On Intelligence
Jeff Hawkins
with Sandra Blakeslee
Содержание
Пролог 3
1. Искусственный интеллект. 6
2. Нейронные сети 11
3. Человеческий Мозг 18
4. Память 29
5. Новая структура интеллекта 38
6. Как работает кортекс 47
6.1. Инвариантное представление 48
6.2. Интеграция чувств 51
6.3. Новая точка зрения на V1 53
6.4. Модель мира 55
6.5. Последовательности последовательностей 57
6.6. На что похожа область кортекса 61
6.7. Как работают области кортекса: детали 66
6.8. Вверх и вниз 71
6.9. Действительно ли обратные связи могут делать это? 72
6.10. Как обучается кортекс 73
6.11. Гиппокамп: вершина всего этого 75
6.12. Альтернативный путь по иерархии 77
6.13. Завершающие мысли 78
7. Сознание и творчество 79
7.1. Обладают ли животные интеллектом? 79
7.2. Чем отличается интеллект человека? 80
7.3. Что такое творчество? 81
7.4. Являются ли одни люди более творческими, чем другие? 83
7.5. Можем ли мы натренировать себя так, чтоб стать более творческими? 84
7.6. Может ли творчество завести меня в тупик? Могу ли я обмануть сам себя? 85
7.7. Что такое сознание? 85
7.8. Что такое воображение? 89
7.9. Что есть реальность? 89
8. Будущее интеллекта 91
8.1. Сможем ли мы построить интеллектуальные машины? 91
8.2. Должны ли мы строить интеллектуальные машины? 94
8.3. Зачем строить интеллектуальные машины? 96
Эпилог 104
Приложение: проверяемые предсказания 105
Библиография 110
Благодарности 114
Об авторах 115
Об Интеллекте
Пролог
Эта книга и моя жизнь наполнены двумя моими увлечениями.
В течение 25 лет я был увлечен мобильными компьютерами. В мире высоких технологий Силиконовой Долины я известен как зачинатель двух проектов - Palm Computing и Handspring, и как разработчик множества наладонных компьютеров и сотовых телефонов, таких как PalmPilot и Treo.
Но у меня есть и другое увлечение, которое предшествует моему увлечению компьютерами – и оно мне кажется более важным. Я увлечен изучением мозга. Я хочу понять, как работает мозг, не только с философской точки зрения, не только в общих чертах, а более детально. Мое желание – не только понять, что такое интеллект и как работает мозг, но и как построить машины, которые будут работать так же. Я хочу построить действительно интеллектуальную машину.
Вопрос об интеллекте – последний великий территориальный рубеж науки. Большинство важных научных вопросов затрагивают очень маленькие или очень большие масштабы, или события, происходившие миллиарды лет назад. Но мозг есть у всех. Вы – это ваш мозг. Если вы хотите понять, почему вы чувствуете, как вы осознаете мир, почему вы делаете ошибки, почему вы способны к творчеству, почему вас вдохновляет музыка и живопись, и вообще, что такое быть человеком – тогда вам нужно будет понять, что такое мозг. К тому же, успешная теория интеллекта и функций мозга будет иметь огромное общественное значение, и не только помогать лечить болезни, связанные с мозгом. Мы будем способны построить действительно интеллектуальные машины, хотя они совершенно не обязательно должны быть похожи на роботов и компьютеры из фантастических произведений. Наоборот, интеллектуальные машины будут базироваться на совершенно новых принципах о природе интеллекта. Как таковые, они помогут нам расширить наши знания о мире, помогут нам изучить вселенную, сделать мир лучше. А попутно будет создана огромная индустрия.
К счастью, мы живем в то время, когда проблема понимания интеллекта может быть решена. Наше поколение имеет доступ к горам информации о мозге, собранным за сотни лет, и скорость, с которой мы получаем новые данные, увеличивается. Только в США в области нейронаук работают тысячи ученых. У нас пока нет продуктивных теорий о том, что такое интеллект, или как работает мозг в целом. Большинство нейробиологов не задумывается о целостных теориях мозга, потому что они с головой ушли в эксперименты по сбору дополнительной информации о функционировании подсистем мозга. И хотя легионы программистов пытаются изготовить компьютерный интеллект, их попытки безуспешны. Я уверен, что их попытки останутся безуспешными до тех пор, пока они будут продолжать игнорировать разницу между компьютером и мозгом.
Чем же таким является интеллект, чего такого нет в компьютере, но есть в мозгу? Почему шестилетний ребенок может аккуратно перепрыгнуть с камня на камень через ручей, тогда как самые продвинутые роботы нашего времени – неуклюжие зомби? Почему трехлетний ребенок без проблем осваивает язык, тогда как компьютеры не могут, несмотря на полвека усилий лучших программистов? Почему вы можете отличить кошку от собаки за долю секунды, тогда как суперкомпьютер не может совсем? Это великие тайны, ожидающие ответов. У нас есть множество ключей к их разгадке; чего нам не хватает – это чуть более глубокого понимания.
Вы можете удивиться, почему разработчик компьютеров пишет книгу о мозге. Или с другой стороны, если я увлекаюсь изучением устройства мозга, почему я не сделал карьеру в нейронауке или в области ИИ? Ответ: я пытался несколько раз, но я отверг те способы изучения, которыми пользовались другие до меня. Я верю, что лучший способ решить проблему – использовать более детальную биологию мозга как ограничение и как путеводитель, но продолжая думать об интеллекте как о вычислительной проблеме – где-то между биологией и компьютерами. Многие биологи склонны отвергать или игнорировать идею рассуждать о функциях мозга в вычислительных терминах, а компьютерщики часто не верят, что им нужно знать что-то из биологии. К тому же, мир науки меньше приемлет риск, чем мир бизнеса. В технологическом бизнесе человек, преследующий новую идею с обоснованным подходом, может продвинуть свою карьеру, не смотря на то, что идея может не достигнуть успешного завершения. Многие предприниматели достигли успеха только после более ранних безуспешных попыток. Но в академических кругах несколько лет, потраченных на преследование бесплодной идеи, могут начисто разрушить вашу карьеру. Таким образом, я увлечен двумя идеями в моей жизни, веря, что успех в индустрии должен помочь мне достигнуть успеха в понимании работы мозга. Мне нужны финансы, чтоб заниматься той наукой, какой хочу, мне нужно изучать, как повлиять на мир, как продать новые идеи, до которых я дошел, работая в Силиконовой Долине.
В августе 2002 я основал исследовательский центр, Институт Нейронаук в Редвуде (RNI), занимающийся теорией мозга. В мире есть множество центров, занимающихся нейроисследованиями, но ни один из них не занимается поисками общего теоретического понимания работы неокортекса – части человеческого мозга, ответственной за интеллект. Именно это мы изучаем в RNI. По многим статьям RNI является начинающей компанией. Мы преследуем мечты, которые некоторым людям кажутся недостижимыми, но мы счастливы быть группой замечательных людей, усилия которых начинают приносить плоды.
* * *
Намерения данной книги амбициозны. Она описывает всеобъемлющую теорию того, как работает мозг. В ней описывается, что такое интеллект и как он возникает в вашем мозгу. Представляемая мной теория не является полностью новой. Многие из отдельных идей, которые вы прочтете, уже существовали ранее в той или иной форме, но не согласованно друг с другом. Будьте готовы к этому. Говорят, что новые идеи - это чаще всего старые идеи, переупакованные и переинтерпретированные. Это определенно применимо к предложенной здесь теории, но упаковка и интерпретация могут создать существенное различие между кучей деталей и удовлетворительной теорией. Я надеюсь, что это произведет на вас впечатление, так же как и на других людей. Обычно я слышу такую реакцию: «Это впечатляет, я не мог и подумать об интеллекте таким образом, но после того, как вы мне это описали, я вижу, как это все укладывается вместе». С такими знаниями большинство людей начинают видеть самих себя немного по-другому. Вы начинаете наблюдать ваше собственное поведение, говоря: «я понимаю, что только что произошло в моей голове». Надеюсь, что когда вы прочтете эту книгу, у вас будет новое понимание того, почему вы думаете, что вы думаете и почему вы ведете себя именно так, а не иначе. Я также надеюсь, что некоторые читатели будут настроены на то, чтоб направить свою карьеру на построение интеллектуальных машин, основанных на принципах, изложенных на этих страницах.
Я часто ссылаюсь на эту теорию и на мой подход к изучению интеллекта как на «естественный интеллект», чтоб отличить его от «искусственного интеллекта». Специалисты в области ИИ пытаются запрограммировать компьютеры, чтоб они действовали как люди, не ответив сначала на вопрос, что такое интеллект и что означает понимание. Они оставляют в стороне наиболее важную часть в построении интеллектуальных машин – интеллект! «Естественный интеллект» указывает, что прежде чем построить интеллектуальные машины, мы должны сначала понять, как думает мозг, без чего-либо искусственного. Только потом мы можем спрашивать, как же нам построить интеллектуальные машины.
Книга начинается с рассмотрения того, почему предыдущие попытки в понимании интеллекта и построении интеллектуальных машин были безуспешными. Затем я введу и разовью коренную идею теории, которую я называю модель «память-предсказание». В главе 6 я детально покажу, как физический мозг воплощает модель «память-предсказание» – другими словами, как в действительности работает мозг. Затем мы обсудим социальные и другие следствия теории, которые для многих читателей может оказаться раздражающим разделом. Книга заканчивается обсуждением интеллектуальных машин – как мы можем их построить и на что будет похоже будущее. Я надеюсь, вы найдете это завораживающим. Вот несколько вопросов, которые мы затронем попутно:
Могут ли компьютеры быть интеллектуальными?
Десятилетия ученые в области ИИ заявляли, что компьютеры станут интеллектуальными, когда они станут достаточно мощными. Я так не думаю, и я объясню, почему. Мозг и компьютер занимаются совершенно разными вещами.
Неужели предполагается, что нейронные сети приведут к интеллектуальным машинам?
Конечно мозг – это нейронная сеть, но без понимания того, что делает мозг, простые нейронные сети будут не более успешными в создании интеллектуальных машин, чем компьютерные программы.
Почему так сложно понять, как работает мозг?
Многие ученые говорят, что мозг слишком сложен, и разобраться в нем займет у нас много времени. Я не согласен. Сложность – это всего лишь симптом неразберихи, но не причина. Я утверждаю, что у нас немного интуитивные, но неправильные предположения, которые ведут нас не туда. Вера в то, что интеллект определяется интеллектуальным поведением – это большая ошибка.
Что же такое интеллект, если он не определяется поведением?
Мозг использует громадное количество памяти, чтоб создать модель мира. Все, что вы знаете и изучили, хранится в этой модели. Мозг использует эту модель, основанную на памяти, чтоб осуществлять непрерывное предсказание будущих событий. Способность делать предсказания о будущем – основная проблема интеллекта. Я достаточно глубоко опишу способность мозга к предсказанию; это коренная идея данной книги.
Как работает мозг?
Место интеллекта – в неокортексе. Хотя у интеллекта огромное число возможностей и колоссальная гибкость, неокортекс имеет на удивление регулярную структуру. Различные части неокортекса, ответственные ли за зрение, слух, осязание или языковые способности – все работают по одним и тем же принципам. Ключ к пониманию неокортекса – понять эти общие принципы и, в особенности, их иерархическую структуру. Мы изучим неокортекс с достаточной детализацией, чтоб показать, как его структура вмещает структуру мира. Эта дискуссия будет наиболее технической частью книги, но заинтересованные неспециалисты должны ее понять.
Каковы следствия этой теории?
Эта теория мозга может помочь в объяснении многих вещей, например, почему мы способны к творчеству, почему мы осознаем наши ощущения, почему у нас бывают предубеждения, как мы обучаемся, и почему «старая собака» не способна выучить «новые трюки». Я обсужу несколько таких пунктов. В конце концов эта теория даст нам понимание того, кто мы такие и почему мы делаем то, что делаем.
Можем ли мы построить интеллектуальные машины и что они будут делать?
Да, мы можем и мы сделаем это. Ясно, что в течение нескольких десятилетий возможности таких машин стремительно возрастут и займут интересные направления. Некоторые люди боятся, что машины могут быть опасными для человечества, но я утверждаю обратное. Роботы не обгонят нас. Намного легче будет построить машины, которые превысят наши возможности в физике, математике, чем построить что-то наподобие ходячих говорящих роботов из фантастических произведений. Я исследую те невероятные направления, в которых эти технологии скорее всего пойдут.
Моя цель – объяснить эту теорию интеллекта и работы мозга таким способом, чтоб любой смог понять. Хорошая теория должна быть легкой для осмысления, не затуманенной жаргоном или скомканными рассуждениями. Я начну с базовых вещей и буду добавлять детали по ходу. Что-то будет основано только на логических рассуждениях; что-то – затронет некоторые аспекты устройства мозга. Некоторые из предложенных мною деталей определенно неверны, что нередко бывает в области науки. Уйдет много лет на то, чтоб разработать полноценную теорию, но это не уменьшает ценность коренной идеи.
* * *
Когда много лет назад я начал интересоваться устройством мозга, я пошел в свою личную библиотеку в поисках хорошей книги, которая объяснила бы работу мозга. В юности я приучился доставать великолепные книги, объясняющие большинство интересующих меня вещей. Это были книги по теории относительности, про черные дыры, магию, книги по математике – все, что могло меня интересовать в данный момент. Однако, мои поиски удовлетворительной теории по работе мозга оказались безрезультатными. Я пришел к выводу, что ни у кого нет идей, как действительно работает мозг. Не было даже плохой или недоказанной теории; не было вообще никакой. Это было странно. Например, никто точно не знал, почему вымерли динозавры, но было изобилие теорий, о которых можно было прочитать. Но относительно работы мозга не было ничего похожего. Поначалу я не мог в это поверить. Меня донимало, что мы до сих пор не знаем, как работает этот важный орган. По мере изучения того, что уже было известно, я начал верить, что существует непосредственное объяснение. Мозг не был чем-то волшебным, и мне даже не казалось, что ответы могут быть сложными. Математик Пол Эрдос верил, что простейшие математические доказательства уже существуют в некой «божественной книге», и работа математика заключается в том, чтоб «прочитать эту книгу». Я был убежден, что объяснение интеллекта «где то там». Я готов был попробовать. Я хотел «прочесть книгу».
В течение 25 лет я видел образ той маленькой, простой «книги» о мозге. Это было похоже на приманку, которая манила меня все эти годы. Этот образ оформился в книгу, которую вы держите сейчас в своих руках. Мне никогда не нравилась сложность, ни в науке, ни в технике. Вы можете увидеть это в изделиях, спроектированных мной - часто отмечают простоту их использования. Все гениальное – просто. Таким образом, эта книга предлагает простую и непосредственную теорию интеллекта. Я надеюсь, она вам понравится.
|
