Vai tavas smadzenes ir dators?

Mēs prasījām ekspertiem labākos argumentus ilgstošajās debatēs par to, vai smadzenes un datori apstrādā informāciju vienādi.

Getty

autors

• Dens Folks arhīva lapa

2021. gada 25. augusts

Tā ir līdzība, kas aizsākās datoru ēras rītausmā: kopš atklājām, ka mašīnas var atrisināt problēmas, manipulējot ar simboliem, mēs esam domājuši, vai smadzenes varētu darboties līdzīgi. Piemēram, Alans Tjūrings jautāja, kas būtu vajadzīgs a mašīna domāt ; rakstot 1950. gadā, viņš prognozēja, ka līdz 2000. gadam varēs runāt par mašīnu domāšanu, negaidot, ka pretrunās. Ja mašīnas varēja domāt kā cilvēka smadzenes, bija tikai dabiski domāt, vai smadzenes varētu darboties kā mašīnas. Protams, neviens nesajauks jūsu smadzenēs esošo lipīgo materiālu ar klēpjdatora centrālo procesoru, taču tika ierosināts, ka, neņemot vērā virspusējas atšķirības, var būt būtiskas līdzības.

Šodien, visus šos gadus vēlāk, ekspertu viedokļi dalās. Lai gan visi piekrīt, ka mūsu bioloģiskās smadzenes veido mūsu apzināto prātu , viņi dalās jautājumā par to, kāda loma, ja tāda ir, ir informācijas apstrādei — šī ir izšķirošā līdzība, kas, domājams, ir kopīga smadzenēm un datoriem.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2021. gada septembra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Lai gan diskusijas var izklausīties nedaudz akadēmiskas, tām patiesībā ir reālas sekas: centieni izveidot mašīnas ar cilvēkam līdzīgs intelekts vismaz daļēji ir atkarīgs no izpratnes par to, kā mūsu smadzenes patiesībā darbojas un cik līdzīgas - vai nav - tās ir ar mašīnām. Ja varētu pierādīt, ka smadzenes darbojas tādā veidā, kas radikāli atšķiras no datora, tas liktu apšaubīt daudzas tradicionālās pieejas AI.

Jautājums var arī veidot mūsu izpratni par to, kas mēs esam. Kamēr smadzenes un to nodrošinātie prāti tiek uzskatīti par unikāliem, cilvēce var iedomāties sevi kā ļoti īpašu. Ja mūsu smadzenes uzskatītu par neko vairāk kā sarežģītu skaitļošanas iekārtu, tas varētu pārsprāgt šo burbuli.

Mēs lūdzām ekspertus pastāstīt, kāpēc viņi domājam, ka mums vajadzētu vai nevajadzētu domāt par smadzenēm kā par datoru.

PRET: smadzenes nevar būt dators, jo tās ir bioloģiskas.

Ikviens piekrīt, ka smadzenēs esošās lietas, kuras evolūcijas rezultātā ir izveidotas miljardu gadu laikā, ļoti atšķiras no tā, ko IBM un Google inženieri ievietojuši jūsu klēpjdatorā vai viedtālrunī. Iesācējiem smadzenes ir analogas. Smadzeņu miljardiem neironu uzvedas ļoti atšķirīgi no digitālajiem slēdžiem un loģiskajiem vārtiem digitālajā datorā. Mēs zinām kopš 20. gadsimta 20. gadiem, ka neironi ne tikai ieslēdzas un izslēdzas, saka biologs Metjū Kobs no Mančestras universitātes Apvienotajā Karalistē. Palielinoties stimulam, signāls palielinās, viņš saka. Tas, kā neirons uzvedas, kad tas tiek stimulēts, atšķiras no jebkura datora, ko mēs jebkad esam izveidojuši.

Bleiks Ričardss, neirozinātnieks un datorzinātnieks no Makgila universitātes Monreālā, piekrīt: smadzenes visu apstrādā paralēli, nepārtrauktā laikā, nevis diskrētos intervālos, viņš saka. Turpretim mūsdienu digitālajos datoros tiek izmantots ļoti specifisks dizains, kura pamatā ir oriģināls pēc Neimaņa arhitektūras . Tie darbojas galvenokārt, soli pa solim cauri instrukciju sarakstam, kas iekodēts atmiņas bankā, vienlaikus piekļūstot informācijai, kas glabāta diskrētos atmiņas slotos.

Nekam no tā nav līdzības ar to, kas notiek jūsu smadzenēs, saka Ričardss. (Un tomēr smadzenes mūs turpina pārsteigt: pēdējos gados daži neirozinātnieki ir to darījuši strīdējās ka pat atsevišķi neironi var veikt noteikta veida aprēķinus, kas ir salīdzināmi ar to, ko datorzinātnieki sauc par XOR vai ekskluzīvu vai funkciju.)

PAR: Protams, ka var! Faktiskā struktūra ir blakus.

Bet varbūt tas, ko dara smadzenes un datori, būtībā ir viens un tas pats, pat ja arhitektūra ir atšķirīga. Tas, ko, šķiet, dara smadzenes, ir diezgan trāpīgi raksturots kā informācijas apstrāde, saka Kalifornijas universitātes Ērvinas kognitīvā zinātniece Megana Pītersa. Smadzenes uztver tapas [īsus darbības uzliesmojumus, kas ilgst apmēram sekundes desmitdaļu] un skaņas viļņus un fotonus un pārvērš tos nervu aktivitātēs, un šī nervu darbība atspoguļo informāciju.

Ričardss, kurš piekrīt Kobam, ka smadzenes darbojas ļoti atšķirīgi no mūsdienu digitālajiem datoriem, tomēr uzskata, ka smadzenes ir , patiesībā, dators. Dators, saskaņā ar šī vārda lietojumu datorzinātnē, ir jebkura ierīce, kas spēj realizēt daudzas dažādas aprēķināmas funkcijas, saka Ričards. Pēc šīs definīcijas smadzenes nav vienkārši kā dators. Tas ir burtiski dators.

Maikls Graciano, Prinstonas universitātes neirozinātnieks, atkārto šo noskaņojumu. Ir plašāks jēdziens par to, kas ir dators, kā lieta, kas uztver informāciju un manipulē ar to un, pamatojoties uz to, izvēlas izvadi. Un 'dators' šajā vispārīgākā koncepcijā ir tas, kas ir smadzenes; tas ir tas, ko tas dara.

Bet Sinsinati universitātes kognitīvais zinātnieks un filozofs Entonijs Čemero iebilst. Šķiet, ka ir noticis tas, ka laika gaitā mēs esam vājinājuši “aprēķinu” ideju tā, ka tas vairs neko nenozīmē, viņš saka. Jā, jūsu smadzenes dara lietas un palīdz jums uzzināt lietas, taču tie vairs nav aprēķini.

PAR: Tradicionālie datori var nebūt līdzīgi smadzenēm, bet mākslīgie neironu tīkli ir tādi.

Ir iesaistīti visi mūsdienu lielākie sasniegumi mākslīgā intelekta jomā mākslīgie neironu tīkli , kas izmanto matemātiskās apstrādes slāņus, lai novērtētu viņiem ievadīto informāciju. Savienojumiem starp slāņiem tiek piešķirts svars (aptuveni skaitlis, kas atbilst katra savienojuma nozīmīgumam attiecībā pret pārējiem — padomājiet par to, kā profesors varētu iegūt galīgo atzīmi, pamatojoties uz viktorīnas rezultātu sēriju, bet piešķirt lielāku nozīmi pēdējā viktorīna). Šie svari tiek pielāgoti, jo tīkls tiek pakļauts arvien vairāk datu, līdz pēdējais slānis rada izvadi. Pēdējos gados neironu tīkli ir spējuši atpazīt sejas, tulkot valodas , un pat atdarināt cilvēka rakstīts teksts neparastā veidā.

Saistīts stāsts

AI pionieris Džefs Hintons: Padziļināta mācīšanās spēs paveikt visu Pirms trīsdesmit gadiem Hintona ticība neironu tīkliem bija pretrunīga. Tagad ir grūti atrast kādu, kas nepiekrīt, viņš saka.

Mākslīgais neironu tīkls būtībā ir tikai smadzeņu algoritma līmeņa modelis, saka Ričards. Tas ir veids, kā mēģināt modelēt smadzenes, neatsaucoties uz specifiskām bioloģiskām detaļām par to, kā smadzenes darbojas. Ričardss norāda, ka tas bija tādu neironu tīklu pionieru kā Frenka Rozenblata, Deivida Rumelhārta un Džefrijs Hintons : Viņus īpaši interesēja mēģinājums izprast algoritmus, ko smadzenes izmanto, lai īstenotu funkcijas, kuras smadzenes veiksmīgi aprēķina.

Zinātnieki nesen ir izstrādājuši neironu tīklus, kuru darbība ir tāda teikts, ka tie vairāk atgādina cilvēka smadzenes . Viena no šādām pieejām, paredzamā kodēšana, balstās uz pieņēmumu, ka smadzenes nepārtraukti mēģina paredzēt, kādus maņu ievades datus tās saņems tālāk; ideja ir tāda, ka šādā veidā sekojot līdzi ārpasaulei, tiek palielinātas tās izdzīvošanas iespējas — kaut kam dabiskā atlase būtu devusi priekšroku. Tā ir ideja, kas sasaucas ar Graciano. Viņš saka, ka smadzeņu mērķis ir kustība — spēja fiziski mijiedarboties ar ārējo pasauli. Tas ir tas, ko smadzenes dara; tā ir sirds, kāpēc jums ir smadzenes. Tas ir, lai izteiktu prognozes.

PRET: Pat ja smadzenes darbojas kā neironu tīkli, tās joprojām nav informācijas apstrādātāji.

Ne visi domā, ka neironu tīkli atbalsta priekšstatu, ka mūsu smadzenes ir kā datori. Viena problēma ir tā, ka tās ir neizdibināms : kad neironu tīkls atrisina problēmu, tas var nebūt skaidrs kā tas atrisināja problēmu, padarot grūtāku strīdu par to, ka tā metode jebkādā veidā bija smadzenēm līdzīga. Mākslīgie neironu tīkli, pie kuriem pašlaik strādā tādi cilvēki kā Hintons, ir tik sarežģīti, ka pat tad, ja mēģināt tos analizēt, lai noskaidrotu, kurās daļās par ko tika glabāta informācija un kas tiek uzskatīta par manipulāciju ar šo informāciju, jūs to nedarīsit. spēs to izvilkt, saka Chemero. Jo sarežģītāki tie kļūst, jo grūtāk tie kļūst.

Bet smadzenes kā dators analoģijas aizstāvji saka, ka tam nav nozīmes. Jūs nevarat norādīt uz viens smiltis 0 s, saka Graciano. Tas ir izplatīts savienojamības veidā, kas tika apgūts starp visiem šiem mākslīgajiem neironiem, tāpēc ir grūti “parunāt” par to, kas tieši ir informācija, kur tā tiek glabāta un kā tā ir kodēta, taču jūs zināt, ka tā ir.

PAR: smadzenēm ir jābūt dators; alternatīva ir maģija.

Ja esat apņēmies ievērot domu, ka fiziskās smadzenes rada prātu, tad aprēķins ir vienīgais dzīvotspējīgais ceļš, saka Ričards. Viņš saka, ka aprēķins nozīmē tikai fiziku. Vienīgā cita iespēja ir tāda, ka jūs piedāvājat kādu maģisku 'dvēseli' vai 'garu' vai kaut ko tamlīdzīgu... Ir tikai divas iespējas: vai nu jūs izmantojat algoritmu, vai jūs izmantojat maģiju.

PRET: Smadzenes kā datora metafora nevar izskaidrot, kā mēs iegūstam nozīmi.

Neatkarīgi no tā, cik sarežģīts ir neironu tīkls, informācija, kas plūst caur to, patiesībā tā nav nozīmē jebko, saka Romēns Brete, Parīzes Vīzijas institūta teorētiskais neirozinātnieks. Piemēram, sejas atpazīšanas programma var noteikt, ka konkrēta seja ir mana vai jūsu, taču galu galā tā tikai izseko korelācijas starp divām skaitļu kopām. Viņš saka, ka jums joprojām ir vajadzīgs kāds, kas to izprot, domā, uztver.

Kas gan nenozīmē, ka smadzenes nav apstrādāt informāciju — iespējams, tā arī dara. Aprēķins, iespējams, ir ļoti svarīgs prāta, inteliģences un apziņas skaidrošanā, saka Lisa Miracchi, filozofe no Pensilvānijas universitātes. Tomēr viņa uzsver, ka tas, ko dara smadzenes un prāts, ne vienmēr ir viens un tas pats. Un pat tad, ja smadzenes ir līdzīgas datoram, prāts var nebūt: garīgie procesi nav skaitļošanas procesi, jo tiem ir būtiska nozīme, turpretim skaitļošanas procesi nav.

Tātad, kur tas mūs atstāj? Jautājums par to, vai smadzenes ir vai nav kā dators, šķiet, daļēji ir atkarīgs no tā, ko mēs saprotam ar datoru. Bet pat tad, ja eksperti varētu vienoties par definīciju, šķiet, ka jautājums, visticamāk, netiks atrisināts tuvākajā laikā, iespējams, tāpēc, ka tas ir tik cieši saistīts ar sarežģītām filozofiskām problēmām, piemēram, tā saukto prāta-ķermeņa problēmu un apziņas mīklu. Mēs strīdamies par to, vai smadzenes ir kā dators, jo vēlamies zināt, kā radās prāti; mēs vēlamies saprast, kas ļauj dažiem matērijas sakārtojumiem, bet ne citiem, ne tikai pastāvēt, bet arī piedzīvot.

Dens Folks ir zinātnes žurnālists, kas strādā Toronto. Viņa grāmatās ietilpst Šekspīra zinātne un Laika meklējumos.