Она элегантна, как E=mc2, и столь же непоколебима
Эта формула приближает человечество к решению 2х колоссальных вызовов: созданию великой объединенной теории функций мозга и построению нейроморфных компьютеров.
Достижения в области алгоритмов глубокого обучения нейронных сетей за последние 5 лет огромны и впечатляющи.
Однако!
- Эти достижения в алгоритмической обработке данных ни на йоту не приближают к пониманию работы «хардвера» (HW) мозга — той «аппаратной базы», состоящей из миллиардов нейронов.
Иными словами, мы по-прежнему не понимаем механизмов работы мозга. А всевозможные статичные карты нейронных связей принципиально не способны пролить на эту механику хоть какой-то свет. - Мы все ближе к физическому пределу производительности используемого нами HW компьютеров. А до производительности HW мозга (по сложности решаемых задач, а не тупым сопоставлением отдельных характеристик) нам, как до Луны.
Уже понятно, что:
— решение 1го вызова — поиск механизмов работы HW мозга — нужно искать не в работающей на его базе алгоритмике, а в иных физических принципах работы;
— а для решения 2го вызова — создания иного HW компьютеров — скорее всего, потребуются принципиально иные вычислительные принципы и архитектуры.
✔️ Самый известной теорией «иных физических принципов» работы мозга является теория критичности мозга — его работы на кромке динамического хаоса между подкритическим затуханием сигналов между нейронами и надкритических взрывов их активности.
Критичность мозга, делающая его работу подобной цепной реакции или песчаным лавинам, предполагает наличие некоторого механизма, позволяющего сети нейронов мозга оставаться близко к критичности.
Непонимание, что это за механизм, таинственным образом саморегулируемый организмом, вот уже 26 лет оставалось камнем преткновения на пути признания теории критичности великой объединенной теорией функций мозга.
✔️ Иные вычислительные принципы и архитектуры, позволяющие превзойти принципиальные физические ограничения имеющегося HW компьютеров, включают в себя, прежде всего:
— квантовый компьютинг;
— нейроморфный (мозгоподобный) компьютинг.
Про квантовый компьютинг будем как-нибудь говорить отдельно.
А вот с нейроморфным компьютингом до сих пор была засада. И не смотря даже на спец-госпрограмму США по созданию нейроморфного компьютера, все существующие опытные образцы весьма примитивны.
И причина этого фундаментальная — в основе всех новых разработок нет принципиально иного физического принципа работы (что это значит см. выше).
И вот колоссальный, просто фантастический прорыв.
Искомый физический принцип, способный
- объяснить механику критичности работы мозга и
- лечь в основу HW для нейроморфных компьютеров найден.
Данный принцип описывается формулой
ΔT = aEQ^b, при b = -0.54 ± 0.05
Коэффициент энцефализации EQ (используемый в качестве прокси разума) растет в степенной зависимости с уменьшением температурного диапазона ΔT мозга живого организма.
Иными словами, чем в более узком температурном диапазоне может работать мозг, тем выше показатель разумности (или, как минимум, его прокси)
Для информации: коэффициент энцефализации, например, у человека — 8.562, у слона — 2.648, у крысы — 0.464, а у лягушки — 0.073 (см. таблицу)
График «формулы разума», записанной в логарифмическом виде log(ΔT) = a + b log(EQ), таков.
В правом верхнем углу рисунка показан график в линейных координатах, в которых лучше видна критичность мозга (степенное возрастание EQ при снижении ΔT).
Ну а проще говоря (как показано на открывающей пост картинке)
показатель разумности взмывает в неимоверные высоты в самых узких диапазонах температур.
Теперь ждем экспериментального подтверждения гипотезы «формулы разума».
Если будет подтверждено, что когнитивные способности напрямую зависят от возможностей тела поддерживать нейронную сеть вблизи критического состояния с помощью температуры (подачи ионов и т.д.), это будет иметь наиважнейшее значение,
— как для людей (принципиально иные методы лечения психических заболеваний);
— так и для выбора материалов элементной базы нейроморфных компьютеров, обеспечивающих критичность в наиболее узких диапазонах температур.
Ну а если создать материал с более узким диапазоном?
Например, с ΔT меньше 1 градуса С (у человека ΔT = 2,1 градуса С). Эдак ведь и на суперинтеллект замахнуться можно, продвинувшись в наннотехнологиях!
Может поэтому автор данной работы, помимо универовского профессорства, возглавляет центр прорывных нанотехнологий и является главным экспертом Петагона по нейроморфным вычислениям?
Более подробно на эту тему можно прочесть здесь:
1. Описываемая работа Criticality in the Brain: Evidence and Implications for Neuromorphic Computing (есть на скайхабе)
2. О критичности:
3. О нейроморфных вычислениях и вышеописанной гипотезе от ее автора — видео 33 мин. выступления в марте 2018.
4. Отчет для Пентагона по нейроморфным вычислениям (будто бы для Мин-ва энергетики 😎)
5. Центр прорывных нанотехнологий, руководимый автором гипотезы.
P.S. Кто еще не заметил, «формула разума» оказалось той же, что и «формула жизни», «фомула городов» и «формула победы на выборах»
_________________________
Хотите читать подобные публикации? Подписывайтесь на мой канал в Телеграме, Medium, Яндекс-Дзене
Считаете, что это стоит прочесть и другим? Дайте им об этом знать, кликнув на иконку “понравилось”
