14

Содержание

• Введение
• 1. Мозг и компьютер -- обмен опытом
• 2. Биокомпьютер
• Заключение
• Список литературы

Введение

ЭВМ может хранить в памяти любое количество сведений (даже абсолютно бессмысленных) и производить с ними миллионы действий в секунду. Сперва надеялись, что эти достоинства уже гарантируют высокий интеллектуальный потенциал, но вскоре выяснилось, что во многой осведомленности не обязательно таится мудрость. Ведь, как мы видели, ум - способность не отбрасывать плохие варианты, а находить хорошие, чего примитивным перебором не достигнешь.

Человек не запомнит большой объем неорганизованной информации (вроде телефонного справочника), но зато знания у него в голове хорошо структурированы и взаимосвязаны. Они в наибольшей мере отражают существенные стороны реальности: наборы маршрутных "карт" увязаны между собой по вертикали и горизонтали, каждое понятие окружено его "ассоциативной аурой" (Д.С.Лихачев). Это богатство связей позволяет извлекать только относящиеся к делу сведения, а из них уже конструировать нужное решение.

Знаниями о мире, моделью мира необходимо наделить и компьютер. Для этого в него сейчас вводят набор "сценариев". Сценарий - это общий каркас, стереотип, который каждый раз должен наполняться конкретным содержанием. Распознав ситуацию, машина отыскивает соответствующий сценарий, после чего сама ставит вопросы и уточняет для себя недостающие детали.

Это нелегко сделать, если учесть, что запас таких шаблонов у человека поистине колоссален - в них кристаллизуется опыт всей предшествующей жизни. Каждое явление мы представляем во многих срезах и ракурсах, а некоторые вещи, например, пространственные соотношения, усваиваются бессознательно в раннем детстве.

Но самое главное отличие здесь в том, что мозг оперирует непосредственно теми емкими образами, которые в нем возникли, то есть ему не нужно каждый раз опускаться до простейших операций. Судя по всему, образное мышление не отделено от памяти, где эти образы как-то запечатлены, и одновременно с перестройкой памяти самоорганизуется, настраивается на вновь созданный язык и "процессор".

Это очень трудно воспроизвести прежде всего потому, что физические принципы нейрологической памяти не раскрыты. Сейчас популярна аналогия между оптическими голограммами и энграммами памяти (распределенность по носителю, огромная емкость, ассоциативность). На этом сходстве пытаются основывать думающие машины необычного типа - оптоэлектронные, в которых храниться и обрабатываться будут не числовые коды всех понятий, а образы - голограммы.

Другое направление - создание как бы аналога нейронной сети из большого массива простых ЭВМ. Хотя каждая из них выполняет несложную функцию, все вместе они манипулируют целыми комплексами состояний. Опять получается нечто похожее на образное мышление.

1. Мозг и компьютер - обмен опытом

Лозаннский политехнический институт вместе с IBM совершают очередную попытку моделирования человеческого мозга. Для реализации проекта будет построена специальная версия суперкомпьютера под кодовым названием Blue Brain. С помощью такого компьютера исследователи надеются пролить свет на главные загадки человеческого мозга -- познание, память, а если удастся, то и само сознание.

Главное, чего хотят добиться от супер-компьютера Blue Brain участники проекта, так это моделирования тех электрических импульсов, которыми мозг кодирует информацию об окружающем мире. По словам Чарльза Пека, ведущего исследователя IBM, занятого в проекте, до сих пор создание подобного компьютера было невозможно в первую очередь из-за отсутствия достаточных вычислительных мощностей. А 22,8 терафлопса (производительность Blue Brain) -- то, что нужно.

С другой стороны, прежде у науки не было достаточных данных о том, как нейроны взаимодействуют между собой. Ученые Отделения мозга и разума при Лозаннском политехническом институте во главе с Анри Маркрамом могут похвастаться созданием крупнейшей в мире базы данных по архитектуре коры большого мозга и выявлению механизма электрических импульсов, которыми обмениваются нейроны. Эта работа, на которую было потрачено десять лет, является капитальной основой для исследования таких мозговых явлений, как психические заболевания (аутизм, шизофрения, депрессия).

На первом этапе с помощью Blue Brain моделированию подвергнется электрическая система нейронов в стволах неокортекса. Эти узловые структуры содержат от 10 до 70 тыс. нейронов в зависимости от вида млекопитающих. Следующим шагом ученых будет модель самих стволов неокортекса. Так по пути укрупнения структуры дойдут и до всего мозга в целом. Но, по расчетам участников проекта, на это уйдет не менее 10 лет.

Подсоединим нейрон к ПК

Пока что «вживую» с целым мозгом никто дела не имеет. Зато ведутся активные работы по подключению отдельных живых нейронов к различным частям компьютера и слежению за тем, что же от этого слияния получится. «Появление таких нейроэлектронных гибридов было связано с желанием понять, как работает человеческий мозг, состоящий из десятков миллиардов нервных клеток. Понадобилась модельная система, во многом аналогичная целому мозгу, но доступная для наблюдений. Причем похоже, что нейронные культуры воспроизводят ряд свойств самоорганизации целого мозга. Например, они способны к самообучению. Когда компьютер при помощи электродов подает разнообразные сигналы культуре нервных клеток, они начинают улавливать корреляцию между этими сигналами», -- разъясняет директор НИИ нормальной физиологии Константин Анохин. Физиологи говорят, что нейроэлектронную систему можно заставить работать еще эффективнее, если через компьютер дать понять нейронам, что одна их реакция правильная, а другая -- нет.

Для создания системы «нейрон--компьютер» обычно используют незрелые нервные клетки, способные устанавливать между собой множественные контакты. Их помещают на подключенную к компьютеру электродную плату, так что вновь образованные отростки нервных клеток невольно пересекают электроды. Нейроны посылают друг другу импульсы, те регистрируются на плате и передаются компьютеру. Тот, в свою очередь, рисует двухмерную картинку взаимоотношений нейронов между собой.

Первичный эксперимент породил множество перспектив. Сегодня ученые надеются, что совмещение биологической и информационных систем будет способствовать развитию как компьютерной техники, так и медицины. Например, специалисты ряда японских компаний растят нейронные сети на электродных платах, чтобы использовать их для нового поколения компьютеров. В медицине культуры нейронов, подключенные к компьютеру, чаще всего используют в нуждах фармакологии. Они позволяют in vitro проследить, как целая нервная сеть, а не отдельная клетка реагирует на новый медицинский препарат.

Человек -- не машина

Последние сорок лет ученые считали возможным подвергнуть компьютерному моделированию абсолютно все процессы, происходящие в человеческом мозгу. Но чем больше накапливалось знаний, тем сложнее и невыполнимее виделась эта задача. Все оттого, что обработка информации в мозгу человека и в компьютере происходит совершенно по-разному.

Эти отличия сформулировал академик РАЕН Олег Кузнецов (Институт проблем управления РАН). В первую очередь ученый отмечает нерасчлененность информации, хранимой в памяти мозга. Более того, наши мысли и представления всегда имеют огромный, эксклюзивный для каждого индивидуума контекст. И вынуть какую-то мысль или фрагмент воспоминаний без контекста человеку трудно. Умение абстрагироваться от контекста непривычно для обыденного мышления и достигается только в результате длительного обучения.

Еще одна чисто человеческая, а никак не компьютерная особенность мозга -- хранение информации в виде образов, а не точных понятий. Именно их распознавание, которое человек производит быстрее компьютера, делает процессы восприятия, запоминания и понимания чрезвычайно эффективными, но совершенно не подлежащими алгоритмизации. С другой стороны, эта образность мышления порождает такие свойства, как неточность и размытость, что несвойственно компьютеру. Он может работать с четким отождествлением двух понятий, объектов, символов и чисел. А человеку свойственно искать сходство, в результате которого отбрасываются многие детали в зависимости от их существенности. Понятие существенности, естественное для человека, очень плохо моделируется в компьютере.

Обилие образов постепенно складывается у человека в систему, образующую базу знаний. Но как бы обширна она ни была, в отличие от компьютерной, она слабочувствительна к противоречиям. «Даже в процессе рационального мышления, решая, принять или отвергнуть новую мысль, идею или просто сообщение о событии, человек учитывает не только их истинность или степень достоверности, но и степень их влияния на сложившуюся у него систему образов», -- констатирует Олег Кузнецов. Ради сохранения этой системы человек, как правило, готов проигнорировать совершенно очевидные факты и доводы.

База знаний человека обладает высокой надежностью на разных уровнях. Это и нейрофизиологическая надежность, играющая роль, когда повреждение верхних зон коры не приводит к серьезным нарушениям интеллектуальных процессов, и надежность информационных связей, обеспеченная хранением одной и той же информации сразу в нескольких системах образов и в разных участках мозга. Организация памяти человека, процессы записи и хранения информации в ней совершенно не похожи на компьютерные процедуры. Это сказывается на том, как мы извлекаем из памяти нужные сведения. «Наряду с быстрым и уверенным считыванием по стандартным ключам для памяти человека характерна трудность и непредсказуемость поиска и воспроизведения нестандартной информации, -- предупреждает Олег Кузнецов. -- Машинная запись либо есть, либо ее нет. Если она есть, ее всегда можно прочесть с помощью одной и той же процедуры доступа, с одним и тем же результатом. Человек одну и ту же информацию в разное время вспоминает с большим или меньшим трудом».

Обилие принципиальных отличий мозга от вычислительных машин заставило ученых отказаться от компьютерного подхода в моделировании естественного интеллекта и вооружиться нейросетевым подходом, в котором электронные схемы моделируют сети настоящих нейронов.

2. Биокомпьютер

Если оглянуться и окинуть непредвзятым взглядом историю мирового компьютинга, неминуемо обнаруживаешь: огромный корабль компьютерного приборостроения находится в движении. Он медленно, но верно разворачивается от чисто счетной техники, через машины с массовым параллелизмом к так называемому биокомпьютеру - машине, которая должна вобрать в себя все лучшее, присущее "счетному железу" и живому человеческому мозгу. И если раньше биологические, эволюционные вопросы были для профессионального компьютерщика интересны не более, чем экологические, политические и прочие чисто человеческие проблемы, то теперь все изменилось. Как в процессе биологической эволюции возникали и развивались биологические системы обработки информации? Как совершенствовались обеспечиваемые этими системами кибернетические свойства организмов? Все это ныне - профессиональные компьютерные вопросы. А посему не грех и обозреть сегодня, что мы, люди, сумели сделать и чего не сумели еще в силу разных причин на длинной извилистой дорожке, в конце которой написано: "биокомпьютер".

Использование биокомпьютера уже сегодня возможно, целесообразно и необходимо: в науке, образовании, во всех системах управления, проектирования, в процессах созидания и творения.

XXI век должен быть назван веком научно-философского прогресса. Слово "прогресс" имеет значение - нравственное продвижение вперед.

Научно-технический прогресс XX века, как неверно поставленная цель, привел человечество к падению нравственности, к бездуховности, обесцениванию человеческой сущности, жизни, порабощению личности, удалил человека от Бога и Премудрости, разрушил природу - среду своего обитания.

Кроме того, техника всегда была и будет прикладной составляющей науки, фундаментальной наукой может быть и всегда была только философия.

XX век, разрушив философские школы, вынужден был развивать технику на основе идей, рожденных XIX веком: авиации, связи, энергетики, космонавтики, автотранспорта, периодической системы элементов и тому подобное.

Поэтому в III тысячелетии философия должна занять свое главное место и в то же время развить новые идеи в технике, найти новые виды энергии, новые способы ее получения, новые способы защиты природы, новые средства для продления жизни человека, сформулировать новую систему образования, открыть высший менеджмент в общении с Премудростью.

Ну а сегодня какие задачи можно решать, используя биокомпьютер? Если ввести в биокомпьютер фамилию, имя и отчество человека, то можно получить информацию о его предназначении, способностях, дарах Божьих - феноменах, о которых он даже не подозревает, выявить успешность работы в данной фирме, совместимость с командой фирмы, и таких показателей может быть 50-80.

Затем можно получить полную информацию о состоянии здоровья каждого элемента его организма, отклонения не от средней нормы, а от нормы данного человека в процентах и узнать причину этих отклонений. Клиент может сделать заказ пользователю биокомпьютера по телефону, факсу из любой точки земного шара и таким же способом получить распечатанный ответ.

Если ввести в биокомпьютер только название фирмы и фамилию, имя, отчество директора, то можно получить данные о факторах, влияющих на экономику предприятия, данные о конкурентоспособности его продукции на любых рынках, объёмы реализации продукции в будущих периодах, эффективность инвестиций в новые направления, эффективность сотрудничества или слияния с другими фирмами, эффективные и целесообразные объемы рекламы и тому подобные данные.

В спорте, искусстве, шоу-бизнесе по фамилии, имени и отчеству можно получить полную информацию об успехе, возможностях, совместимости с коллективом приобретаемого кандидата в клуб или коллектив. Фактически уже открыто новое направление - геология интеллектуальных ресурсов стран, и это самое главное их богатство.

Для крупных объединений, корпораций только с помощью биокомпьютерных технологий можно разработать прогнозы их развития, выявить новые направления деятельности с учетом будущих реалий нашего мира.

Биокомпьютерные технологии привлекательны тем, что практически все задачи решаются оперативно. Обследование эффективности деятельности огромного судостроительного завода, включая экономику, парк оборудования, состояние производственных площадей, конкурентоспособность основных видов продукции, выявление производств, требующих расширения, реконструкции и технического перевооружения, было выполнено за три дня.

Анализ и прогноз деятельности крупного банка и 30 его филиалов был выполнен за десять дней. Очень важным обстоятельством при выполнении подобных работ является то, что биокомпьютерные технологии не требуют исходной статистической и тем более коммерчески закрытой информации.

Для решения научных проблем биокомпьютер заменит все технические средства научных проблемных лабораторий, оставив им решать незначительные прикладные задачи.

Биокомпьютерные технологии в бизнесе, науке, в высоких властных структурах позволяет совершить переворот в эффективности управления, освободить руководителей от состояния неуверенности, когда будущее в тумане, оно "кажется" и позволяет руководителям "ясно" видеть будущее, во многом отказаться от сбора рутинной статистики.

С нашим центром в экспериментах по выявлению перспективности биокомпьютерных технологий приняло участие более 5000 человек и десятки предприятий.

Все участники без исключения согласились с результатами, полученными из биокомпьютера, руководители предприятий поражались неожиданным направлениям в их деятельности, подсказанным биокомпьютером, на выбор которых они никогда бы не решались самостоятельно.

Поэтому XXI век станет веком широкого использования человечеством в свое благо Премудрости, так как только с ее помощью возможно движение человечества к совершенству и становится реальным формирование нравственных обществ.

Заключение

Так или иначе, но компьютеры должны научиться, выражаясь словами еще одного патриарха кибернетики, Клода Шеннона, "выполнять естественные операции с образами, понятиями и смутными аналогиями, а не последовательные операции с десятиразрядными числами".

Работа мысли направляется определенными целевыми установками, мотивацией. Сама цель становится тем вершинным образом, который направляет поиск средств для ее достижения. В нас заложена потребность получить новые впечатления (чувство информационного голода), а также сжать их, охватить одним взглядом. Вероятно, эти установки надо внести в машину, чтобы сделать ее активно познающей.

Наступит день, когда интуитивное мышление, связанное с неизвестными пока механизмами памяти, тоже будет реализовано в виде электронных или каких-то других схем. Постепенно искусственный интеллект начнет догонять, а затем и превосходить своего создателя в решении различных задач, игре в шахматы и тому подобное.

И будет становиться все более очевидным, что главное различие - не в свойствах мышления как такового, а в том, что человек наделен личностными свойствами, в первую очередь, сознанием. "Человек знает, что знает".

Сможет ли машина преодолеть и этот рубеж? Когда она научится сама образовывать новые понятия, то рано или поздно придет к понятию "компьютер". А после - эффект зеркала: зная, что такое зеркало и видя в нем свое отражение, она придет к пониманию своего "Я".

Список литературы

1. Ахметов А. Н., Борзенко А. В. Современный персональный компьютер. - М.: Компьютер Пресс, 2003.-317 с.

2. Борзенко А.В. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация. - М., Компьютер Пресс, 1996.- 344 с.

3. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по гуманитарным специальностям. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2002.

4. Джон Лили. Программирование и метапрограммирование человеческого биокомпьютера. - М, 2000

5. Компьютер Пресс//М.: Компьютер Пресс - 2002.

6. Компьютерра//М.: ООО "Пресса" - 2001.

7. Концепция современного естествознания: Под ред. профессора С.И. Самыгина. Изд. третье. Ростов н/Д: «Феникс», 2001 - 576 с.

8. Кузнецов Е. Ю., Осман В. М. Персональные компьютеры и программируемые микрокалькуляторы: Учеб. пособие для ВТУЗов - М.: Высш. шк. -1991

9. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М.,1999.

10. http://lib.web-malina.com/getbook.php?bid=2880&page=1

11. http://nrd.pnpi.spb.ru/UseSoft/Journals/ProtoPlex/ProtoPlex18/p22.html

12. http://www.bronnikov.org/