Решили развить тему описания работы мозга.
Насколько сложен мозг? В том ли направлении движутся учёные, представляя его в виде компьютера и пытаясь на этой аналогии разрабатывать ИИ и нейросети?Как бы ни старались нейрофизиологи, когнитивные психологи и прочие, кто имеет отношение к изучению деятельности мозга, они, судя по всему, никогда не найдут в нём копию Бранденбургского концерта Баха или словарного запаса, изображений, грамматических правил или любых других внешних раздражителей, закодированных в каких-либо сигналах. Конечно, нельзя сказать, что мозг в буквальном смысле пуст. Но он не содержит большинство вещей, которые, по мнению изучающих его людей, должен — в нём нет даже таких простых объектов, как «воспоминания», хотя ведь каждый многое помнит.
Изобретение компьютера в сороковых годах прошлого века особенно запутало нас в понимании того, что есть мозг и как он работает. Учёные, не связанные с инженерией, такие, как психологи, лингвисты, нейрофизиологи, но больше всего не учёные, а писатели фантасты слишком буквально восприняли аналогию мозга с компьютером и вот уже больше полувека продвигают эту идею, приумножая её.
Благодаря эволюции новорождённые люди, как и новорождённые любого другого вида млекопитающих, входят в этот мир готовыми к эффективному с ним взаимодействию. Зрение ребёнка расплывчато, но он уделяет особое внимание лицам и быстро может распознать лицо матери среди других. Он предпочитает звук голоса другим звукам, он может отличить один базовый речевой звук от другого. Мы, без сомнения, построены с оглядкой на социальное взаимодействие.
Здоровый новорождённый обладает более чем десятком рефлексов — готовых реакций на определённые раздражители, которые необходимы для выживания. Ребёнок поворачивает голову в направлении того, что щекочет ему щёку, и сосёт всё, что попадает в рот. Он задерживает дыхание, когда погружается в воду. Он хватает вещи, которые попадают ему в руки, так сильно, что почти повисает на них. Возможно, самое важное заключается в том, что младенцы появляются в этом мире с весьма мощными механизмами обучения, которые позволяют им стремительно изменяться так, чтобы они могли взаимодействовать с миром с возрастающей эффективностью, даже если этот мир и не похож на тот, с которым сталкивались их дальние предки. То есть под изменяющиеся условия подстраивается и мозг.
Чувства, рефлексы и механизмы обучения — всё то, с чем мы появляемся на свет, и по правде говоря, этих вещей довольно много, если задуматься. Если бы у нас не было одной из этих возможностей с рождения, нам было бы значительно труднее выжить. Поэтому гены "копируют" предыдущий опыт и заранее "прокладывают" основные дорожки в мозге.
Но что есть обучение искусственного интеллекта (ИИ)? Информация, базы данных, правила, лексикон, представления, алгоритмы, программы и подпрограммы (ПО), модели, образы, обработка, кодеры и декодеры, символы и буферы — элементы, позволяющие цифровым компьютерам вести себя таким образом, который несколько напоминает разумный. Мы же, в отличие от компьютеров, не просто не рождаемся с этим — мы это в себе не развиваем. Никогда.
Мы не храним слова или правила, сообщающие нам, как использовать эти слова. Мы не создаем визуальные проекции раздражителей, не храним их в буфере кратковременной памяти, а после этого не передаём их в хранилище памяти долговременной (что очень и очень часто описывается в литературе по нейрофизиологи и даже психологии). Мы не извлекаем информацию или образы и слова из реестров памяти. Этим занимаются компьютеры и только компьютеры.
Они в буквальном смысле слова обрабатывают информацию — числа, буквы, слова, формулы, изображения. Информация изначально должна быть закодирована в формат, которым могут пользоваться компьютеры, а значит, она должна быть представлена в виде единиц и нулей («битов»), которые собраны в маленькие блоки («байты»). На компьютере, где каждый байт содержит 8 бит, некоторые из них обозначают букву «К», другие — «О», третьи — «Т». Таким образом все эти байты образуют слово «КОТ». Одно единственное изображение — скажем, фотография вашего любимого кота на рабочем столе — представлена особенным рисунком миллиона таких байтов («один мегабайт»), определённых специальными символами, которые сообщают компьютеру, что это фотография, а не слово.
Компьютеры в буквальном смысле перемещают эти рисунки с места на место в различных отсеках физического хранилища, выделенных внутри электронных компонентов. Иногда они копируют рисунки, а иногда изменяют их самыми разнообразными способами — скажем, когда мы исправляем ошибку в документе или ретушируем фотографию. Правила, которым следует компьютер для перемещения, копирования или оперирования этими слоями данных также хранятся внутри компьютера. Собранные воедино наборы правил называются «программами» или «алгоритмами». Группа алгоритмов, которые работают совместно для помощи нам в чём-то (например, при покупке акций или поиске данных онлайн) называется «приложением».
Прошу меня простить за это введение в мир компьютеров, но мне нужно, чтобы вам было всё предельно ясно: компьютеры в действительности работают над той стороной нашего мира, которая состоит из символов. Они действительно хранят и извлекают. Они действительно обрабатывают. У них действительно есть физические воспоминания. Они действительно управляются алгоритмами во всём, что делают, без каких-либо исключений.
С другой стороны, люди так не делают — никогда не делали и делать не будут. Учитывая это, хочется спросить: почему же так много ученых рассуждают о нашем психическом здоровье так, будто бы мы и есть компьютеры?
В своей книге «По нашему собственному образу» (In Our Own Image, 2015) эксперт в области искусственного интеллекта Джордж Заркадакис (George Zarkadakis) описывает шесть различных метафор, которые люди использовали в течение двух последних тысячелетий, пытаясь описать человеческий интеллект.
В самой первой, библейской, люди были созданы из глины и грязи, которую затем разумный Бог наделил своей душой, «объясняя» наш интеллект — по крайней мере, грамматически.
Изобретение гидравлической техники в 3 веке до н.э. привело к популяризации гидравлических моделей человеческого интеллекта, идеи о том, что различные жидкости нашего тела — т.н. «телесные жидкости» — имеют отношение как к физическому, так и к психическому функционированию. Метафора сохранялась более 16-ти столетий и всё это время применялась в медицинской практике.
К 16-му веку были разработаны автоматические механизмы, приводимые в движение пружинами и шестерёнками; они наконец вдохновили ведущих мыслителей того времени, таких как Рене Декарт, на гипотезу о том, что люди представляют собой сложные машины. В 17-м веке британский философ Томас Гоббс предположил, что мышление возникло из-за механических колебаний в мозге. К началу 18-го века открытия в области электричества и химии привели к новым теориям человеческого интеллекта — и они опять же, имели метафорический характер. В середине того же столетия немецкий физик Герман фон Гельмгольц, вдохновленный достижениями в области связи, сравнил мозг с телеграфом.
Каждая метафора отражала самые передовые идеи эпохи, которая её породила. Как и следовало того ожидать, почти на заре компьютерных технологий, в 40-х годах прошлого века, мозг по принципу работы был сравнен с компьютером, при этом роль хранилища была отдана самому мозгу, а роль программного обеспечения — нашим мыслям. Знаковым событием, с которого началось то, что сейчас называется «когнитивистикой», стала публикация книги психолога Джорджа Миллера «Язык и общение» (1951). Миллер предположил, что ментальный мир можно изучать с помощью концепций информационной, вычислительной и лингвистической теорий.
Такой образ мыслей получил свое окончательное выражение в небольшой книге «Компьютер и мозг» (1958), в которой математик Джон фон Нейман категорично заявил: функция нервной системы человека является «в первую очередь цифровой». Хотя он признал, что тогда в самом деле было очень мало известно о той роли, которую мозг играет в мышлении и памяти, он проводил параллели за параллелями между компонентами ЭВМ того времени и компонентами человеческого мозга.
Движимая последующими достижениями в области компьютерных технологий и исследований мозга, а также амбициозным междисциплинарным стремлением познать природу постепенно развивающегося человеческого интеллекта, в умах людей прочно засела идея о том, что люди, подобно компьютерам, являются информационными процессорами. Сегодня это направление включает в себя тысячи исследований, потребляет миллиарды долларов финансирования, оно породило обширный пласт литературы, состоящий как из технических, так и из иных статей и книг. Книга Рэя Курцвейла «Как создать разум» (2013) иллюстрирует эту точку зрения, спекулируя на «алгоритмах» мозга, на том, как мозг «обрабатывает данные», и даже на внешнем его сходстве с интегральными схемами и их структурами.
Метафора человеческого мозга, построенная на обработке информации (здесь и далее IP-метафора, от Information Processing), в наши дни доминирует в умах людей, как среди обывателей, так и в среде учёных. По факту не существует дискурса по поводу разумного человеческого поведения, который бы проходил без применения этой метафоры, равно как и то, что подобные дискурсы не могли возникать в определенные эпохи и внутри определенной культуры без отсылок к духам и божествам. Справедливость метафоры об обработке информации в современном мире, как правило, подтверждается без каких-либо проблем.
Однако IP-метафора — только одна из многих, это лишь история, которую мы рассказываем, чтобы придать смысл чему-то, чего мы сами не понимаем. И, как и все предшествующие метафоры, эта, безусловно, в какой-то момент будет отброшена — заменена или очередной метафорой, или истинным знанием.
Не так давно один из учёных бросил вызов своим коллегам: объяснить разумное человеческое поведение без отсылок к любому из аспектов IP-метафоры об обработке информации. Они этого сделать не смогли. Они понимали, в чём проблема. Мы познаём окружающую нас реальность преимущественно через аналогии и никакой другой аналогии мозга, кроме компьютера, сегодня просто нет. Другими словами, IP-метафора обременяет наше мышление настолько, что у нас возникают проблемы при попытке разобраться в проблеме, ведь нам нужны аналогии, чтобы было на что опираться при изучении.
В статье с заголовком "Пустой мозг", которая взята за основу, описывается довольно простая в формулировке ложная логика IP-метафоры. Она основывается на ложном аргументе с двумя разумными предположениями и единственным ложным выводом.
Разумное предположение № 1: все компьютеры способны вести себя разумно.
Разумное предположение № 2: все компьютеры есть информационные процессоры.
Ложный вывод: все объекты, способные на разумную деятельность, являются информационными процессорами.
Если отбросить формальную терминологию, идея того, что люди являются информационными процессорами лишь потому, что компьютеры являются таковыми (при том, что компьютеры созданы человеком), звучит глупо, а когда однажды IP-метафора в конце концов изживёт себя о от неё окончательно откажутся, она почти наверняка будет рассматриваться историками именно так, как мы сейчас смотрим на высказывания о гидравлической или механической природе человека.
Если эта метафора так глупа, почему она всё ещё правит нашими умами? Что удерживает нас от того, чтобы отбросить её в сторону как ненужную? Существует ли способ понять человеческий интеллект, не опираясь на выдуманные костыли? И какой ценой нам обойдется столь долгое использование этой опоры? Не уводит ли она нас в сторону от реального знания? При этом, данная метафора вдохновила писателей и мыслителей на огромное количество исследований в самых разных областях науки на протяжении десятилетий.
Один профессор рассказывал, как в аудитории на занятии, он начинает с выбора добровольца, которому говорит нарисовать купюру в один доллар на доске. «Побольше деталей», — даёт он задачу. Когда студент заканчивает, профессор закрывает рисунок листом бумаги, достаёт купюру из кошелька, приклеивает её к доске и просит студента повторить задание, глядя в этот раз на купюру. Когда студент заканчивает, преподаватель убирает лист бумаги с первого рисунка и тогда класс комментирует различия.
Вот рисунок "по памяти" (обратите внимание на метафору).
А вот рисунок, созданный студентом, глядя на банкноту.
В этом нет ничего необычного. Как вы видите, рисунок, выполненный без опоры на купюру, ужасен в сравнении с тем, что был срисован с образца, несмотря на то, что студент его создававший видел долларовую купюру тысячи раз.
Так в чем дело? Разве у нас нет «загруженного» в мозговой «регистр памяти» «представления» о том, как выглядит долларовая банкнота? Неужели мы не можем просто-напросто «извлечь» его оттуда и использовать при создании нашего рисунка?
Конечно, нет, и даже тысячи лет исследования в области неврологии не помогут обнаружить представление о виде долларовой банкноты, сохраненное в человеческом мозге, просто потому, что его там нет.
Значительный объём исследований мозга показывает, что в действительности многочисленные и иногда обширные участки мозга зачастую вовлечены в, казалось бы, самые банальные задачи по запоминанию информации. Когда человек испытывает сильные эмоции, в мозге могут активизироваться миллионы нейронов. В 2016 году нейрофизиолог из Университета Торонто Брайан Левин с коллегами провел исследование, в котором приняли участие люди, выжившие в авиакатастрофе, позволившее прийти к выводу, что события аварии способствовали росту нейронной активности в «мозжечковой миндалине, медиальной височной доле, передней и задней срединной линии, а также в зрительной коре пассажиров».
Выдвинутая рядом учёных идея о том, что специфические воспоминания каким-то образом сохраняются в отдельных нейронах, абсурдна; если уж на то пошло, это предположение лишь возводит вопрос памяти на ещё более сложный уровень: как и где, в конечном счёте, память записана в клетку?
Итак, что происходит, когда студент рисует долларовую банкноту, не пользуясь образцом? Если этот студент никогда прежде не видел купюру, его первый рисунок, вероятно, ни в коей мере не будет похож на второй. Тот факт, что он видел долларовые банкноты прежде, каким-то образом изменил его. Собственно, его мозг был изменён так, что он смог наглядно представить себе банкноту — что, в сущности, эквивалентно — по крайней мере, отчасти — тому, чтобы заново переживать ощущение зрительного контакта с купюрой.
Различие между двумя набросками напоминает нам, что визуализация чего-либо (что представляет собой процесс воссоздания зрительного контакта с тем, что больше не находится у нас перед глазами) намного менее точна, чем если бы мы по-настоящему видели что-либо. Именно поэтому нам намного лучше удаётся узнавать, нежели вспоминать. Когда мы ре-продуцируем что-то в памяти (От латинского re — «снова», и produce — «создавать»), мы должны попробовать снова пережить столкновение с предметом или явлением; однако когда мы узнаём что-то, мы всего лишь должны отдавать себе отчёт в том, что ранее у нас уже был опыт субъективного восприятия этого объекта или явления.
Возможно, у вас есть что возразить на это доказательство. Студент видел долларовые банкноты и раньше, однако он не предпринимал осознанных усилий к тому, чтобы «запомнить» детали. Вы можете заявить, что, если бы он так поступил, то, возможно, смог бы нарисовать второе изображение, не пользуясь образцом долларовой купюры. Однако даже в этом случае никакое изображение банкноты не было никоим образом «сохранено» в мозгу этого студента. У него просто возросла степень подготовленности к тому, чтобы нарисовать её с соблюдением деталей, так же, как, посредством практики, пианист становится искуснее в исполнении фортепианных концертов, при этом не загружая в себя копию нот.
Исходя из этого простого эксперимента, мы можем начать выстраивать основу свободной от метафор теории интеллектуального поведения человека — одну из тех теорий, согласно которым мозг не полностью пуст, однако по меньшей мере свободен от груза IP-метафор.
По мере того, как мы движемся по жизни, мы подвергаемся воздействию множества происходящих с нами событий. Следует особо отметить три типа опыта:
1. мы наблюдаем за тем, что происходит вокруг нас (как ведут себя другие люди, звуки музыки, адресованные нам указания, слова на страницах, изображения на экранах);
2. мы подвержены сочетанию незначительных стимулов (к примеру, сирены) и важных стимулов (появление полицейских машин);
3. мы бываем наказаны или вознаграждены за то, что ведём себя определённым образом.
Если теперь мы можем рассказать стихотворение или спеть песню, если мы способны следовать данным нам указаниям, если мы реагируем на незначительные стимулы так же, как и на важные, если мы стараемся не вести себя так, чтобы нас наказали, и чаще ведём себя таким образом, чтобы получить награду — мы становимся эффективнее, если меняемся сообразно этому опыту.
Несмотря на огромное количество статей с вводящими в заблуждение заголовками, никто не имеет ни малейшего представления о том, какие изменения происходят в мозге после того, как мы научились петь песню или выучили стихотворение. Однако ни песни, ни стихотворения не были «загружены» в наш мозг. Их там нет ни в какой форме. Он просто упорядоченно изменился таким образом, что теперь мы можем петь песню или рассказывать стихотворение, если соблюдены определённые условия. Когда нас просят выступить, ни песня, ни стихотворение не «извлекаются» из какого-то места в мозге — точно так же, как не «извлекаются» движения моих пальцев, когда я барабаню по столу. Мы просто поём или рассказываем — и никакого извлечения нам не нужно.
Сегодня многие нейрологи и в самом деле начинают "помышлять о немыслимом" — о том, что IP-метафора не так уж необходима.
Ряд когнтивистов — в частности, Энтони Чемеро из Университета Цинциннати, автор вышедшей в 2009 книги «Основное воплощение когнитивистики» (Radical Embodied Cognitive Science) — теперь абсолютно отрицают представление о том, что деятельность человеческого мозга схожа с работой компьютера. Распространенное мнение заключается в том, что мы, как и компьютеры, осмысляем мир, осуществляя вычисления над его мысленными образами, однако Чемеро и прочие учёные описывают другой способ понимая мыслительного процесса — они определяют его как прямое взаимодействие между организмами и их миром.
Мой любимый пример, иллюстрирующий огромную разницу между IP-подходом и тем, что некоторые называют «анти-репрезентативным» взглядом на функционирование человеческого организма, включает в себя два разных объяснения того, как бейсболисту удается поймать летящий мяч, приведённые Майклом Макбитом, сейчас работающим в Университете штата Аризона, и его коллегами, в статье, опубликованной в 1995 в «Science». Согласно IP-подходу, игрок должен сформулировать приблизительную оценку разнообразных изначальных условий полёта мяча — силу воздействия, угол траектории, скорость и некоторые другие параметры, — а затем создать и проанализировать внутреннюю модель траектории, которой, скорее всего, должен следовать мяч, после чего он должен воспользоваться этой моделью, чтобы непрерывно направлять и вовремя корректировать движения, направленные на перехват мяча. И всё это должно происходить фактически бессознательно.
Всё было бы прекрасно и замечательно, если бы мы функционировали так же, как компьютеры, однако Макбит и его коллеги дали более простое объяснение: чтобы поймать мяч, игроку нужно всего лишь продолжать двигаться так, чтобы постоянно сохранять визуальную связь применительно к основной базе и окружающему пространству (технически, придерживаться «линейно-оптической траектории»). Это может показаться сложным, однако на самом деле это предельно просто и не подразумевает никаких вычислений, представлений и алгоритмов.
Два профессора психологии из британского Городского Университета Лидса — Эндрю Уилсон и Сабрина Голонка — причисляют пример про бейсболиста к ряду других, которые могут восприниматься вне IP-подхода. На протяжении многих лет они писали в своих блогах о том, что они сами называют «более последовательным, натурализованным подходом к научному изучению человеческого поведения… идущим вразрез с доминирующим когнитивистским нейрологическим подходом». Однако этот подход далек от того, чтобы лечь в основу отдельного движения; большинство когнитивистов по-прежнему отказываются от критики и придерживаются IP-метафоры, а некоторые из наиболее авторитетных мыслителей мира сделали грандиозные предсказания о будущем человечества, которые зависят от действительности метафоры.
Одно из предсказаний — сделанное, среди прочих, футуристом Курцвейлом, физиком Стивеном Хокингом и нейрологом Рэндаллом Коэном — гласит, что, поскольку человеческое сознание, как предполагается, действует как компьютерные программы, вскоре станет возможным загрузить человеческий разум в аппарат, вследствие чего мы станем обладать безгранично могучим интеллектом и, вполне вероятно, приобретём бессмертие. Эта теория легла в основу антиутопического фильма «Превосходство», главную роль в котором исполнил Джонни Депп, сыгравший похожего на Курцвейла учёного, разум которого был загружен в интернет.
К счастью, поскольку IP-метафора ни в коей мере не верна (да, я это утверждаю), нам никогда не придётся беспокоиться о том, что человеческий разум обезумеет в киберпространстве, и мы никогда не сможем достичь бессмертия посредством загрузки его куда-либо. Причина тому — не только отсутствие сознательного программного обеспечения в мозге; проблема глубже — давайте назовем её проблемой уникальности — что звучит одновременно вдохновляюще и угнетающе.
Поскольку ни «банки памяти», ни «представления» стимулов в мозге не существуют, и поскольку всё, что требуется от нас, чтобы функционировать в мире, это изменения мозга в результате приобретаемого нами опыта, нет оснований верить в то, что один и тот же опыт изменяет каждого из нас в одинаковой мере. Если мы с вами посетим один и тот же концерт, изменения, происходящие в моем мозге при звуках Симфонии № 5 Бетховена будут практически наверняка отличаться от тех, что происходят в вашем мозге. Эти изменения, какими бы они ни были, создаются на основе уникальной нейронной структуры, которая уже существует, и каждая из которых развивалась на протяжении вашей жизни, наполненной уникальными переживаниями.
Как показал в своей книге «Вспоминая» (1932) сэр Фредерик Бартлетт, именно поэтому ни один из двух людей никогда не повторит услышанную ими историю одинаково, и со временем их рассказы будут всё более и более отличаться друг от друга. Не создается никакой «копии» истории; скорее, каждый индивид, услышав историю, в какой-то степени меняется — достаточно для того, чтобы когда позже его спросят об этой истории — они смогут в определённой степени вновь пережить те минуты, когда они слушали историю, хотя и не очень точно.
Я полагаю, это вдохновляет, потому что это значит, что каждый из нас по-настоящему уникален — не только своим генетическим кодом, но даже в том, какие изменения происходят со временем с его мозгом. Это также угнетающе, поскольку это делает грандиозную задачу нейрологии практически превосходящей воображение. Для каждого из повседневных переживаний упорядоченное изменение может включать тысячи, миллионы нейронов или даже весь мозг, поскольку процесс изменений различен для каждого отдельного мозга.
Что ещё хуже, даже если бы мы обладали способностью сделать моментальный снимок всех 86 миллиардов нейронов мозга и затем симулировать состояние этих нейронов с помощью компьютера, этот пространный шаблон не сгодился бы ни на что за пределами мозга, в котором он был изначально создан. Возможно, это самый чудовищный эффект, который IP-метафора произвела на наше понимание функционирования человеческого организма. В то время, как компьютеры и в самом деле сохраняют точные копии информации — копии, которые могут оставаться неизменными на протяжении долгого времени, даже если сам компьютер был обесточен — наш мозг поддерживает интеллект только пока мы живы. У нас нет кнопок «вкл/выкл». Либо мозг продолжает свою активность, либо мы исчезаем. К тому же, как отметил невролог Стивен Роуз в своей вышедшей в 2005 году книге «Будущее мозга», моментальный снимок текущего состояния мозга также может оказаться бессмысленным, если мы не знаем полную историю жизни владельца этого мозга — возможно, даже детали социальной обстановки, в которой этот человек вырос.
Задумайтесь, насколько сложна эта проблема. Чтобы понять хотя бы основы того, как мозг поддерживает интеллект человека, нам может потребоваться выяснить не только текущее состояние всех 86 миллиардов нейронов и 100 триллионов их пересечений, не только различающуюся силу, с которой они соединены, но также то, как ежеминутная мозговая деятельность поддерживает целостность системы. Прибавьте сюда уникальность каждого мозга, созданную отчасти благодаря уникальности жизненного пути каждого человека, и предсказание Кэндела начинает казаться чересчур оптимистичным. В вышедшей недавно редакторской колонке The New York Times нейролог Кеннет Миллер предположил, что задача хотя бы выяснить базовую нейронную связь займет «века».
Тем временем, огромные суммы денег выделяются на исследования мозговой активности, основывающиеся на зачастую ошибочных идеях и невыполнимых обещаниях. Наиболее вопиющий случай того, когда нейрологическое исследование пошло наперекосяк, был задокументирован в прошлогоднем отчёте Scientific American. Речь шла о сумме в 1,3 миллиарда долларов, выделенной на запущенный Европейским союзом в 2013 году проект «Человеческий мозг». Убеждённые харизматичным Генри Маркрамом, что он сможет создать симуляцию человеческого мозга на суперкомпьютере к 2023 году, и что подобная модель совершит прорыв в лечении болезни Альцгеймера и других нарушений, власти ЕС профинансировали проект, не налагая буквально никаких ограничений. Спустя менее двух лет проект превратился в «заворот мозгов», и Маркрама попросили покинуть пост.
Мы живые организмы, а не компьютеры. Смиритесь с этим. Давайте продолжим попытки понять себя, но при этом избавимся от ненужного интеллектуального груза. IP-метафора просуществовала полвека, принеся мизерное количество открытий. Пришло время нажать кнопку DELETE.
Д.