Гленн Мерфи - Какой громкой бывает отрыжка?

— Не может такого быть. Компьютеры думают намного быстрее, чем мы, разве не так?

На самом деле нет. И если хотите знать, компьютеры вообще не думают.

— Но разве компьютеры — это не то же самое, что электронные мозги? А мозги — это не что-то вроде компьютеров из мяса?

В каком-то смысле, да. Но в остальных — с какой стороны ни посмотри — мозг и компьютер очень сильно отличаются друг от друга.

— И чем же?

Прежде всего они очень сильно различаются по составу и структуре, и от их устройства зависит то, как каждый из них работает и что они реально могут или не могут делать.

— Но тогда расскажите, как устроен компьютер.

Это довольно долгая история, но если вы пообещаете запастись терпением, я попробую. Итак…

Когда мы смотрим на компьютер, то видим экран, клавиатуру и мышку. Но это всего лишь устройства ввода/вывода. Внутри все компьютеры состоят из электронных схем (или цепей). Они скомпонованы и соединены в сложные разветвляющиеся структуры и содержат тысячи маленьких электронных ворот или переключателей. Изменение конфигурации открытых и закрытых ворот (включенных и выключенных переключателей) позволяет компьютеру обрабатывать и хранить информацию, используя простой логический код. Самые ранние компьютеры были механическими и могли оперировать только цифрами, работая как хорошие калькуляторы. Позднее у компьютеров появились электронные переключатели, которые управлялись электронными лампами, что привело к появлению компьютеров размером с комнату, способных производить более сложные вычисления. Но они не могли заниматься решением больше чем одной задачи одновременно, и даже для этого требовалось очень много времени (и невероятное количество энергии).

Еще позже лампы заменили электронными переключателями другого типа, которые назывались транзисторами. Эти компьютеры намного меньше и надежнее, работали быстрее и позволяли обрабатывать информацию разного типа, решать больше одной задачи сразу и составлять программы для выполнения широкого спектра функций. Вскоре сотни таких транзисторных переключателей стали размещать на маленьких, плоских печатных платах. Затем инженеры нашли способ втиснуть тысячи таких переключателей в один крошечный кремниевый микрочип. (К тому времени компьютеры стали достаточно маленькими, чтобы их можно было размещать на столах, и достаточно дешевыми, чтобы их мог приобрести почти каждый желающий).

И наконец, инженеры-компьютерщики научились умещать все необходимые компьютеру схемы в одном-единственном чипе, который назвали микропроцессором. Вот он и является основой всех современных настольных компьютеров и ноутбуков (не говоря уже о мобильных телефонах и других оснащенных компьютерами устройствах).

— Да. История получилась действительно долгая.

Я предупреждал.

— Ну и чем же эта штуковина отличается от мозга?

Так же как компьютер, мозг состоит из цепей, скомпонованных в разветвляющиеся структуры, и обрабатывает информацию, используя логику. Но вместо транзисторов у мозга есть нервные клетки, или нейроны. Нейроны не просто проводят и включают электрические токи, как это делают металлические провода и схемы. Вместо этого они передают сигналы с помощью сверхскоростного движения заряженных молекул (в основном натрия и калия) и специальных химических передатчиков, которые называются нейротрансмиттерами. Сигнал проходит, подобно волне, от одного конца длинного и тонкого нейрона до другого, словно по шипящему бикфордовому шнуру.

Дошедший до конца нейрона сигнал запускает там механизм высвобождения нейротрансмиттеров, которые могут заставить или не заставить следующий нейрон послать свой собственный сигнал. Кроме того, место соединения (или синапс) двух нейронов можно настроить так, чтобы сигнал проходил через него с большей или меньшей легкостью. Это значит, что нейрон может сделать больше, чем простой электронный переключатель, поскольку кроме состояний «открыто» и «закрыто» он может находиться в нескольких промежуточных состояниях (что-то вроде «наполовину открыто» или «частично прикрыто»). Вот поэтому — и еще потому, что из нейронных «цепей» можно создать намного более сложные разветвляющиеся структуры, чем из электронных, — мозг способен обрабатывать гораздо больше информации, чем компьютер, и делать это гораздо быстрее.

— А вот и нет, ничего подобного. Мой компьютер производит вычисления намного быстрее, чем я. К тому же он способен хранить в памяти тысячи картинок и слов, и никогда ничего не забывает. Мне не по силам запомнить даже малую часть этой информации, и, кроме того, я постоянно все забываю.

Это правда, что компьютеры намного быстрее мозга оперируют голыми цифрами. И принцип их устройства позволяет им доставать из памяти слова и изображения намного легче, чем нам. Хотите верьте, хотите нет, но наш мозг способен обрабатывать больше информации, чем даже самый мощный компьютер, и делает это каждый день. Например, как ведет себя ваш компьютер, когда вы пробуете открыть картинку с очень высоким разрешением или загрузить целый фильм? Он открывает ее мгновенно, или ему требуется на это какое-то время?

— Обычно он ужасно тормозит.

Правильно. И пока он пытается это сделать, другие программы — вроде окон интернет-браузера — тоже замедляют работу. Причина в том, что для работы с детальными изображениями и видеофильмами требуется очень много памяти и вычислительной мощности. Но ресурсы памяти и производительности компьютера ограничены, и поэтому, чтобы выполнить все поставленные задачи, ему приходится делить их между обработкой изображений и другими программами. Такое разделение приводит к увеличению времени выполнения каждой конкретной задачи.

Что касается нашего мозга, то он умудряется обрабатывать и хранить видеоизображения, поступающие от глаз непрерывно, каждую секунду, в течение всего дня, семь дней в неделю. Мы не запоминаем всех деталей увиденного, потому что мозг просеивает полученные данные, оставляя только самое важное. Тем не менее изображения обрабатываются все до единого. Мы просто не замечаем, что в то самое время, когда о чем-то думаем или занимаемся другими вещами (например, катаемся на велосипеде или разговариваем), этот процесс идет полным ходом. Но если нам это дается легко и естественно, то компьютеру такое количество графических данных обрабатывать не по силам. Собственно говоря, максимальная скорость обработки (или пропускная способность) мозга не просто немного больше, чем у компьютера. Она больше, чем у всех компьютеров в мире вместе взятых. Так-то вот, мистер ПК.