WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 52 |

Главный способ, которым мозг помогаетмашинам выживания достигнуть успеха, это регуляция и координация мышечныхсокращений. Для этого необходимы провода, идущие к мышцам; провода этиназываются двигательными (моторными) нервами. Но регуляция и координациямышечных сокращений может надежно обеспечить сохранность генов лишь в томслучае, если ритм этих сокращений каким-то образом соотносится с ритмомсобытий, происходящих во внешнем мире. Важно, чтобы челюстные мышцы сокращалисьтолько тогда, когда между челюстями находится что-то, что стоило бы откусить, амышцы ноги сокращались так, как это необходимо для бега, когда надо бежать закем-то или от кого-то. Поэтому естественный отбор благоприятствовал сохранениюживотных, приобретших органы чувств — приспособления, позволяющиетранслировать образы происходящих во внешнем мире физических событий вимпульсный код нейронов. Головной мозг соединен с органами чувств — глазами, ушами, вкусовымилуковицами и т.п. —проводами, называемыми чувствительными (сенсорными) нервами. Деятельностьсенсорных систем особенно непостижима, потому что они достигают гораздобольшего искусства в распознавании образов, чем самые лучшие и дорогостоящиемашины, созданные человеком; если бы этого не было, то все машинистки осталисьбы без работы; их место заняли бы машины, распознающие устную речь, или машины,способные считывать рукописный текст. Но машинистки будут нужны еще в течениемногих десятков лет.

Возможно, когда-то давно органы чувств былисвязаны с мышцами более или менее напрямую; в сущности ныне живущие актиниинедалеко ушли от такой организации нервно-мышечной системы, поскольку для ихобраза жизни она достаточно эффективна. Но для обеспечения более сложных инепрямых связей между координацией во времени мышечных сокращении в зависимостиот событий, происходящих во внешнем мире, необходим в качестве посредника мозгтого или иного рода. Заметным продвижением вперед было «изобретение» в процессеэволюции памяти. Благодаря памяти на координацию мышечных сокращений могутоказывать влияние не только недавние события, но и события весьма далекогопрошлого. Память, или накопитель, составляет существенную часть цифровойвычислительной машины. Память компьютера более надежна, чем память человека, ноона обладает меньшей емкостью и значительно менее изобретательна в отношенииспособов поиска информации.

Одно из самых удивительных свойствповедения машины выживания — это ее явная целенаправленность. Я здесь имею в виду не толькото, что она, по-видимому, точно рассчитана на обеспечение выживания геновживотного, хотя, разумеется, на это она рассчитана. Я имею в виду более близкуюаналогию с целенаправленным поведением человека. Когда мы наблюдаем заживотным, занятым «поиском» пищи, брачного партнера или потерявшегося детеныша,мы невольно приписываем ему некие субъективные ощущения, которые испытываем мысами при подобного рода поисках. Это может быть «желание» получить какой-топредмет, его «мысленный образ», «цель» или «намерение». Каждый из нас знает наосновании результатов самоанализа, что по крайней мере у одной современноймашины выживания эта целенаправленность привела в процессе эволюции квозникновению «самосознания». Я недостаточно силен в философии, чтобы обсуждатьсмысл всего этого, но к счастью это не имеет значения для наших целей,поскольку можно говорить о машинах, которые ведут себя так, как если бы имидвигала какая-то цель, оставляя открытым вопрос о том, действительно ли онинаделены сознанием. Эти машины в своей основе очень просты, а принципыбессознательного целенаправленного поведения относятся к числу тривиальныхинженерных решений. Классическим примером служит регулятор Уатта, илицентробежный регулятор паровой машины.

Лежащий в основе всего этого принцип носитназвание отрицательной обратной связи. Обычно это происходит следующим образом.«Целеустремленная машина», т.е. машина или предмет, ведущая себя так, как еслибы она стремилась к некой осознанной цели, снабжена тем или иным измерительнымустройством, которое регистрирует несоответствие между текущим и «желаемым»состояниями. Оно устроено таким образом, что чем больше несоответствие, темсильнее воздействие на машину. В результате машина автоматически стремитсяуменьшить несоответствие — вот почему этот принцип называют отрицательной обратной связью— и по достижении«желаемого» состояния обеспечивается равновесный режим работы. Регулятор Уаттасостоит из двух шариков, которые вращаются паровой машиной. Шарики расположенына концах качающихся рычагов. Чем быстрее вращаются шарики, тем дальшерасходятся рычаги, стремясь занять горизонтальное положение под действиемцентробежной силы, которой противодействует гравитация. Рычаги связаны склапаном подачи пара таким образом, что подача пара уменьшается, когда рычагиприближаются к горизонтальному положению. Так, если машина работает слишкомбыстро, то подача пара уменьшается и ее ход замедляется. Если же ходзамедляется слишком сильно, то подача пара клапаном автоматически увеличиваетсяи скорость вновь повышается. В таких «целеустремленных» машинах часто возникаютколебания, обусловленные перерегулированием или задержками во времени, и делочести инженеров ввести в них дополнительные устройства, уменьшающие этиколебания.

«Желаемое» состояние регулятора Уатта— определеннаяскорость крашения. Совершенно очевидно, что регулятор не стремится к этомусознательно. «Цель» машины определяется просто как то состояние, к которому онаприближается. В современных целевых ЭВМ используются результаты, полученные впроцессе дальнейшего развития таких основных принципов, как отрицательнаяобратная связь, с тем чтобы создать гораздо более сложное поведение,приближающееся к поведению живых систем. Например, управляемые ракеты как быактивно ищут свою цель, и когда она оказывается в пределах досягаемости, как быпреследуют ее, реагируя на все повороты и изменения направления, которые онапредпринимает, чтобы избежать встречи с ракетой, а иногда даже «предсказывая»или «предвидя» их. В детали того, как это достигается, мы вдаваться не будем. Вэтом участвует несколько различных типов отрицательной обратной связи и другиепринципы, хорошо знакомых инженерам и, как теперь стало известно, широкоиспользуемые живыми организмами. Нет необходимости постулировать у ракетынетто, хотя бы отдаленно приближающееся к сознанию, несмотря на то, чтообывателю, наблюдающему за ее осмотрительным и целенаправленным поведением,трудно, бывает поверить, что в ней не человек, непосредственно управляющий ееполетом.

Широко распространено неверноепредставление о том, что если такая машина, как управляемая ракета, быласпроектирована и построена человеком, то все ее действия должны непосредственноконтролироваться человеком. Другой вариант этой ошибки — утверждение, что «компьютеры насамом деле не играют в шахматы, потому что они могут делать только то, что имприказывает оператор». Нам важно понять, почему такие утверждения ошибочны, таккак они оказывают влияние на наши представления о том, в «каком смысле можноговорить о контроле» над поведением со стороны генов. Игра компьютера в шахматыслужит хорошим примером, так что я вкратце остановлюсь на нем.

Компьютеры пока еще не играют в шахматы такхорошо, как гроссмейстеры, но они уже достигли уровня хороших любителей. Строгоговоря, этого уровня достигли программы, потому что шахматной программе все равно, на каком конкретномкомпьютере она будет демонстрировать свои способности. В чем же заключаетсяроль составителя программы Прежде всего он ни в коем случае не манипулируеткомпьютером шаг за шагом, как кукольник, дергающий за веревочки. Это было быпросто жульничеством. Он пишет программу, закладывая ее в компьютер, после чегокомпьютер действует самостоятельно: человек больше не вмешивается, если несчитать того, что противник вводит в машину свои ходы. Но, быть может,составитель программы предвидит все комбинации, которые возникают на шахматнойдоске, и снабжает компьютер длинным списком нужных ходов для каждого возможногослучая Безусловно, нет, потому что число возможных комбинаций в шахматной игреневероятно велико и такой список пришлось бы составлять до конца света. По тойже причине компьютер нельзя запрограммировать таким образом, чтобы он могперебирать «в своей голове» все возможные ходы и все последствия, к которым онимогут привести, до тех пор, пока не найдет стратегию, ведущую к выигрышу. Числовозможных шахматных партий больше, чем число атомов в нашей Галактике.Ограничим этим свои замечания о невозможности разрешить такую проблему, каксоставление компьютерных программ для игры в шахматы, тривиальными способами.Это действительно чрезвычайно трудная проблема и едва ли следует удивлятьсятому, что лучшие программы все еще не достигли гроссмейстерскогоуровня.

В сущности роль программиста сходна с рольюотца, обучающего своего сына шахматной игре. Он показывает компьютеру основныеходы, причем не с каждой отдельной возможной позиции, а в виде более лаконичныхправил. Он не говорит на простом общепонятном языке «слоны ходят подиагоналям», но прибегает к их математическому эквиваленту, например (хотя инесколько короче): «Новые координаты слона выводятся из его прежних координатприбавлением одной и той же константы, хотя не обязательно с одинаковым знаком,к прежней координате х и прежней координате у». Затем он может внести впрограмму какой-нибудь совет, сформулированный на том же математическом илилогическом языке, но сводящийся, если его выразить общедоступным языком, ктаким подсказкам, как «не оставляйте короля открытым», или к таким полезнымхитростям, как «сделать вилку» конем. Все эти подробности очень любопытны, ноони увели бы нас слишком далеко в сторону. Суть же состоит в следующем: вовремя игры компьютер полностью предоставлен самому себе; все, что может сделатьпрограммист, это как можно лучше заранее обеспечить компьютер, снабдив его всоответствующих пропорциях перечнями специальных сведений и указаниямиотносительно стратегий и методов.

Гены также регулируют поведение своих машинвыживания не непосредственно, дергая пальцами за веревочки подобно кукольнику,а косвенно, подобно составителю программы для компьютера. Все, что они могутсделать, это заранее снабдить свои машины необходимыми инструкциями; затеммашины действуют самостоятельно, а гены пассивно сидят внутри них. Почему онитак пассивны Почему они не берут в свои руки вожжи и не руководят процессомшаг за шагом Дело в том, что это невозможно вследствие проблем, порождаемыхотставанием во времени. Лучше всего это объяснить, прибегнув еще к однойаналогии, заимствованной из научной фантастики. «Андромеда» Фреда Хойла и ДжонаЭллиота (Fred Hoyle, John Elliot) — увлекательная книга и, подобно всем хорошим научно-фантастическимпроизведениям, затрагивает несколько интересных научных проблем. Как это нистранно, о самой важной из них в ней явно не говорится. Читателюпредоставляется возможность обратиться к собственному воображению. Я думаю,авторы не станут возражать, если я сформулирую здесь эту проблему.

В созвездии Андромеды, на расстоянии 200световых лет от Земли, существует некая цивилизация. Ее представители хотели быраспространить свою культуру в далекие миры. Как это лучше сделатьНепосредственное посещение других миров исключается. Скорость света налагаеттеоретический верхний предел скорости, с которой можно перемещаться из одногоместа во Вселенной в другое, а на практике предельная скорость перемещениягораздо ниже. Кроме того, возможно, что существует не так уж много миров,которые стоило бы посетить, да и как узнать, в каком направлении следуетлететь Лучшим средством связи с остальным миром является радио, поскольку,если вы располагаете достаточным количеством энергии, чтобы посылать сигналы вовсех направлениях, а не излучать их в одном определенном направлении, то можносвязаться с очень многими мирами (их число возрастает пропорционально квадратурасстояния, на которое распространяется сигнал). Радиоволны распространяются соскоростью света, а это означает, что сигнал, посланный с Андромеды, достигнетЗемли через 200 лет. Беда в том, что при таких расстояниях невозможно вестиразговор. Даже если не принимать во внимание то обстоятельство, что люди,передающие каждое последующее сообщение, будут отделены от авторов предыдущегодвенадцатью поколениями, переговоры на такие расстояния представляются простопустой тратой времени.

Эта проблема скоро реально встанет переднами: радиоволны доходят с Земли до Марса примерно за 4 минуты. Не вызываетсомнений, что космонавтам придется отказаться от привычки обмениватьсякороткими предложениями и переходить на длинные монологи, больше похожие написьма, чем на разговоры. Другой пример, приводимый Роджером Пейном (RogerРауnе), касается своеобразных свойств акустики моря, вследствие которыхчрезвычайно громкая «песня» некоторых китов теоретически могла бы быть слышнапо всему земному шару при условии, что киты будут плыть на определеннойглубине. Мы не знаем, действительно ли они общаются между собой, находясь набольших расстояниях друг от друга, но если они это делают, то перед ними должнывставать те же затруднения, что у астронавта на Марсе. На то, чтобы песняпересекла Атлантический океан и на получение ответа, должно уйти, исходя изскорости распространения звука в воде, примерно два часа. Именно этим япредлагаю объяснить тот факт, что некоторые киты могут выдавать непрерывныймонолог, не повторяясь, на протяжении целых восьми минут. Затем они начинаютпесню сначала и повторяют ее до конца и так много раз подряд, причем каждыйполный цикл длится примерно восемь минут.

Жители Андромеды в романе делали то жесамое. Поскольку ожидать ответа не имело смысла, они включали все, что имхотелось сказать, в одно длинное непрерывное сообщение и затем посылали его вкосмос, повторяя вновь, и вновь, причем один цикл занимал несколько месяцев. Ихинформация сильно отличалась от той, которой обмениваются киты. ЖителиАндромеды передавали закодированные инструкции для построения ипрограммирования гигантского компьютера. Конечно, эти инструкции былисформулированы не на языке землян, однако квалифицированный криптограф можетрасшифровать почти любой код, особенно если его создатели позаботились о том,чтобы сделать это было легко. Сообщение это было зарегистрированорадиотелескопом Джодрелла Банка, его в конце концов удалось расшифровать,построить компьютер и запустить программу. Результаты были почтикатастрофическими для человечества, ибо намерения андромедян были отнюдь неальтруистичны и компьютер успел продвинуться далеко вперед по пути к диктатуренад всем миром, прежде чем герой наконец покончил с ним при помощитопора.

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 52 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.