Аннотация: (о технологической сингулярности, загрузке сознания в компьютер и прочей техномистике) перевод с англ. по абзацам журнал Scientific American. Автор Джон Хорган
I'm 54, with all that entails. Gray hair, trick knee, trickier memory. I still play a mean game of hockey, and my love life requires no pharmaceutical enhancement. But entropy looms ever larger. Suffice it to say, I would love to believe that we are rapidly approaching "the singularity."Like paradise, technological singularity comes in many versions, but most involve bionic brain boosting. At first, we'll become cyborgs, as stupendously powerful brain chips soup up our perception, memory, and intelligence and maybe even eliminate the need for annoying TV remotes. Eventually, we will abandon our flesh-and-blood selves entirely and upload our digitized psyches into computers. We will then dwell happily forever in cyberspace where, to paraphrase Woody Allen, we'll never need to look for a parking space. Sounds good to me!
Мне 54 года, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Седые волосы, нанадежное колено, еще более ненадежная память. Я все еще играю в некое подобие хоккея, и моя личная жизнь не требует фармацевтического вмешательства. Но энтропия маячит на горизонте все явственней. Достаточно сказать, мне очень хотелось бы верить в то, что мы быстро приближаемся к "сингулярности." Как и рай, технологическая сингулярность рисуется во многих версиях, но большинство из них включают бионическое улучшение мозга. Во-первых, мы станем киборгами, так как колоссально мощные чипы мозга усилят наше восприятие, память и интеллект и, возможно, даже устранят раздражающую необходимость нажимать на кнопки пультов ДУ телевизора. В конечном счете, мы полностью откажемся от наших тел из плоти и крови, и загрузим нашу оцифрованную психику в компьютеры. И затем вечно будем жить счастливо в киберпространстве, где, перефразируя Вуди Аллена, нам никогда не придется искать место для парковки. Звучит неплохо!
Notably, singularity enthusiasts tend to be computer specialists, such as the author and retired computer scientist Vernor Vinge, the roboticist Hans Moravec, and the entrepreneur Ray Kurzweil. Intoxicated by the explosive progress of information technologies captured by Moore's Law, such singularitarians foresee a "merger of biological and nonbiological intelligence," as Kurzweil puts it, that will culminate in "immortal software-based humans." It will happen not within a millennium, or a century, but no later than 2030, according to Vinge. These guys--and, yes, they're all men--are serious. Kurzweil says he has adopted an antiaging regimen so that he'll "live long enough to live forever."
Следует отметить, что энтузиасты сингулярности, как правило, компьютерные специалисты, такие как писатель и вышедший на пенсию специалист по компьютерам Вернор Виндж, специалист по роботам Ханс Моравец и предприниматель Рэй Курцвейл. Опьяненные взрывным прогрессом информационных технологий, подчиняющимся закону Мура, эти "сингуляристы" предсказывают, по словам Курцвейла, "слияние биологического и небиологического интеллекта", кульминацией чего будет появление "бессмертных, живущих на программном обеспечении, людей". Это произойдет не в течение тысячелетия, или века, но не позднее, чем в 2030 году, согласно Винджу. Эти ребята - и, да, они все мужчины - заявляют это вполне серьезно. Курцвейл говорит, что он следует особому режиму замедляющему старение, так, что он будет "жить достаточно долго, чтобы жить вечно".
Specialists in real rather than artificial brains find such bionic convergence scenarios naive, often laughably so. Gerald Edelman, a Nobel laureate and director of the Neurosciences Institute, in San Diego, says singularitarians vastly underestimate the brain's complexity. Not only is each brain unique, but each also constantly changes in response to new experiences. Stimulate a brain with exactly the same input, Edelman notes, and you'll never see the same signal set twice in response.
Специалисты с реальными, а не искусственными мозгами, находят такие бионические сценарии слияния наивными, часто смешными. Джеральд Эдельман, лауреат Нобелевской премии, директор Института нейронаук в Сан-Диего, говорит, что "сингуляристы" весьма недооценивают сложность мозга. Не только каждый мозг уникален, но каждый из них также постоянно меняется в ответ на новые впечатления. Стимулируйте мозг одним и тем же входным сигналом, замечает Эдельман, и вы никогда не увидите дважды один и тот же сигнал в ответ на выходе.
"This is a wonderful project--that we're going to have a spiritual bar mitzvah in some galaxy," Edelman says of the singularity. "But it's a very unlikely idea."
"Это замечательный проект - что мы будем иметь этакий духовный рай в какой-нибудь галактике", - говорит Эдельман о сингулярности. "Но это очень маловероятная идея".
Neuroscience is indeed thriving. Membership in the Society for Neuroscience has surged from 500, when it was founded in Washington, D.C., in 1970, to almost 40 000 today. New brain journals seem to spring up daily, crammed with data from ever-more-powerful brain probes such as magnetic-resonance imaging and transcranial magnetic stimulation. In addition to such noninvasive methods, scientists can stick electrodes in brains to monitor and stimulate individual neurons. Researchers are also devising electrode-based "neural prostheses" to help people with nervous-system disorders such as deafness, blindness, paralysis, and memory loss.
Нейронаука действительно процветает. Членство в Обществе Нейронауки выросло с 500 человек, когда оно было основано в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1970 году почти до 40 000 сегодня. Новые журналы о мозге, кажется, появляются ежедневно, набитые данными, получаемыми от все более мощных датчиков мозга, такие как магнитно-резонансная визуализация и транскраниальная (т.е. "сквозь-черепная") магнитная стимуляция. В дополнение к таким неинвазивным (т.е. непроникающим внутрь) методам, ученые могут вставлять электроды в мозг для контроля и стимулирования отдельных нейронов. Исследователи также разрабатывают на основе электродов "нейронные протезы", чтобы помочь людям с расстройствами нервной системы, такие как глухота, слепота, паралич и потеря памяти.
In spite of all those advances, neuroscientists still do not understand at all how a brain (the squishy agglomeration of tissue and neurons) makes a conscious mind (the intangible entity that enables you to fall in love, find irony in a novel, and appreciate the elegance of a circuit design). "No one has the foggiest notion," says the neuroscientist Eric Kandel of Columbia University Medical Center, in New York City. "At the moment all you can get are informed, intelligent opinions." Neuroscientists lack an overarching, unifying theory to make sense of their sprawling and disjointed findings, such as Kandel's Nobel Prize-winning discovery of the chemical and genetic processes that underpin memory formation in sea slugs.
Несмотря на все эти достижения, нейрофизиологи до сих пор не понимают, как мозг (этот рыхлый агломерат ткани и нейронов) порождает сознательный ум (нематериальный объект, который позволяет вам влюбляться, чувствовать иронию во время чтения романа, и оценивать элегантность электросхем). "Никто не имеет ни малейшего понятия", говорит нейрофизиолог Эрик Кандель из Медицинского центра Колумбийского университета в Нью-Йорке. "На данный момент все, что у нас есть, - это всякие умные мнения". Нейрофизиологам не хватает общей, объединяющей теории, чтобы придать смысл их расползающимся и разрозненным находкам, подобное открытию химических и генетических процессов, лежащих в основе формирования памяти морских слизней, сделанное нобелевским лауреатом Канделем.
The brain, it seems, is complex enough to conjure fantasies of technotranscendence and also to foil their fulfillment.
Мозг, кажется, достаточно сложен для того, чтобы вызвать в воображении фантазии "технотрансценденции", а также для того, чтобы разрушить их осуществление.
A healthy adult brain contains about 100 billion nerve cells, or neurons. A single neuron can be linked via axons (output wires) and dendrites (input wires) across synapses (gaps between axons and dendrites) to as many as 100 000 other neurons. Crank the numbers and you find that a typical human brain has quadrillions of connections among its neurons. A quadrillion is a one followed by 15 zeroes; a stack of a quadrillion U.S. pennies would go from the sun out past the orbit of Jupiter.
Мозг здорового взрослого человека содержит около 100 миллиардов нервных клеток, или нейронов. Один нейрон может быть связан через аксоны (провода выхода) и дендриты (провода входа) через синапсы (промежутки между аксонами и дендритами) со 100 000 других нейронов. Перемножьте числа, и вы обнаружите, что типичный человеческий мозг имеет квадриллион связей между своими нейронами. Квадриллион - это единица с 15 нулями; ряд из квадриллиона монеток достоинством в цент протянется от солнца за орбиту Юпитера.
Adding to the complexity, synaptic connections constantly form, strengthen, weaken, and dissolve. Old neurons die and--evidence now indicates, overturning decades of dogma--new ones are born.
Вдобавок к сложности, синаптические связи постоянно формируются, усиливаются, ослабевают, и исчезают. Старые нейроны умирают и, - как показывают последние исследования, опрокидывая догмы десятилетий, - рождаются новые.
Far from being stamped from a common mold, neurons display an astounding variety of forms and functions. Researchers have discovered scores of distinct types just in the optical system. Neurotransmitters, which carry signals across the synapse between two neurons, also come in many different varieties. In addition to neurotransmitters, neural-growth factors, hormones, and other chemicals ebb and flow through the brain, modulating cognition in ways both profound and subtle.
Абсолютно не следуя общему образцу, нейроны проявляют поразительное разнообразие форм и функций. Исследователи обнаружили десятки различных типов только в оптической системе. Нейротрасмиттеры, которые передают сигналы через синапс между двумя нейронами, также бывают многих различных видов. В дополнение к нейротрансмитеррам, факторам роста нервных клеток, гормонам, другие химических вещества протекают через мозг, регулируя процесс познавания способами, как глубокими, так и тонкими.
Indeed, the more you learn about brains, the more you may wonder how the damn things work. And in fact, sometimes they don't. They succumb to schizophrenia, bipolar disorder, depression, Alzheimer's disease, and many other disorders that resist explanation and treatment.
Действительно, чем больше вы узнаете о мозге, тем больше вы удивляетесь тому, как эти чертовы вещи работают. И фактически, иногда они не работают. Они становятся жертвами шизофрении, биполярного расстройства, депрессии, болезни Альцгеймера и многих других заболеваний, которые не поддаются объяснению и лечению.
Nevertheless, the brain is a computer, singularitarians insist. It just has an extremely messy wiring diagram. According to this perspective, neurons resemble transistors, absorbing, processing, and reemitting the electrochemical pulses known as action potentials. With an amplitude of one-tenth of a volt and a duration of one millisecond, action potentials are remarkably uniform, and they do not dissipate even when zipping down axons a meter long (yes, a full meter). Also called spikes, to reflect their appearance on oscilloscopes, action potentials supposedly serve as the brain's basic units of information.
Тем не менее, мозг - это компьютер, настаивают "сингуляристы". Он просто имеет чрезвычайно запутанную схему. Согласно этой точке зрения, нейроны напоминают транзисторы, поглощающие, обрабатывающие и вновь передающие электрохимические импульсы, известные как потенциалы действия. С амплитудой в одну десятую вольта и продолжительностью одной миллисекунды, потенциалы действия удивительно однородны, и они не рассеиваются, даже если бегут по аксонам в метр длинной (да-да, целый метр). Называемые также пиками, чтобы отразить их внешний вид на осциллографе, потенциалы действия, как предполагают, служат основными единицами информации мозга.
Within a decade or so, computers will surpass the computational power of brains, many singularitarians say. They base this claim on the assumption that those spikes represent the brain's total computational capacity. If the brain contains one quadrillion synapses processing on average 10 action potentials per second, then the brain performs 10 quadrillion operations per second. At some point in the near future, some singularitarians say, computers will surpass that processing rate and leave us in their cognitive dust unless we embrace them through bionic convergence or uploading.
В течение десятилетия или около того, компьютеры превзойдут вычислительные мощности мозга, заявляют многие "сингуляристы". Они основывают это утверждение на предположении, что эти пики представляют собой общую вычислительную мощность мозга. Если мозг содержит один квадриллион синапсов, обрабатывающих в среднем 10 потенциалов действия в секунду, то мозг выполняет 10 квадриллионов операций в секунду. В какой-то момент в ближайшем будущем, говорят некоторые "сингуляристы", компьютеры превзойдут эту скорость обработки и оставят нас позади глотать их "когнитивную" пыль, если мы не соединимся с ними с помощью бионического слияния или загрузки (сознания).
We've heard such prophesies before. A half century ago, artificial-intelligence pioneers such as Marvin Minsky of MIT and Herbert Simon of Carnegie Mellon University predicted that computers would exceed human intelligence within a generation. Their prophesies inspired sci-fi writers like Arthur C. Clarke--creator of the cyber villain HAL--as well as younger AI visionaries like Kurzweil, Moravec, and Vinge.
Мы слышали такие пророчества раньше. Полвека назад, пионеры искусственного интеллекта, Марвин Мински из Массачусетского Технологического Института и Герберт Саймон из Университета Карнеги-Меллона предсказывали, что компьютеры превзойдут человеческий интеллект в течение одного поколения. Их пророчества вдохновили научно-фантастические писателей, как Артур Кларк - создателя кибер-злодея ХАЛа, а также более молодых провидцев AI (Искусственного Интеллекта), таких как Курцвейл, Моравец, и Виндж.
But even Minsky admits that computers are still idiot savants. "I wish I could tell you that we have intelligent machines, but we don't," he says. The world's most powerful computers, he acknowledges, lack the common sense of a toddler; they can't even distinguish cats from dogs unless they are explicitly and painstakingly programmed to do so.
Но даже Минский признает, что компьютеры все еще ученые-идиоты, которые сильны только в одной области. "Мне бы хотелось сказать вам, что у нас есть интеллектуальные машины, но у нас их нет", - говорит он. Самые мощные компьютеры в мире, признает он, не обладают даже здравым умом младенца. Они не способны даже отличить кошек от собак, если явно и скрупулезно не запрограммированы для этого.
Nevertheless, singularitarians are quite right that, if current trends continue, supercomputers will exceed 10 quadrillion operations per second within a decade. IBM's Blue Gene/P supercomputer, introduced nearly a year ago, can be configured to process up to 3 quadrillion operations per second, although no customer has yet ordered one with the full complement of 884 736 processors that would be needed to get that kind of a processing rate. Argonne National Laboratory, in Illinois, is now completing the upgrade of a Blue Gene/P that should be good for around half a quadrillion operations per second.
Тем не менее, "сингуляристы" совершенно правы в том, что, если нынешние тенденции сохранится, суперкомпьютеры превысят 10 квадриллионов операций в секунду в течение десятилетия. Blue Gene / P - Суперкомпьютер IBM, представленный почти год назад, может быть настроен на обработку до 3 квадриллиона операций в секунду, хотя еще ни один клиент не сделал заказ на полный комплект из 884 736 процессоров, которые будут необходимы, чтобы получить такую скорость обработки. Аргоннская национальная лаборатория в Иллинойсе, в настоящее время завершает модернизацию Blue Gene / P, который будет выдавать около половины квадриллиона операций в секунду.
So would a fully configured Blue Gene/P be cognitive, perhaps like a monkey or a tree frog, if not like us? Of course not. As any singularitarian would agree, intelligence requires software at least as much as hardware. And that software will soon be available, the singularitarians say, because scientists will in the next couple of decades reverse engineer the brain's software, yielding all sorts of benefits. First, the brain's programming tricks will be transferred to computers to make them smarter. Moreover, given the right interface, our brains and computers will communicate as readily as Macs and PCs. And eventually, of course, our personal software will be extracted from our frail flesh and blood and uploaded into advanced robots or computers. (Don't forget to back yourself up on a hard drive!) We'll walk the earth in impervious titanium-boned bodies. Or we'll inhabit impossibly lush virtual paradises specifically created to please and stimulate our disembodied, digital psyches.
Так будет ли полностью настроенный "Blue Gene / P" разумен хотя бы в той же степени, как обезьяна или лягушка, если не как мы? Конечно же, нет. Как согласится любой "сингулярист", интеллект требует программного обеспечения по крайней мере, столько же сложного, как и оборудование. Такое программное обеспечение в скором времени будет доступно, утверждают "сингуляристы", потому что ученые в ближайшие пару десятилетий смогут осуществить реинжиниринг (т.е. сделать копию) программного обеспечения мозга, получив вследствие этого всевозможные преимущества. Во-первых, приемы программирования мозга будут введены в компьютеры, чтобы сделать их умнее. Кроме того, при соответствующем интерфейсе, наши мозги и компьютеры будут сообщаться так же легко, как наши Макинтоши и PC. И, естественно, в конце концов, наше личное программное обеспечение будет извлечено из нашей хрупкой плоти и загружено в продвинутые роботы или в компьютеры. (Не забывайте делать резервные копии самих себя на жестком диске!) Мы будем ходить по земле в сверхпрочных, сделанных из титана телах. Или будем жить в невероятно роскошном виртуальном рае, специально созданном, чтобы ублажать и стимулировать нашу бестелесную, цифровую психику.
Many neuroscientists do assume that, just as computers operate according to a machine code, the brain's performance must depend on a "neural code," a set of rules or algorithms that transforms those spikes into perceptions, memories, meanings, sensations, and intentions. If such a neural code exists, however, neuroscientists still have no idea what that code is. Or, more accurately, like voters in a U.S. presidential primary, researchers have a surfeit of candidates, each seriously flawed.
Многие нейрофизиологи предполагают, что так же как компьютеры работают в соответствии с машинным кодом, работа мозга должны зависеть от какого-то "нейронного кода", набора правил и алгоритмов, который преобразует эти "пики" в восприятие, память, смыслы, ощущения и намерения. Если такой нейронный код и существует, тем не менее, нейрофизиологи до сих пор понятия не имеют, что это за код. Или, точнее, подобно избирателям, участвующим в первичных выборах в президенты США, исследователи имеют избыток кандидатов на эту роль, но каждый из них имеет свои серьезные недостатки.
The first neural code was discovered more than 70 years ago by the British electrophysiologist Edgar Adrian, who found that when he increased the pressure on neurons involved in the sense of touch, they fired at an increased rate. That so-called rate code has now been demonstrated in many different animals, including Homo sapiens . But a rate code is a crude, inefficient way to convey information; imagine trying to communicate solely by humming at different pitches.
Первый нейронный код был обнаружен более 70 лет назад британским электрофизиологом Эдгаром Адрианом, который обнаружил, что, когда он увеличивал давление на нейроны, участвующие в ощущении осязания, они срабатывали на повышенной скорости. Эта так называемая кодовая скорость, теперь была продемонстрирована на многих различных животных, включая Homo sapiens. Но кодовая скорость является грубым, неэффективным способом передачи информации; представьте себе, что вы пытаетесь общаться с другими исключительно с помощью жужжания на разной высоте звука.
Neuroscientists have long suspected that the brain employs subtler codes. One of them might be a temporal code, in which information is represented not just in a cell's rate of firing but also in the precise timing between spikes. For example, a rate code would treat the spike sequences 010101 and 100011 as identical because they have the same number of 0 and 1 bits. But a temporal code would assign different meanings to the two strings because the bit sequences are different. That's a vital distinction: the biophysicist William Bialek of Princeton University calculates that temporal coding would boost the brain's information-processing capacity close to the Shannon limit, the theoretical maximum that information theory allows for a given physical system.
Нейрофизиологи давно подозревали, что мозг использует тонкие коды. Один из них может быть временным кодом, в котором информация представлена не только скоростью срабатывания в клетке, но и точными временными периодами между пиками. Например, кодовая скорость будет обращаться с последовательностями пиков 010101 и 100011 как с идентичными, поскольку они имеют одинаковое число 0 и 1. Но временной код будет назначать различные значения для этих двух строк, потому что последовательности нолей и единиц различаются. Это важное различие: биофизик Уильям Биалек из Принстонского университета рассчитывает, что временное кодирование повысит информационно-вычислительную мощность мозга близко к пределу Шеннона, теоретический максимум, который теория информации позволяет для данной физической системы.
Some neuroscientists suspect that temporal codes predominate in the prefrontal cortex and other brain structures associated with "higher" cognitive functions, such as decision making. In these regions, neurons tend to fire on average only one or two times per second, compared with the 100 or more times of sensory and motor neurons.
Некоторые нейрофизиологи подозревают, что временные коды преобладают в префронтальной коре и других структурах мозга, связанных с "высшими" когнитивными функциями, такими как принятие решений. В этих участках, нейроны, как правило, срабатывают в среднем только один или два раза в секунду, по сравнению сенсорными и моторными нейронами, срабатывающими со скоростью 100 и более раз в секунду.
Other neural-coding theories abound. On a more macro level, researchers are seeking "population codes" involving the correlated firing of many neurons. Edelman, at the Neurosciences Institute, has advocated a scheme called neural Darwinism, in which our recognition of, say, an animal emerges from competition between large populations of neurons representing different memories: Dog? Cat? Weasel? Rat? The brain quickly settles on the population that most closely matches the incoming stimulus. Perhaps because Edelman has cloaked it in impenetrable jargon, neural Darwinism has not caught on.
Других теорий нейронного кодирования предостаточно. На более высоком макроуровне, исследователи ищут "популяционные коды" с участием коррелированных срабатываний многих нейронов. Эдельман, в Институте нейрофизиологии, продвигает схему, названную нейронным дарвинизмом, в которой наше узнавание, скажем, какого-нибудь животного, возникает благодаря конкуренции между большими популяциями нейронов, представляющими собой различные воспоминания: "Собака? Кошка? Хорек? Крыса?" Мозг быстро избирает популяцию нейронов, которая наиболее близко соответствует входящим стимулам. Возможно, вследствие того, что Эдельман использовал непреодолимый научный жаргон, нейронный дарвинизм не прижился.
Wolf Singer of the Max Planck Institute for Brain Research, in Frankfurt, has won more support for a code involving many neurons firing at the same rate and time. Do such synchronous oscillations play a crucial role in cognition and perhaps even underpin consciousness? Singer thinks they might.
Вулф Сингер из Института Макса Планка по изучению мозга, во Франкфурте, получил больше поддержки за изучение кода, включающего срабатывания многих нейронов с одной и той же скоростью, и в одно и то же время. Играют ли такие синхронные колебания решающую роль в познавательной способности и, может быть, даже лежат в основе сознания? Сингер считает, что это вполне возможно.
Consciousness is not easy to define, let alone create in a machine. The psychologist William James described it succinctly as attention plus short-term memory. It's what you possess right now as you read this article, and what you lack when you are asleep and between dreams, or under anesthesia.
Сознание не так то легко определить, не говоря уже о том, чтобы воспроизвести его в машине. Психолог Уильям Джеймс описал его кратко, как внимание плюс кратковременная память. Это то, чем вы обладаете сейчас, когда читаете эту статью, и то, чего вам не хватает, когда вы спите, а также между снами, или под наркозом.
In 1990, the late Nobel laureate Francis Crick and his colleague Christof Koch proposed that the 40-hertz synchronized oscillations found a year earlier by Singer and his collaborator were one of the neuronal signatures of consciousness. But Singer says the brain probably employs many different codes in addition to oscillations. He also emphasizes that researchers are "only at the beginning of understanding" how neural processes "bring forth higher cognitive and executive functions." And bear in mind that it's still a very long way from grasping those functions to understanding how they give rise to consciousness. And yet without that understanding, it's hard to imagine how anyone could build an artificial brain sophisticated enough to sustain and nurture an individual human consciousness indefinitely.
В 1990 году покойный лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Крик и его коллега Кристоф Кох предположили, что 40-герцовые синхронизированные колебания, обнаруженные годом ранее Сингером и его коллегой, представляют собой одну из нейронных сигнатур (т.е. отличительных признаков) сознания. Но Сингер говорит, что мозг, вероятно, использует многие различные коды в дополнение к колебаниям. Он также подчеркивает, что исследователи "только в начале понимания" как нейронные процессы "приводят к высшим когнитивным и исполнительным функциям." И имейте в виду, что остается все еще очень долгий путь от понимания этих функций до понимания того, как они приводят к сознанию. И все же без этого понимания, трудно себе представить, как можно построить достаточно сложный искусственный мозг, который бы мог неопределенный срок поддерживать и развивать индивидуальное человеческое сознание.
Given our ignorance about the brain, Singer calls the idea of an imminent singularity "science fiction."
Принимая во внимание наше неведение по поводу того, как работает мозг, Сингер называет идею неизбежной сингулярности "научной фантастики".
Koch shares Singer's skepticism. A neuroscientist at Caltech, Koch was a close friend and collaborator of Crick, who together with James Watson unraveled the structure of DNA in 1953. During the following decade or so, Crick and other researchers established that the double helix mediates an astonishingly simple genetic code governing the heredity of all organisms. Koch says, "It is very unlikely that the neural code will be anything as simple and as universal as the genetic code."
Кох разделяет скептицизм Сингера. Нейрофизиолог из Калифорнийского технологического института, Кох был близким другом и соратником Ф. Крика, который вместе с Джеймсом Уотсоном разгадали структуру ДНК в 1953 году. На протяжение следующего десятилетия или около того, Крик и другие исследователи установили, что двойная спираль служит посредником для удивительно простого генетического кода, регулирующего наследственность всех живых организмов. Кох говорит: "Очень маловероятно, что нейронный код будет чем-то таким же простым и универсальным, как генетический код".
Neural codes seem to vary in different species, Koch notes, and even in different sensory modes within the same species. "The code for hearing is not the same as that for smelling," he explains, "in part because the phonemes that make up words change within a tiny fraction of a second, while smells wax and wane much more slowly."
Нейронные коды, кажется, разные у разных видов, замечает Кох, и даже имеют разные сенсорные режимы в пределах одного и того же вида. "Код для слуха не тот же самый, что для обоняния," объясняет он, "отчасти потому, что фонемы, которые составляют слова, изменяются в течение крошечной доли секунды, в то время как запахи нарастают и убывают гораздо медленнее.
Evidence from research on neural prostheses suggests that brains even devise entirely new codes in response to new experiences. "There may be no universal principle" governing neural-information processing, Koch says, "above and beyond the insight that brains are amazingly adaptive and can extract every bit of information possible, inventing new codes as necessary."
Данные исследования нейронных протезов показывают, что мозг разрабатывает даже совершенно новые коды в ответ на новые впечатления. "Возможно не существует универсального принципа" управления нейронной обработки информации, говорит Кох, "выше и вне понимания того, что мозг является удивительно адаптивным и может извлекать каждый бит возможной информации, изобретая новые коды по мере необходимости".
Theoretical quibbles notwithstanding, singularitarians insist that neural prostheses are already leading us toward bionic convergence. By far the most successful prosthesis is the cochlear implant. During the past few decades, about 100 000 hearing-impaired people around the world have been equipped with the devices, which restore hearing by feeding signals from an external microphone to the auditory nerve via electrodes. But as the deaf memoirist Michael Chorost points out, cochlear implants are far from perfect.
Несмотря на теоретические возражения, "сингуляристы" утверждают, что нейронные протезы уже ведут нас к бионическому слиянию. До сих пор самым успешным протезом является кохлеарный имплантат. В течение последних нескольких десятилетий, около 100 000 людей с нарушениями слуха во всем мире были оснащены устройствами, которые восстанавливают слух, подавая сигналы с внешнего микрофона на слуховой нерв с помощью электродов. Но, как указывает глухой мемуарист Михаил Хорост, кохлеарные имплантаты далеки от совершенства.
In his 2005 book, Rebuilt: How Becoming Part Computer Made Me More Human , Chorost recounts how he learned to live with an implant after losing his hearing in 2001. Although thrilled by the device, which restored his social life, he also recognizes its limitations. Because a cochlear implant provides a crude simulacrum of our innate auditory system, it generally requires a breaking-in period, during which technicians tweak the device's settings to optimize its performance. With that assistance, the brain--perhaps by devising a brand-new coding scheme--learns how to exploit the peculiar, artificial signals. Even then, the sound quality is often poor, especially in noisy settings. Chorost says he still occasionally relies on lip reading and contextual guessing to decipher what someone is saying to him. Cochlear implants do not work at all in some people, for reasons that are not well understood.
В своей книге 2005 года: "Перестроенный: Как то, что я стал частично компьютером, сделало меня больше человеком", Хорост рассказывает, как он научился жить с имплантатом после потери слуха в 2001 году. Хотя, будучи в восторге от устройства, которое вернуло ему его социальную жизнь, он также признает его ограничения. Вследствие того, что кохлеарный имплантат обеспечивает лишь грубое подобие нашей врожденной слуховой системы, обычно требуется период настройки, в течение которого техники настраивают параметры устройства для оптимизации его работы. С этой помощью, мозг - возможно, путем разработки совершенно новой схемы кодирования - узнаёт, как использовать особые, искусственные сигналы. Даже в этом случае, качество звука часто является недостаточным, особенно в условиях шума. Хорост говорит, что он до сих пор иногда опирается на чтение по губам, и догадывается по контексту, чтобы расшифровать то, что ему говорят. Кохлеарные имплантаты у некоторых людей не работают вообще, по причинам, которые не совсем понятны.
By far the most ambitious neural-prosthesis program involves computer chips that can restore or augment memory. Researchers at the University of Southern California, in Los Angeles, have designed chips that mimic the firing patterns of tissue in the hippocampus, a minute seahorse-shaped neural structure thought to underpin memory. Biomedical engineering professor Theodore Berger, a leader of the USC program, has suggested that one day brain chips might allow us to instantly upload expertise. But the memory chips are years away from testing. In rats.
К настоящему времени самая амбициозная программа по созданию нейронных протезов включает в себя компьютерные чипы, которые могут восстанавливать или увеличивать память. Исследователи из Университета Южной Калифорнии, в Лос-Анджелесе разработали чипы, которые имитируют образцы срабатывания нейронов в ткани гиппокампа, крошечной нейронной структуры в форме конька, которая, как полагают, лежат в основе памяти. Профессор биомедицинской техники Теодор Бергер, руководитель программы USC, предположил, что в один прекрасный день чипы мозга смогут позволить нам мгновенно загружать экспертные знания. Но чипы памяти еще потребуют годы и годы испытаний. На крысах.
Discussions of memory chips leave Andrew Schwartz cold. A neural-prosthesis researcher at the University of Pittsburgh, Schwartz has shown that monkeys can learn to control robotic arms by means of chips embedded in the brain's motor cortex. But no one has any idea how memories are encoded, Schwartz says. "We know so little about the higher functions of the brain that it seems ridiculous to talk about enhancing things like intelligence and memory," he says. Moreover, he says, downloading complex knowledge directly into the brain would require not just stimulating millions of specific neurons but also altering synaptic connections throughout the brain.
Рассуждения по поводу чипов памяти оставляют Андрю Шварца холоднокровным. Разработчик нейронных протезов в Университете Питтсбурга, Шварц показал, что обезьяны могут научиться контролировать роботизированные руки с помощью чипов, встроенных в двигательную область коры головного мозга. Но никто не имеет представления, каким образом закодированы воспоминания, говорит Шварц. "Мы так мало знаем о высших функциях мозга, что кажется смешным говорить об усовершенствовании таких вещей, как интеллект и память", говорит он. Кроме того, по его словам, загрузка комплекса знаний непосредственно в мозг потребует не только стимулирования миллионов конкретных нейронов, но и изменения синаптических связей в мозге.
That brings us to the interface problem, the most practical obstacle to bionic convergence and uploading. For now, electrodes implanted into the brain remain the only way to precisely observe and fiddle with neurons. It is a much messier, more difficult, and more dangerous interface than most people realize. The electrodes must be inserted into the brain through holes drilled in the skull, posing the risk of infection and brain damage. They often lose contact with neurons; at any one moment an array of 100 electrodes might make contact with only half that many cells. Scar tissue or blood can encrust the electrode, cells around it might shift their position or die, and electrodes have been known to corrode.
Э
то подводит нас к проблеме интерфейса, наиболее практического препятствия для бионического слияния и загрузки. На данный момент электроды, имплантированные в мозг, остаются единственным способом точного наблюдения и связи с нейронами. Это намного более грязный, более сложный и опасный интерфейс, чем большинство людей себе представляют. Электроды должны быть вставлены в мозг через отверстия, просверленные в черепе, что создает риск инфекции и повреждения мозга. Они часто теряют контакт с нейронами, в любой момент массив из 100 электродов может вступать в контакт только с половиной от этого количества клеток. Рубцовая ткань или кровь могут покрыть электрод коркой, клетки вокруг него могут переменить свое положение или погибнуть, и электроды, как известно, к тому же подвержены коррозии.
Researchers are testing various strategies for improving contact between neurons and electronics. They are making electrodes out of conducting polymers, which are more compatible with neural tissue than silicon or metal; coating electrodes with naturally occurring glues, called cell-adhesion molecules, which helps cells in the brain and elsewhere stick together; and designing electrode arrays that automatically adjust the position of the electrodes to maximize the reception of neural signals.
Исследователи тестируют различные стратегии для улучшения контакта между нейронами и электроникой. Они изготавливают электроды из проводящих полимеров, которые являются более совместимыми с нервной тканью, чем кремний или металл; покрывают электроды специальным клеем, который помогает клеткам в мозге и в других местах держаться вместе; и разрабатывают массивы электродов, которые автоматически регулируют положение электродов, чтобы максимизировать получение нейронных сигналов.
At Caltech and elsewhere, engineers have designed hollow electrodes that can inject fluids into the surrounding tissue. The fluids could consist of nerve-growth factors, neurotransmitters, and other substances. The nerve-growth factors encourage cells to grow around electrodes, while the neurotransmitters enhance or supplement electrical-stimulation treatment. Neuroscientists are also testing optical devices that can monitor and stimulate neurons, as well as genetic switches that turn neurons on or off.
В Калифорнийском технологическом институте и в других местах, инженеры разработали полые электроды, которые могут впрыскивать жидкость в окружающую ткань. Жидкость может состоять из гормонов роста нервных клеток, нейротрансмиттеров и других веществ. Гормоны роста нервных клеток поощряют рост клеток вокруг электродов, в то время как нейротрансмиттеры улучшают или дополняют электро-стимуляционную обработку. Нейрофизиологи также тестируют оптические устройства, которые могут контролировать и стимулировать нейроны, а также генетические переключатели, которые включают или выключают нейроны.
To be sure, it's promising work. Terry Sejnowski, a neuroscientist at the Salk Institute for Biological Studies, in San Diego, says the new technologies will make it possible "to selectively activate and inactivate specific types of neurons and synapses as well as record from all the neurons in a volume of tissue." That, in turn, might make it possible to build more effective and reliable neural prostheses.
Несомненно, это перспективная работа. Терри Сежновски, нейрофизилог из Института биологических исследований Солка в Сан-Диего, говорит, что новые технологии позволят "выборочно активировать и деактивировать определенные типы нейронов и синапсов, а также записи от всех нейронов в некотором объеме ткани. "Это, в свою очередь, может сделать возможным создание более эффективных и надежных нейронных протезов.
But again, it's a fantastically long way from there to consciousness uploading. Even singularitarians concede that no existing interface can provide what is required for bionic convergence and uploading: the precise, targeted communication, command, and control of billions of neurons. So they sidestep the issue, predicting that all current interfaces will soon yield to very small robots, or "nanobots." Remember the 1966 motion picture Fantastic Voyage ? That's the basic idea. But try to imagine, in place of Raquel Welch in a formfitting wet suit, robotic submarines the size of blood cells. They infiltrate the entire brain, then record all neural activity and manipulate it by zapping neurons, tinkering with synaptic links, and so on. The nanobots will be equipped with some sort of Wi-Fi so that they can communicate with one another as well as with electronic systems inside and outside the body.
Но опять же, отсюда фантастически долгий путь до загрузки сознания. Даже "сингуляристы" признают, что ни один из существующих интерфейсов не может обеспечить то, что требуется для бионического слияния и загрузки: точная, целенаправленная система связи, управление и контроль миллиардов нейронов. Поэтому они обходят этот вопрос, предсказывая, что все текущие интерфейсы скоро уступят место очень маленьким роботам, или "нанороботам". Помните, в 1966 году фильма "Фантастическое Путешествие"? Это основная идея. Но попробуйте представить себе вместо Ракель Уэлш, в облегающем костюме для подводного плавания, подводные лодки-роботы размером с клетку крови. Они заполняют весь мозг, а затем записывают всю его нейронную активность мозга манипулируют ею посредством переключению нейронов, чинят синаптические связи, и так далее. Нанороботы будут оснащены каким-нибудь Wi-Fi, так что они смогут общаться друг с другом, а также с электронными системами внутри и вне тела.
Nanobots have inspired some terrific "X-Files" episodes as well as the Michael Crichton novel Prey . But they have as much basis in current research as fairy dust [see "Rupturing the Nanotech Rapture,"].
Нанороботы вдохновили некоторые потрясающие эпизоды сериала "X-Files", а также роман Майкла Крайтона "Добыча". Но у них такой же базис в текущих исследованиях, как у волшебной пыли (т.е. практически ничего). [см. "Разрушая Нанотехнологический Восторг"].
Steven Rose has nothing against technoenhancement. The neurobiologist at England's Open University wears eyeglasses and is proud of his titanium knee and dental implants. He says a lot can be done to improve the brain's performance through improved drugs, neural prostheses, and perhaps genetic engineering. But he calls the claims about imminent consciousness uploading "pretty much crap."
Стивен Роуз не имеет ничего против технологических улучшений. Нейрофизиолог Открытого университета Англии носит очки и гордится своим титановым коленом и имплантатами. Он говорит, что многое может быть сделано для улучшения производительности мозга за счет улучшенных медикаментов, нейронных протезов, и, возможно, генной инженерии. Но он признает, что в заявлениях о неизбежной загрузке сознания "довольно много дерьма".
Rose disputes the singularitarians' contention that computers will soon surpass the brain's computational capacity. He suspects that computation occurs at scales above and below the level of individual neurons and synapses, via genetic, hormonal, and other processes. So the brain's total computational power may be many orders of magnitude greater than what singularitarians profess.
Роуз оспаривает утверждение "сингуляристов", что компьютеры скоро превзойдут вычислительную мощность мозга. Он подозревает, что вычисление происходит на уровнях, выше и ниже уровня отдельных нейронов и синапсов, через генетические, гормональные и другие процессы. Таким образом, общая вычислительная мощность мозга может быть на много порядков выше, чем то, что проповедуют "сингуляристы".
Rose also rejects the basic premise of uploading, that our psyches consist of nothing more than algorithms that can be transferred from our bodies to entirely different substrates, whether silicon or glass fibers or as-yet-unimaginable quantum computers. The information processing that constitutes our selves, Rose asserts, evolved within--and may not work in any medium other than--a social, crafty, emotional, sex-obsessed flesh-and-blood primate.
Роуз также отвергает основные предпосылки загрузки, что наша психика состоит не более чем из алгоритмов, которые могут быть переведены из наших тел в совершенно другой субстрат, будь то кремний, стекловолокно или пока еще невообразимые квантовые компьютеры. Информационные процессы, которые составляют нас самих, утверждает Роуз, развивались внутри социального, хитрого, эмоционального, одержимого сексом и состоящего из плоти и крови примата, и не могут работать ни в каком другом носителе, отличном от этого.
To dramatize that point, Rose poses a thought experiment involving a "cerebroscope," which can record everything that happens in a brain, at micro and macro levels, in real time. Let's say the cerebroscope (hey, maybe it's based on nanobots!) records all of Rose's neural activity as he watches a red bus coming down a street. Could the cerebroscope reconstruct Rose's perception? No, he says, because his neural response to even that simple stimulus grows out of his brain's entire previous history, including the incident in his childhood when a bus almost ran him over.
Чтобы драматизировать этот момент, Роуз предлагает мысленный эксперимент с участием "энцефалоскопа", который может записывать все, что происходит в мозге, на микро и макро уровнях, в режиме реального времени. Скажем, энцефалоскоп (эй, может быть, он сделан из нанороботов!) записывает всю нейронную активности Роуза, пока тот следит за тем, как красный автобус спускается по улице. Сможет ли энцефалоскоп реконструировать восприятие Роуза? Нет, говорит Роуз, потому что нейронный ответ мозга даже на этот простой стимул проистекает из всей предыдущей истории его мозга, включая происшествие в детстве, когда его чуть не задавил автобус.
To interpret the neural activity corresponding to any moment, Rose elaborates, scientists would need "access to my entire neural and hormonal life history" as well as to all his corresponding experiences. Scientists would also need detailed knowledge of the changing social context within which Rose has lived; his attitude toward buses would be different if terrorists recently had attacked one. The implication of his thought experiment is that our psyches will never be totally reducible, computable, predictable, and explainable. Or, disappointingly enough, downloadable into everlasting new containers.
Для интерпретации нейронной деятельности, соответствующей любому моменту, уточняет Роуз, ученым потребуется "доступ ко всей моей нейронной и гормональной истории жизни", а также ко всем соответствующим переживаниям. Ученым будет также необходимо детальное знание изменения социальных условий, в которых Роуз жил, его отношение к автобусам было бы другим, если бы террористы в недавнем времени напали на автобус (в котором он находился). Смысл его мысленного эксперимента в том, что наша психика никогда не будет полностью сводимой, вычислимой, предсказуемой и объяснимой. Или, что звучит достаточно неутешительно, что ее можно будет загрузить в какой-нибудь вечно новый носитель.
Perhaps the old joke is right after all: If the brain were simple enough for us to understand, we wouldn't be smart enough to understand it.
Возможно, старая шутка права: Если бы мозг был достаточно простым, чтобы мы могли его понять, мы бы не были достаточно умны, чтобы понять его.
Let's face it . The singularity is a religious rather than a scientific vision. The science-fiction writer Ken MacLeod has dubbed it "the rapture for nerds," an allusion to the end-time, when Jesus whisks the faithful to heaven and leaves us sinners behind.
Посмотрим правде в глаза. Сингулярность - это скорее религиозное, а не научное видение. Писатель-фантаст Кен Маклеод назвал это "вознесением для компьютерных фанатов", намекая на конец времён, когда Иисус вознесет всех верующих в рай и оставит всех нас, грешных.
Such yearning for transcendence, whether spiritual or technological, is all too understandable. Both as individuals and as a species, we face deadly serious problems, including terrorism, nuclear proliferation, overpopulation, poverty, famine, environmental degradation, climate change, resource depletion, and AIDS. Engineers and scientists should be helping us face the world's problems and find solutions to them, rather than indulging in escapist, pseudoscientific fantasies like the singularity.
Такое стремление к трансценденции, будь то духовной, или технологической, слишком понятно. Как личности, и как вид, мы сталкиваемся с очень серьезными проблемами, включая терроризм, распространение ядерного оружия, перенаселение, нищета, голод, ухудшение состояния окружающей среды, изменение климата, истощение ресурсов и СПИД. Инженеры и ученые должны помогать перед лицом мировых проблем и найти пути их решения, а не предаваться эскапистским, псевдонаучным фантазиям таким как, как технологическая сингулярность.