Читать книгу - "Рождение разума: Как интеллект зарождается в людях и нейросетях - Джей Макклелланд"

Декарт предположил, что отстранение человека от раздражителя можно объяснить механистически, не прибегая к идее управляющего центра. Его объяснение включало движение жидкости по крошечным трубочкам, отчасти напоминающим нервные волокна. Он считал, что таким образом можно объяснить все поведение животных и отчасти поведение человека. Иллюстрация из трактата Декарта «Человек» (L’Homme)

Однако смелость Декарта имела границы. В своих трудах он не допускал мысли, что человеческое мышление тоже может быть механистическим процессом. Вместо этого он постулировал существование бестелесного духа, который взаимодействует с телом, но существует отдельно от него. По Декарту, именно эта духовная субстанция, или душа, наделяла людей разумом, способным к мышлению, – использованию языка, следованию законам логики и занятиям математикой.

Мало кто из современных ученых полностью поддерживает дуалистическое учение Декарта. Однако его ключевая идея – что высшие функции разума качественно и принципиально отличаются от более простых механистических процессов, которые роднят нас с животными, – сохраняется в разных формах. Многие авторитетные психологи, прежде всего Даниэль Канеман, утверждают, что существует две отдельные системы мышления: одна управляет автоматическими, рефлекторными действиями, другая – медленным, осознанным мышлением. Многие видные лингвисты, прежде всего Ноам Хомский, убеждены, что человеческий разум от рождения настроен на освоение и использование языка. По их мнению, именно уникальный языковой модуль человека, управляемый особым набором правил и качественно отличающийся от других когнитивных процессов, делает возможным язык и служит главным отличием людей от животных. Значительная часть когнитивистов, работающих с вычислительными моделями, по-прежнему считают, что наша способность к логическому и математическому мышлению опирается на особую символическую систему, отличную от нейронных систем, которые управляют нашими базовыми реакциями на сенсорные стимулы.

Многие другие ученые – и мы относим себя к их числу – выбирают иной подход. Они исходят из того, что все наши мысли, переживания и действия возникают как эмерджентный результат нейронной активности мозга. Взаимодействие нейронов, которое происходит по общим базовым принципам, порождает не только простые рефлекторные движения, описанные Декартом, но и наши сложнейшие когнитивные процессы, связанные с языком и математикой. Взаимодействие нейронов – вот двигатель разума.

На первый взгляд это утверждение вызывает недоумение. Как может система, целиком построенная на нейронах, – каждый из которых сам по себе не способен на мышление, – порождать весь спектр человеческого познания? Неожиданно удачную метафору для понимания нашего интеллекта дает поведение муравьев.

Интеллект муравьев

Если вам доведется увидеть муравьиную тропу от гнезда к источнику пищи и обратно, проведите эксперимент: поставьте на их пути препятствие так, чтобы вокруг него были короткий и длинный обходные пути. Например, муравьи, подойдя к препятствию, могут повернуть направо и пойти коротким путем или повернуть налево и пойти длинным. Понаблюдайте за их поведением. А если муравьев под рукой нет, просто попробуйте предсказать, как они поступят.

Развернутся ли муравьи, идущие от гнезда, и пойдут обратно? Или разделятся на два примерно равных потока – половина длинным путем, половина коротким (рисунок 2.2, третий ряд)? Или каким-то образом сообща выберут короткий обход?

Оказывается, муравьиные колонии превосходно находят оптимальный маршрут. Буквально за несколько минут почти все муравьи начинают обходить препятствие коротким путем (рисунок 2.2, нижний ряд). Словно знание о кратчайшем пути мгновенно становится достоянием всей колонии.

Как такое возможно? Откуда берется интеллект муравьиной колонии?

Когда мы задаем людям этот вопрос, первым делом они начинают очеловечивать муравьев. Может, возвращающиеся муравьи как-то сообщают встречным, чтобы те поворачивали направо, а не налево? Но для этого муравьям нужно было бы оперировать довольно абстрактными понятиями длинного и короткого расстояния и уметь осмысленно передавать эти понятия сородичам. Нет никаких свидетельств, что муравьи обладают такими способностями. Может, более разумная королева-матка как-то направляет колонию по лучшему маршруту? Но матка обычно остается в гнезде, да и будь она рядом, у нее нет интеллекта, позволяющего осмыслять расстояния.

Рисунок 2.2. Муравьи словно «знают», где более короткий путь обхода препятствия

О муравьях известны два общих факта. Во-первых, передвигаясь от гнезда к источнику пищи и обратно, они оставляют следы химических веществ – феромонов. Во-вторых, муравьи склонны идти по феромонным следам, проложенным сородичами. Для объяснения выбора маршрута достаточно предположить, что муравей пойдет по пути с наибольшей концентрацией феромонов.

Вот как можно объяснить коллективную способность муравьев выбирать короткий обход препятствия, опираясь на эти два факта. Представим мир, в котором живут всего два муравья, путешествующих от гнезда к источнику пищи (рисунок 2.3). По дороге они натыкаются на препятствие (1). Первый муравей по имени Лев обходит препятствие слева, а второй, Прав, – справа. Оба оставляют за собой феромонный след. Как видно на рисунке, препятствие устроено так, что путь Права оказывается короче пути Лева.

Идя коротким путем, Прав добирается до пищи первым (2). Он хватает кусочек и должен нести его в гнездо. Но какой дорогой возвращаться? Феромонами помечен только один путь – тот, которым Прав сюда пришел. Поэтому Прав идет назад по собственным следам.

Между тем Лев, выбравший длинный обходной путь, наконец добирается до пищи (3). Он тоже хватает кусочек и должен возвращаться. Но каким путем? Теперь у него два варианта: короткая дорога, которой Прав прошел дважды (туда и обратно), или длинная, которой только что пришел сам Лев. На коротком пути больше феромонов, ведь Прав прошел по нему дважды. Поэтому на обратном пути Лев выберет короткую дорогу (4).

Рисунок 2.3. Когда один муравей (Прав) находит пищу и возвращается своим путем, второй муравей (Лев) следует за ним. Оба муравья просто идут по самому сильному феромонному следу домой

Механизм, работающий для Лева и Права, действует и для всей колонии. Последующие муравьи, выбирая дорогу к пище и обратно, обнаружат более высокую концентрацию феромонов на коротком пути. Следовательно, они тоже предпочтут его.

Мы описали модель – упрощенное представление реальности, которое показывает последствия двух базовых принципов: откладывания феромонов и следования по феромонным следам. Модель демонстрирует, что способность колонии находить кратчайший обход препятствий может быть эмерджентным следствием этих двух простых форм поведения, определяющих поведение всей популяции. При этом ни одному отдельному муравью не нужно взвешивать альтернативы и сознательно выбирать оптимальный маршрут.

Мы точно так же рассматриваем разум как эмерджентный результат активности нейронов в мозге. Мыслительные способности нашего разума вовсе не обязаны зависеть от мыслительных способностей отдельных изолированных нейронов.

Мы предлагаем вам рассмотреть возможность того, что некоторые способности муравьиной колонии служат удачной метафорой мыслительных способностей разума. Как внешне целенаправленное поведение муравьиной колонии возникает из действий муравьев, которые на индивидуальном уровне не преследуют никакой конкретной цели, так и