Почему не стоит сравнивать мозг с компьютером
Как бы ни старались, ученые-когнитивисты и нейробиологи никогда не найдут в мозге человека копию 5-й симфонии Бетховена или картины «Царевна-Лебедь» Врубеля. Конечно, человеческий мозг не пуст. Но он не содержит большинства вещей, которые люди называют воспоминаниями.
Неправильное представление о мозге имеет глубокие исторические корни, причем к такому замешательству привело изобретение компьютеров в 1940-х годах. Вот уже почти век психологи, лингвисты, неврологи и другие специалисты по человеческому поведению утверждают, что мозг работает как компьютер. В статье разбираемся, почему они ошибаются.
Как развивается мозг человека с детства
Благодаря эволюции человеческие новорожденные, как и младенцы других видов млекопитающих, приходят в мир подготовленными к эффективному взаимодействию с ним.
Их зрение нечеткое, но ребенок обращает особое внимание на лица и быстро определяет лицо матери. Он предпочитает звуки голоса неречевым шумам и может отличить один базовый звук речи от другого (люди, несомненно, с рождения готовы устанавливать социальные связи).
Здоровый новорожденный также имеет десяток рефлексов — готовых реакций на определенные раздражители. И эта опция важна для его выживания. Он поворачивает голову в сторону того, что касается его щеки. Задерживает дыхание при погружении в воду. Он так крепко хватается за предметы, которые дают в руки, что почти может выдержать собственный вес. Но самое главное — наличие механизмов обучения у новорожденных. Именно они заставляют быстро меняться маленького человека, чтобы все более эффективно взаимодействовать с окружающим миром, даже если он не похож на тот, с которым сталкивались далекие предки.
Органы чувств, рефлексы, механизмы обучения — вот с чем человек начинает свой путь. А вот с чем человек не рождается: информация, данные, правила, программное обеспечение, знания, лексика, представления, алгоритмы, модели, память, образы, процессоры, кодировщики, декодировщики, символы — элементы конструкции, позволяющие цифровым компьютерам вести себя в некоторой степени разумно.
Люди не только не рождаются с перечисленными вещами, но и не развивают их никогда. Они не хранят слова или правила о том, как ими пользоваться. У людей нет буфера кратковременной памяти для визуальных образов. Из регистров памяти не извлечь информацию, образы или слова. Все это делают компьютеры, но не делает человеческий мозг.
Как работает компьютер
Компьютеры в буквальном смысле обрабатывают информацию: цифры, буквы, слова, формулы, образы. Сначала данные должна быть закодирована в формат, который могут использовать компьютеры, то есть в виде последовательности единиц и нулей (битов), организованных в небольшие фрагменты (байты). Одно единственное изображение (скажем, фотография кота на рабочем столе) представляет собой специфическую схему из миллиона таких байтов.
Компьютеры переносят эти шаблоны с места на место в различные физические области хранения на электронных компонентах. Правила перемещения, копирования и работы с массивами данных также хранятся внутри компьютера. Все вместе эти правила называются программой или алгоритмом. Группа алгоритмов, которые работают вместе и помогают нам выполнять действия, называется приложением.
Таким образом, компьютеры работают с символическими представлениями мира. Они действительно хранят, извлекают и обрабатывают информацию. У них есть физическая память, и руководствуются они исключительно алгоритмами.
А у людей этого нет. Так почему ученые говорят о психике так, как будто люди — компьютеры?
Как люди объясняли интеллект в разное время
В книге «По нашему образу и подобию» (2015) эксперт по искусственному интеллекту Джордж Заркадакис описывает шесть метафор, которые люди использовали на протяжении последних 2000 лет, пытаясь объяснить человеческий интеллект.
Самое ранее представление сохранилось в Библии: люди сформированы из глины, в которую бог вселил свой дух. Этот дух и было объяснением интеллекта людей.
В III веке до н.э. изобретение гидравлики привело к другой популярной модели интеллекта — гидравлической. Ее суть в том, что движение различных жидкостей в организме («гуморов») объясняет как физическое, так и умственное функционирование человека. Эта теория просуществовала более 1600 лет, и все это время наносила ущерб медицинской практике.
К 1500-м годам появились автоматы, которые приводились в движение пружинами и шестеренками. И это побудило ведущих мыслителей, таких как Рене Декарт, к теории, что человек — сложная машина. В 1600-х годах британский философ Томас Гоббс предположил, что мышление возникает в результате небольших механических движений в мозге.
К 1700-м годам открытия в области электричества и химии привели к появлению новых теорий человеческого интеллекта.
В середине 1800-х годов немецкий физик Герман фон Гельмгольц, вдохновленный последними достижениями в области коммуникаций, сравнил мозг с телеграфом.
Все эти метафоры отражали передовое мышление той эпохи, когда они появлялись. Вполне предсказуемо, что всего через несколько лет после появления компьютерных технологий в 1940-х годах когнитивисты начали считать, что мозг работает как компьютер, причем роль физического оборудования играет сам мозг, а мысли — программное обеспечение.
Знаменательной стала публикация психолога Джорджа Миллера «Язык и коммуникация» (1951). Он предложил изучать ментальный мир, используя понятия из теории информации, вычислений и лингвистики.
Более детально этот подход расписал математик Джон фон Нейман в книге «Компьютер и мозг» (1958). Он заявил, что функции нервной системы человека «prima facie цифровые», проводя параллель между компонентами вычислительных машин того времени и компонентами человеческого мозга.
Еще один пример — книга Рэя Курцвейла «Как создать разум» (2013), в которой он рассуждает об «алгоритмах» мозга, о том, как тот обрабатывает данные, и даже о том, что по своему строению он внешне напоминает интегральные микросхемы.
Тем не менее, обработка информации человеческим мозгом как компьютером — это еще одна метафора, как в случае с Библией, гидравликой и телеграфом. В какой-то момент и эту теорию отбросят.
Почему метафора «мозг работает как компьютер» ошибочна
Метафора о том, что мозг работает как компьютер, обременяет мышление людей и не дает найти правильное решение. Ошибочная логика этой теории легко объяснима. Она основана на силлогизме с двумя разумными фактами и ошибочным выводом:
- Правильный посыл № 1: все компьютеры способны вести себя разумно.
- Правильный посыл № 2: все компьютеры — это процессоры.
- Ошибочный вывод: все существа, способные вести себя разумно, — это информационные процессоры.
Если метафора «мозг — это компьютер» ошибочна, то почему от нее до сих пор не отказались? Она представляет собой информационный костыль, и при этом на нее опираются многочисленные исследования в разных областях науки. И тут возникает разумный вопрос: стала ли эта метафора причиной ошибочных открытий?
Как проверить, что информация не хранится в мозге человека
Предлагаем упражнение. Нарисуйте по памяти 1-долларовую купюру как можно подробнее. Скорее всего, получится примерное такое:
Если купюра будет лежать рядом, то рисунок выйдет более подробным, например, таким:
Суть в том, что в мозге человека не хранится визуальное представление купюры, нет регистров памяти, как у компьютера, откуда можно извлечь изображение и скопировать его на бумагу. Идея о том, что воспоминания хранятся в отдельных нейронах, пока что не имеет доказательств. Как и где в клетке отведено место для памяти?
Хранятся ли воспоминания в клетках человеческого мозга
Многочисленные исследования мозга говорят о том, что даже в самых простых задачах на проверку памяти часто задействованы большие участки мозга. Когда речь идет о сильных эмоциях, миллионы нейронов могут активизироваться.
В 2016 году нейропсихолог Брайан Левин из Университета Торонто провел исследование среди выживших в авиакатастрофе. Он выяснил, что воспоминания о крушении повышали нейронную активность в «миндалинах, медиальной височной доле, передней и задней средней линии и зрительной коре» пассажиров.
Таким образом, теория о том, что воспоминания хранятся в отдельных нейронах, абсурдна. Более того, это утверждение порождает новую проблему: как и где память хранится в клетке?
Что происходит, когда мы достаем купюру? Упражнение показывает, что визуализация предмета в его отсутствие менее точна, чем если бы он лежал перед глазами. Именно поэтому люди гораздо лучше распознают объект, чем вспоминают. Когда человек что-то вспоминает, он должен попытаться заново пережить опыт.
Предпосылки для новой теории
Если забыть про метафору «мозг — это компьютер», то на основе этого упражнения можно сделать вывод: в мозге нет памяти, как в компьютере, но он и не абсолютно пуст (без памяти внутри клеток). Человека в течение его жизни меняет множество впечатлений:
- мы наблюдаем за тем, что происходит вокруг нас (поведение других людей, звуки музыки, инструкции, слова на страницах, изображения на экранах);
- мы сравниваем менее важные стимулы (например, сирены) с важными (например, появлением полицейских машин);
- мы получаем наказание или вознаграждение за определенное поведение.
Когда человек меняется в соответствии с этим опытом, он становится эффективнее в жизни. Но никто не имеет представления о том, как меняется мозг после того, как человек выучил песню или стихотворение. Они не сохраняются внутри в том виде, как хранятся данные в компьютере. Мозг просто изменился таким образом, что теперь мы можем это делать при определенных условиях. Песня или стихотворение не извлекаются из мозга, как не извлекаются движения пальцев, когда человек печатает на клавиатуре.
Ошибочное предсказание футуристов касательно мозга
Одно из предсказаний футуриста Рэя Курцвейла, физика Стивена Хокинга, нейробиолога Рэндала Кене состоит в цифровом бессмертии: так как человеческое сознание подобно ПО на компьютер, вскоре можно будет загрузить разум в него. Напоминает фильм «Превосходство» (2014) с Джонни Деппом в роли ученого, похожего на Курцвейла, чей разум был загружен в Интернет — с последствиями для человечества.
Но так как теория о том, что мозг работает как компьютер, не имеет обоснований, то людям можно не волноваться о человеческом разуме, который бесчинствует в киберпространстве. Но и бессмертия через загрузку сознания в компьютер тоже не получить. Дело не только в отсутствии в мозге софта для сознания.
В чем уникальность мозга людей
Проблема в уникальности каждого человека. В голове нет банка памяти, а все, что требуется для функционирования, — это упорядоченные изменения в мозге под влиянием опыта. При этом нет оснований полагать, что один и тот же опыт изменяет разных людей одинаково.
Ни один человек не повторит услышанную историю одинаково, а со временем пересказы будут все больше и больше расходиться с исходником. В мозге не создается копия истории. Скорее каждый человек, услышав ее, меняется в некоторой степени и запоминает именно то, что было важным для него. Такой опыт провел Фредерик Бартлетт и описал в своей книге «Запоминание» (1932).
И это означает, что мозг человека уникален не только по своей генетической структуре, но и в том, как он меняется с течением времени. И это делает работу нейробиолога практически невыполнимой. Для любого конкретного опыта упорядоченные изменения могут затрагивать миллион нейронов или даже весь мозг, причем в каждом мозге картина изменений будет разной. Более того, как отметил нейробиолог Стивен Роуз в книге «Будущее мозга» (2005), снимок текущего состояния мозга может быть бессмысленным, если не знать всей истории жизни его владельца, в том числе и социального контекста.
Компьютеры хранят точные копии данных, которые могут оставаться неизменными в течение длительного времени, даже если питание было отключено. Мозг человека сохраняет интеллект только до тех пор, пока он жив.
Исследования мозга строятся на ошибочном утверждении, что мозг работает как компьютер
Тем временем выделяются гранты на исследования мозга, основанные в ряде случаев на ошибочных идеях и невыполнимых обещаниях. Яркий пример неудачного развития нейронауки, о котором недавно было рассказано в журнале Scientific American, касается проекта «Человеческий мозг». Европейский союз запустил его в 2013 году и выделил 1,3 млрд долларов. По плану к 2023 году думали создать на суперкомпьютере симуляцию всего человеческого мозга. Такая модель должна была стать революцией в лечении болезни Альцгеймера и других заболеваний. Не прошло и двух лет, как проект превратился в катастрофу, и директора попросили уйти в отставку.
Теория «мозг работает как компьютер» просуществовала больше полувека, не принеся за это время практически никаких открытий. Пора переходить к новой концепции и попытаться понять себя заново.
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
