К книге
Измерять и навязывать. Социальная история искусственного интеллектаЧасть 2 Информационный век. 7. Автоматизация распознавания образов. Язык мозга – не язык математики
70%
Часть 2 Информационный век. 7. Автоматизация распознавания образов. Язык мозга – не язык математики
44

Эпистемолог Дэвид Бейтс обратил внимание, что скептицизм гештальт-школы в отношении вычислительного редукционизма разделял главный герой американской кибернетики – полимат и ярый антикоммунист Джон фон Нейман[407], ставший ключевой фигурой Манхэттенского проекта. Фон Нейман взял на себя роль посредника в этом споре. Он синтезировал гештальт-теории и логические нейронные сети, создав почву для идеи статистической нейронной сети Розенблатта. Фон Нейман сохранял большой интерес к математическому анализу биологических нейронных сетей, не заявляя при этом, что мозг представляет собой машину и что машина может идеально имитировать мозг. Он утверждал, что, учитывая количество единиц (нейронов в мозге по сравнению с переключателями машин), масштаб человеческого познания нельзя сравнивать с механическими вычислениями: «Число нервных клеток в центральной нервной системе человека оценивается в 10 миллиардов… никто не сталкивался с переключательным органом, состоящим из 10 миллиардов единиц», «это было бы сопоставлением двух неизвестных объектов»[408]. Фон Нейман не сводил мозг к ЭВМ, то есть биологию к логике, но предусмотрел промежуточные модели для перевода одной области в другую.

Фон Нейман, вслед за Мак-Каллоком и Питтсом, считал, что все, «описываемое словами, можно сделать на нейронах», но не соглашался с тем, что «любая схема, составленная таким образом, действительно встречается в природе»[409]. Симпатизируя стараниям Мак-Каллока и Питтса аксиоматизировать биологические нейроны в качестве формальных единиц, он при этом соглашался с гештальтистами в том, что системную природу восприятия формы нельзя легко описать в терминах логики высказываний и дедуктивной логики, если не раздувать описания до длинных и многословных кодовых сценариев. Согласно фон Нейману, у арифметической логики есть очевидные пределы в возможностях представить мир:

Предположим, вы хотите описать тот факт, что когда вы смотрите на треугольник, вы понимаете, что перед вами треугольник, и вы понимаете это независимо от того, маленький он или большой. Относительно просто это описать геометрически: треугольник – это три отрезка прямых, расположенных определенным образом. Это, разумеется, правильно, но ведь вы назовете треугольником и фигуру с искривленными сторонами, вы узнаете треугольник, если указаны лишь его вершины или если внутренняя часть его заштрихована, а внешняя нет. Вы назовете треугольниками много различных вещей, каждая из которых носит некоторые черты треугольника, но чем больше деталей вы попытаетесь учесть, тем длиннее будет ваше описание. <…> Когда речь идет обо всем зрительном механизме, позволяющем интерпретировать рисунок, вкладывать что-то в него, мы сталкиваемся с областями, заведомо не поддающимися описанию на этом [логическом] языке[410].

В отличие от Мак-Каллока и Питтса, фон Нейман утверждал, что мозг способен распознать изображение любой сложности благодаря вероятностной логике. Арифметическая логика служит лишь упрощением и приближением работы мозга и способна только частично уловить ее особенности. В итоге фон Нейман определил арифметическую логику как метаязык («вторичный язык», или «краткий код»), который экономен, но неэффективен для полного описания глубинного вероятностного языка мозга («первичного языка», или «полного кода»). Как и Кёлер, он утверждал, что нервная система говорит на первичном языке, используя статистические свойства стимулов («полный код»), а не точные маркеры («краткий код»).

Учитывая вероятностную динамику, фон Нейман сделал контринтуитивный вывод, что в нервной системе «снижение арифметической точности» может фактически привести к «улучшению логики»[411]. Он подчеркнул, среди прочего, что биологические нейронные сети устойчивы к ошибкам, которые бы поставили в тупик любую детерминированную вычислительную машину. Одна ошибка в компьютерной программе – и вся машина останавливается. Но такие ошибки не беспокоят организмы. Таким образом, вероятностная природа организмов умножает ошибки, но обуславливает способность легко распознавать нечеткие и сложные фигуры:

Тот факт, что естественные организмы резко по-иному относятся к ошибкам и ведут себя совершенно иначе, когда ошибка появляется, вероятно, связан с другими свойствами природных организмов, полностью отсутствующими у наших автоматов. Способность естественных организмов выживать даже при наличии большого числа неисправностей (к чему совершенно не способны искусственные автоматы), вероятно, связана с высокой приспособляемостью, способностью автомата наблюдать самого себя и реорганизовываться. А это, по-видимому, предполагает значительную автономию его частей. В нервной системе человека такая автономия очень сильна. Автономия частей приводит к эффекту, который можно наблюдать в нервной системе человека и которого нет в искусственном автомате[412].

Сегодня существует консенсус, что биологические нейронные сети работают вопреки ошибкам, сбоям и повреждениям – и именно благодаря им[413]. Кибернетики столкнулись с идеей нейропластичности в когнитивных науках своего времени, в частности, в работах невролога Карла Лешли (выступал на Хиксоновском симпозиуме) и Курта Гольдштейна (эмигрировал в США в составе диаспоры гештальтистов). Лешли на лабораторных крысах проверял влияние искусственно вызванных травм головного мозга на память, а Гольдштейн изучал способность ветеранов Первой мировой войны пересобирать воспоминания после мозговых травм[414]. Именно Гольдштейн, а не Лешли, предложил более систематизированную модель нейропластичности. Его теория, согласно которой мозг способен реорганизовываться после травмы, была тесно связана с дебатами о локализации воспоминаний. Ключевой тезис пионера холистической неврологии Константина фон Монакова заключался в том, что память распределена, а не локализована, и именно поэтому ее можно восстановить после черепно-мозговой травмы (см. главу 8). Фон Нейман вторит подобным теориям:

Главная трудность с органами памяти состоит в том, что, видимо, нет специального места их расположения. Всегда непросто локализовать что-то в головном мозгу, ибо он обладает колоссальной способностью к реорганизации. Даже когда некоторая функция локализована в конкретном участке головного мозга, после удаления этого участка головной мозг может реорганизоваться, перераспределить обязанности и исходная функция будет выполняться вновь[415].

Именно эта идея распределенной памяти в человеческом мозгу натолкнула на мысль о делокализации памяти в машинах. Нейронные сети с их распределенной архитектурой были идеальными кандидатами для достижения этой цели. Как признавал Розенблатт в «Принципах нейродинамики», замечание фон Неймана о распределенной памяти стало основным источником вдохновения для перцептрона (см. главу 9)[416].

В более широком контексте видно, что фон Нейман не пользовался тем методом, к которому обращались другие кибернетики. В то время в инженерных дисциплинах был популярен платонизм и интуитивизм, но фон Нейман придерживался конструктивистского взгляда на язык, логику и математику. Он считал, что эти концепции не наследуются и что их нельзя назвать врожденными, поскольку они – продукт исторического развития.

Необходимо отметить, что язык в значительной степени является результатом исторической случайности. Основные человеческие языки передаются нам в различных формах, однако сама их множественность доказывает, что в них нет ничего абсолютного и необходимого. Поскольку такие языки, как греческий и санскрит, представляют собой исторический факт, а не абсолютную логическую необходимость, разумно предположить, что логика и математика также являются историческими, случайными формами выражения. Вероятно, они могут варьировать, т. е. существовать в других формах, помимо тех, к которым мы привыкли. В самом деле, природа центральной нервной системы и передаваемых ей систем сообщений определенно свидетельствует о том, что данное предположение верно[417].

Историческая релятивизация математики и логики имеет решающее значение для понимания подхода фон Неймана к вычислительной теории разума и проекту создания мыслительных автоматов. Фон Нейман занимал более проработанную позицию, чем могли предложить функционализм или тезис о множественной реализуемости разума, согласно которому одна и та же операционную модель интеллекта может реализоваться на разных субстратах, состоящих из нейронов, реле, транзисторов и т. д. В качестве альтернативы фон Нейман продвигал метод взаимной реализации искусственного и естественного миров, то есть метод моделирования[418]. Конечно, фон Нейман положительно относился к использованию ЭВМ в качестве модельных машин для изучения мозга.

Тем не менее, когда Йельский университет пригласил фон Неймана прочитать Силлимановские лекции в 1956 году, он постарался прояснить свою позицию. Его цикл «Вычислительная машина и мозг» завершается лекцией с говорящим названием «Язык мозга, а не язык математики». Фон Нейман признал ключевую роль вторичного языка математики в познании первичного языка мозга. Но вместо того, чтобы повторять постулаты вычислительной теории разума Мак-Каллока, Питтса и Винера, фон Нейман – человек, чуждый романтике, – совершил замечательную интервенцию. Радикально перевернув отношение между логикой и природой, компьютером и мозгом, он предположил, что изучение нейрофизиологии может однажды полностью изменить логику. Во введении к сборнику лекций незадолго до смерти в 1957 году фон Нейман прозорливо написал: «Полагаю, что более глубокое математическое исследование нервной системы… окажет существенное влияние на наше понимание тех аспектов самой математики, которые будут затронуты таким исследованием. Фактически оно может изменить наш подход к собственно математике и логике»[419].

На пороге смерти фон Нейман признал диалектическую связь любой системы мышления с природой и внешним миром. Он смирился с ограничениями любой системы формализации и признал материальную ограниченность исторических, технологических и научных абстракций. Его идеи превзошли стандартный редукционизм кибернетического мышления. Модели разума и машины не обязательно должны соответствовать друг другу, они часто действуют путем моделирования мира, а не сведения его к фиксированным представлениям. Нужна эпистемология, признающая гибкость и ограниченность моделирования, однако она не может быть достаточным условием для прогрессивной философии разума. Превратить модельное мышление в ядерный принцип экономического индивидуализма попытался никто иной, как неолиберальный экономист Фридрих Хайек.

Предыдущая главаГлава 44 из 63Следующая глава