Искусственный интеллект: добро и зло как запретный плод
Описание различных ментальных состояний человека с позиций вычислительных технологий и механизмов работы его головного мозга. Критическая оценка теории биологической эволюции. Истолкование Ветхого Завета в свете проблем искусственного интеллекта.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | книга |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.10.2018 |
Размер файла | 829,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Итак, возвратимся к вариантам возникновения интеллекта. Назовем его условно неорганическим интеллектом. Описанный нами выше путь, как представляется, в такой степени вероятен, что можно было бы взять на себя смелость утверждать, что разум - это вообще достаточно часто встречающееся в космосе явление. Что это, может быть, даже присущая ему черта. Нет Космоса без разума? В этой связи уместно, наверное, упомянуть один из аспектов небезызвестной теории большого взрыва, касающейся возникновения Вселенной. Обычно обращают внимание только на одну сторону этой теории: вот все вещество было сжато до размера апельсина, а потом взорвалось, и возникли галактики и прочие космические объекты. Однако существует и другая сторона проблемы. А что если просчитать такой взрыв в обратном направлении? Дело в том, что согласно второму началу термодинамики энтропия вещества, то есть, грубо говоря, мера его неупорядоченности, со временем возрастает. Сейчас мы видим вокруг себя не такой уж и хаос. Существуют звезды и планеты, которые объединены в галактики. На некоторых планетах, как мы можем наблюдать сами, вещество подчас существует в очень даже упорядоченной форме. Например, в виде человечества.
Однако если сейчас имеется какой-то порядок в устройстве Вселенной, то что, выходит, раньше он был еще выше? Многие ученые задают себе этот вопрос. Получается, что в момент большого взрыва вещество было предельно упорядочено. Энтропия веществ была исключительно низка. Это был какой-то идеал порядка, а не просто сильно сжатый комок материи. Так что же это было на самом деле, может быть, что-то вроде взрыва божественно идеальной субстанции? Сверхпорядок и сверхинтеллект преобразовались в иную форму? Может, и так. В таком случае не исключено, что все мироздание может быть пронизано состоянием, проявляющимся, в том числе, и в виде интеллекта или даже суперинтеллекта.
Кстати, в феномене большого взрыва много чего непонятного. Обыватель обычно представляет себе процесс, похожий на взрыв чего-то вроде куска динамита на Земле. Но тут на самом деле есть очень большая разница. На Земле существует тяготение, сопротивление атмосферы. В результате взрыва частицы будут разбросаны, но затем прекратят движение и займут какое-то стабильное положение. Хаотичное положение. В Космосе в период большого взрыва, надо полагать, не было ни тяготения, помимо тяготения самого взрывающегося вещества, ни тем более сопротивления пространства - оно было совершенно пустым. В момент большого взрыва, грубо говоря, действовали две силы - сила взрыва, разбрасывавшая вещество, и сила тяготения самого этого вещества. Если бы сила взрыва была недостаточной, то сила тяготения не дала бы веществу разлететься. И наоборот, если бы сила взрыва была больше силы тяготения, вещество в вакууме разлетелось бы так, что потом оно никогда не собралось бы ни в какие галактики. Соответственно, было рассчитано, что если бы скорость расширявшегося вещества отличалась от той, которая на самом деле имела место, всего на 10-18 доли секунды, то никакая современная Вселенная никогда бы не возникла. Stephen Hawking, A Brief History Of Time, Bantam Press, Londres: 1988, pp. 121-125. Но откуда такая точность, такое немыслимо точное соответствие? Случайность или результат разумного плана? Сложный вопрос для материалистов.
Вообще, рассуждений и предположений на эту тему великое множество. Другое дело, что пока у человечества еще мало знаний, чтобы более или менее уверенно утверждать что-то определенное. В этой связи можно также упомянуть о таком не всеми признаваемом направлении научных исследований, как синергетика, которая в первую очередь изучает явления самоорганизации в природе. См. Например: Гагин В. Лезвие жизни. Одесса, 2001. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Антропный принцип в синергетике// Вопр. философии. 1997. N3. с. 62-79. Курдюмов С. П., Князева Е.Н. У истоков синергетического видения мира/ Сб. "Самоорганизация и наука. Опыт философского осмысления". М., 1994. И.Ф. РАН, с. 162-186. Кобляков А.А. Синергетика и творчество//Синергетическая парадигма. М., Прогресс-традиция, 2000. Эбелинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции. М., Эдиториал УРСС, 2001. В этой же связи уместно упомянуть и понятие антихаоса, которое использует, например, американский биокибернетик С. Кауфман. Суть наблюдаемого феномена в этом случае сводится к тому, что сложные системы иногда склонны к самоорганизации, как бы к кристаллизации, упорядоченности. Кауфман С.А. Антихаос и приспособление. ВМН, 1991, №10.
Однако вернемся к нашим баранам. Упомянем еще кое-какие факты, касающиеся возникновения и совершенствования интеллекта (неорганического интеллекта). Усилия по созданию искусственного интеллекта привели к разработке теории искусственных нейронных сетей. В этом случае моделируются биологические нейронные сети, то есть то, что имеется у нас с вами в голове (если быть точным, то часть головного мозга, ответственная за интеллект, называется неокортексом Mountcastle, Vernon В. Perceptual Neuroscience: The Cerebral Cortex (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1998).). Если мы обладаем интеллектом, то тогда воспроизведение этого множества нейронов и их связей тоже может привести к созданию интеллекта, например, путем построения сверхбольших интегральных схем. Соколов Е.Н., Вайткявичюс Г.Г. Нейроинтеллект. От нейрона к нейрокомпьютеру. М., Наука, 1989, с. 4. В этом направлении проведена довольно большая работа. И надо отметить, что она дала определенные результаты.
Собственно говоря, пройденный за последние полсотни лет путь был следующим. Была создана модель биологического нейрона (формальный нейрон). Кто-то считает ее удачной, а кто-то - нет, но главное, что хоть в какой-то форме она существует и действует. Искусственные нейроны были объединены в сеть. И она стала проявлять некоторые признаки интеллекта. Конечно, это еще не был аналог человеческого интеллекта. Но удалось воспроизвести некоторые функции человеческого мозга. Дальше работы пошли по пути усовершенствования сетей. Были созданы многослойные сети, разработан алгоритм обратного распространения ошибки. В настоящее время искусственные нейронные сети реализуются как с помощью программных средств, так и аппаратных. Кузнецов О.П., Шипилина Л.Б. Псевдооптические нейронные сети - полная прямолинейная модель и методы расчета ее поведения. Теория и системы управления, 2000г., №5. Бровкова М.Б. Системы искусственного интеллекта в машиностроении: Учеб. пособие. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004, 119 с. Программное использование замедляет процесс обработки информации, зато позволяет использовать компьютеры, имеющие только один или лишь несколько процессоров. Но аппаратное использование, видимо, более перспективно. Хотя дело пока упирается в значительное повышение быстродействия. И не только.
Проведенные работы показали, что сеть искусственных нейронов может при определенных условиях самообучаться, самосовершенствоваться. При этом удалось решить некоторые задачи распознавания образов, прогнозирования, адаптивного управления. Собственно говоря, не так уж и важно, что практические результаты исследований пока не увенчались созданием аналога человеческого интеллекта. Главное, была показана принципиальная возможность возникновения и совершенствования интеллекта на подобной основе.
Что такое "самообучение" и "самосовершенствование" искусственной нейронной сети? Это значит очень много. Выходит, "глыба льда" при определенных условиях способна накапливать информацию об окружающем мире. Мало того, что накапливать. Еще и самообучаться. То есть, получая все новую и новую информацию, такая "глыба" будет делать какие-то "выводы". Поначалу самые простые. Потом, наверное, и посложнее. Количество должно перейти в качество. Это и есть самообучение.
Может ли такая "глыба" со временем стать носителем полноценного интеллекта? А почему нет? Конечно, тут мы попадаем в область домыслов и почти фантастических предположений. Никакие опыты или наблюдения за окружающей природой этого пока не подтвердили. Но именно что "пока". В любом случае, согласитесь, очень серьезная основа для предположений о том, как именно мог возникнуть "неорганический" интеллект.
Итак, подытожим. Могла возникнуть сама собой большая сеть однородных элементов, в чем-то похожих на искусственную нейронную сеть? Наверное, могла. Если уж хромосомы якобы сами возникли, то такая сеть тем более. Следующий вопрос: могло так случиться, что подобная сеть стала поглощать и запоминать информацию об окружающем мире и даже самообучаться? Звучит совсем фантастично. Но в этой части наши предположения как раз имеют основу. Искусственная нейронная сеть именно так себя и ведет. Накапливает информацию и самообучается. Если все так, то мы уже почти получили искусственный (неорганический) интеллект. Который, заметим, возник сам по себе.
А если все так, то тогда картина возникновения жизни на Земле может быть следующей: сначала возник носитель интеллекта. Потом в силу естественных причин сформировался сам интеллект ("неорганический" интеллект). А уж потом он мог инициировать возникновение и формирование органической жизни.
Говоря об искусственных нейронных сетях, нужно упомянуть об одном довольно интересном проекте - создании вычислительной машины пятого поколения. В девяностых годах прошлого века такие работы велись в Японии, причем довольно широко. Смысл этих работ заключался в следующем. Предполагалось, что новая ЭВМ будет основана на параллельной работе множества простых процессоров, объединенных в сеть. В чем-то речь шла о механическом моделировании человеческого мозга. Параллельная обработка информации означала не только рост быстродействия, но и такое важное свойство, как самообучение и самосовершенствование.
Проект, как известно, окончился не слишком удачно. Новая ЭВМ была создана, причем с характеристиками, даже превосходящими запланированные. Но она оказалась невостребованной. Созданные модели не смогли конкурировать с однопроцессорными машинами, которые, вопреки ожиданиям, совершенствовались проще и легче и в конечном итоге оказались намного более быстродействующими. Программный прогресс пока доказал свое превосходство над аппаратным. А Интернет оказался на данном этапе более эффективным способом хранения и использования информации, чем отдельно взятая машина.
Тем не менее понятно, что количественное объединение простейших процессоров по определенному принципу скорее всего приведет к возникновению интеллекта, к тому же способного самосовершенствоваться. Хотя бы в силу того факта, что существует естественный интеллект, основанный, судя по всему, именно на принципе объединения нейронов в сети. Однако пока возможности аппаратного совершенствования оказались довольно скромными по нынешним понятиям, а принципы взаимодействия элементарных частей системы все еще далеки от идеала.
Иными словами, научные работы в вышеуказанных направлениях показали, что интеллект может возникнуть из объединения элементарных частиц (нейронов, простейших процессоров), обладающих каким-то определенным, но не обязательно сложным свойством. Может быть, это полупроводниковый эффект. А может быть, и иной эффект. Однако это значит, что интеллект может возникнуть и не в результате деятельности человека, а самостоятельно, без его помощи.
Применительно к данной теме можно также упомянуть проводимые работы по созданию квантового компьютера. Валиев К.А. "Квантовые компьютеры и квантовые вычисления", УФН 175 (1), 3 (2005). Один из вариантов - это использование в качестве процессора такого компьютера органической жидкости. Vandersypen L.M. K., Steffen M., Breyta G., Yannoni C.S., Sherwood M.H., Chuang I.L. Nature 414, 883 (2001). При определенных условиях она сама становится процессором с быстродействием, немыслимым для современных машин.
Может быть, и в целом можно искать ответы на вопрос, как возник интеллект, в рамках законов квантовой физики, например, применительно к эффекту спутанности. Напомним еще раз: спутанность означает, что некоторые объекты микромира являются взаимозависимыми. Если какому-то изменению подвергается один, то мгновенно какие-то изменения претерпевает и другой объект, несмотря на то, что он может находиться на значительном удалении. Это спутанные элементарные частицы. Иногда их называют ЭПР-парами (Эйнштейн-Подольский-Розен), что не совсем верно. Эйнштейн с Борисом Подольским и Натаном Розеном как раз на примере таких пар элементарных частиц пытались оспорить фундаментальные основы квантовой механики.
Так вот, не исключено, что вся окружающая нас объективная материя состоит из таких спутанных пар. Эти объекты могут также в рамках законов квантовой физики возникать из ничего и исчезать в ничто. Звучит немыслимо, но это именно так. На научном языке этот феномен называется декогеренцией и рекогеренцией. А "ничто" называется скромным научным термином "квантовая нелокальность".
Казалось бы, объекты квантового мира слишком малы, чтобы учитывать специфические феномены, происходящие с ними. Однако допустим на миг, что появилась причина, которая заставила в силу декогеренции появиться в окружающем нас пространстве одну спутанную пару. Если появилась одна пара, то не могут ли в силу определенной специфической причины появиться сразу две пары, много пар? Наверное, могут. И в каком же, интересно, виде будут существовать эти пары? В виде отдельных элементарных частиц? А почему, собственно говоря, отдельных? Может быть, возможен и чуть иной сценарий? Допустим, что такие пары появляются во множестве. Но каждый элемент пары сразу объединяется в устойчивую структуру с другими элементами. Что-то вроде кристалла, например. И на каком-то расстоянии друг от друга возникают два кристалла. Один из них состоит из первых элементов пары, а другой - из вторых. Получится два взаимосвязанных объекта, но уже не микромира, а макромира. То есть два связанных объекта, которые имеют довольно специфические свойства и которые существуют в виде привычной для нас материи, внешне подчиняясь законам классической физики. И квантовой физики тоже.
Конечно, сценарий немного фантастичен. Что-то вроде двух магических кристаллов, а тем более каких-нибудь полудрагоценных или драгоценных камней. Тем не менее, может быть, следует иметь в виду и такую фантастическую возможность. Отсюда ясновидение, телепатия, чтение мыслей, вещие сны и вообще много чего еще.
Насколько реален шанс самоорганизации материи?
Было бы ошибкой считать, что процессы, протекающие в нейронных сетях, слишком просты. И вряд ли материя склонна слишком часто самоорганизовываться, превращаться в носителя интеллекта, способного к тому же эволюционировать. Нет, такие процессы, наверное, не простые. Но все-таки, похоже, реальные. Давайте порассуждаем на эту тему, используя уже имеющиеся научные знания в этой области. Как известно, однопроцессорные компьютеры осуществляют вычислительные операции последовательно. При этом их действия определяются алгоритмом, заранее заданным человеком. Процессор обрабатывает не образы, а символы. Таких символов ограниченное количество. Процессор можно заранее "научить" распознавать и обрабатывать символы. Информация для обработки хранится в этом случае отдельно, в долговременной памяти, которая имеет некий аппаратный вид (винчестер).
Такой вид вычислительной машины вряд ли может возникнуть самостоятельно. Процессор слишком сложен по своему устройству. Кроме того кто-то должен задать алгоритм. Одновременно должна возникнуть субстанция, хранящая информацию. Мало того, нужен механизм извлечения и обработки информации. Все операции последовательные. Само "железо" - высокоуязвимое, хрупкое. Нет, такое само никогда не возникнет. Это просто немыслимо и за пределами любых допущений, даже учитывая космические масштабы времени и пространства. Единственно, тут речь идет все-таки о простейших символах. Вот только такие символы и есть единственный простой элемент во всей этой структуре.
Теперь давайте оценим, что такое нейронная сеть. У человека это сеть нейронов, особых клеток. Это биологическая субстанция, которая как-то возникла. Такие клетки тоже предельно сложные. Если бы их не было, разумно было бы предположить, что такое само никогда не возникает. Но они есть. Другое дело, откуда они взялись (как и вообще все то, что мы называем жизнью). Поэтому ограничимся констатацией, что такой феномен существует. Есть сети нейронов, они функционируют, эффект от их работы налицо. Это человеческий интеллект.
Сеть естественных нейронов можно смоделировать. Это уже удалось, причем двумя путями. Один - создание программного нейрона. Другой - аппаратного. И тот, и другой намного проще биологического нейрона. Но они все равно являются его моделью, пусть и упрощенной. Главное, что искусственные нейроны работают на том же принципе, что и биологические. При этом они могут выполнять числовые и логические операции, если, конечно, объединены в сеть. Это бесспорный научно установленный факт, который к тому же удалось подтвердить и практическими опытами.
Насколько искусственный нейрон прост? Может ли он возникнуть сам, без помощи человека? Еще раз, на этот раз поподробнее, опишем формальный нейрон, первая из моделей которого была разработана еще в 1943 году. Это так называемый пороговый элемент. К нейрону приходит сигнал. На входе формального нейрона имеются возбуждающие и тормозящие синапсы. Синапс - это элемент нейрона, участвующий в передаче сигнала. Shepherd, Gordon M., ed. The Synaptic Organization of the Brain, 5th ed. (New York: Oxford University Press, 2004). В самом нейроне определяется взвешенная сумма входящих сигналов (весы синапсов). Если эта сумма выше определенного порога, то нейрон вырабатывает выходной сигнал.
С математической точки зрения искусственный нейрон - это нелинейная функция от единственного аргумента, который представляет собой линейную комбинацию всех входных сигналов. Такую функцию называют функцией срабатывания или активации.
Биологический нейрон работает с бинарным сигналом. Он может находиться либо в возбужденном, либо в невозбужденном состоянии. То есть формально работает только с двумя знаками: нулем и единицей. Такие нейроны находятся в нашей с вами голове и предположительно именно они позволяют совершать все те действия, которые мы называем проявлениями человеческого интеллекта. Тут мы намеренно немного упрощаем, но читатель, будем надеяться, это простит. Конечно, в реальности живой нейрон не просто пропускает полученный сигнал или тормозит его. Такой сигнал может быть также усилен или ослаблен. Наверное, это тоже играет какую-то роль. Однако, наверное, не слишком принципиальную. Информация может передаваться в двоичном коде, а может и с помощью другой системы счисления. Мы, люди, в обыденной жизни пользуемся, как правило, десятью цифрами. Двоичная система счисления позволяет легче формализовать ту или иную информацию, не более. Кроме того, как известно, она более экономична.
Двоичный код вообще может служить основой познания окружающего мира. Например, следующим образом можно описать процесс познания только что родившегося ребенка. Тот для начала выделяет около себя "нечто" как противоположность понятию "ничто". То есть начало процесса познания окружающего мира - это обнаружение какой-то субстанции в противоположность пустоте, ничему. Нетрудно заметить, что тут действует принцип "да" и "нет", или, другими словами, бинарный код, единица и нуль, которые и являются двоичной системой. Выходит, что, пользуясь двоичной системой, можно познавать окружающее пространство. То есть субстанция, которая способна разделить сигнал на "да" и "нет", может быть способна к отражению окружающего мира, его запоминанию, а может быть, и познанию.
Современные искусственные нейроны устроены намного более сложно, чем первые прототипы, и работают, в отличие от них, даже с аналоговым сигналом. Но первые модели, также, как и биологический нейрон, работали только с бинарным кодом. Уже в 1957 году была разработана модель искусственного нейрона, которая называлась персептроном. Он состоял из трех элементов: сенсоры (рецепторы), ассоциативные элементы, реагирующие элементы. Сигнал попадал на сенсор, от него передавался ассоциативным элементам, а от них - реагирующим элементам. На основе даже этого сравнительно простого искусственного нейрона были получены достаточно неплохие практические результаты. Хотя исследования показали, что возможности персептрона довольно ограниченные. Задачи, которые могли быть решены с его помощью, подчас требовали нереально большого времени или нереально большой памяти. Минский М., Пейперт С. Перцептроны. Мир, 1971.
Итак, простейший искусственный нейрон также работает по принципу "да" или "нет". На входе сигнал "взвешивается". Результат - либо "да", либо "нет". Дальше сигнал изменяется по определенному правилу, пусть даже самым простейшим образом, и передается дальше, на входы всех тех других нейронов, которые с ним связаны. Простейшее правило изменения - это передавать дальше 0 или 1.
Связь между нейронами, в том числе и искусственными, называют синапсом. Она характеризуется своим весом. Если вес положительный, то это возбуждающая связь. Если отрицательный, то тормозящая связь. Вес - это коэффициент передачи сигнала. Выход у искусственного нейрона называют аксоном. Он соединен с входами произвольного количества других нейронов. Один синапс хранит два байта информации.
Сама сеть нейронов - это не совсем их произвольная совокупность. Есть входные нейроны. Они принимают входную информацию и передают возникшие сигналы дальше, возможно усиливая или ослабляя их. На этом этапе, как правило, не происходит никаких вычислительных операций. Существуют также выходные нейроны. Они могут осуществлять какие-то вычислительные операции. Кроме того, существуют промежуточные нейроны. Вот они выполняют основные вычислительные операции. Если быть точным, то нейроны классифицируются как детекторы, гностические единицы, нейроны-модуляторы, командные нейроны, мнемические нейроны и семантические нейроны. Соколов Е.Н., Вайткявичюс Г.Г. Нейроинтеллект. От нейрона к нейрокомпьютеру. М., Наука, 1989.
Нейрон может выполнять различные логические функции. В зависимости от веса входного сигнала и порога чувствительности можно заставить нейрон выполнять логическое "и", логическое "или" или отрицание входного сигнала. Этого достаточно, чтобы смоделировать абсолютно любую логическую функцию любого числа аргументов. Поясним, что это значит на самом деле. Это значит, что если имеются три элемента - "и", "или" и "нет", то с их помощью можно решить абсолютно любую логическую задачу.
На современном этапе разработчики объединяют искусственные нейроны в многослойные сети, устанавливают обратную связь, совершенствуют устройство самого нейрона. И не только это. Но в основе конструкции все равно лежит сеть простейших нейронов. Фролов А.А., Муравьев И.П. Информационные характеристики нейронных сетей. М.: Наука, 1988. 160 с.
Продолжим сравнение сети нейронов с однопроцессорной ЭВМ. Мы уже отметили, что ее процессор сложен, алгоритм задается извне, память существует отдельно от процессора. Машина работает с символами. В целом система хрупка и уязвима.
В сети, наоборот, много процессоров. Каждый из них имеет скорость обработки информации, намного более низкую, чем у однопроцессорной ЭВМ. Но таких процессоров очень много. И каждый из них предельно прост. На самом деле термин "процессор" в подобном контексте используется с некоторой натяжкой. В обыденной жизни мы привыкли к тому, что если произносим слово "процессор", то оно обозначает что-то немыслимо сложное. Нет, в данном случае это просто механизм, либо пропускающий, либо тормозящий сигнал, и передающий его на следующие нейроны. В современных устройствах эти элементарные процессоры более сложны, но формально достаточно и простейшего, чтобы был получен результат, являющийся частью интеллектуальной деятельности.
В сети память не существует отдельно от процессора. Для нее не надо отдельного устройства и механизма для связи с процессором (шины). В сети память интегрирована в процессор. Сама сеть и является хранилищем информации. Она в таком случае не локализована, а является распределенной.
Теперь о вычислениях. В сети нейронов вычисления идут параллельно. Они не централизованные, а распределенные. И система самообучается. Вспомним, в однопроцессорной ЭВМ программы задаются извне. То есть кто-то их должен разработать и каким-то образом заставить машину действовать в соответствии с ними. В сети ситуация радикально иная. Не нужно никакого постороннего автора программ. Система самообучается, самосовершенствуется без внешнего источника. Но на основе внешнего воздействия. Как и мы с вами. Видим какое-то явление и в результате делаем для себя выводы. Точно также поступает и сеть искусственных нейронов. Это ее имманентная черта. Можно, конечно, разработать программу вне сети и заставить сеть работать в соответствии с ней. Однако это не обязательное условие.
В отличие от однопроцессорной машины сеть нейронов оперирует не символами (соответственно, численными операциями), а восприятием и обработкой образов. Конечно, образ с точки зрения количества элементарных символов намного более сложен и тяжеловесен. На многие порядки. Однако преимущество сети в том и заключается, что она способна обрабатывать такие сложные конструкции. В частности, распознавать образы.
Нужно также упомянуть и среду функционирования как сети, так и однопроцессорной машины. Машина работает в строго определенных условиях, таких, которые мы называем тепличными. А сеть не имеет таких ограничений. Она может существовать в условиях, совершенно неприемлемых для однопроцессорных ЭВМ. Сеть менее уязвима и намного более живуча.
Конечно, надо понимать, что все вышесказанное хотя и выглядит серьезно, но это еще далеко не доказательство, что искусственные нейронные сети способны стать основой возникновения интеллекта без помощи человека. Пока экспериментальным путем это не доказано. Но не потому, что подобный опыт не получается. А потому, что еще не созданы достаточно большие сети. Нет объекта, на котором можно было бы поставить такой опыт.
Справедливости ради нужно упомянуть, что ряд исследователей рассматривает нейрон как сложную систему обработки информации. А не как простое устройство, работающее по принципу "да" или "нет". При этом высказывается мнение, что основную роль в обучении играют молекулярные механизмы внутри нейрона. Либерман Е.А. Молекулярная вычислительная машина клетки (МВМ). Общие соображения и гипотезы // Биофизика. 1972. Т.17. N.5. С. 932-943. Цитоловский Л.Е. Интегративная деятельность нервных клеток при записи следа памяти // Успехи физиол. наук. 1986. Т.17. N.2. С. 83-103. Conrad M. Evolutinary learning circuits // J. Theor. Biol. 1974. V.46. N.1. P.167-188. В частности, Л.Е. Цитоловский продемонстрировал изменение порога командных нейронов (а не весов синапсов) при выработке и угашении условного рефлекса. Им же, а также другими учеными были построены математические модели, демонстрирующие возможный механизм внутринейронного молекулярного обучения. Бабкина Н.В., Цитоловский Л.Е. Активный электрогенез командных нейронов оборонительного поведения моллюсков при обуславливании // Журн. высш. нерв. деят. 1991. Т.41. N.2. С. 781-787. Саакян Ю.З., Цитоловский Л.Е. Модель химической памяти нейрона // Биофизика. 1990. Т.35. N.3. С. 518-519. Саакян Ю.З., Россохин А.В., Цитоловский Л.Е. Математическая модель пластичности нейрона // Биофизика. 1993. Т.38. N.3. С. 471-477.
С другой стороны, необходимо еще упомянуть и такой феномен квантовой физики, как декогеренция. Еще раз напомним, в чем заключается его суть. Существует даже не пространство, а просто ничто. Пустое место. Оно не содержит известной нам материи или ее проявлений. Однако это все-таки система. В результате воздействия на систему какие-то ее элементы выходят из "невидимого" для нас состояния и превращаются в обычную узнаваемую материю. Но это не просто элементы системы. Они в ее рамках связаны с другими элементами эффектом спутанности (запутанности). Спутанность предполагает, что связанные элементы будут одновременно изменять свое состояние. Тронешь один, и тотчас изменится другой, на каком бы расстоянии он ни находился. Итак, мы тронули один элемент, который превратился в знакомую нам материю. Одновременно все связанные с ним элементы также изменились, покинули невидимое состояние и также превратились в какую-то материю. Вот это явление и называется декогеренцией Менский М.Б. Квантовые измерения и декогеренция. М.: Физматлит, 2001; Менский М.Б. УФН 168, 1017 (1998). и оно экспериментально подтверждено. Обратное ей явление называется рекогеренцией. Если пользоваться простыми словами, то материя возникает из ничего и исчезает в ничто. Вообще-то, это обычное явление, наблюдаемое в современных физических лабораториях. E. Joos, H.D. Zeh, C. Kiefer, D. Giulini, J. Kupsch, and I.O. Stamatescu "Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory" (Springer, Heidelberg, 2003).
Так вот, не так мало специалистов полагает, что в основе функционирования человеческого интеллекта лежат как раз квантовые эффекты, а не простой бинарный код. А может быть, и то, и другое. Какие-то экспериментальные результаты уже получены. Но их можно по-разному толковать. А общепризнанной концепции пока нет.
Человечество только-только копнуло тему искусственного интеллекта. Мы лишь недавно стали понимать, как в целом устроен наш мозг, в общих чертах разобрались в принципе работы его клеток, нейронов. На этой основе попробовали создать искусственную сеть. И сразу же получили результат. Точно также человечество относительно недавно открыло полупроводниковый эффект. И достаточно быстро создало не его основе интегральные схемы и вычислительные машины. Наверное, мы будем делать и еще какие-то открытия, которые позволят найти новые пути создания искусственного интеллекта. Возможно, более простые и эффективные. Но и то, что мы уже знаем, - немало. Даже имеющихся знаний достаточно для того, чтобы моделировать те или иные стороны человеческого интеллекта.
Конечно, все вышесказанное не должно толковаться как какие-то окончательные и исчерпывающие ответы на то, как мог возникнуть интеллект без участия человека. Но и то, что выше описано, показывает, что интеллект мог возникнуть и развиться в пределах условий, которые действительно могли сложиться в силу случайности (или еще не познанной нами закономерности). Для этого не нужно какого-то особого немыслимого стечения обстоятельств. Все в рамках допустимого. Нас в изобилии окружают материалы, первичные элементы которых имеют разные свойства по разным направлениям и одновременно объединены в обширные структуры. Наверное, в чем-то эти структуры могут играть роль сетей, если между этими первичными элементами имеются взаимосвязи и возможна передача сигнала (не обязательно электрического). Если проходящий сигнал оставляет какой-то след, то возникает основа для запоминания информации. Вот, собственно говоря, и все. Этих условий достаточно для того, чтобы мог возникнуть интеллект в какой-то форме. Причем такой интеллект, который самообучается и саморазвивается, приспосабливается к окружающей среде и накапливает в себе информацию. Во всяком случае, именно такие свойства присущи искусственным нейронным сетям.
Неужели после этого мы будем утверждать, что возникновение такого интеллекта невозможно, а, наоборот, возможно возникновение и развитие биологической жизни?! Скорее, все говорит ровно об обратном. Именно биологическая жизнь вряд ли могла возникнуть сама, слишком сложные условия для этого были необходимы. Наоборот, интеллект, не связанный с биологической жизнью, мог возникнуть намного легче. Авторы данной книги предполагают, что именно это и произошло. Более того, еще раз позволим себе сделать предположение, что условия для возникновения интеллекта столь просты и обычны, что это могло произойти в любой части Вселенной, а не только на Земле. И, вероятнее всего, именно так и обстоит дело в реальности. Похоже, интеллект в той или иной форме присущ Вселенной, он, скорее всего, присутствует достаточно повсеместно. Это составной элемент Вселенной, а не редкое исключение. И это не оригинальная мысль авторов этой книги. Не так мало ученых полагает, что ментальность является онтологически фундаментальным свойством Вселенной.
Тут нужно еще раз вспомнить об одном из вопросов, с которого в середине прошлого века и начались разговоры об искусственном интеллекте - о тесте Тьюринга. Напомним, тогда был предложен способ оценить, имеем ли мы дело с искусственным интеллектом, или нет. Испытуемый беседовал в свободной форме с двумя другими людьми, однако при этом ни одного из них не видел. Беседа должна была проходить без непосредственного контакта. По содержанию и характеру беседы испытуемый мог судить, с кем именно он общался. Потом одного из собеседников меняли на что-то другое, например, на вычислительную машину. Если испытуемого удавалось обмануть, и он не замечал подмены, это означало, что машина внешне проявляла интеллект. На самом деле испытуемой в данном опыте была именно машина. Именно ее проверяли, обладает ли она интеллектом человека или нет.
Собственно говоря, до сих пор опыт успешно так и не окончился. Удавалось лишь на время и в определенных ограниченных рамках выдать машину за человека. Такой итог понятен и объясним: мы пока не смогли создать искусственный интеллект, равный и подобный естественному, человеческому. Однако авторы возвращаются к вопросу об этом опыте в связи с другой проблемой. Как именно существует интеллект? Вышеописанный опыт показывает, какими именно путями можно выявить интеллект. Видимо, только по его проявлениям. Но интеллектуальные качества и их проявления, это вовсе не одно и то же. Это как раз очень даже разные вещи. Интеллект может существовать как вещь в себе. Поясним это на следующем примере. Человек может никак себя не проявлять для окружающих. Может просто лежать, ничего не делать и лишь размышлять. В таком случае никаких внешних проявлений интеллекта не возникнет. Для других людей этот человек ничем не лучше, чем манекен или даже покойник. Но мы-то знаем, что это не покойник. Просто он размышляет про себя. Но при этом не предпринимает никаких внешне заметных действий. С одной стороны, интеллект налицо. С другой стороны, окружающие ничего про это не знают и не могут знать. Они могут судить о присутствии интеллекта только по его проявлениям и неспособны воспринимать интеллект как он есть, непосредственно. Это возможно только опосредствовано, через его внешние проявления.
Мы не зря так подробно останавливаемся на этом вопросе. Он важен в контексте возникновения интеллекта спонтанно, причем не в рамках биологических форм жизни, а например, в рамках системы однородных элементов, связанных между собой. Искусственные нейронные сети могут "запоминать" полученную информацию и могут самообучаться. Кандидатами на статус такого хранилища информации могут выступать самые разные вещества. Мало ли в окружающем нас мире субстанций, которые состоят из однородных элементов (молекул, атомов), связанных между собой определенным образом?! Может, на самом деле многие из окружающих нас предметов и веществ накапливают и хранят подробную информацию о происходящих событиях? Кто знает, может и многие. А как мы можем это узнать? Да, в общем, никак. Можно теоретически попытаться вторгнуться на молекулярный или атомарный уровень вещества, оценивать состояние связей между элементами, расшифровывать содержание этих связей. Это возможно, но только в принципе, а не на практике. На самом деле такими средствами человечество пока не обладает. Нередко основной инструмент познания - это кувалда в том или ином виде. В том числе в ускорителях элементарных частиц. Или опосредствованное восприятие микромира, например, через отраженное излучение в электронных микроскопах.
Итак, реальный путь оценить наличие интеллекта - это увидеть его внешние проявления. А если они существуют в пока не доступной для нас форме или вовсе отсутствуют? Тогда мы ничего не увидим. Нет пока способа выяснить, "разумный" перед нами камень (кристалл, металл, жидкость) или нет. Если такой "камень" сам не намерен дать о себе знать, обнаружить признаки интеллекта, мы о наличии такового никогда и не узнаем. А с чего ему подавать обнаруживать такие признаки? Желание вступить с нами в контакт? Вряд ли сомнительная дружба с человеком является желанной для всех проявлений интеллекта во Вселенной. Тем более, что мы сами не очень-то стремимся вступать в такие контакты с существами, которые заведомо обладают менее развитым интеллектом, чем мы. В общем, многое из того, что нас окружает, может иметь особые свойства, о которых мы даже и не подозреваем.
Вообще, вышеизложенные соображения по поводу возникновения интеллектуальных качеств вещества в определенной мере близки гипотезе о так называемых "полевых" формах возникновения интеллекта. Суть гипотезы в популярном изложении сводится к следующему. Сначала в результате эволюции или иных причин возникла жизнь. На каком-то этапе живые существа уже состояли из клеток, но еще не обладали интеллектом. И вот наконец такие существа обрели нервные клетки, нейроны, которые объединились в сеть. Когда число нейронов достигло 15 или даже 20 миллиардов, эта нейронная сеть обрела новое качество. Согласно гипотезе, у каждого нейрона есть свое поле. Поскольку нейроны связаны между собой, они и образуют общую форму, которая и обрела название "полевой". Новое качество - это способность решать интеллектуальные задачи. Кроме того, наличие полевой формы предполагает, что дальше развитие жизни идет уже на основе иных принципов, чем до этого момента. Казначеев В.П. Феномен человека: космические и земные истоки. Новосибирское книжное издательство, 1991.
Возникновение самосохранения и самосознания
В этом месте нашего повествования уже возникла необходимость сделать одно важное, даже принципиальное, отступление, касающееся такого, казалось бы, естественного качества, как стремление живых существ к самосохранению. Итак, понятно, что в окружающем нас пространстве сколько угодно вещества, состоящего из простейших элементов. Элементы в любом случае связаны между собой, иначе не было бы вещества. Не исключено, что такое вещество при определенном характере связей между его элементами может обрести свойства, которые сходны с теми, которые мы обычно приписываем живым существам. По крайней мере, речь может идти о способности запоминать и самообучаться. Кажется, от таких свойств рукой подать до искусственного интеллекта. Однако тут, видимо, есть одно существенное препятствие. Очень существенное. Откуда у такого "умного" вещества может взяться желание к самосохранению? А если его нет, то качества такого вещества будут довольно специфичными. Оно не будет противопоставлять себя окружающему миру, не будет стремиться к сохранению полученной информации и навыков. Оно вообще, в отличие от нас, не будет бояться смерти (уничтожения) и не будет считать, что существование (бытие) - это хорошо, это желанная цель, а несуществование (небытие) - это плохо. Там вообще не будет таких понятий, как "хорошо" или "плохо". Они ведь предполагают сравнительную оценку. Если есть конечная цель, то все, что к ней ведет, - это хорошо, а что не ведет или мешает ее достижению - это плохо.
Скорее всего, такое вещество будет "по характеру" довольно инертным и безразличным. Ему будет все равно, что с ним случится в следующий момент. Такое вещество вряд ли будет стремиться себя как-то проявить в качестве носителя информации или интеллекта. Например, фотопленка бесспорно является носителем информации. Или магнитная лента. И что, они так и рвутся показать, что они являются носителями? Правильно, им все равно, носители они или нет. Если носители, то хорошо. А если не носители, то еще лучше.
Что касается людей и других живых существ, то мы все стремимся к самосохранению. В результате мы отделяем себя от остального мира и пытаемся себя сохранить. При этом мы имеем возможность сознавать, что мы противопоставлены остальному миру. Не исключено, что у живых существ такое качество возникло не в силу какой-либо эволюции, а задано извне. Что-то вроде прошивки. Без желания себя сохранять никакой жизни не получилось бы. Если бы мы себя не противопоставляли остальной природе, а считали бы себя ее частью, то не стремились бы и сохранить себя в существующем виде. Для нас в таком случае смерть не существовала бы. Однако на самом деле, как известно, это не так.
Способность противопоставлять себя окружающему миру, а тем более стремление к самосохранению - это очень непростые качества. Память, самообучение, все это может возникнуть естественным путем и, наверное, относительно легко. А вот как быть с самосохранением? Откуда может взяться у куска вещества желание противопоставить себя окружающему миру? Возникает ли, например, у вычислительных машин, которыми мы пользуемся, желание к самосохранению? Что-то такого пока не наблюдается. А ведь такие машины - это уже больше, чем просто вещество. Может быть, желание противопоставить себя всему остальному миру возникает как определенный этап при самообучении? Например, вещество оценивает на каком-то этапе, в каких своих пределах оно хранит запомненную информацию. Отсюда один шаг для противопоставления себя всему остальному. Но, если быть честным до конца, мы как авторы этой книги не можем себе представить, как именно возможен этот шаг естественным путем, сам по себе. В результате случайности? Или в результате отбора, перебора разных вариантов? Может быть, кто знает.
В этом месте самое время сослаться на Книгу Бытия. Подробный разбор эпизода с запретным плодом содержится дальше в этой книге. И там мы пришли к выводу, что именно в момент грехопадения и произошло формирование установки первых людей на самосохранение. А самосознание, то есть противопоставление себя окружающему миру, возникло чуть раньше. При этом самосознание возникло по инициативе Бога, а установка на самосохранение - по инициативе змея. Каково? В обоих случаях присутствовал посторонний фактор. То есть не одни мы с вами додумались, что самое сложное при формировании интеллекта - это даже не запоминание информации и не самообучение. Это формирование феномена самосознания и самосохранения. И после этого вы будете утверждать, что религиозные книжки - это лишь сказки, придуманные талантливыми древними литераторами? Не многовато ли смысла для простых сказок, которые сочинялись тысячи лет назад?!
Что было дальше?
Дальше можно достаточно свободно рассуждать, как именно сложилась ситуация на нашей планете после возникновения интеллекта, не связанного с биологической жизнью. Может быть, Солярис Станислава Лема не так уж и фантастичен, как могло бы показаться. А может быть и сам автор не считал такой вариант совершенно немыслимым. Откуда-то в голове писателя возникла именно такая идея. Можно вспомнить и Уэллса и его вскрикнувшую Землю. Например, английский физик и натурфилософ Джеймс Лавлок, наш с вами современник, считает человечество одним из органов земного организма. Соответственно, в Оксфорде организовано Общество геофизиологии. Кстати, этот вариант тоже возник не на пустом месте.
А может быть, загадочная интеллектуальная субстанция - это вода и лед? Человечество издавна полагало, что вода обладает особыми свойствами. Евсюков В.В. Мифы о Вселенной. М, Наука, 1988, с. 25. Ученые до сих пор не могут дать окончательного объяснения, откуда на Земле океаны воды. Наиболее распространенная версия - это столкновение с Землей огромной кометы, состоявшей изо льда. Но какова была скорость такой кометы при столкновении с Землей? И куда подевалась вся та энергия, которая при этом выделилась? Если бы такое столкновение действительно имело место, то, скорее всего, в результате вся вода в виде перегретого пара была бы просто выброшена в Космос, а Земля, если бы и не раскололась, то в любом случае существенно пострадала бы. Размеры Мирового океана вполне позволяют сделать такое предположение.
...Подобные документы
Обзор материалов методологического семинара "Проблема обоснования знания". Решение проблемы искусственного интеллекта как стремление создать надежного помощника человека. Направления развития научно-технической мысли в области искусственного интеллекта.
статья [12,1 K], добавлен 29.05.2010Определение наследственности как передачи родительских признаков детям. Исследование генетики роста, расы и экологические условия. Характеристика процесса развития головного мозга: рост мозга и развитие интеллекта. Влияние экологии и принципы эволюции.
контрольная работа [21,4 K], добавлен 12.02.2011Определение теории эволюции, обстоятельства ее появления. Понятие вида как основной единицы биологической классификации. Понятие адаптации, естественного и искусственного отбора, борьбы за существование, приспособления как основные в теории эволюции.
контрольная работа [40,1 K], добавлен 06.10.2008Строение и функционирование головного мозга человека. Влияние параметров головного мозга на его работу. Причины отклонений деятельности головного мозга. Особенности хранения информации. Существование без головного мозга. Упражнения для остроты ума.
реферат [664,0 K], добавлен 02.06.2012Строение головного мозга человека, гистология его сосудистой оболочки. Функции желез мозга: эпифиза, таламуса, гипоталамуса, гипофиза. Характеристика ассоциативных зон коры больших полушарий мозга и их участие в процессах мышления, запоминания и обучения.
презентация [6,8 M], добавлен 03.11.2015Развитие головного мозга человека. Функции отделов мозга: лобной, теменной, затылочной, височной доли, островка. Общий обзор головного мозга, строение и функции ромбовидного, среднего и промежуточного мозга. Морфологические особенности конечного мозга.
реферат [33,4 K], добавлен 03.09.2014Исследование расположения и отделов головного мозга человека. Изучение функций промежуточного, среднего и продолговатого мозга. Строение мозжечка. Особенности развития головного мозга у детей первых лет жизни. Органы зрения и слуха у новорожденных детей.
презентация [1,7 M], добавлен 18.03.2015Изучение расположения, строения и основных функций головного мозга человека, который координирует и регулирует все жизненные функции организма и контролирует поведение. Отделы головного мозга. Сколько весит головной мозг человека. Заболевания и поражения.
презентация [3,1 M], добавлен 28.10.2013Общий обзор строения больших полушарий головного мозга человека, его доли и их функциональные особенности. Архитектоника коры больших полушарий. Строение промежуточного мозга, ствола мозга, мозжечка и продолговатого мозга, его ретикулярная формация.
контрольная работа [5,2 M], добавлен 04.04.2010Выявление и общая характеристика движущих сил биологической эволюции как необратимого процесса исторического развития органического мира. Ч. Дарвин и теории приспособления и изменения генетического состава организмов. Анализ значения факторов эволюции.
реферат [12,3 K], добавлен 20.01.2012Основные теории эволюции, положившие начало современному изучению форм естественного отбора. Общее понятие о теории эволюции Ч. Дарвина. Характеристика социобиологии как междисциплинарной науки. Теоретическое обоснование факторов эволюционного процесса.
курсовая работа [52,2 K], добавлен 10.09.2013Особенности строения головного мозга человека. Борозды и извилины полушарий и теменной доли конечного мозга. Прецентральная извилина как участок лобной доли коры больших полушарий. Функция постцентральной извилины и анализаторы теменной доли мозга.
контрольная работа [470,0 K], добавлен 29.12.2010Мышление с точки зрения нейробиологии, искусственного интеллекта, психологии, физики, философии. Концепции человеческого интеллекта, стратификация мышления по уровням, изменение под внешним воздействием. Мышление аналитическое, позитивное, дедуктивное.
реферат [154,7 K], добавлен 07.06.2010Эволюционные идеи в античности, Средневековье, эпохи Возрождения и Нового времени. Теория Чарльза Дарвина. Синтетическая теория эволюции. Нейтральная теория молекулярной эволюции. Основные эмбриологические доказательства биологической эволюции.
реферат [26,6 K], добавлен 25.03.2013Основные концепции биологической эволюции. Эволюция как фундаментальное понятие для объяснения возникновения и развития всего живого. Формирование эволюционной теории Ч. Дарвина. Сбор доказательств самого факта эволюции, создание синтетической теории.
реферат [39,9 K], добавлен 12.03.2011Принципы и понятия синтетической теории эволюции. Популяция как элементарная "клеточка" биологической эволюции. Общее понятие про естественный отбор. Концепции микро- и макроэволюции. Популяционно-генетические исследования в развитии эволюционной теории.
реферат [15,4 K], добавлен 03.06.2012Исследование схемы эволюции животного мира. Изучение особенностей нервной системы диффузного, узлового и стволового типа. Строение головного мозга членистоногих. Развитие общей двигательной координации у хрящевых рыб. Этапы эволюции мозга позвоночных.
презентация [1,7 M], добавлен 18.06.2016Изучение особенностей строения и функций головного мозга высших позвоночных - центрального органа нервной системы, который состоит из ряда структур: коры больших полушарий, базальных ганглиев, таламуса, мозжечка, ствола мозга. Стадии эмбриогенеза мозга.
реферат [21,9 K], добавлен 07.06.2010Понятие о строении и физиологии коры головного мозга. Ее функциональные зоны и синдромы их поражения. Основные группы полей в коре. Высшие корковые функции как основа деятельности человека. Причины их нарушения. Современные методы их исследования.
реферат [24,7 K], добавлен 25.11.2014Эволюционная теория. Австралопитек, питекантроп, палеантроп (неандерталец), неоантроп. Прародина человека. Креационизм. Христианские взгляды на происхождение человека. Критика теории эволюции. Причины доминирования теории эволюции.
реферат [24,7 K], добавлен 27.02.2003