Василий Захарченко
Надбягване с разума (6)

6 май. Сряда

В Новомосковск има чудесна библиотека. Цял ден седях там, без да надигна глава, потънал до гуша сред книги и списания.

— Над какво така се мъчите? — попита ме Николай Иванович, гледайки изнуреното ми от безсъние и напрежение лице.

— Ами искам да разбера с какво, тъй да се каже, ние двамата мислим?

Той се засмя:

— Добре казано!

После отвори чекмеджето на масата, която се намираше до самия Кибер, и извади една книжка.

— Прочетете я. Много е интересна. По същия въпрос.

Беше книгата на известния американски учен Рос Ешби „Конструкцията на мозъка“.

— Няма да съжалявате, че сте я прочели — каза Николай Иванович.

И много скоро разбрах, че е бил прав.

Вечерта се състоя вторият ми разговор с Кибера. Отново останах в залата на Централния пулт за управление и двамата разговаряхме, както се казва, на четири очи. Реших да не издавам на приятелите си малката тайна за вечерните си срещи с машината — дали щяха да ме разберат?

— Е какво, осведомихте ли се какво представлява нашият машинен мозък? — малко иронично, струва ми се, ме попита Киберът.

А. Разбира се!… Слушай. „Разумната машина може да бъде определена като система, която използува информация и я обработва така, че да достигне висока степен на подходящ подбор. Ако машината трябва да покаже наистина високо ниво на разумност, тя трябва да обработва голямо количество информация и при това с висока ефективност.“ (Казах този цитат от книгата на Рос Ешби с удоволствие, тайно отмъщавайки на Кибера за вчерашния му урок по ерудиция.)

Киберът мълчеше. Явно беше смутен. Вероятно в неговата електронна памет мнението на учения не беше запрограмирано. Кой знае, може би книгата беше излязла по-късно…

К. Не помня. Вероятно Ешби?

А. Позна… Но както е казал един известен мислител от миналото: „Всички се оплакват от паметта си, но никой не се оплаква от ума си!“

К. Но при такова определение за разумността на машините как да се разбира разумността на живата материя?

А. Цитирам същия източник: „В биологичните процеси подходящият подбор и разумност се проявяват главно в регулирането: живият организъм, ако действува «разумно», трябва да прави всичко възможно да се поддържа жив. С други думи, той действува така, че да поддържа основната променлива, от която зависи неговото съществуване в биологичните граници.“

Както виждаш, определението е съвсем в стила на предидущото.

К. Значи живият мозък и изкуственият мозък действуват еднакво?

А. Прощавай, за какъв изкуствен мозък говориш? Нима съществува такъв?

К. А защо да не съществува? Ако две системи работят еднакво, те могат отначало да бъдат моделирани, а след това да бъде създадено тяхно подобие — в дадения случай изкуствено копие на живия мозък!

Аз се обърках. Аргументацията на Кибера звучеше повече от убедително. Наложи се да готвя второ настъпление срещу машината. Отново купища книги. Отново бързи извадки и бележки…

Всяка машина е усилвател на физическите сили на човека. Всъщност машината е била изработена точно заради това.

Кибернетичната машина трябва да усилва умствената дейност на човека — именно да я усилва, а не да я заменя, както смятат някои. А на каква основа да се търси необикновената прилика между двете начала — мозъка и машината?

Някога известният руски лекар И. М. Сеченов в книгата си „Рефлекси на главния мозък“ писа:

„Мисълта за машинното устройство на мозъка при каквито и да било условия е съкровище за всеки естествоизпитател. През живота си той е видял толкова разнообразни, чудновати машини, като се започне от простия винт и се стигне до сложните механизми, които все повече и повече заменят човека във физическия труд, той толкова е размишлявал над тези механизми, че ако се постави пред такъв естественик нова за него машина, ако се закрие от очите му вътрешността й и се покаже само началото и краят на нейната дейност, той ще си състави приблизително вярно понятие за устройството на машината и за нейното действие.“

Та нали мозъкът е също закрита от нашите очи машина. Открита може да бъде кибернетичната машина. Но и двата механизма по много неща във вътрешното си устройство си приличат.

Кибернетичната машина се състои от голям брой електронни лампи или полупроводници. Работата на машината е много проста — лампите или пропускат ток, или не пропускат. Тези две състояния може да се смятат като плюс и минус или като нула и единица. Комбинацията на два сигнала стои в основата на изчислителната техника. Машината се вслушва в информацията и отговаря „да“ или „не“. Избирайки всеки път едно от тези решения, тя в крайна сметка стига до окончателен и правилен избор.

Но нали същите трептения на биотоковете, същата проверка на „да“ и „не“ става в човешкия мозък. Клетките или пропускат през себе си биоток, или не пропускат. В клетките на мозъка няма междинно състояние, също както няма междинно състояние в елементите на кибернетичната машина. Само „да“ и само „не“!

Мозъкът се състои от свързани помежду си клетки. Каквото и решение да приеме мозъкът, той трябва да извърши своеобразни изчисления.

Представете си, че влизате в ярко осветена стая. Независимо от вашата воля и съзнание зениците ви веднага се свиват.

Как е станало това?

Вероятно в мозъка незабавно е постъпила информация колко е осветена стаята. Мозъкът знае какво трябва да прави окото — да се вглежда в далечината или да чете дребния шрифт в книгата. И той незабавно определя необходимия размер на зеницата в зависимост от осветлението или от целта на обзора. След това сравнява тези размери със съществуващото състояние на зеницата, после командата се насочва към мускулите и те притварят диафрагмата на лещата, колкото е необходимо.

Тази работа се извършва непрестанно, с абсолютна точност — до десети от милиметъра.

Нима не работи така кибернетичната машина?

Възниква въпросът — може ли да се построи модел на мозъка? И ако по-рано не сме бързали да отговорим, като сме съпоставяли дълго и мъчително възможностите на радиото и електрониката, днес, при новото развитие на техниката, ние уверено отговаряме: да, може!

… Академик Виктор Михайлович Глушков оглавява Института по кибернетика близо до Киев. Днес наред с огромния брой изключително интересни, важни и нужни проблеми за развитието на народното стопанство в нашата страна институтът се занимава и с проблема за моделиране на човешкия мозък.

— Разбира се, процесът на моделиране трябва да започне от най-простото, от създаването на модел на мозъчната клетка, на неврона — разказва Глушков. — Въпреки че в мозъка има безброй такива клетки, като опознаем състоянието на една клетка и взаимовръзката и с другите, ще съумеем, надявам се, да създадем модел на тази клетка и на нейната взаимовръзка в машината. Ако условно се оцени стойността само на един модел на клетката например на 10 копейки, загубите за моделиране на целия мозък ще представляват колосална цифра — няколко милиарда рубли. Но — усмихва се той — нека започнем от малкото.

Ние чудесно разбираме, че при създаването на новата машина е неприемливо да следваме онези пътища, по които работи нашият мозък. Трябва да се търсят околни пътища, копия, аналогии, замени. И само тогава ще можем да постигнем реален успех. Ето пред нас е първият модел на малката строителна тухличка на разума — невронът. Машината се нарича „Невристор“.

Какво се изисква от „Невристора“?

Да пропуска без затихване импулсите. Да изпраща импулси, съответствуващи на силата на дразнението. Да реагира на възбуждащите и затормозяващи сигнали, които постъпват на входа и на изхода на модела.

„Невристорът“ трябва да не пропуска сигнали в обратната посока. При превишаване прага на чувствителността той не трябва да се задавя, но не е длъжен да отговаря с всичката си сила.

Това до известна степен копира работата на клетката на мозъка.

Една от възможните схеми на „Невристора“ е построена от четири полупроводникови елемента. В сравнение с микроскопично малката клетка на живия мозък „Невристорът“ е гигант. За да се монтира от такива уреди машина, моделираща мозъка, сигурно ще е необходим обемът на небостъргач, а може би дори на цял градски квартал.

Но работниците от института са уверени, че ще преодолеят и тази преграда. Постоянно се извършва процес на безпределно намаляване на елементите на кибернетичната машина. Някога се употребяваха лампи. Сега се произвеждат устройства, изготвени по печатен начин, и схемите се монтират от миниатюрни елементи. Схема, която заема само няколко квадратни милиметра, вече може да запомня до 500 хиляди знака.

Както при хората, така и при ЕИМ съществуват няколко поколения. И това не е метафора — в техниката електронните машини се различават именно по поколенията.

Първото поколение изчислителни машини обхваща десетилетието от 1946 до 1956 година и се характеризира с употребата на електронни лампи. Тия машини са изисквали много енергия и огромни площи. Относно скоростта на работата, надеждността и дълговечността им е имало много какво да се желае.

На смяна на тези машини дошли ЕИМ от второто поколение. Те действували с полупроводници, които имали малки размери, не се нуждаели от охлаждане, били надеждни и бързи в работата.

На мястото на неуверените и тромави гиганти дошли надеждните и пъргави джуджета.

Обаче процесът продължавал — развитието на ЕИМ вървяло по пътя на миниатюризацията и увеличаването на надеждността. Машините от третото поколение работят с интегрални схеми, които представляват тънки пластини (една стохилядна част от милиметъра). Тези тънки пластини се нанасят посредством напрашване във вакуум една върху друга в десетки слоеве, образувайки сложни разклонени схеми. В един кубически дециметър могат да се намират до 350 хиляди! 100 милиона електронни елементи в един кубически милиметър — непостижима за ума конструкция!

Но човешката мисъл не е спряла дотук. Да се внедрят в конструирането оптико-електронни устройства, да се застави не само електричеството, но и светлината да се труди за обработването на информацията. В този случай на мястото на електрониката ще дойдат лазерите, задействувани от импулсите на светлината с продължителност една стомилиардна част от секундата.

Фантастичната бързина на действие, пределно малките и надеждни машини, изградени на нова основа, ще отличават четвъртото поколение машини, където изчислителното ядро ще стане молекулата, атомът. Ала вече съществуват проекти за машини от пето поколение, които принципно ще се различават с новата си система за преработване на информацията.

Тези машини условно са наречени машини с „картинна логика“. Те са в състояние да преработват изходните данни не със знаци, не с редове, а посредством цели масиви от информация.

Изчислителният елемент в тези машини ще възприема едновременно не ред, не страница, а десетки хиляди картини, всяка от които ще се състои от 10¹⁰ знака. „Паметта“ на такава машина е в състояние да вмести едновременно половин милион тома информация. Машините, които позволяват 10²⁰ операции в секунда, ще извършат истинска революция в електронната техника, чието значение днес дори е трудно да определим. Стремителното развитие на ЕИМ създава възможност за съществуване на пето поколение машини.

— Ще дойде ден и ние ще съумеем да построим модел на мозъка — говори Глушков, — който по тегло ще бъде съизмерим с теглото на живия мозък на човека. Още повече, че последните изследвания говорят, че конструкцията на мозъка не може да бъде безкрайно сложна. Тя сигурно е значително по-проста, отколкото сме предполагали досега.

За това много интересно разказва Ешби в книгата си „Конструкция на мозъка“.

Относно моделирането на процесите, които стават в човешкия мозък на инженерно равнище, ученият дава един характерен пример:

„Пред вас има 1000 въртящи се колела. На шината на всяко колело има две букви — «а» и «б» — на съответната половина. Как да се направи така, че всички колела едновременно да се обърнат към нас откъм страната с буквата «а»? За решаване на задачата може да има няколко пътя. Може едновременно да се въртят хилядата колела и да се чака, докато на всички колела се появи буквата «а». Изчислението показва, че за това ще отидат две на десетхилядна степен секунди (ни повече, ни по-малко!), т.е. практически безкрайност. Може да се действува и по друг начин. Нека въртим колелата поред: обръщаме едното на «а», след това второто на «а» и т.н. И за да достигнем до края на операцията, натрупвайки постепенно колела с буквата «а», ще е нужно вече несравнимо по-малко време — 500 секунди.

Има най-сетне трети, най-правилен път: нека едновременно въртим хилядата колела, да спираме онези, на които ще се появи «а», продължавайки да въртим колелата с буквата «б». Докато отпаднат всички колела с буквата «а», ще измине всичко на всичко само половин секунда.“

Според Ешби мозъкът е също своеобразно съчетание от системи, които се приспособяват към външната среда чрез подбор от необходимото състояние на равновесие. Вероятно мозъкът използува не първия и не втория, а третия метод, най-изгодния и най-простия, като постоянно натрупва едно или друго състояние. Именно за това говори посоченият експеримент. И какъв извод прави ученият?

Той казва:

„Вероятно мозъкът би бил по-всеобхватен, по-гъвкав, ако между невроните му съществуваха колкото се може повече връзки. Но такова положение значително ще удължи приспособяването на мозъка към външната среда, т.е. решението може и трябва да бъде някакво междинно. Мозъкът трябва да бъде достатъчно сложен, но и не твърде сложен.“

Такива изводи окуражават конструкторите на изкуствен мозък.

— Не се безпокойте — казват те. — Когато започнем сериозно да конструираме модели на изкуствен мозък, ние доста ще го опростим!