Чтение онлайн

Точка зрения тех, кто считает возможным создание «мыслящих машин», опирается на два фундаментальных положения теории алгоритмов: тезис Алонзо Чёрча и теорему Алана М. Тьюринга.

Тезис А. Чёрча постулирует, что существует множество эквивалентных по результатам работы универсальных вычислительных машин, которые могут вычислить любую эффективно вычислимую функцию. Под «эффективно вычислимой функцией» понимается такая функция, которая вычисляется четко описанной процедурой и которую можно вычислить за конечное время.

Разные «машины Чёрча» могут отличаться конкретным набором операций и скоростью их выполнения, объемом памяти и прочими техническими характеристиками, но все они принципиально в состоянии вычислить любую вычислимую функцию.

В теореме А. Тьюринга показывается, что можно построить некоторую предельно упрощенную машину (позднее названную «универсальной машиной Тьюринга»), которая оперирует символами и за конечное время, используя конечный набор операций, может вычислить любую рекурсивно вычислимую функцию.

Другими словами, теорема А. Тьюринга доказывает возможность построения одной машины из множества «машин Чёрча». Но это доказывает также возможность построения целого класса таких машин.

Отсюда вытекает фундаментальный результат: так как компьютер с правильно написанной программой является «машиной Чёрча», то он может вычислить любую функцию, которая базируется на заданном наборе исходных данных и выдает результат (т. е. имеет «вход» и «выход»).

С другой стороны, мозг можно представить как устройство для переработки информации с несколькими входами и выходами. Через входы он получает в виде нервных импульсов информацию от органов чувств. Через выходы мозг выдает сигналы, управляющие действиями человека. Процесс переработки сигналов от органов чувств в управляющие сигналы выполняется мозгом за конечное время и конечным набором операций. То, что эта обработка выполняется за конечное, и, как правило, относительно короткое время, видно по результатам деятельности человека.

Тезис о конечном наборе операций подтверждается тем, что объем памяти мозга хоть и очень велик, но не бесконечен. Следовательно, и количество операций, описания которых хранятся в мозге и которые могут использоваться при обработке сигналов с входов, также конечно.

Таким образом, если под «функцией сознания» понимать преобразование сигналов на входах в мозг в сигналы на его выходе, то мозг выполняет «вычисление» этой функции за конечное время, используя конечное число операций. Отсюда следует, что мозг как устройство относится к классу машин Чёрча. Из этого следует, что в принципе можно построить другую машину Чёрча (например, компьютер), которая могла бы моделировать работу мозга, т. е. моделировать интеллектуальную деятельность человека.

Сторонники этого тезиса понимают, что на пути решения этой задачи надо преодолеть огромные технические сложности. Однако они полагают, что принципиальных запретов на создание «мыслящих машин» нет.

Возражая против такого вывода, обычно приводят в качестве основного теоретического аргумента теорему Гёделя — так называемую «теорему о неполноте».

Теорема Гёделя утверждает, что в достаточно сложных, «выразительных» формальных языках непременно найдутся истинные, но недоказуемые утверждения — причем этот результат не зависит от конкретного выбора языка. Это означает, что множество «содержательных» истин, которые можно сформулировать в таком формальном языке всегда превосходит по объему множество истин, которые можно доказать. Другими словами, теорема Гёделя утверждает, что в любой достаточно сложной логической системе можно встретиться с правильно сформулированной задачей, которую невозможно решить средствами этой системы.

Далее утверждается, что из теоремы К. Гёделя о неполноте формальных систем вытекает принципиальное различие между искусственным («машинным») интеллектом и человеческим умом. При этом полагают, что теорема Гёделя указывает на некоторое принципиальное преимущество человеческого ума перед «умом» машинным. Человек, по их мнению, обладает способностью решать проблемы, принципиально неразрешимые для любых искусственных «интеллектуальных» систем (так называемые «алгоритмически неразрешимые» проблемы). При этом утверждается, что ограниченность «искусственного ума» проистекает из его «формального» характера. Опираясь на эту теорему, утверждают, что невозможно формализовать процесс мышления (а это необходимо для создания «мыслящих устройств»), так как любая формальная система всегда наталкивается на невозможность некоторой оценки или, иными словами, такое устройство в некоторых случаях не может правильно функционировать. Иными словами невозможно формализовать процесс мышления и передать его машинам Чёрча так как «функция сознания» является «невычислимой функцией».

Положение о «невычислимости функции сознания» приводит к очень серьезным выводам. Во-первых, из него следует, что мозг не является «машиной Чёрча». Он формирует сознание человека и, стало быть, должен уметь оперировать с «невычислимыми функциями», а «машины Чёрча» этого делать не могут. Во-вторых, если мозг оперирует с «невычислимыми функциями», то в основе его работы не могут лежать какие-либо известные физические процессы, т. к. они в принципе описываются вычислимыми функциями. Отсюда следует, что мышление не может быть результатом передачи сигналов между нейронами мозга, как это принято предполагать сегодня. Дело в том, что этот процесс также может быть описан вычислимым образом.

Но если мозг не является «машиной Чёрча», то надо искать какие-то другие физические процессы, которые могли бы быть «источниками» «невычислимых функций». Отсюда и возникло предположение о квантовом характере мышления. Квантовые процессы — это единственно известные физические процессы, которые не могут быть описаны вычислимыми функциями. Предсказание результата квантового процесса имеет вероятностный характер, и принципиально невозможно определить параметры его конкретной реализации. Отсюда следует, что квантовые процессы являются единственно известной нам формой физической реализации «невычислимых функций». Гипотезу квантового характера мышления поддерживают некоторые известные ученые.[12]

Но против «аргумента Гёделя» имеется очень сильные контраргументы.

Приведем два из них, которые с разных точек зрения опровергают этот «аргумент». Во-первых, в той же теореме Гёделя указывается, что для устранения указанного затруднения достаточно лишь расширить систему аксиом, включив в нее в качестве добавочной аксиомы конфликтное выражение. Правда, в этой расширенной системе впоследствии тоже может встретиться другое недоказуемое выражение, и его также надо будет включать в систему. Но для процесса познания это вполне приемлемая и привычная ситуация: результативная и адекватная интеллектуальная деятельность возможна лишь при условии учета опыта предыдущей деятельности и включения этого опыта в базу знаний интеллекта. Первоначальный аксиоматический фундамент наших знаний постоянно расширяется за счет добавления в него аксиом — законов природы, включающих в нашу «базу знаний» вновь добытые экспериментальные факты, не описываемые в прежней системе аксиом. Это рассуждение дает пример хотя и убедительного, но интуитивного возражения. Другое, весьма сильное и тонкое возражение формального характера заключается в следующем [13].

Как отмечалось выше, мозг — это устройство с конечным числом «входов» и «выходов». На «входы» поступает информация о внешнем мире и внутреннем состоянии человека. Сигналы на «выходах» определяют мышечную реакцию человека. Каждому конкретному набору «входных» сигналов соответствует (с учетом предыстории этого набора сигналов) набор «выходных» сигналов. Отдельный человек живет конечное время, поэтому и число возможных вариантов сигналов на «входах», хотя и астрономически велико, но тоже конечно. Также конечно количество возможных сигналов на выходе и, стало быть, количество сочетаний сигналов «вход» — «выход».

Раз количество этих сочетаний конечно, можно составить таблицу сочетаний конечной длины, в которой будут перечислены все их возможные варианты. Из таблицы всех возможных сочетаний в принципе можно отобрать и собрать в таблицу такие сочетания сигналов «вход» — «выход», которые характеризуют человеческие реакции. Возможно, что таких таблиц «человеческих реакций» будет несколько, т. к. у разных людей возможны разные реакции на один и тот же набор входящих сигналов. Безусловно, составление таких «таблиц» физически невыполнимо хотя бы из-за невообразимо большого объема работы для составления таблицы возможных сочетаний и для отбора из них сочетаний, характерных для поведения человека. Однако принципиальная возможность выполнения такой работы имеет доказательную силу, т. к. в теории говорится только о принципиальной выполнимости операций без учета возможности их физической реализации.