Введение – Призыв: Светлое далеко!
Мир меняется. Я чувствую это в воде. Я чувствую это в земле. Вот, уже и в воздухе этим запахло… Трудно этого не почувствовать. Короче, дело пахнет… керосином…
х/ф «Братва и кольцо»
Сегодня, прямо на наших глазах, стремительно меняя уклад жизни возникает новая, цифровая реальность.
Предсказать какой она будет через пару тройку поколений с учетом распадающейся на панрегионы мировой экономикой трудно, однако некоторые ее черты, уже проваляются.
В этой статье в пяти смысловых частях тезисно обозначены два вектора развития технологий необходимых для создания искусственного интеллекта (ИИ) и по возможности представлено обоснование адекватности и достижимости фантастических целей.
Первые три части – вводные, раскрывающие идеи, низводящие личность и разум к механистическим моделям, тем самым обосновывая возможность создания ИИ подобного человеческому.
В четвертой части тезисно обозначены наиболее очевидные на настоящий момент направления научно- инженерных разработок для реализации ИИ.
Последняя, пятая часть, футуристическая – возможные этапы внедрения, перспективы и области применения рассматриваемых технологий.
1 Как творит БОГ. Генезис мозга.
Ракета никогда не сможет покинуть атмосферу Земли – The New York Times, 1936 год.
Нет никаких оснований предполагать, что ядерная энергия когда-нибудь будет получена. Потому что для этого необходимо иметь возможность разделять атомы – Альберт Эйнштейн, 1932 год.
Ну и зачем все это нужно? - Комментарий по поводу микрочипа, сделанный инженером отдела передовых компьютерных систем IBM, 1968 г.
Я агностик. И мне лично это помогает. У меня нет никаких иллюзий, что нам удастся когда-нибудь изучить, что такое мозг. Я уверена, что этого не случится - Татьяна Черниговская — профессор СПбГУ, заслуженный деятель науки РФ, иностранный член Норвежской академии наук. Известный учёный, лингвист и нейрофизиолог
Всю свою жизнь я посвятила изучению самого совершенного органа — человеческого мозга, и пришла к выводу, что возникновение такого чуда невозможно без Творца - Н. П. Бехтерева, выдающийся русский ученый с мировым именем. Перечислять ее звания, титулы, награды можно долго. Профессор. Доктор медицинских наук. Академик. Лауреат многих премий за научные работы.
Задача этой части показать, что хотя мозг технологически крайне сложен, но в основе его работы лежат понятные, элементарные принципы.
Уникальным же, божественным, неповторимым, непознаваемым и т.д. мозг делает только то, что он так о себе думает.
Вообразите ситуацию - самый обычный хомо сапиенс, натрудившись за день электриком, наконец собрался починить старенький компьютер, на котором вечерами раскладывал пасьянс.
Вооружившись в силу своего разумения отверткой, плоскогубцами, паяльником и мудростью, что «ежели один человек…, то другой завсегда может…» открывает корпус и…
Платы, микросхемы и всякое… другое непонятное.
И что бы пришло принципиальное понимание открывшейся картины, надо начать с «истории» компьютера…
Деревянные счеты, логарифмическая линейка, сложная, но наглядно понятная штука арифмометр с кучей шестеренок.
Непривычные, но не сильно сложные шестнадцатеричная и двоичная системы счисления.
Примитивные таблички логических операций и схемы их реализации на реле, лампах, транзисторах вместо шестерёнок и костяшек.
Запихивание транзисторов в микросхемы, все более плотно и сверх плотно. Все сложнее и сложнее, сначала тысячи и миллионы теперь уже миллиарды транзисторов в маленьких коробочках… Но сложнее технологически, а смыслы, принципы работы...
Теперь, вооружившись методом – «а вот если, начать с начала», давайте пройдемся по виртуальному «музею» мозга.
Обстоятельно, с версиями появления нервных клеток, нервной ткани и мозга, можно ознакомиться, например, в замечательной книге профессора С. В. Савельева «Происхождение мозга» откуда во многом и почерпнуты сведения легшие в основу этой части.
Так уж случилось что из мириадов миллиардов молекул тусующихся на первобытной Земле помноженных на миллиарды лет сложились комбинации способные в ходе спонтанных химических реакций делиться и создавать себе подобные.
Первая жизнь - клубок сложных молекул, способный реплексировать себя и, благодаря естественному отбору, реплексировать все более и более приспособленные к репликации экземпляры в меняющемся окружении.
Миллиарды лет (миллиарды, Карл!) естественным образом из мириадов комочков молекул «выживали» и размножались те удачно мутировавшие везунчики, способные более успешно потрошить коллег по жизни и успешно передавать эти навыки продолжателям семейного дела.
Успеть схватить проплывающую мимо еду, успеть «сделать ноги», чтобы не стать едой, успеть быстрее среагировать на меняющуюся внешнюю среду. Решением «все успеть» вскоре станет то, что мы называем нервной системой.
Пробежав по залам примерно три миллиарда лет, притормозим на отметке 700–800 млн лет до текущей минуты. Есть научная версия, что примерно тогда с примитивного (по современным понятиям) животного начался путь к великому, непостижимому и миллион эпитетов нашему с вами мозгу.
Разрешите представить наших прямых предков.
Губки (Porifera) - тип водных беспозвоночных животных, включающий около 10000 известных видов, обитающих на Земле и в наши дни.
Губки состоят из двух слоев клеток и питаются, выуживая из воды более мелких соседей по пищевой цепочке. Вода вместе с обреченной мелюзгой всасывается во внутреннюю полость губки, где клетки внутреннего слоя ее и поглощают. Клетки внешнего слоя питаются тем, что остается после наевшихся клеток внутреннего слоя.
Совершенно ожидаемо, что в процессе естественного отбора клетки внешнего слоя «потянутся» своими отростками к переваривающим пищу клеткам внутреннего слоя, просто потому что губки с такими особенностями строения успешнее размножаются за счет повышенного метаболизма.
Перенесемся еще на сколько-то десятков миллионов лет (всего то) и обнаружим, что клетки внешнего слоя, дотянувшиеся до внутренних клеток, приспособились к корреляции успешности питания с сигналами от внешней среды, с которой они контактируют – зачем качать воду, расходуя дефицитную энергию если нет внешних раздражителей?
Перед нами маленькое чудо – протонейроны управляющие прокачиванием воды. Через каких-то 700 млн лет потомки этих клеток сложатся в то, чем мы прямо сейчас осмысливаем прочитанное.
Следующим принципиальным шагом эволюции стало появление пронейрональной сети, охватывающей все тело губки.
Перенаправляя поток воды, организм стал способен получать больше пищи при еще меньших затратах.
Следуя тенденции (кушать больше, энергии тратить меньше) миллион за миллионом лет нервные клетки объединяются в скопления, скопления увеличиваются и трансформируются в контактные узлы – ганглии.
Ганглии местами сливаются между собой, образуя огромные сплетения, принимающие на себя управление целыми участками тела животного.
И вот результат - всего несколько тысяч нервных клеток, сплетенных в узор, в котором жёстко вшиты врожденные программы, способны обеспечить сложное поведение клиента.
Следующее принципиальное усложнение появляется на отметке в 500 млн лет - своеобразная надстройка над ганглиями, грибовидные тела, в которых собираются и взвешиваются сигналы, уже обработанные во всех ганглиях: зрительных, вкусовых, обонятельных и т. д.
Примерно в этот же период, плюс минус несколько десятков миллионов лет для точности, у наших предков (о, ужас) хордовых, из множества нервных пучков, соединяющих ганглии, формируется нервная трубка, которая еще через сотню миллионов лет упакуется в хребет.
В какой-то момент (исторический понятное дело), передняя часть нервной трубки, наконец, приобретает структурную организацию, сохранившуюся по настоящее время.
По сути, отделы нашего с вами мозга функционально не отличаются от современной миноги, мало изменившейся с древности.
Мозг самая простая часть тела. У него всего лишь три части: передняя, которую ты чешешь в полпервого утра, а человек, с которым ты живешь, спрашивает: «Где ты шлялся?», средняя часть, которая придумывает оправдание, и задняя, которая напевает последнюю услышанную мелодию в пабе.
Дилан Моран
Примерно 350 млн лет назад, приобретя жесткий каркас, наши предки вслед за вкусными насекомыми приступили к освоению и успешно освоили сушу.
На суше, грибовидные тела, эволюционируют у рептилий в ассоциативные центры, состоящие из нескольких слоев клеток. Помимо жёстко запрограммированного поведения появляется принципиально новая возможность - модификация врожденных программ за счет приобретения опыта в течение жизни. Впервые появляются зачатки индивидуального поведения и даже способности к примитивному прогнозированию событий, например траектории скрывшейся из виду добычи.
Всего за сотню миллионов лет, уже у млекопитающих, ассоциативные центры эволюционировали в настоящую шестислойную кору головного мозга, которая позволила еще точнее, детальнее анализировать и интегрировать сигналы, приходящие из внешней среды и от внутренних органов. Возникло новое качество мозга - способность к синтетической деятельности, к прогнозированию возможных событий, что лежит в основе сложного поведения и мышления.
Способность к прогнозированию стала для млекопитающих инструментом доминирования на планете и за последние двести млн лет эволюция опробовала множество новых вариантов, некоторые из которых оказались особенно перспективными.
Хотя многие проголосуют за альтернативный вариант.
Вывод первой части таков.
Наш мозг (с точки зрения нашего мозга) бесспорно чудовищно сложная штука.
В нем в среднем 86 млрд нейронов, с тысячами, десятками тысяч связей в каждом. Чудовищное число динамических комбинаций! Песчинок на планете Земля, несравнимо меньше!
Почти сто млрд нейронов, упакованных в объем полтора литра – непрерывно, при любых обстоятельствах, обеспечиваются всем необходимым с предельной точностью – кислород, питание, химические элементы, тепловой баланс и т. п.
Чудовищным числом случайных проб и ошибок, эволюция непрерывно, на молекулярном уровне, совершенствовала мозг сотни миллионов лет на дохреналиарде существ!
Чудовищно сложная технология, но… как мы увидели, пробираясь через эпохи, именно - технология!
Принципы же работы нашей системы управления неизменны с самого начала и сводятся к передаче, приему, взвешиванию, интегрированию сигналов по устоявшимся, и динамически меняющимся, цепочкам нейронных сетей.
Упрощая до предела – наш мозг симбиоз громадного числа конечных автоматов с динамическими параметрами.
Цветы, любовь, радуга и даже шашлык с пивом, все наши ощущения и страсти, весь окружающий Мир рисуется в сыром, темном лабиринте нервных цепочек бегущими электрическими импульсами.