Код разума

Над созданием искусственного тела работают не только медики, биохимики, физиологи. Весомый вклад в его разработку вносят физики. Они составляют уравнения работы нервной системы и бьются над расшифровкой «кода разума». Об этом нам рассказал доктор физико-математических наук, профессор, почетный сотрудник ЛНИСМС, заведующий отделом нейроинформатики Центра оптико-нейронных технологий НИИ системных исследований РАН Виталий Львович Дунин-Барковский.

Россия 2045: Мы опрашиваем ведущих ученых о перспективах создания искусственного (или биоискусственного) тела, а также искусственного интеллекта. Есть мнение, что все это будет создано уже к 2045 году. Виталий Львович, расскажите, пожалуйста, о том, как вы относитесь к такому прогнозу и какой вклад могут внести математики в создание искусственного тела?

Виталий Львович Дунин-Барковский: Идея искусственного тела посетила меня довольно давно, у меня есть даже коммерческий проект, посвященный ему. Впервые я опубликовал свои мысли на эту тему в сборнике «Проблемы нейрокибернетики» (Материалы XI Международной конференции по нейрокибернетике, г. Ростов-на-Дону, стр. 8–13) в 1995 году. Статья начиналась со слов: «В пять лет я столкнулся со смертью, а мама сказала мне, что если я буду хорошо себя вести, то доживу до миллиона лет».

Похоже, что детская моя мечта сейчас недалека от реальности. Называлась статья «Проект создания системы аутентичного моделирования личности». Я даже ходил с этой идеей к местному епископу в надежде заключить с Ростовской епархией хозяйственный договор на исследование материальных носителей психики. Помнится, я начал со слов: «Вообще-то я атеист...». Он ответил: «Да не важно, мы же делом занимаемся!». Сразу договора не получилось, решили встретиться позже. А потом — он уехал, я уехал, и наши пути больше не пересекались.

Когда заходит речь о бессмертии, я привожу в пример Пушкина. Он знал, что будет бессмертным. Он бессмертный и есть. Когда я читаю «Капитанскую дочку», я чувствую, как он во мне оживает. Не нужно становиться гением, чтобы стать бессмертным. Мы и так бессмертны. Мы наследили в жизни, и эти следы в любом случае останутся, мы просто еще не понимаем, в чем состоит это ощущение. Нам нужно, как у Лермонтова, заснуть «не тем холодным сном могилы», а так, чтобы «дремали жизни силы», а иногда иметь возможность просыпаться.

Россия 2045: «Вздымалась тихо грудь»...

В.Л.Д-Б.: Я всю жизнь занимаюсь биофизикой. Моя единственная задача — понять, как работает мозг, и использовать это. С течением времени мировой интерес к данной теме только возрастает. В то же время я вижу незанятые и перспективные ниши. При вложении минимальных средств в нашу отрасль знаний отдача может быть колоссальной. Мы, наша страна, много в чем отстали, но в области понимания мозга мы можем не только сравняться с другими странами, но даже опередить их. Теоретическая мысль — то, в чем мы в России сильны. Но ученым нужно помогать, в науку нужно инвестировать ресурсы.

Россия 2045: Что вы имеете в виду под «пониманием» мозга?

В.Л.Д-Б.: Эта наука — нейроинформатика (computational neuroscience), наука о понимании мозга, теория того, как он работает. Недавно я был в Штатах и заезжал в гости к главному «гуру» нашей профессии — Джону Джозефу Хопфилду, автору широко известной теории нейромагнетиков. Мы знакомы давно. Но первый раз удалось поговорить спокойно и обстоятельно, часа два. Среди его начальных фраз было: «Никак не могу понять, что делают сейчас молодые теоретики. Такое впечатление, что они соревнуются, кто больше усложнит проблему, какие-то теоремы доказывают, а делом никто не занимается. А надо брать конкретные функции мозга и их стараться понять».

Уже после разговора, после внимательного чтения последних работ Хопфилда, дошло до меня, что в моих собственных работах 1984–1995 годов был угадан существенный элемент «конструкции мозга» — формат представления непрерывных величин в многонейронных системах. Сейчас этот формат данных («бугорковые аттракторы», bump attractors) обнаружен экспериментально в гиппокампе и других структурах мозга. Особо важно, что этот формат высокоэффективен. Т.е. благодаря ему вычислительная мощность нейронных систем может расти экспоненциально (фантастически быстро) с ростом числа нейронов. Иными словами, увеличение числа нейронов может приводить к качественным скачкам изменения способностей мозга. Теперь понятно, что бугорковые аттракторы — это один из «секретов мозга». Конечно, приятно сознавать, что я слегка причастен к обнаружению этого секрета. 

А вообще, сейчас становится понятно, что существует некий «код разума», т.е. небольшое количество принципов работы нервной системы, которые и обеспечивают нашу способность мыслить. Некоторые из этих принципов/механизмов уже известны. Как только станут известны все, мы поймем, как работает мозг.

Россия 2045: Расскажите, пожалуйста, подробнее о «коде разума»!

В.Л.Д-Б.: Есть такая сфера деятельности — reverse engineering. По-русски — «обратное конструирование». Допустим, на поле боя мы захватили экземпляр техники и разбираем его, чтобы понять принцип работы и собрать такой же. То же сейчас несколько разных групп во всем мире пытаются проделать с мозгом. Большинство понимают эту идею буквально и разбирают все связи нейронов друг с другом. Задача кажется невыполнимой, однако ею занимаются. Ее делают, в нее вкладывают огромные ресурсы. Что-то получают, результаты публикуются.

Я предлагаю иной путь: не гадать над устройством сразу всей нервной схемы, а искать «код разума» — принципы работы нейронных систем (один из них, бугорковые аттракторы, уже разгадан). Число этих принципов не может быть слишком большим. Следующий этап в задаче обратного конструирования — это создание макета, а за ним — и действующего образца мыслящего «объекта» следующего (за человеком) поколения.

Россия 2045: Т.е. искусственного мозга?

В.Л.Д-Б.: Искусственного разума. Если за работу всерьез взяться, то детальную схему сборки прототипа мозга можно получить лет за пять. А поскольку многие науки, исследующие этот предмет, развиваются параллельно, очень может быть, что результат будет получен еще быстрее.
Вдохновляет то, что для понимания мозга, скорее всего, не нужно изобретать ничего сверхнеобыкновенного. Приведу пример из смежной области науки.

В книге, посвященной 50-летию открытия двойной спирали ДНК, Джеймс Уотсон пишет: «28 февраля 1953 года я спешил на работу в нетерпении, потому что накануне вырезал из картона модели аденозина, гуазина, цитозина, тирозина».
Он вырезал картонные модели фрагментов ДНК и хотел с ними «поиграть». Комбинировал их, комбинировал... А когда разложил А-Т и G-C на столе, они оказались одной длины и улеглись аккуратными ступеньками лестницы двойной спирали ДНК. Математически доказать факт равенства этих ступенек было бы невозможно! Фундаментальный принцип биологии поддался объяснению не сложной «заумной» математики, а оказался понятным буквально «на пальцах».

То же — и с bump attractor’ами. Теперь ясно, что они являются одним из элементов «кода разума». А в 1984 году мой первый прототип бугоркового аттрактора был получен на бумажно-проволочной модели, без помощи компьютера. Сейчас уже видны «кандидаты» на недостающие принципы, недостающие элементы «кода разума». Безусловно, для того, чтобы идти дальше, важен, полезен, нужен и математический анализ, и компьютерное моделирование. Однако зачастую суть принципов работы реальных систем очень проста и ее можно ухватить без математики. В точной математике очень часто бывает больше эстетической красоты, чем реального смысла.

И, увы, даже великие математики и великие физики не всегды бывают правы. К нам на физтех в зените своей славы и на пике работоспособности (октябрь 1960 года) приезжал академик Лев Давидович Ландау. Мы смотрели на него как на бога, и задавали вопросы. Я отправил записку: «Может ли машина мыслить?». Ландау ответил: «Я вообще-то мыслящих людей не встречал, а вы — «машина»! Это — очевидная интеллигентская глупость и предрассудки! Спиритизм какой-то...». С тех пор я не раз слышал от физиков, что искусственным интеллектом следует заниматься только тем, у кого нет естественного. На мой взгляд — это был и есть ничем не оправданный снобизм.

Россия 2045: Ян Корчмарюк, математик из Волгограда, придумал теорию под названием «сеттлеретика». Она посвящена «датчикам-шпионам», которые заходят в мозг и считывают информацию.

В.Л.Д-Б.: Корчмарюк на своем веб-сайте пишет: «В 1996–1998 годах я написал научно-футурологический доклад...». Речь идет о «технологическом бессмертии».
Как уже сказано выше, моя статья, посвященная в точности той же самой проблеме, была опубликована в 1995 году. Подновленная англоязычная версия этой статьи вышла в 2007 году в журнале Optical Memory and Neural Networks.
Пару месяцев назад я пришел к идее использовать микроэлектронные метки для считывания и передачи информации к нейронам. Эта идея очень похожа на «шпионские чипы» Корчмарюка. Проблема, конечно, не в том, чтобы писать фантастические романы, а в том, чтобы реально заняться этой технологией.

Россия 2045: Значит, вы считаете, за десять лет можно сделать рабочую модель искусственного разума?

В.Л.Д-Б.: Совершенно верно! Раньше у меня был просто оптимизм, сейчас — информированный оптимизм, все больше подкрепляемый фактами.

Россия 2045: Мы обсуждаем с вами самую отдаленную, самую интересную часть проекта по созданию искусственного тела. В первую очередь должны быть разработаны все искусственные органы и ткани, работа в этой области ведется очень интенсивно. Только после этого мы, возможно, сможем записать свое сознание на какой-то искусственный носитель и перенести его в это тело...

В.Л.Д-Б.: Когда речь идет о будущем, очередность проектов — вещь динамическая. Она может меняться. Как говорилось в Советском Союзе, приоритетным является создание не предметов потребления, а средств производства. По аналогии с этим для создания искусственного тела нужен хороший мозг, интеллект. А он может быть и искусственным. Воссоздание органов — очень сложная и ресурсоемкая задача. При работе над искусственным интеллектом затраты минимальны, а результаты колоссальны.

Россия 2045: А как вы себе представляете такую работу в организационном смысле?

В.Л. Д-Б.: Достаточно заполнить около двадцати вакансий. Найти пять человек можно сразу, на поиски остальных может уйти от полугода до года.
Дальше дело за малым: собирать сведения о работе мозга и пытаться их понять. Очень существенно то, что работать надо дружно, коллективно. Сейчас весь мир пытается все на свете делать недружно, в конкурентной, я бы сказал, англосаксонской парадигме. Но таким — конкурентным — образом, скажем, атомную бомбу никогда бы люди не сделали (не важно, хорошо это или плохо). А тогда — работали дружно, даже несмотря на то, что было два или три совершенно разных способа обогащения урана (центрифуга, диффузия и т.д.), но над этими способами работали в параллель, помогая друг другу. Это были разные ветви, но одного проекта.

Зачем вообще нужен хай-тек? Да ведь благодаря высоким технологиям доступным для всех становится то, чем раньше могли обладать лишь единицы. Скажем, бессмертны были Пушкин, Шекспир, Александр Македонский — единицы. А с помощью искусственного разума смогут «не умирать» миллионы Ивановых, Джонсов, Ли, Сингхов и т.д. И вообще, мы сможем помочь всем людям, сможем найти способы улучшить жизнь каждому человеку на Земле. Искусственный интеллект — это важнейшая современная проблема, она касается всех. Как только мы начнем понимать, как мы устроены, мы поймем, что нам нужно. Это — совершенно необходимая для общества первоочередная задача.