Игорь Губерман - Чудеса и трагедии чёрного ящика

Машина научится мыслить, если (вернее – когда) в искусственную, примитивную пока модель мозга ученые сумеют ввести качества и особенности мозга, явно необходимые для мышления. Умение строить предварительные гипотезы с последующей поверкой их логикой и анализом; душевный подъем (странное состояние, вызываемое любовью и ненавистью, честолюбием и любопытством, завистью и упрямством, жизненными обстоятельствами, мудрыми или дурацкими возражениями, а порой даже просто отсутствием времени); умение и смелость оперировать «смутными» и нечетко оформленными идеями, обходиться далеко не полным знанием о предмете размышлений; остроумие (не как способность шутить, а более общий талант – видеть в явлениях неожиданную сторону, измышлять парадоксальные и маловероятные ходы). Набор препятствий, как видите, достаточно велик, чтобы проблема эта заняла еще не одно и не два поколения исследователей.

Действие, движение, поступок

Чем глубже он познавал, тем сложней оказывалось простое.

Не следует себя обманывать: мы являемся в такой же степени автоматами, в какой и мыслящими существами.

Oчень интересно, как идеи сегодняшней науки время от времени напоминают полузабытые старые теории, употребляя почти те же формулировки и объяснения. С давних пор существовало учение о целесообразности устройства и действия всего живого. Некто Всевидящий наперед знал, к чему приведет каждый поступок любого обитателя планеты – будь то человек, медуза, лошадь или дождевой червяк. У Всевидящего хватало времени, сил и терпения предусмотреть конечную цель всех поступков, движений и действий, и эта конечная цель становилась их причиной. Телеологией называлась наука о причинности и запланированности свыше всего происходящего на земле. Седобородым мудрецам оставалось лишь толковать мир как данность, почтительно гадая, что за цель предусмотрел творец в каждом конкретном случае.

И вдруг в середине нашего века была высказана идея: мозгу наперед известна цель любого действия, и эта еще не достигнутая, несуществующая цель служит причиной, толчком для начала действия, полностью определяя его характер и устремленность. Мозгу заранее известна цель.

Исследования Павлова привели его к вот такой (общепринятой в те годы) схеме взаимоотношений природы и живого существа: природа (окружающая среда) предъявляет какой-то раздражитель (холод, пищу, опасность), а существо отвечает на этот раздражитель действием, вытекающим из его накопленных или наследственных знаний о мире (бежит, набрасывается, исследует, прячется и т. д.). Мозг уподоблялся телефонному узлу: поступил сигнал, телефонистка соединила с соответствующим абонентом (соответствие – результат жизненного опыта), и абонент ответил (совершается действие). Связь четкая, многообразная и жестоко определенная. В ней нет места для объяснения сложных, незаученных, впервые производимых действий. Жизнь выглядела набором превосходно отлаженных ответов на воздействия и требования внутренней и внешней среды, а мозг – панелью управления с богатым комплектом кнопок. Жизненная ситуация через органы чувств, по нервным проводам нажимает одну из кнопок, и выдается заученное действие.

Но все существование – непрерывный поток произвольных, впервые совершаемых движений и действий, и лишь часть их может стать стандартным набором, образовать условные временные связи, «запомниться» мозгу. Такие действия, конечно, есть, и их множество.

Однако эти чисто заученные, привычные, стереотипные движения – лишь кирпичики бесконечного числа сложных произвольных действий, а в них-то и следует всмотреться.

На ковре два борца. Мгновенные перехваты, броски, обманные и действенные движения, стремительные перемены поз. Чем объяснить целесообразность, нужность каждого движения – их великое многообразие нельзя было до конца отработать на тренировках, а между тем любое из них имеет временную, сиюсекундную цель: захват, подножку, уход. Кто же подсказал эту цель? Ведь сознание явно не участвует в каждой мелочи схватки, оно просто не поспевает за ее темпом.

В полусумерках (да хоть и днем) вы пробираетесь к подъезду нового дома через горы строительного мусора, канавы для кабеля и водопровода, просто неизвестные ямы и прихотливый узор разбросанных газовых труб. Обычная картина двора дома, только что сданного в эксплуатацию (теперь полгода можно доделывать, не спеша). Если к этому прибавить еще недавно прошедший дождь, ваше путешествие станет веселой комедией (для жильцов соседнего дома). Прыжки, балетные пируэты, обходы препятствий по сложным кривым – сплошная ходьба в незнаемое. Каждый свой шаг вы не обдумываете – ручаюсь, что голова в это время занята другим. Каким же образом строится движение, каждый раз безошибочное и точное? А как знает мозг, какие мышцы надо срочно включить, чтобы удержать хозяина, поскользнувшегося на льду? Впервые балансирующего на канате? Осваивающего незнакомое сложное движение – в воде ли, на земле или в воздухе?

Исследователи назвали эту проблему двигательной задачей. В каждой отдельной задаче мозг приводит в действие именно те мышцы, которые нужны для ее решения. Как будто еще не достигнутое положение тела, несуществующее решение служит маяком того или иного выбора действий, ведущих к цели.

По ходу движения идет его поправка. Работает принцип, давно уже известный инженерам под названием обратной связи – ежесекундное, постоянное сообщение с места, к чему привело каждое действие. В данном случае сообщения поступают через глаза и сотни невидимых внутренних датчиков, точно сообщающих в центры движения и равновесия о силе натяжения мышц, суставах, углах сгиба костей, общем положении тела в пространстве. По полученным сообщениям мозг подправляет движение.

Сообразуясь с чем идет поправка? На что ориентируется мозг? На конечный результат? Но его пока нет!

Есть. Еще до того, как началось действие. Он-то и служит побудительной причиной, стимулом действия, а одновременно – картой, но которой мозг сверяет результаты, сценарием, который разыгрывают мышцы. Получается превосходный возврат к телеологам. На взгляд торопливый и поверхностный.

Только сначала – два эксперимента на животных, которым искусственно сорвали привычную механику движений.

Собаке наполовину рассекли спинной мозг – ни стоять, ни ходить она теперь не может. Нож исследователя перерезал пути сообщений между головным мозгом и мышцами. Прервана связь. Собака не ощущает задней половины своего тела, не в состоянии управлять задними лапами. Проходит время. Собака снова стоит и ходит, ее трудно отличить от здоровой. Восстановились нервные проводники, несущие приказы? Нет. Рассеченные концы разъединяет наросший барьер из соединительной ткани. Значит, нашлись окольные пути сообщения. Как мозг включил их в действие?

Еще один опыт. Мозг отдельно по мере надобности рассылает приказы мышцам – сгибателям и разгибателям. У собаки крест-накрест перешили нервы, ведущие к этим мышцам (на одной лапе). В первые часы после операции лапа эта совершенно беспомощна: когда мозг находит нужным для движения согнуть ее, она разгибается, и наоборот. Собака становится трехлапой. При первых попытках встать она раскачивается и падает. Проходит некоторое время – и лапа «переучилась», собака ничем не отличается от здоровой.

Переучивание происходило с помощью сигналов обратной связи. Они шли отовсюду – от глаз и аппарата равновесия, от самих мышц, совершающих повороты костей и ежемоментно сообщающих в центры движения о своем положении и готовности принять поправку. Мышцы не могли бы работать без непрерывного контроля. Воздействие этих эластичных жгутов на кости рук, ног, любой орган всецело зависит от того, в каком положении уже застала этот орган или кость начавшаяся работа мышцы. И на какой скорости движения.

Итак, непрерывный контроль и поправки на основе сообщений обратной связи. Но к какой цели ведет этот контроль? Отклонения от чего ликвидируются поправками? Что за карта (или программа, или схема), с которой мозг сличает застигнутое положение мышц, чтобы сообщить поправки? Это может быть только желаемый результат, то есть как раз конечная цель каждого движения.

И, ясно понимая, что преподаватели атеизма дрожащими от гнева пальцами уже листают телефонную книгу, я все-таки осмелюсь повторить еще раз: да, конечный результат каждого действия, даже занимающего кратчайший срок, безо всякого участия сознания предопределен, заранее известен мозгу, и по нему идет корректировка приказов мышцам. Желаемое, потребное будущее существует!