Эти странные новые разумы: Как ИИ научился говорить и что это значит - Кристофер Саммерфилд

Пропустить примечания

*1 См. Ernst and Newell, 1967; а также Newell, Shaw, and Simon, 1959.

*2 Ленат опубликовал интересную историю Cyc незадолго до своей смерти в 2023 году (Lenat, 2022).

4. Рождение нейронной сети.

Еще древние римляне подозревали, что разум каким-то образом связан с мозгом. Почти 2000 лет назад римский врач Гален в ходе серии поразительно кровавых экспериментов вскрыл свинью и сжал ее пульсирующий мозг своим огрубевшим кулаком. Он обнаружил, что это заглушило ее жалобный визг, и она, содрогаясь, потеряла сознание (хотя сжатие сердца подобного эффекта не давало, средневековые ученые упрямо продолжали верить, что именно в нем обитает разум, — ведь так сказал Аристотель). Ко времени Декарта связь между разумом и мозгом утвердилась прочнее, но мысль о том, что разум и есть мозг — то есть что мысли и чувства являются продуктом физического вычислительного устройства в голове, — все еще оставалась, в общем-то, немыслимой. Вместо этого Декарт предположил, что в то время как мозг состоит из физической материи — res extensa, или «вещи протяженной», — разум сложен из совершенно иной субстанции, которую он назвал res cogitans, или «вещью мыслящей». Слегка сомнительное предположение Декарта о том, что разум и мозг соединяются в гипофизе (который на самом деле отвечает за выработку гормонов роста и стресса), не выдержало испытания временем, но дуалистическую идею о том, что разум и мозг по своей природе различны, оказалось на удивление трудно искоренить. В 1747 году, когда французский врач Жюльен Офре де Ламетри выдвинул физикалистское утверждение о том, что «человек — машина, и во всей Вселенной существует лишь одна субстанция, материя, различным образом видоизмененная», его книга с провокационным названием L’Homme Machine была мгновенно запрещена в Париже и публично сожжена в Амстердаме. Автору пришлось провести остаток жизни в бегах, уклоняясь от ордеров на арест, выданных властями нескольких европейских государств.[*1]

Декартов (картезианский) дуализм отбросил длинную тень на философию, биологию и психологию. Даже во второй половине двадцатого века многие философы все еще твердо придерживались мнения, что разум находится вне физического мира, управляя нашим поведением из своего рода эфирной диспетчерской вышки, что делало ментальные состояния «духом в машине».[*2] На самом деле, как мы увидим, этот извечный вопрос о том, как возникают ментальные состояния, упрямо дает о себе знать в жарких спорах вокруг современных систем ИИ, даже в компьютерных науках — дисциплине, в остальном сугубо материалистической. Но понять, почему так происходит, пожалуй, можно. Альтернатива — то, что разум есть не больше и не меньше чем мозг, — действительно почти непостижима. Все, что делает вас вами, — все ваши мысли, чувства, убеждения, тревоги, воспоминания, цели, знания, надежды и мечты — втиснуто в комок белков и жиров, уместившийся между вашими ушами и весящий примерно как приличных размеров ананас.

И все же это правда. Мозг содержит клетки, называемые нейронами, которые соединены друг с другом в густую, лабиринтообразную сеть. Когда один нейрон вырабатывает электрический сигнал, тот быстро распространяется по аксону клетки — длинному, покрытому жировой оболочкой «проводу», связывающему ее с другими клетками. Когда электрическая активность, проходящая по аксону, достигает места соединения с другим нейроном (называемого синапсом), она запускает высвобождение нейромедиаторов, которые, в свою очередь, изменяют уровень электрического потенциала в постсинаптическом нейроне, делая его более или менее склонным к активации (или «возбуждению»). Таким образом, сенсорные сигналы могут проходить по сети каскадом, при этом структура связей в каждый конкретный момент определяет информационное состояние мозга. Это информационное состояние определяет то, что организм воспринимает, о чем он думает или что знает.

У животных, которые еще не изобрели вязание крючком или кроссворды и потому живут менее запутанной жизнью, чем мы, сеть нейронов, управляющая поведением, предопределена при рождении врожденной генетической программой и остается практически неизменной на протяжении всей жизни организма. Один из примеров — плодовая мушка. Если летом вы хоть раз оставляли без внимания вазу с фруктами на несколько дней, то наверняка замечали рой крошечных мушек, настойчиво кружащих над чернеющими бананами. Это Drosophila melanogaster — вид насекомых, который гораздо более популярен в нейробиологических лабораториях, чем на обычной кухне. В первые несколько часов после вылупления дрозофилы проходят быструю серию личиночных стадий, во время которых они слегка напоминают раздавленного белого мармеладного мишку. В 2015 году нейробиологи разрезали мозг одной ничего не подозревающей шестичасовой личинки дрозофилы на тысячи тончайших срезов толщиной менее 4 нанометров каждый (для сравнения, диаметр среднего человеческого волоса составляет около 100 000 нанометров). Нейробиологи уже десятилетиями в общих чертах знают, как устроен мозг мух, мышей, обезьян и человека, но этот эксперимент с дрозофилой был особенным. Изучив срезы под электронным микроскопом и проделав огромную кропотливую работу, группа исследователей смогла реконструировать каждую из 548 000 связей между 3016 нейронами в ее крошечном личиночном мозге.[*3] Впервые в истории нейробиологам удалось создать полную реконструкцию (или «коннектом») мозга насекомого.

Многие поведенческие реакции, которые демонстрируют дрозофилы, врожденно запечатлены в этой сети и потому абсолютно неизменны. Например, в дикой природе дрозофилы подвергаются различным потенциальным угрозам — скажем, нападению паразитических ос, которые откладывают в них яйца (вылупившись, личинки осы пожирают своего несчастного хозяина изнутри). Для самозащиты у личинок дрозофилы выработались специализированные реакции избегания. Угрожающие вибрации обычно вызывают равномерное пульсирующее «ползание» прочь от опасности, в то время как настоящие укусы провоцируют паническое «кувыркание», при котором личинка сворачивается в клубок и стремительно укатывается из опасной зоны (иногда опрокидывая нападающего на спину). Мы знаем, что эти реакции фиксированы, потому что у каждой плодовой мушки исследователи могут обнаружить нейроны, активируемые завихрениями воздуха от взмахов крыльев хищной осы, другие нейроны, которые распознают болезненный укол, и даже те, что запускают неистовое кувыркание. Затем ученые могут применить метод под названием оптогенетика (при котором мух генетически модифицируют так, чтобы их нейроны активировались под воздействием цветного света) и облучить клетки синим лазером, чтобы заставить личинку дрозофилы ползти или кувыркаться по одному нажатию кнопки. Все выглядит так, будто мозг мухи работает за счет хранения набора готовых полезных нейронных программ, каждая из которых может быть запущена в строго определенный момент («ЕСЛИ вибрация, ТОГДА ползти»).

Идея о том, что объединение нейронов в сеть может быть отличным способом создания искусственного