького ребенка. В результате наша разумная машина создаст модель своего собственного мира, такого, каким она его видит его сквозь призму своих ощущений. Ни у кого не возникнет ни потребности, ни возможности программировать ее с использованием баз данных, фактов или других концепций высшего порядка, что несовместимо с концепцией искусственного интеллекта. Разумные машины должны учится на собственном опыте, в том числе – если возникает такая необходимость – получая входные сигналы от инструктора. Как только разумная машина создаст модель своего мира, она сможет распознавать аналогии, основанные на прошлом опыте, для прогнозирования событий в будущем, предлагать решение новых задач и делиться своим опытом с нами.

Такие разумные машины вполне могут быть вмонтированы в самолеты и автомобили или же размещаться на полках компьютерных лабораторий. В отличие от человека, мозг которого неотделим от его тела, система памяти разумной машины может иметь удаленный доступ к своим сенсорам (или «телу», если таковое у нее имеется). Например, интеллектуальной системе обеспечения безопасности целесообразно иметь сенсоры, расположенные по всей территории фабрики или города, а иерархическая система памяти, получающая информацию от этих сенсоров, может находиться в комнате лишь одного из сооружений. Таким образом, физическое воплощение машины, обладающей искусственным интеллектом, может быть чрезвычайно разнообразным.

Нет никаких оснований предполагать, что разумная машина должна выглядеть, действовать или чувствовать, как человек. Но ее искусственно созданный интеллект позволит ей формировать модель окружающего мира посредством иерархической системы памяти, а также думать о своем мире подобно тому, как мы с вами размышляем о нашем. Мысли и поведение разумной машины могут очень отличаться от свойственных человеку, и все же у нее будет интеллект, который, как мы показали в этой книге, определяется прогностической способностью иерархической памяти, а не человекоподобным поведением.

* * * * *

Главной технической трудностью при создании разумной машины будет создание иерархической системы памяти, которая работала бы подобно памяти головного мозга человека. Эту проблему мы будем решать при помощи связности и емкости.

Начнем с емкости. Кора головного мозга имеет порядка 32 миллионов синапсов[22]22
  Синапс (от греч. соединение, связь) – специализированные межклеточные контакты нервной ткани, обеспечивающие передачу влияний с одного нейрона на другой и с нейронов на исполнительные органы. – Примеч. ред.


[Закрыть]. Если мы представим каждый синапс двумя битами (что дает нам четыре возможных значения для каждого синапса), а каждый байт состоит из восьми бит (один байт может представлять четыре синапса), то нам понадобится порядка 8 трлн. байтов памяти. Винчестер современного персонального компьютера имеет 100 млрд. байтов памяти, т. е. нам понадобилось бы порядка 80 современных винчестеров, чтобы получить такой же объем памяти, как у человеческого неокортекса. (Пусть вас не беспокоят точные цифры, мы сейчас работаем над созданием общего представления.) Суть состоит в том, что в лабораторных условиях такая задача вполне решаема, хотя вмонтировать машину такого типа в тостер или карманный компьютер не получится. Важно заметить, что данное количество памяти сейчас вполне подлежит технической реализации, а всего каких-нибудь десять лет тому назад об этом нельзя было и мечтать. Следует также учитывать оптимистический факт: совсем не обязательно воссоздавать всю кору головного мозга человека. Для функционирования большинства приложений и устройств требуется намного менее объемная система памяти.

Возможно, мы начнем конструировать системы памяти в винчестерах или оптических дисках, но в конечном счете нам захочется создавать их на основе кремния. Кремниевые чипы малы по размеру, имеют низкое энергопотребление и очень прочны. Вопрос о том, когда кремниевые чипы памяти обретут достаточную емкость, чтобы стать базой разумных машин, – исключительно вопрос времени. Разумная память имеет преимущества по сравнению с обычной компьютерной памятью. Экономика полупроводниковой промышленности основана на проценте чипов с ошибками. Для многих чипов единственная ошибка уже фатальна. Процент качественных чипов называется выработкой продукта. Он определяет, можно ли будет произвести чип определенного дизайна и продать его с прибылью. Вероятность допущения ошибки возрастает прямо пропорционально размерам чипов, поэтому на сегодняшний день большинство чипов имеют размер небольшой почтовой марки. Промышленность увеличила размер памяти одного чипа не за счет увеличения его размеров, а за счет уменьшения отдельных атрибутов.

С другой стороны, чипы разумной памяти толерантны к наличию ошибок. Как вы помните, ни одна из составляющих вашего мозга не владеет совершенно незаменимым носителем данных. Ваш мозг ежедневно теряет тысячи нейронов, тем не менее ваши интеллектуальные способности притупляются очень медленно – с годами в преклонном возрасте. Чипы разумной памяти будут работать по тем же принципам, что и кора головного мозга, т. е. даже если определенная часть элементов чипа будет неисправна, он все равно будет оставаться рабочим и окупится в экономическом плане. Скорее всего, прирожденная толерантность мозгоподобной памяти к наличию ошибок позволит дизайнерам разработать архитектуру чипов, которые будут значительно превосходить по размеру и плотности современные компьютерные чипы памяти. В результате вполне возможно, что мы сможем создать прототип мозга в кремнии намного раньше, чем сулят прогнозы.

Второе условие, необходимое для создания разумных машин, – это связность. Дело в том, что в человеческом мозге под тонким покрытием коры имеется белое вещество, состоящее из миллионов аксонов. Оно связывает области иерархии коры головного мозга между собой. Отдельная клетка коры головного мозга может быть связана с 5 или 10 тысячами других клеток. Такой тип масштабного параллельного соединения невозможно внедрить на основе традиционных техник производства кремниевых чипов. Последний создается путем нанесения нескольких слоев металла, каждый из которых отделяется от последующего изоляционным веществом. (Этот процесс наслоения не имеет ничего общего со слоями коры головного мозга.) Слои металла вмещают «провода» чипа. В пределах одного слоя «провода» не пересекаются. Поэтому суммарное количество проводных связей в чипе ограниченно. На основе такой связности совершенно невозможно создать мозгоподобную систему памяти, для которой реально необходимы миллионы подобных связей. Кремниевые чипы и белое вещество не очень-то совместимы друг с другом.

Понадобится большое количество инженерных разработок и экспериментальных исследований, прежде чем удастся решить эту проблему. Но направление поиска нам уже известно. Сигналы гораздо быстрее передаются по электрическим проводам, чем по аксонам нейронов. Один провод в чипе может обеспечивать несколько связей, в то время как в мозге каждый аксон имеет отношение лишь к единственному нейрону.

Примером из реальной жизни может служить телефонная система. Если мы будем проводить линию от аппарата к аппарату, то поверхность планеты утонет в джунглях медного провода. Вместо этого все телефоны подсоединены к относительно небольшому количеству высокоемких телефонных линий. Данный метод работает потому, что емкость одной линии намного превышает емкость, требуемую для передачи отдельного разговора. Телефонная система вполне отвечает таким требованиям, ведь один оптоволоконный кабель может передавать порядка миллиона телефонных разговоров одновременно.

В человеческом мозге аксоны проходят между всеми клетками, связанными друг с другом. А вот мы можем создать разумную машину, которая по связности напоминает телефонную линию, где существуют общие связи. Хотите – верьте, хотите – нет, но некоторые ученые многие годы размышляли о том, как можно решить задачу связности чипа по типу мозга. Хотя работа самого мозга оставалась загадкой, тем не менее исследователи верили, что однажды загадка будет разгадана, и тогда мы столкнемся с задачей связности. Мы не будем сейчас рассматривать разные подходы к решению этой проблемы. Достаточно упомянуть, что связность, возможно, является самой большой технической преградой на пути создания разумных машин, но со временем мы сможем преодолеть и ее.

Как только технические решения будут найдены, других значимых препятствий для создания по-настоящему разумных машин не останется. Конечно, придется поработать над уменьшением размеров, затрат на энергопотребление и, соответственно, снижением стоимости интеллектуальных систем, но в целом эти задачи не являются неразрешимыми. Всего за пятьдесят лет мы прошли путь от компьютеров, имевших размеры комнаты, до карманных аналогов. В данном случае мы начнем с довольно высокого технологического уровня, поэтому следует ожидать гораздо более стремительных изменений.