Ваш мозг не обрабатывает информацию, не извлекает знания и не хранит воспоминания. Короче говоря: ваш мозг - это не компьютер
Как бы они ни старались, ученые–мозговеды и когнитивные психологи никогда не найдут в мозгу копию 5-й симфонии Бетховена - или копии слов, картинок, грамматических правил или любых других видов стимулов окружающей среды. Конечно, человеческий мозг на самом деле не пуст. Но в нем нет большинства вещей, которые, как думают люди, в нем есть – даже таких простых вещей, как ‘воспоминания’.
Наши дрянные представления о мозге имеют глубокие исторические корни, но изобретение компьютеров в 1940-х годах привело нас в особое замешательство. Вот уже более полувека психологи, лингвисты, нейробиологи и другие эксперты по человеческому поведению утверждают, что человеческий мозг работает как компьютер.
Чтобы понять, насколько бессмысленна эта идея, рассмотрим мозг младенцев. Благодаря эволюции новорожденные люди, как и новорожденные всех других видов млекопитающих, появляются на свет подготовленными к эффективному взаимодействию с ним. Зрение ребенка нечеткое, но он обращает особое внимание на лица и быстро распознает лица своей матери. Он предпочитает звук голосов неречевым звукам и может отличить один основной звук речи от другого. Мы, без сомнения, созданы для того, чтобы устанавливать социальные связи.
Здоровый новорожденный также оснащен более чем дюжиной рефлексов – готовых реакций на определенные раздражители, которые важны для его выживания. Он поворачивает голову в сторону чего-то, что касается его щеки, а затем сосет все, что попадает ему в рот. Он задерживает дыхание, когда погружается в воду. Он так сильно хватается за вещи, которые ему дают в руки, что почти может выдержать собственный вес. Возможно, самое главное, что новорожденные оснащены мощными механизмами обучения, которые позволяют им меняться быстро, чтобы они могли все более эффективно взаимодействовать со своим миром, даже если этот мир не похож на тот, с которым сталкивались их далекие предки.
Чувства, рефлексы и механизмы обучения – вот с чего мы начинаем, и это довольно много, если подумать. Если бы у нас не было ни одной из этих способностей при рождении, нам, вероятно, было бы трудно выжить.
Но вот то, с чем мы не рождаемся: информация, данные, правила, программное обеспечение, знания, лексиконы, представления, алгоритмы, программы, модели, память, изображения, процессоры, подпрограммы, кодеры, декодеры, символы или буферы – элементы дизайна, которые позволяют цифровым компьютерам вести себя несколько разумно. Мы не только не рождаемся с такими вещами, но и не развиваем их – никогда.
Мы не храним слова или правила, которые говорят нам, как ими манипулировать. Мы не создаем представления визуальных стимулов, не сохраняем их в буфере кратковременной памяти, а затем не переносим представление в устройство долговременной памяти. Мы не извлекаем информацию, изображения или слова из регистров памяти. Компьютеры делают все это, но организмы этого не делают.
Компьютеры в буквальном смысле слова обрабатывают информацию – цифры, буквы, слова, формулы, изображения. Сначала информация должна быть закодирована в формат, который могут использовать компьютеры, что означает шаблоны единиц и нулей ("биты"), организованные в небольшие фрагменты ("байты"). На моем компьютере каждый байт содержит 8 бит, и определенный набор этих битов обозначает букву d, другой - букву o, а другой - букву g. Бок о бок эти три байта образуют слово dog Одно единственное изображение – скажем, фотография моего кота Василия на моем рабочем столе – представлено очень специфическим шаблоном из миллиона таких байтов (‘один мегабайт’), окруженных некоторыми специальными символами, которые говорят компьютеру ожидать изображение, а не слово.
Компьютеры в буквальном смысле слова перемещают эти шаблоны с места на место в разных физических хранилищах, выгравированных на электронных компонентах. Иногда они также копируют шаблоны, а иногда преобразуют их различными способами – скажем, когда мы исправляем ошибки в рукописи или когда мы подправляем фотографию. Правила, которым следуют компьютеры для перемещения, копирования и работы с этими массивами данных, также хранятся внутри компьютера. Вместе набор правил называется ‘программой’ или ‘алгоритмом’. Группа алгоритмов, которые работают вместе, чтобы помочь нам что–то сделать (например, купить акции или найти свидание в Интернете), называется "приложением" - то, что большинство людей сейчас называют ‘приложением’.
Простите меня за это введение в вычислительную технику, но я должен внести ясность: компьютеры действительно оперируют символическими представлениями о мире. Они действительно хранят и извлекают.
Они действительно перерабатывают. У них действительно есть физические воспоминания. Они действительно руководствуются во всем, что делают, без исключения, алгоритмами.
Люди, с другой стороны, этого не делают – никогда не делали и никогда не будут. Учитывая эту реальность, почему так много ученых говорят о нашей ментальной жизни, как если бы мы были компьютерами?
В
своей книге "По нашему собственному образу и подобию" (2015) эксперт по искусственному интеллекту Джордж Заркадакис описывает шесть различных метафор, которые люди использовали за последние 2000 лет, пытаясь объяснить человеческий интеллект.
В самом раннем из них, в конечном счете сохранившемся в Библии, люди были созданы из глины или грязи, которые разумный бог затем наполнил своим духом. Этот дух ‘объяснил’ наш интеллект – по крайней мере, грамматически.
Изобретение гидротехники в 3 веке до нашей эры привело к популярности гидравлической модели человеческого интеллекта, идеи о том, что поток различных жидкостей в организме – "юмор" – объясняет как наше физическое, так и умственное функционирование. Гидравлическая метафора сохранялась более 1600 лет, все это время препятствуя медицинской практике.
К 1500-м годам были изобретены автоматы, приводимые в действие пружинами и шестеренками, что в конечном итоге вдохновило ведущих мыслителей, таких как Рене Декарт, на утверждение, что люди - это сложные машины. В 1600-х годах британский философ Томас Гоббс предположил, что мышление возникает в результате небольших механических движений в мозге. К 1700–м годам открытия в области электричества и химии привели к появлению новых теорий человеческого интеллекта - опять же, в значительной степени метафорических по своей природе. В середине 1800-х годов, вдохновленный последними достижениями в области связи, немецкий физик Герман фон Гельмгольц сравнил мозг с телеграфом.
Математик Джон фон Нейман категорически заявил, что функция нервной системы человека "на первый взгляд цифровая", проводя параллель за параллелью между компонентами вычислительных машин того времени и компонентами человеческого мозга
Каждая метафора отражала самое передовое мышление эпохи, которая ее породила. Как и следовало ожидать, всего через несколько лет после появления компьютерных технологий в 1940-х годах считалось, что мозг работает как компьютер, причем роль физического оборудования играет сам мозг, а наши мысли служат программным обеспечением. Знаковым событием, положившим начало тому, что сейчас широко называют "когнитивной наукой", стала публикация книги "Язык и коммуникация". (1951) психолога Джорджа Миллера. Миллер предположил, что ментальный мир можно тщательно изучать, используя концепции теории информации, вычислений и лингвистики.
Этот тип мышления получил свое окончательное выражение в небольшой книге "Компьютер и мозг" (1958), в которой математик Джон фон Нейман категорически заявил, что функция нервной системы человека "на первый взгляд цифровая’. Хотя он признал, что на самом деле мало что известно о роли мозга в человеческом мышлении и памяти, он проводил параллель за параллелью между компонентами вычислительных машин того времени и компонентами человеческого мозга.
Движимые последующими достижениями как в области компьютерных технологий, так и в области исследований мозга, постепенно развивались амбициозные междисциплинарные усилия по пониманию человеческого интеллекта, прочно укоренившиеся в идее, что люди, как и компьютеры, являются информационными процессорами. В настоящее время в этой работе участвуют тысячи исследователей, на нее тратятся миллиарды долларов финансирования, и она породила обширную литературу, состоящую как из технических, так и из основных статей и книг. Книга Рэя Курцвейла "Как создать разум: раскрыт секрет человеческого мышления" (2013), иллюстрирует эту точку зрения, размышляя об "алгоритмах" мозга, о том, как мозг "обрабатывает данные", и даже о том, как он внешне напоминает интегральные схемы по своей структуре.
Метафора обработки информации (ИС) человеческого интеллекта в настоящее время доминирует в человеческом мышлении, как на улице, так и в науке. Практически нет такой формы дискурса о разумном человеческом поведении, которая протекала бы без использования этой метафоры, точно так же, как никакая форма дискурса о разумном человеческом поведении не могла протекать в определенные эпохи и культуры без упоминания духа или божества. Обоснованность метафоры ИС в современном мире, как правило, принимается без вопросов.
Но метафора IP – это, в конце концов, всего лишь еще одна метафора - история, которую мы рассказываем, чтобы придать смысл тому, чего на самом деле не понимаем. И, как и все предшествовавшие ей метафоры, в какой–то момент она непременно будет отброшена - либо заменена другой метафорой, либо, в конце концов, заменена реальным знанием.
Чуть более года назад, во время визита в один из самых престижных исследовательских институтов мира, я призвал тамошних исследователей объяснить разумное поведение человека без ссылки на какой-либо аспект метафоры ИС. Они не могли этого сделать, и когда я вежливо поднял этот вопрос в последующих сообщениях по электронной почте, им все еще нечего было предложить месяцы спустя. Они увидели проблему. Они не отмахнулись от этой задачи как от тривиальной. Но они не могли предложить альтернативы. Другими словами, метафора IP-адреса является ‘липкой’. Это обременяет наше мышление языком и идеями, которые настолько сильны, что нам трудно думать вокруг них.
Ошибочную логику метафоры IP достаточно легко сформулировать. Он основан на ошибочном силлогизме – с двумя разумными посылками и ошибочным выводом.
Разумная предпосылка №1: все компьютеры способны вести себя разумно. Разумная предпосылка №2: все компьютеры являются информационными процессорами. Ошибочный вывод: все сущности, способные вести себя разумно, являются информационными процессорами.
Оставляя в стороне формальный язык, идея о том, что люди должны обрабатывать информацию только потому, что компьютеры обрабатывают информацию, просто глупа, и когда однажды метафора ИС будет окончательно отброшена, историки почти наверняка воспримут ее именно так, точно так же, как мы сейчас рассматриваем гидравлические и механические метафоры для будь глупой.
Если метафора IP такая глупая, почему она такая липкая? Что мешает нам отмахнуться от него, точно так же, как мы могли бы отмахнуться от ветки, которая преграждала нам путь? Есть ли способ понять человеческий интеллект, не опираясь на хлипкий интеллектуальный костыль? И какую цену мы заплатили за то, что так долго опирались на этот конкретный костыль? В конце концов, метафора ИС на протяжении десятилетий руководила написанием и мышлением большого числа исследователей в различных областях. Какой ценой?
В упражнении, которое я проводил в классе много раз на протяжении многих лет, я начинаю с того, что прошу ученика нарисовать подробное изображение долларовой банкноты – "как можно более подробное", – говорю я, - на доске перед классом. Когда ученик заканчивает, я накрываю рисунок листом бумаги, достаю из бумажника долларовую купюру, приклеиваю ее скотчем к доске и прошу ученика повторить задание. Когда он или она закончит, я снимаю обложку с первого рисунка, и класс комментирует различия.
Поскольку вы, возможно, никогда не видели подобной демонстрации, или потому, что у вас могут быть проблемы с представлением результата, я попросил Джинни Хен, одну из студенток-стажеров в институте, где я провожу свои исследования, сделать два рисунка. Вот ее рисунок ‘по памяти" (обратите внимание на метафору).:
А вот рисунок, который она впоследствии сделала с подарком в виде долларовой банкноты:
Джинни была так же удивлена результатом, как и вы, вероятно, но это типично. Как вы можете видеть, рисунок, сделанный в отсутствие долларовой банкноты, ужасен по сравнению с рисунком, сделанным с образца, хотя Джинни видела долларовую банкноту тысячи раз.
В чем же проблема? Разве у нас нет ‘представления’ долларовой банкноты, ‘хранящейся’ в ‘регистре памяти’ нашего мозга? Разве мы не можем просто ‘извлечь’ его и использовать для создания нашего рисунка?
Очевидно, что нет, и за тысячу лет нейробиологии никогда не удастся обнаружить изображение долларовой купюры, хранящееся в человеческом мозге, по той простой причине, что его там нет.
Идея о том, что воспоминания хранятся в отдельных нейронах, абсурдна: как и где память хранится в клетке?
На самом деле многочисленные исследования мозга говорят нам о том, что многочисленные, а иногда и большие области мозга часто задействованы даже в самых рутинных задачах запоминания. Когда речь идет о сильных эмоциях, миллионы нейронов могут стать более активными. В исследовании выживших в авиакатастрофе 2016 года, проведенном нейропсихологом Университета Торонто Брайаном Левином и другими, воспоминание о катастрофе усилило нейронную активность в "миндалине, медиальной височной доле, передней и задней средней линии и зрительной коре" пассажиров.
Идея, выдвинутая несколькими учеными, о том, что определенные воспоминания каким-то образом хранятся в отдельных нейронах, абсурдна; во всяком случае, это утверждение просто выводит проблему памяти на еще более сложный уровень: как и где, в конце концов, память хранится в клетке?
Так что же происходит, когда Джинни вытаскивает долларовую купюру в ее отсутствие? Если бы Джинни никогда раньше не видела долларовую купюру, ее первый рисунок, вероятно, совсем не походил бы на второй. Увидев долларовые купюры раньше, она каким-то образом изменилась. В частности, ее мозг был изменен таким образом, что позволил ей визуализировать долларовую банкноту, то есть заново пережить видение долларовой банкноты, по крайней мере в какой-то степени.
Разница между двумя диаграммами напоминает нам о том, что визуализация чего-либо (то есть видение чего-либо в его отсутствие) гораздо менее точна, чем видение чего-либо в его присутствии. Вот почему мы гораздо лучше распознаем, чем вспоминаем. Когда мы вспоминаем что-то (от латинского re- "снова" и memorari- "помнить"), мы должны попытаться пережить опыт заново; но когда мы узнаем что-то, мы должны просто осознавать тот факт, что у нас уже был этот перцептивный опыт раньше.
Возможно, вы будете возражать против этой демонстрации. Джинни и раньше видела долларовые купюры, но она не прилагала намеренных усилий, чтобы ‘запомнить’ детали. Если бы она это сделала, вы могли бы возразить, она, вероятно, могла бы нарисовать второе изображение без присутствия счета. Однако даже в этом случае ни один образ долларовой банкноты ни в каком смысле не был ‘сохранен’ в мозгу Джинни. Она просто стала лучше подготовлена к тому, чтобы точно нарисовать его, точно так же, как благодаря практике пианист становится более искусным в исполнении концерта, каким-то образом не вдыхая ноты.
Выполнив это простое упражнение, мы можем начать строить основу свободной от метафор теории разумного человеческого поведения - теории, в которой мозг не является полностью пустым, но, по крайней мере, свободен от багажа метафоры ИС.
Когда мы путешествуем по миру, нас меняют разнообразные переживания. Особо следует отметить переживания трех типов: (1) мы наблюдаем за тем, что происходит вокруг нас (поведение других людей, звуки музыки, инструкции, адресованные нам, слова на страницах, изображения на экранах).; (2) мы подвергаемся сочетанию неважных стимулов (таких как сирены) с важными стимулами (такими как появление полицейских машин); (3) нас наказывают или вознаграждают за определенное поведение.
Мы становимся более эффективными в своей жизни, если меняемся в соответствии с этими переживаниями – если теперь мы можем прочитать стихотворение или спеть песню, если мы способны следовать инструкциям, которые нам дают, если мы реагируем на незначительные стимулы так же, как на важные стимулы, если мы воздерживаемся от поведения, которое было наказано, если чаще ведем себя так, за что были вознаграждены.
Несмотря на вводящие в заблуждение заголовки, никто на самом деле не имеет ни малейшего представления о том, как меняется мозг после того, как мы научились петь песню или декламировать стихотворение. Но ни песня, ни стихотворение не были ‘сохранены’ в нем. Мозг просто изменился упорядоченным образом, что теперь позволяет нам петь песню или декламировать стихотворение при определенных условиях. Когда меня просят выступить, ни песня, ни стихотворение ни в коем случае не "извлекаются" из какой-либо части мозга, так же как движения моих пальцев не "извлекаются", когда я постукиваю пальцем по столу. Мы просто поем или декламируем – никакого поиска не требуется.
Несколько лет назад я спросил нейробиолога Эрика Канделя из Колумбийского университета – лауреата Нобелевской премии за выявление некоторых химических изменений, происходящих в синапсах нейронов аплизии (морской улитки) после того, как она чему–то научилась, - сколько времени, по его мнению, нам потребуется, чтобы понять, как работает человеческая память. работает. Он быстро ответил: ‘Сто лет’. Мне не пришло в голову спросить его, считает ли он, что метафора IP замедляет развитие нейробиологии, но некоторые нейробиологи действительно начинают думать о немыслимом – что метафора не является обязательной.
Несколько ученых–когнитивистов, в частности Энтони Чемеро из Университета Цинциннати, автор книги "Радикальная воплощенная когнитивная наука" (2009), в настоящее время полностью отвергают мнение о том, что человеческий мозг работает как компьютер. Общепринятое мнение состоит в том, что мы, подобно компьютерам, осмысливаем мир, выполняя вычисления на основе его ментальных представлений, но Чемеро и другие описывают другой способ понимания разумного поведения – как прямое взаимодействие между организмами и их миром.
Мой любимый пример драматического различия между точкой зрения ИС и тем, что некоторые сейчас называют "антирепрезентативным" взглядом на функционирование человека, включает в себя два разных способа объяснения того, как бейсболисту удается поймать летящий мяч, - прекрасно объясненный Майклом Макбитом, который сейчас работает в Университете штата Аризона, и его коллегами в статья 1995 года в журнале Science. Перспектива ИС требует, чтобы игрок сформулировал оценку различных начальных условий полета мяча – силы удара, угла траектории и тому подобного, – затем создал и проанализировал внутреннюю модель траектории, по которой, вероятно, будет двигаться мяч, а затем использовал эта модель позволяет непрерывно направлять и регулировать движения двигателя во времени, чтобы перехватить мяч.
Все это хорошо, если бы мы работали так, как это делают компьютеры, но Макбит и его коллеги объяснили проще: чтобы поймать мяч, игроку просто нужно продолжать двигаться таким образом, чтобы мяч находился в постоянной визуальной связи с домашней площадкой и окружающим пейзажем (технически, в ‘линейная оптическая траектория’). Это может показаться сложным, но на самом деле это невероятно просто и полностью свободно от вычислений, представлений и алгоритмов.
нам никогда не придется беспокоиться о том, что человеческий разум сойдет с ума в киберпространстве, и мы никогда не достигнем бессмертия путем скачивания
Два решительных профессора психологии из Университета Лидса Беккета в Великобритании – Эндрю Уилсон и Сабрина Голонка – включают пример с бейсболом в число многих других, которые можно просто и разумно рассматривать вне рамок ИС. Они вели блоги в течение многих лет о том, что они называют "более последовательным, натурализованным подходом к научному изучению человеческого поведения".… противоречит доминирующему подходу когнитивной неврологии’. Однако это далеко не движение; основные когнитивные науки продолжают некритично погрязать в метафоре ИС, и некоторые из самых влиятельных мыслителей мира сделали грандиозные прогнозы о будущем человечества, которые зависят от достоверности метафоры.
Одно из предсказаний, сделанное футуристом Курцвейлом, физиком Стивеном Хокингом и нейробиологом Рэндалом Кене, среди прочих, состоит в том, что, поскольку человеческое сознание предположительно подобно компьютерному программному обеспечению, вскоре станет возможным загружать человеческие умы в компьютер, в схемах которого мы станем невероятно мощными интеллектуально и, вполне возможно, бессмертный. Эта концепция легла в основу сюжета антиутопического фильма "Трансцендентность" (2014) с Джонни Деппом в главной роли ученого, похожего на Курцвейла, чей разум был загружен в Интернет, что привело к катастрофическим последствиям для человечества.
К счастью, поскольку метафора IP не имеет ни малейшего значения, нам никогда не придется беспокоиться о том, что человеческий разум сойдет с ума в киберпространстве; увы, мы также никогда не достигнем бессмертия с помощью скачивания. Это происходит не только из–за отсутствия программного обеспечения сознания в мозге; здесь есть более глубокая проблема - давайте назовем ее проблемой уникальности, – которая одновременно вдохновляет и угнетает.
Поскольку в мозге не существует ни "банков памяти", ни "представлений" стимулов, и поскольку все, что требуется от нас для функционирования в мире, - это упорядоченные изменения мозга в результате нашего опыта, нет оснований полагать, что какие-либо двое из нас измененный таким же образом тем же самым опытом. Если мы с вами посетим один и тот же концерт, изменения, которые происходят в моем мозгу, когда я слушаю 5-ю симфонию Бетховена, почти наверняка будут полностью отличаться от изменений, которые происходят в вашем мозгу. Эти изменения, какими бы они ни были, основаны на уникальной нейронной структуре, которая уже существует, причем каждая структура развивалась в течение жизни, полной уникального опыта.
Вот почему, как показал сэр Фредерик Бартлетт в своей книге "Вспоминая" (1932), никакие два человека не будут повторять историю, которую они слышали одинаково, и почему со временем их рассказы будут все больше и больше расходиться. Никакая ‘копия’ истории никогда не делается; скорее, каждый человек, услышав историю, в какой–то степени меняется – настолько, что, когда его спрашивают об истории позже (в некоторых случаях через несколько дней, месяцев или даже лет после того, как Бартлетт впервые прочитал им историю), он может заново пережить в какой-то степени слушая историю, хотя и не очень хорошо (см. Первый рисунок долларовой купюры выше).
Я полагаю, это вдохновляет, потому что означает, что каждый из нас действительно уникален не только по своему генетическому составу, но даже по тому, как меняется наш мозг с течением времени. Это также удручает, потому что делает задачу нейробиолога пугающей почти за гранью воображения. Для любого конкретного опыта упорядоченное изменение может затронуть тысячу нейронов, миллион нейронов или даже весь мозг, причем характер изменений в каждом мозге разный.
Хуже того, даже если бы у нас была возможность сделать снимок всех 86 миллиардов нейронов мозга, а затем смоделировать состояние этих нейронов на компьютере, этот обширный шаблон ничего бы не значил вне тела мозга, который его произвел. Это, пожалуй, самый вопиющий способ, которым метафора ИС исказила наше представление о функционировании человека. В то время как компьютеры хранят точные копии данных – копии, которые могут сохраняться неизменными в течение длительного периода времени, даже если питание было отключено, – мозг поддерживает наш интеллект только до тех пор, пока он остается живым. Нет никакого переключателя включения-выключения. Либо мозг продолжает функционировать, либо мы исчезаем. Более того, как указал нейробиолог Стивен Роуз в книге "Будущее мозга" (2005), снимок текущего состояния мозга также может быть бессмысленным, если мы не знаем всю историю жизни владельца этого мозга – возможно, даже о социальном контексте, в котором он или она выросли.
Подумайте, насколько сложна эта проблема. Чтобы понять хотя бы основы того, как мозг поддерживает человеческий интеллект, нам, возможно, потребуется знать не только текущее состояние всех 86 миллиардов нейронов и их 100 триллионов взаимосвязей, не только различную силу, с которой они связаны, и не только состояния более 1000 белков, существующих в каждом точка соединения, но как деятельность от момента к моменту мозга способствует целостности системы. Добавьте к этому уникальность каждого мозга, отчасти обусловленную уникальностью истории жизни каждого человека, и предсказание Канделя начинает звучать чрезмерно оптимистично. (В недавней статье в New York Timesнейробиолог Кеннет Миллер предположил, что потребуются ‘столетия’ только для того, чтобы выяснить основные нейронные связи.)
Тем временем на исследования мозга собираются огромные суммы денег, основанные в некоторых случаях на ошибочных идеях и обещаниях, которые невозможно сдержать. Самый вопиющий случай сбоя в нейробиологии, недавно задокументированный в отчете Scientific American, касается проекта "Человеческий мозг" стоимостью 1,3 миллиарда долларов, запущенного Европейским союзом в 2013 году. Убежденные харизматичным Генри Маркрамом в том, что он может создать симуляцию всего человеческого мозга на суперкомпьютере к 2023 году и что такая модель произведет революцию в лечении болезни Альцгеймера и других расстройств, чиновники ЕС финансировали его проект практически без ограничений. Менее чем через два года проект превратился в "крушение мозга", и Маркрама попросили уйти в отставку.
Мы - организмы, а не компьютеры. Смирись с этим. Давайте продолжим попытки понять самих себя, но не обременяя себя ненужным интеллектуальным багажом. Метафора ИС существует уже полвека, и за это время она принесла мало идей, если вообще какие-либо были. Пришло время нажать клавишу УДАЛЕНИЯ.