Чтение онлайн

Сверхбыстрая вычислительная машина в принципе — та же нервная система.

«Обратные связи» сработали энергично: сперва, чтобы создать электронно-вычислительную машину, потребовалось изучение процессов в головном мозге человека; затем, чтобы изучить процессы в головном мозге человека, понадобилось создание вычислительной машины как модели деятельности мозга.

Нервная сеть в живом организме — автомат, имеющий некоторое число входов — рецепторных нейронов. Среда каким-то образом на них воздействует. Деятельность организма можно себе представить как ответы на соответствующие возбуждения. Для того чтобы ответ был возможен, любой вид возбуждения (или любое событие), вызывающий ответ, должен изменять состояние организма или автомата после того, как событие произошло. Событие, вызывающее ответ, должно быть представимо в автомате.

Автоматы, по Винеру, должны рассматриваться как системы, эффективно связанные с внешним миром потоком энергии, потоком впечатлений (приходящие сообщения) и действий (исходящие сообщения).

В живом организме впечатления объединяются, анализируются и синтезируются в центральной нервной системе; в автоматах — в центральной системе управления. Уравновешивание автомата со средой так же необходимо, как уравновешивание с ней же организмов животных и человека. В организме существует целая батарея «приборов»: «термометры», регуляторы кровяного давления, регуляторы насыщенности крови кислородом, обмена веществ и множество других. Множество разнообразных регуляторов существует и в автоматических устройствах. В организмах животных и человека, способных совершать такие же действия, как и вычислительная система, существуют идеальные реле — нейроны. Под влиянием электрических токов они обнаруживают довольно сложные свойства, но обычно ведут себя по принципу «все или ничего» — либо находятся в покое, либо возбуждены. Активная фаза, передаваемая от возбужденного нейрона к другому с определенной скоростью, как бы «исчерпывает его силы» и наступает период, когда нейрон неспособен приходить в возбуждение. Его можно уподобить реле с двумя состояниями активности: возбуждением и покоем, из которого и нейрон, и реле снова могут прийти в возбуждение.

И дальше Винер делает логическое предположение.

Он говорит: кажется вполне установленным, что после рождения ребенка в мозгу человека не образуется новых нейронов; возможно, хотя и не доказано, что не образуется и новых синапсов; правдоподобна догадка, что основные изменения порогов в процессе запоминания — суть их повышения. Если это так, то наша жизнь построена по принципу «шагреневой кожи» Бальзака. Процесс обучения и запоминания истощает наши способности обучаться и запоминать, пока жизнь не расточит основной капитал жизнеспособности.

Возможно, этим объясняются некоторые процессы старения.

Модель нейрона была создана силами первых ученых-кибернетиков. Они, естественно, встали перед такой необходимостью, коль скоро намерены были «копировать» работу своих машин с человека и прежде всего его высшей нервной деятельности. А нейрон — основа головного мозга, а человек — наилучший образец функционирующей саморегулирующейся системы. Машины, по замыслу кибернетиков, следовало создавать, по возможности, такими же совершенными и такими же способными к обучению. Винеру просто необходимо было «влезть» в самое потаенное — в головной мозг человека.

И напрасно его противопоставляли Павлову — в своих трудах Винер и сам пользовался учением великого русского физиолога: писал, что в природе вычислительных машин нет ничего несовместимого с условными рефлексами и что вполне возможно построить машину, в которой информация будет «записываться» таким же образом, как у человека.

Чтобы построить модель нейрона, надо было определить его характеристики. Но все параметры нейрона неведомы ни одному ученому в мире; те же, которые известны, чрезвычайно сложны и многообразны. Оставалось воспользоваться только некоторыми свойствами и способностями нервных элементов. Иными словами, создать модель только по основным принципам деятельности нейрона, разложив сложное на простое.

В дальнейшем создание радиоэлектронных моделей неопровержимо доказало, что программа простых правил может лежать в основе сложных форм деятельности мозга.

Те, кто моделировал нейрон, вынуждены были пренебречь многим из жизни реальных нейронов: биохимическими и биофизическими процессами, структурой белковых молекул, характером обмена веществ и многим другим. У истинного нейрона были позаимствованы главные признаки — алгоритмы, — и на основании абстрактных представлений создана теория нервной сети. Подобно геометрии, заимствующей у природы основные понятия и опирающейся на создание абстрактных представлений — треугольник, трапеция и т. д., — а затем применяющейся для решения конкретных практических задач, теория нервной сети принесла неоценимую пользу для изучения головного мозга.

Модель нейрона, как и всякая иная модель, не обеспечивает полного тождества с биологической системой — она обеспечивает тождественность в протекании процессов, для изучения которых создана.

Что нового может дать кибернетика для изучения механизмов головного мозга?

Головной мозг — сложная функциональная система, и никакое изучение отдельных его частей не в состоянии определить его работу в целом. Модель нейрона, теория нервной сети потому и завоевали популярность, что благодаря им открылась возможность постижения деятельности мозга как системы. Кибернетика способствовала изучению высшей нервной деятельности в степени, немыслимой в эру до нее. И не только способствовала — дала толчок, потому что позволила заглянуть в то, чего никто никогда не видел: в «черный ящик»— внутренний, невидимый механизм работы мозга.

Сцепление никогда прежде не стыковавшихся наук — физиологии и математики — на той самой «ничейной территории» не просто вызвало к жизни нечто, прежде не существовавшее — кибернетику; сама кибернетика создала «неразрывное кольцо» с наукой о высшей нервной деятельности.

От развития одной из двух наук зависит прогресс другой. Кибернетика создала модель нейрона и изучила его количественные признаки; изучение мозга физиологами приблизилось к точной науке; моделируя процессы самоуправления животными и человеком, кибернетика получила возможность создавать саморегулирующиеся механические системы. Вплоть до межпланетных кораблей.

Как сумел мозг человека достигнуть таких поразительных успехов в изучении и копировании самого себя?

Вероятно, права Бехтерева, предполагая, что в какой-то миг, в какой-то час «произошла общая активация мозга человечества». Выскочили, проявились, пришли в действие его колоссальные резервы…

Не может быть и речи о сведении психических процессов к процессам, происходящим в машинах, как бы совершенны они ни были, — но ведь помогли же эти машины в изучении психических процессов. Не может быть и речи об уподоблении машин человеку, — но ведь осуществляют они действия, присущие только людям.

Успехи во всю историю человечества неслыханные… Но как же далеко «копии» до «оригинала»! В чем-то дистанция между ними, вероятно, уменьшится со временем, но никогда ей не исчезнуть.

…Это я позволила себе порассуждать, в смысле человеческого общения с читателем. У меня нет уверенности, что все на свете ученые разделяют эту точку зрения. Я даже не имею возможности научно объяснить ее. Впрочем, Винер объяснил…

На практике, помимо прочего, есть весьма существенная кардинальная разница между «машинными» действиями человеческого мозга и «человеческими» действиями всякой электронной машины.

Мозг выполняет любую операцию по программе, органически связанной с ним и хранящейся в нем самом. Кибернетические машины работают по программам, созданным и закодированным для них человеком.

Надежность работы мозга не определяется надежностью работы единичного нейрона. Даже если многие составные части необратимо повреждаются, это не приводит к необратимым нарушениям деятельности мозга. Ежедневно у взрослого человека отмирают десятки тысяч нервных клеток и не вырастают вновь. А надежность всей функциональной системы полностью обеспечена, несмотря на ненадежность каждого из ее элементов в отдельности.