Книги по психологии

ВОЗМОЖНО ЛИ СОЗДАНИЕ РАЗУМНЫХ МАШИН?
О - Об интеллекте

Да, возможно. Однако может оказаться, что они будут совсем не та­кими, как мы ожидаем. На первый взгляд, совершенно естественным представляется создание разумных машин, напоминающих человека, но я не сторонник такого мнения. Я не думаю, что разумные машины будут иметь человеческий облик и что они будут взаимодействовать с нами в форме, напоминающей человеческое общение.

Одно из наиболее популярных определений разумных машин при­шло к нам из фильмов и фантастической литературы. Согласно указан­ным источникам, разумные машины — это милые либо злые, а иногда и нелепые роботы, которые способны испытывать чувства и делиться своими мыслями. Обычно такие создания играют ключевую роль в бес­конечных фантастических интригах футуристических романов. Фан­тастическая литература, существующая вот уже сто лет, научила людей считать человекоподобных роботов неотъемлемой и желанной частью нашего реального будущего. Несколько поколений выросли на образах героев фильмов “Запрещенная планета”, “Звездные войны”, “Звездный путь” и тому подобных. Герой фильма “Космическая Одиссея 2001”, хотя и не имел человеческого обличья, в целом очень походил на че­ловека. Он был разработан не только как помощник, но и как товарищ пилота, отправляющегося в длительный космический полет. Роботы узкой специализации, как, например, “умные” автомобили, самоуправ­ляемые пылесосы или газонокосилки, уже изобретены. Не исключено, что в далеком или, напротив, не столь отдаленном будущем они будут распространены повсеместно. А вот описанные выше человекоподоб­ные роботы — гуманоиды — еще очень долго будут оставаться выдум­кой, что объясняется двумя причинами.

Во-первых, человеческий разум — не только функционирование коры головного мозга, но и действие эмоциональных систем “старого” мозга, а также влияние человеческого тела с его сложнейшим строени­ем. Человек — сложнейший биологический механизм, а не только кора головного мозга. Чтобы общаться подобно человеку на любые темы (т. е. чтобы пройти тест Тюринга), разумная машина должна обладать опытом, принадлежащим человеку, и жить такой жизнью, как человек. Разумные машины будут обладать эквивалентом коры головного мозга и набором некоторых ощущений, а вот всем остальным — не обязатель­но. Идея сотворить разумную машину в человеческом обличье, конеч­но, очень и очень заманчива. Однако такая машина не сможет обладать разумом, подобным человеческому, если мы не насытим ее эмоциональ­ными системами и человеческим опытом. Маловероятно, что столь сложная задача когда-либо окажется выполнимой.

Во-вторых, учитывая затраты на создание и эксплуатацию гуманои­дов, трудно представить себе, в чем могла бы состоять их практическая целесообразность. Содержание робота-дворецкого обходилось бы на­много дороже, чем наем обычного помощника по дому, кроме того, его функциональность была бы весьма ограниченной по сравнению с пос­ледним. Самый разумный робот не сможет проявить того понимания и участия, на которое способен человек по одной лишь своей природе.

Как паровой двигатель, так и цифровой компьютер возникли на ос­нове проектов, так и не воплощенных в реальность. Точно так же, когда мы говорим о создании разумных машин, многие люди представляют их благодаря художественной литературе человекоподобными робота­ми, но вряд ли это станет реальностью.

Так как же тогда будут выглядеть разумные машины? Из теории эво­люционного развития видно, что если наложить иерархическую систе­му памяти на возможность испытывать ощущения, то станет возмож­ным моделирование и прогнозирование будущего. Заимствуя изобрете­ния природы, мы должны построить разумные машины на основе ее же принципов. Это и будет рецептом создания разумных машин. Прежде всего, наша разумная машина может обладать набором ощущений, от­личных от человеческих, она может “существовать” в своем мире, пол­ностью непохожем на наш (более подробно остановимся на этом ниже). Другими словами, разумной машине совсем не обязательно обладать парой глаз и парой ушей. Дальше мы добавим к этим ощущениям иерархическую систему памяти, работающую по принципу коры голо­вного мозга. Затем мы обучим ее точно так же, как мы учим маленько­го ребенка. В результате наша разумная машина создаст модель своего собственного мира, такого, каким она его видит его сквозь призму своих ощущений. Ни у кого не возникнет ни потребности, ни возможности программировать ее с использованием баз данных, фактов или других концепций высшего порядка, что несовместимо с концепцией искусст­венного интеллекта. Разумные машины должны учится на собственном опыте, в том числе — если возникает такая необходимость — получая входные сигналы от инструктора. Как только разумная машина создаст модель своего мира, она сможет распознавать аналогии, основанные на прошлом опыте, для прогнозирования событий в будущем, предлагать решение новых задач и делиться своим опытом с нами.

Такие разумные машины вполне могут быть вмонтированы в самоле­ты и автомобили или же размещаться на полках компьютерных лаборато­рий. В отличие от человека, мозг которого неотделим от его тела, система памяти разумной машины может иметь удаленный доступ к своим сенсо­рам (или “телу”, если таковое у нее имеется). Например, интеллектуаль­ной системе обеспечения безопасности целесообразно иметь сенсоры, расположенные по всей территории фабрики или города, а иерархичес­кая система памяти, получающая информацию от этих сенсоров, может находиться в комнате лишь одного из сооружений. Таким образом, фи­зическое воплощение машины, обладающей искусственным интеллек­том, может быть чрезвычайно разнообразным.

Нет никаких оснований предполагать, что разумная машина должна выглядеть, действовать или чувствовать, как человек. Но ее искусствен­но созданный интеллект позволит ей формировать модель окружающе­го мира посредством иерархической системы памяти, а также думать о своем мире подобно тому, как мы с вами размышляем о нашем. Мысли и поведение разумной машины могут очень отличаться от свойствен­ных человеку, и все же у нее будет интеллект, который, как мы показали в этой книге, определяется прогностической способностью иерархичес­кой памяти, а не человекоподобным поведением.

$ $ * £ $

Главной технической трудностью при создании разумной машины будет создание иерархической системы памяти, которая работала бы подобно памяти головного мозга человека. Эту проблему мы будем ре­шать при помощи связности и емкости.

Начнем с емкости. Кора головного мозга имеет порядка 32 милли­онов синапсов[22]. Если мы представим каждый синапс двумя битами (что дает нам четыре возможных значения для каждого синапса), а каждый байт состоит из восьми бит (один байт может представлять четыре си­напса), то нам понадобится порядка 8 трлн. байтов памяти. Винчестер современного персонального компьютера имеет 100 млрд. байтов памя­ти, т. е. нам понадобилось бы порядка 80 современных винчестеров, что­бы получить такой же объем памяти, как у человеческого неокортекса. (Пусть вас не беспокоят точные цифры, мы сейчас работаем над созда­нием общего представления.) Суть состоит в том, что в лабораторных условиях такая задача вполне решаема, хотя вмонтировать машину та­кого типа в тостер или карманный компьютер не получится. Важно за­метить, что данное количество памяти сейчас вполне подлежит техни­ческой реализации, а всего каких-нибудь десять лет тому назад об этом нельзя было и мечтать. Следует также учитывать оптимистический факт: совсем не обязательно воссоздавать всю кору головного мозга че­ловека. Для функционирования большинства приложений и устройств требуется намного менее объемная система памяти.

Возможно, мы начнем конструировать системы памяти в винчесте­рах или оптических дисках, но в конечном счете нам захочется созда­вать их на основе кремния. Кремниевые чипы малы по размеру, имеют низкое энергопотребление и очень прочны. Вопрос о том, когда крем­ниевые чипы памяти обретут достаточную емкость, чтобы стать базой разумных машин, — исключительно вопрос времени. Разумная память имеет преимущества по сравнению с обычной компьютерной памятью. Экономика полупроводниковой промышленности основана на процен­те чипов с ошибками. Для многих чипов единственная ошибка уже фа­тальна. Процент качественных чипов называется выработкой продукта. Он определяет, можно ли будет произвести чип определенного дизайна и продать его с прибылью. Вероятность допущения ошибки возраста­ет прямо пропорционально размерам чипов, поэтому на сегодняшний день большинство чипов имеют размер небольшой почтовой марки. Промышленность увеличила размер памяти одного чипа не за счет уве­личения его размеров, а за счет уменьшения отдельных атрибутов.

С другой стороны, чипы разумной памяти толерантны к наличию ошибок. Как вы помните, ни одна из составляющих вашего мозга не владеет совершенно незаменимым носителем данных. Ваш мозг еже­дневно теряет тысячи нейронов, тем не менее ваши интеллектуальные способности притупляются очень медленно — с годами в преклонном возрасте. Чипы разумной памяти будут работать по тем же принципам, что и кора головного мозга, т. е. даже если определенная часть элементов чипа будет неисправна, он все равно будет оставаться рабочим и оку­пится в экономическом плане. Скорее всего, прирожденная толерант­ность мозгоподобной памяти к наличию ошибок позволит дизайнерам разработать архитектуру чипов, которые будут значительно превосхо­дить по размеру и плотности современные компьютерные чипы памяти. В результате вполне возможно, что мы сможем создать прототип мозга в кремнии намного раньше, чем сулят прогнозы.

Второе условие, необходимое для создания разумных машин, — это связность. Дело в том, что в человеческом мозге под тонким покры­тием коры имеется белое вещество, состоящее из миллионов аксонов. Оно связывает области иерархии коры головного мозга между собой. Отдельная клетка коры головного мозга может быть связана с 5 или 10 тысячами других клеток. Такой тип масштабного параллельного соедине­ния невозможно внедрить на основе традиционных техник производства кремниевых чипов. Последний создается путем нанесения нескольких слоев металла, каждый из которых отделяется от последующего изоля­ционным веществом. (Этот процесс наслоения не имеет ничего общего со слоями коры головного мозга.) Слои металла вмещают “провода” чипа. В пределах одного слоя “провода” не пересекаются. Поэтому суммарное количество проводных связей в чипе ограниченно. На основе такой связ­ности совершенно невозможно создать мозгоподобную систему памяти, для которой реально необходимы миллионы подобных связей. Кремние­вые чипы и белое вещество не очень-то совместимы друг с другом.

Понадобится большое количество инженерных разработок и экспери­ментальных исследований, прежде чем удастся решить эту проблему. Но направление поиска нам уже известно. Сигналы гораздо быстрее переда­ются по электрическим проводам, чем по аксонам нейронов. Один про­вод в чипе может обеспечивать несколько связей, в то время как в мозге каждый аксон имеет отношение лишь к единственному нейрону.

Примером из реальной жизни может служить телефонная система. Если мы будем проводить линию от аппарата к аппарату, то поверхность планеты утонет в джунглях медного провода. Вместо этого все телефо­ны подсоединены к относительно небольшому количеству высокоемких телефонных линий. Данный метод работает потому, что емкость одной линии намного превышает емкость, требуемую для передачи отдельно­го разговора. Телефонная система вполне отвечает таким требованиям, ведь один оптоволоконный кабель может передавать порядка миллиона телефонных разговоров одновременно.

В человеческом мозге аксоны проходят между всеми клетками, свя­занными друг с другом. А вот мы можем создать разумную машину, ко­торая по связности напоминает телефонную линию, где существуют об­щие связи. Хотите — верьте, хотите — нет, но некоторые ученые многие годы размышляли о том, как можно решить задачу связности чипа по типу мозга. Хотя работа самого мозга оставалась загадкой, тем не ме­нее исследователи верили, что однажды загадка будет разгадана, и тогда мы столкнемся с задачей связности. Мы не будем сейчас рассматривать разные подходы к решению этой проблемы. Достаточно упомянуть, что связность, возможно, является самой большой технической преградой на пути создания разумных машин, но со временем мы сможем преодо­леть и ее.

Как только технические решения будут найдены, других значимых препятствий для создания по-настоящему разумных машин не останет­ся. Конечно, придется поработать над уменьшением размеров, затрат на энергопотребление и, соответственно, снижением стоимости интел­лектуальных систем, но в целом эти задачи не являются неразрешимы­ми. Всего за пятьдесят лет мы прошли путь от компьютеров, имевших размеры комнаты, до карманных аналогов. В данном случае мы начнем с довольно высокого технологического уровня, поэтому следует ожи­дать гораздо более стремительных изменений.