Симуляторы мозга
Компьютерные технологии все больше развиваются в сторону подражания биологическим процессам, прежде всего - работе мозга, а это сразу ведет в область фантастических пока теорий об искусственном интеллекте.
“Я умен... И обыкновенный человек... такой слабый... медлительный...”, - эти слова произносит у Азимова взбунтовавшийся робот. Существует представление о несовершенстве человеческого мозга в сравнении с компьютером. Ситуация, на самом деле, обратная - это компьютеры сейчас пытаются строить в подражание мозгу, и подтверждение тому - сообщения разных исследовательских групп, сделанные в последние недели.
1014 - так называется доклад об успехах проекта COMPASS компании IBM. 10 в четырнадцатой степени - это приблизительная оценка числа связей между клетками в человеческом мозге, и именно этот порядок был достигнут в последних компьютерных симуляциях проекта. “Нейроны” и “синапсы” (межклеточные связи нейронов) - термины из словаря физиологии мозга - прочно обосновались в сфере компьютерной инженерии.
Архитектура привычных нам компьютеров, созданная еще в середине прошлого века и названная “фон-неймановской” в честь математика Джона фон Неймана, предполагает линейный подход, пошаговое выполнение команд. И, кажется, такой подход близок к пределу своих возможностей, поэтому компьютерные инженеры все больше пытаются создать новую, “не-фон-неймановскую” компьютерную архитектуру, в котрой процессы организованы не последовательно, а параллельно - как в нашем мозге.
Вот как описывает преимущества этих процессов один из авторов доклада IBM Дхармендр Модха: “функциональность, низкая энергоемкость, компактность”, “человеческий мозг обладает приводящей в трепет мощью - способностью воспринимать, осмыслять, познавать, действовать и взаимодействовать, и при этом потребляет меньше энергии, чем электрическая лампочка, и занимает меньше объем, чем двухлитровая бутылка газировки”. Вот видео от IBM “Эра когнитивных систем”, где можно увидеть, как чип TrueNorth играет в тривиальную компьютерную игру Pong - “совсем как человек”.
В этой новой компьютерной архитектуре разделены вычисления (за них отвечают “нейроны”), память (“синапсы”), обмен информацией (“аксоны” и “дендриты”) - по аналогии с устройством мозга. Так же, как и реальные, компьютерные “нейроны” получают информацию от тысяч соседних “нейронов”, обрабатывают ее и передают сигналы, а компьютерные “синапсы” связывают “нейроны” и накапливают информацию.
В другой работе последнего времени в этой области исследователи из Германии, участники европейского проекта BrainScales, создали чип Spikey c аналоговыми компонентами, буквально воспроизводящими работу нейронов и синапсов, моделирующими их электрическое поведение. В NewScientist один из авторов работы Карлхайнц Майер объясняет: подобно тому как в мозгу настоящий нейрон посылает сигнал, когда электрическое напряжение на его мембране достигает определенного уровня, так и в чипе конденсатор, играющий роль нейрона, становится проводящим при определенном вольтаже. Аналоговые компоненты, выступающие в роли синапсов, обладают различными уровнями сопротивления - в точности так же связи между нейронами становятся сильнее или слабее в зависимости от частоты их использования.
Это направление развития компьютерной техники не единственное, есть, например, идея квантового компьютера, с которой, кстати, связаны работы последних лауреатов Нобелевской премии по физике. Однако именно исследования в области компьютерной симуляции мозга привлекают особенное внимание неспециальной прессы своей спекулятивной близостью к идеям создания искусственного интеллекта.
Хотя исследователи из IBM подчеркнули, что в их проекте речь шла не о симуляции работы мозга в биологическом смысле, в комментариях к их работе энтузиасты заявили, что это важный шаг на пути создания подлинного искусственного мозга: “по всем оценкам, нам нужны еще многие-многие годы, чтобы воссоздать настоящее поведение человеческого мозга, самого сложного объекта в известной вселенной, но, по крайней мере, кажется, тут достигнут прогресс”. Скептики напоминают: человеческий мозг изучен настолько слабо, что пока неясно, как, собственно, строить его подобие.
За этой частной дискуссией горой высится старая полемика о том, можно ли вообще на компьютерном, алгоритмическом пути получить сознание. Детерминизм против свободы воли. Один подход иллюстрирует демон Лапласа - мысленный эксперимент французского математика XVIII-XIX вв, согласно которому, если некий могучий разум будет знать положение всех тел во вселенной (от самых больших тел до мельчайших атомов) и все силы, действующие на них, он поймет единую формулу всего и будет видеть будущее столь же ясно, сколь прошлое. С другой стороны, наш современник, физик Роджер Пенроуз предлагает квантовую модель работы мозга, по которой процессы мышления принципиально невычислимы.
Пенроуз таким образом разрушает построения нового детерминизма, который, кажется, предполагает создание искусственного разума механистическими средствами - собирая мозг нейрон за нейроном. Впрочем, даже у тех, кто считает возможным смоделировать человеческое сознание методами кибернетики, видение этого процесса более сложное. Вот, например, лекция Михаила Бурцева, в которой искусственный интеллект становится результатом эволюции обучающихся искусственных нейронных сетей, управляющих компьютерами или роботами (а искусственные нейронные сити - это как раз то, над чем работает IBM и прочие исследователи). В лекции ставится прекрасный вопрос - это будет эволюция человека, расширяющего свой фенотип искусственным интеллектом, или это будет появлением нового вида - искусственного интеллекта? (И тут любому придет на память дискуссия между грубым Корнеевым и вежливым Амперяном: “Откуда мы знаем, что цель природы - создать товарища Амперяна? Может быть, цель природы - это создание нежити руками товарища Амперяна”).
Сложность задачи иллюстрирует еще одно ноябрьское исследование - группа физиков обнародовала работу о подобии эволюций сложных систем - мозга, интернета и вселенной. Один из авторов работы Дмитрий Крюков в интервью Радио Свобода описывал процесс создания графа всех элементарных событий за всю историю вселенной, и это звучало настолько сложно и грандиозно, что даже частично не может быть приведено в рамках нынешней статьи - в ближайшие дни мы опубликуем интервью полностью. По словам Крюкова, выяснилось, что динамика роста вселенной оказалась похожа на динамику роста совершенно иных систем, таких как интернет, социальные сети и мозг: “объяснения этому удивительному совпадению на сегодняшний день у нас нет, но, скорее всего, оно заключается в том, что существуют некие неизвестные фундаментальные законы, из которых в частном случае следует уравнение Эйнштейна, описывающие динамику вселенной в общей теории относительности, и неизвестные уравнения движения развития интернета, социальных сетей, мозга и тому подобное, которых мы тоже на сегодняшний день не знаем”. Крюков подчеркивает, что речь идет об эмпирической, наблюдаемой динамике, и что мы не знаем уравнений движения для всех этих сложных систем, но если бы знали, то могли бы предсказывать их развитие. Чем не демон Лапласа?
Подобные масштабы и сложность задачи создания искусственного мозга, может быть, и выгодны человечеству, учитывая, какими видятся последствия подобного научного прорыва даже его адептам. Появление сверхчеловеческого разума описано под термином “технологическая сингулярность” в знаменитой статье 1993 года математиком и фантастом Вернором Винджем. После точки сингулярности, считал он, человеческая эра должна быстро закончиться: как-то в ответ на вопрос, будут ли компьютеры когда-нибудь так же умны, как человек, Виндж сказал: “да, только очень недолго”, имея в виду, что стоит компьютерам сравняться с человеком, они на этом не остановятся и мгновенно уйдут вперед. В статье эре человечества отводился срок еще в пределах 30 лет - то есть до 2023 года.
Пока, однако, не видно, откуда может появиться искусственный интеллект, и можно не опасаться, что цепь транзисторов и проводов зашевелится, хрипло скажет “здрасьте”, шутя пройдет тест Тьюринга (призванный отличать человека от машины) и уйдет за рождественскими покупками.
Чтобы уж совсем успокоить - последнее в этой статье сообщение об исследовании: группа ученых из Кембриджского университета организовала Центр изучения экзистенциальных рисков, к которым отнесла и угрозу со стороны искусственого интеллекта.
Спите спокойно. Ученые присмотрят за взбесившимися роботами.
“Я умен... И обыкновенный человек... такой слабый... медлительный...”, - эти слова произносит у Азимова взбунтовавшийся робот. Существует представление о несовершенстве человеческого мозга в сравнении с компьютером. Ситуация, на самом деле, обратная - это компьютеры сейчас пытаются строить в подражание мозгу, и подтверждение тому - сообщения разных исследовательских групп, сделанные в последние недели.
1014 - так называется доклад об успехах проекта COMPASS компании IBM. 10 в четырнадцатой степени - это приблизительная оценка числа связей между клетками в человеческом мозге, и именно этот порядок был достигнут в последних компьютерных симуляциях проекта. “Нейроны” и “синапсы” (межклеточные связи нейронов) - термины из словаря физиологии мозга - прочно обосновались в сфере компьютерной инженерии.
Архитектура привычных нам компьютеров, созданная еще в середине прошлого века и названная “фон-неймановской” в честь математика Джона фон Неймана, предполагает линейный подход, пошаговое выполнение команд. И, кажется, такой подход близок к пределу своих возможностей, поэтому компьютерные инженеры все больше пытаются создать новую, “не-фон-неймановскую” компьютерную архитектуру, в котрой процессы организованы не последовательно, а параллельно - как в нашем мозге.
Вот как описывает преимущества этих процессов один из авторов доклада IBM Дхармендр Модха: “функциональность, низкая энергоемкость, компактность”, “человеческий мозг обладает приводящей в трепет мощью - способностью воспринимать, осмыслять, познавать, действовать и взаимодействовать, и при этом потребляет меньше энергии, чем электрическая лампочка, и занимает меньше объем, чем двухлитровая бутылка газировки”. Вот видео от IBM “Эра когнитивных систем”, где можно увидеть, как чип TrueNorth играет в тривиальную компьютерную игру Pong - “совсем как человек”.
В этой новой компьютерной архитектуре разделены вычисления (за них отвечают “нейроны”), память (“синапсы”), обмен информацией (“аксоны” и “дендриты”) - по аналогии с устройством мозга. Так же, как и реальные, компьютерные “нейроны” получают информацию от тысяч соседних “нейронов”, обрабатывают ее и передают сигналы, а компьютерные “синапсы” связывают “нейроны” и накапливают информацию.
В другой работе последнего времени в этой области исследователи из Германии, участники европейского проекта BrainScales, создали чип Spikey c аналоговыми компонентами, буквально воспроизводящими работу нейронов и синапсов, моделирующими их электрическое поведение. В NewScientist один из авторов работы Карлхайнц Майер объясняет: подобно тому как в мозгу настоящий нейрон посылает сигнал, когда электрическое напряжение на его мембране достигает определенного уровня, так и в чипе конденсатор, играющий роль нейрона, становится проводящим при определенном вольтаже. Аналоговые компоненты, выступающие в роли синапсов, обладают различными уровнями сопротивления - в точности так же связи между нейронами становятся сильнее или слабее в зависимости от частоты их использования.
Это направление развития компьютерной техники не единственное, есть, например, идея квантового компьютера, с которой, кстати, связаны работы последних лауреатов Нобелевской премии по физике. Однако именно исследования в области компьютерной симуляции мозга привлекают особенное внимание неспециальной прессы своей спекулятивной близостью к идеям создания искусственного интеллекта.
Хотя исследователи из IBM подчеркнули, что в их проекте речь шла не о симуляции работы мозга в биологическом смысле, в комментариях к их работе энтузиасты заявили, что это важный шаг на пути создания подлинного искусственного мозга: “по всем оценкам, нам нужны еще многие-многие годы, чтобы воссоздать настоящее поведение человеческого мозга, самого сложного объекта в известной вселенной, но, по крайней мере, кажется, тут достигнут прогресс”. Скептики напоминают: человеческий мозг изучен настолько слабо, что пока неясно, как, собственно, строить его подобие.
За этой частной дискуссией горой высится старая полемика о том, можно ли вообще на компьютерном, алгоритмическом пути получить сознание. Детерминизм против свободы воли. Один подход иллюстрирует демон Лапласа - мысленный эксперимент французского математика XVIII-XIX вв, согласно которому, если некий могучий разум будет знать положение всех тел во вселенной (от самых больших тел до мельчайших атомов) и все силы, действующие на них, он поймет единую формулу всего и будет видеть будущее столь же ясно, сколь прошлое. С другой стороны, наш современник, физик Роджер Пенроуз предлагает квантовую модель работы мозга, по которой процессы мышления принципиально невычислимы.
Пенроуз таким образом разрушает построения нового детерминизма, который, кажется, предполагает создание искусственного разума механистическими средствами - собирая мозг нейрон за нейроном. Впрочем, даже у тех, кто считает возможным смоделировать человеческое сознание методами кибернетики, видение этого процесса более сложное. Вот, например, лекция Михаила Бурцева, в которой искусственный интеллект становится результатом эволюции обучающихся искусственных нейронных сетей, управляющих компьютерами или роботами (а искусственные нейронные сити - это как раз то, над чем работает IBM и прочие исследователи). В лекции ставится прекрасный вопрос - это будет эволюция человека, расширяющего свой фенотип искусственным интеллектом, или это будет появлением нового вида - искусственного интеллекта? (И тут любому придет на память дискуссия между грубым Корнеевым и вежливым Амперяном: “Откуда мы знаем, что цель природы - создать товарища Амперяна? Может быть, цель природы - это создание нежити руками товарища Амперяна”).
Сложность задачи иллюстрирует еще одно ноябрьское исследование - группа физиков обнародовала работу о подобии эволюций сложных систем - мозга, интернета и вселенной. Один из авторов работы Дмитрий Крюков в интервью Радио Свобода описывал процесс создания графа всех элементарных событий за всю историю вселенной, и это звучало настолько сложно и грандиозно, что даже частично не может быть приведено в рамках нынешней статьи - в ближайшие дни мы опубликуем интервью полностью. По словам Крюкова, выяснилось, что динамика роста вселенной оказалась похожа на динамику роста совершенно иных систем, таких как интернет, социальные сети и мозг: “объяснения этому удивительному совпадению на сегодняшний день у нас нет, но, скорее всего, оно заключается в том, что существуют некие неизвестные фундаментальные законы, из которых в частном случае следует уравнение Эйнштейна, описывающие динамику вселенной в общей теории относительности, и неизвестные уравнения движения развития интернета, социальных сетей, мозга и тому подобное, которых мы тоже на сегодняшний день не знаем”. Крюков подчеркивает, что речь идет об эмпирической, наблюдаемой динамике, и что мы не знаем уравнений движения для всех этих сложных систем, но если бы знали, то могли бы предсказывать их развитие. Чем не демон Лапласа?
Подобные масштабы и сложность задачи создания искусственного мозга, может быть, и выгодны человечеству, учитывая, какими видятся последствия подобного научного прорыва даже его адептам. Появление сверхчеловеческого разума описано под термином “технологическая сингулярность” в знаменитой статье 1993 года математиком и фантастом Вернором Винджем. После точки сингулярности, считал он, человеческая эра должна быстро закончиться: как-то в ответ на вопрос, будут ли компьютеры когда-нибудь так же умны, как человек, Виндж сказал: “да, только очень недолго”, имея в виду, что стоит компьютерам сравняться с человеком, они на этом не остановятся и мгновенно уйдут вперед. В статье эре человечества отводился срок еще в пределах 30 лет - то есть до 2023 года.
Пока, однако, не видно, откуда может появиться искусственный интеллект, и можно не опасаться, что цепь транзисторов и проводов зашевелится, хрипло скажет “здрасьте”, шутя пройдет тест Тьюринга (призванный отличать человека от машины) и уйдет за рождественскими покупками.
Чтобы уж совсем успокоить - последнее в этой статье сообщение об исследовании: группа ученых из Кембриджского университета организовала Центр изучения экзистенциальных рисков, к которым отнесла и угрозу со стороны искусственого интеллекта.
Спите спокойно. Ученые присмотрят за взбесившимися роботами.
Информация