Роман Бабкин - Действуй, мозг! Квантовая модель разума

Раз так, то и машина Тьюринга не может этого сделать.

Точнее: она будет это делать, т.к., хоть эти высказывания (числа, функции, задачи) и невычислимы, тем не менее, они вполне реальны. С ними можно производить арифметические операции.

Однако машина Тьюринга будет вычислить их неограниченное время – гораздо дольше, чем Думатель из романа Дугласа Адамса. А именно: вечность.

Вместе с тем, задачи, что машина Тьюринга за конечное время вычислить может, существуют тоже. Они – алгоритмически вычислимы.

Другое дело, что писать алгоритмы для их решения придётся человеку. Потому что и математика, и логика, и новые идеи, как показал Гёдель, суть творческая, бесконечная во времени и по глубине, деятельность.

Прояснение разницы между выводимостью аксиом и их невыводимостью, между вычислимым и невычислимым, между машинным алгоритмом и присущим человеку думанием – несомненная научная заслуга Гёделя и Тьюринга.

Их работы стали предпоследним звеном в длинной цепочке развития идеи вычисляемой дискретности в трудах Лейбница, Буля, Пирса, Кантора, Гильберта, Пуанкаре и других теоретиков.

Оставалось сделать последний шаг: попытаться создать computer (искусственный вычислитель) и computor (живой вычислитель) на практике.

В 1966 году в советском комедийном фильме Леонида Гайдая «Кавказская пленница» один из героев произнёс примечательный тост. Он поведал трагическую историю некой принцессы, которая умерла, «потому что совершенно точно сосчитала, сколько зёрен в мешке, сколько капель в море и сколько звёзд на небе». Тост завершался призывом «выпить за кибернетиков!».

В том же году в популярном британском научно-фантастическом сериале «Доктор Кто» впервые появились такие персонажи, как «Киберлюди» (англ. Cybermen). По сюжету эпизода, снятого режиссёром Дереком Мартинусом, это роботизированные, лишенные эмоций существа, которые хотят покорить Землю и превратить её жителей в кибернетические механизмы.

Кто такие кибернетики? И зачем Киберлюдям понадобилось покорять Землю?

Кибернетика – наука, сама себя называвшая «междисциплинарной научной дисциплиной», где сложные объекты и системы, включая человеческий разум, трактуются как вычислительные устройства.

Формально годом её рождения считается 1948.

Именно тогда появилось известное сочинение Норберта Винера «Кибернетика: Или Контроль и Коммуникация у Животных и Машин» (далее – просто «Кибернетика»).

Однако фактически работы, посвященные рассмотрению сложных систем как природных саморегулирующихся автоматов, за авторством Джона фон Неймана, самого Винера и других исследователей, публиковались с 1943 года. 57

Кратко обозначим контекст появления кибернетики.

После окончания Второй мировой войны в глазах общественности механическая парадигма оказалась чрезвычайно скомпрометированной.

Всем стало ясно, что от представлений о государствах-машинах, людях-машинах и прочих спекуляций в духе «социальных механизмов» надо отказываться.

Такие взгляды практически всюду были признаны доктринами, мягко говоря, неточно описывающими реальность.

На научном поприще механическая парадигма была плавно вытеснена цифровой парадигмой ещё раньше: фактически к началу 1930х гг.

В физике, к тому же, состоялось рождение группы ещё более сложных концепций, главной из которых стала квантовая механика.

Таким образом, все три крупных научных парадигмы, созданных людьми, в определённый момент времени сосуществовали как равноправные мейнстримные доктрины. Это сформировало уникальную атмосферу интересных научных дискуссий, в которые мы сейчас вникать не станем.

Физики одновременно радовались новым концепциям и не очень понимали, как их применять. Достаточно упомянуть, что великий Эйнштейн, создав теорию относительности, сбросил с пьедестала научного мейнстрима одну парадигму (механическую); используя понятие «квант» для объяснения фотоэффекта, утвердил другую парадигму (цифровую); активно критикуя исходную версию квантовой теории, в частности, соорудив с коллегами-физиками т.н. «парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена», крайне подозрительно относился к третьей, новорождённой, парадигме (квантовой).

В биологии уже вовсю заправляли генетики. Славили Дарвина, Менделя.

Однако дискретные факторы наследственности, «гены», до поры до времени оставались гипотетическими объектами. Некоторые учёные, в связи с этим, даже склонялись в пользу более ранней теории биологической эволюции, ламаркизму.

После 1944 года все сомнения в правильности генной концепции исчезли: биологи Освальд Эвери, Колин Маклауд и Маклин Маккарти обнаружили молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Наконец, огромное значение для утверждения цифровой парадигмы имела практическая реализация математических идей Алана Тьюринга. Конструкторы взялись за сооружение первых цифровых компьютеров.

В 1941 году Конрад Цузе создал электромеханический вычислитель, а в конце 1945 года группа инженеров под руководством Джона Эккерта-мл. и Джона Моучли – уже в полном смысле электронное цифровое устройство, «ENIAC». 22

Дошла очередь и до живого мозга.

Отцами вычислительной модели следует считать математиков Джона фон Неймана и Норберта Винера.

Хотя без помощи специалистов (учёных-нейрофизиологов и даже просто врачей) не обошлось, основной вклад в модель «мозг-компьютер» принадлежит, конечно, им.

Об сложной коллаборации биологов и математиков свидетельствовал сам Винер.

В «Кибернетике» он рассказал о совещании, проходившем в начале 1944 года в знаменитом Принстонском Институте Перспективных Исследований, где «физиологи сделали совместное изложение задач кибернетики с их точки зрения, аналогичным образом конструкторы вычислительных машин изложили свои цели и методы». Среди «конструкторов вычислительных машин», т.е. математиков, Винер упоминал себя и Джона фон Неймана. 4

Джон фон Нейман – крупнейший учёный XX века.

Он оставил значительный след в физике: ему принадлежит строгая формулировка принципа неопределённости – базового тезиса квантовой теории.

Как активный участник Манхэттенского проекта, внёс существенный вклад в развитие атомной физики. Ставшей обширным полем научно-прикладной проработки идеи вычисляемой дискретности.

В дискуссии об основаниях математики фон Нейман принадлежал к лагерю «формалистов»: в ряде работ пытался обосновать точку зрения Гильберта о существовании абсолютных аксиом. Однако после фундаментальных результатов, полученных Гёделем и Тьюрингом, этот спор потерял смысл, и учёный быстро переключился на решение прикладных задач в теории алгоритмов.