Аннотация: Для развития искусственного интеллекта необходим новый язык современной физики
Карасев А.В.
Необходимость нового языка современной физики для развития искусственного интеллекта
Европейская наука построена на экстраполяции классической физики [1]. Влияние классических представлений, образов, символики, терминологии прослеживается даже в самых абстрактных теориях чистой математики [2]. Это влияние очевидно и в системах искусственного интеллекта, которым свойственно представление конечной цели в виде классического индивидуума изолированного от окружающей среды. Последняя неявно предполагается только в виде входного потока информации, который используется для обучения и тестирования системы.
В то же время все известные сценарии развития естественного интеллекта - от мистических до научных - предполагают не только систему общения интеллекта с окружающей средой, но и их единое устройство, единство законов существования, и, наконец, процесс выделения, вызревания и обособления интеллекта в недрах органически единой личностной среды.
Такой подход соответствовал бы экстраполяции принципов квантового мировоззрения, где мир рассматривается не как совокупность атомизированных объектов, но в виде суперпозиции состояний. Эта суперпозиция может обеспечить единство и многообразие всех форм материи - от элементарных частиц до разумных существ. Однако, за столетие развития квантовой физики, ее основные принципы всеобщей взаимосвязи и взаимозависимости так и не выдвинулись за пределы лабораторий. Явления сознания и мышления по-прежнему представляются в рамках наблюдаемых электрохимических процессов в нервной ткани - по существу на языке XIX века.
Это объясняется тем, что в квантовой физике сохранился классический язык, классическая терминология. Конечно, она наполнилась принципиально новым квантовым содержанием. Это новое содержание абсолютно удовлетворительно в пределах собственно физических проблем - потому что классический язык обеспечивает идеальное соответствие между классической и квантовой областями физики. Однако, при экстраполяции за стены физической лаборатории новое квантовое содержание атомистической терминологии неизбежно теряется и подменяется старым классическим содержанием.
Эта подмена происходит в момент укрупнения объекта наблюдения от элементарных частиц до порядков биомолекул, а тем более клеток. При этом квантовые эффекты механического движения объекта становятся пренебрежимо малыми, и для описания механических свойств закономерно используется классическая механика. Именно здесь в цепь экстраполяции встраиваются два вируса подсознательных классических предрассудков.
Первый - убеждение в том, что наблюдаемая информация исчерпывающим образом описывает все свойства системы. Этот предрассудок, давно отвергнутый квантовой физикой, вновь оживает, как только объект становится классическим в механическом отношении. Ожить ему помогает другой предрассудок механицизма - представление о том, что все свойства системы определяются ее механическими свойствами. Мы видим, что механическое движение биомолекул нервной системы стало классическим. И делаем вывод, что о квантовой механике можно забыть и пользоваться классической механикой, а вместе с тем и классическим мировоззрением - со всеми вытекающими положениями механицизма и атомизма.
Излишне говорить, что этот вывод некорректен. Классической механикой можно пользоваться только для наблюдаемого механического движения биомолекул. Но из квантовой физики мы знаем, что механическое движение частиц не может определять все свойства объекта. Само это движение суть лишь иллюзия, возникающая в определенных условиях измерения - когда сложная система фильтруется измерительными приборами, разводящими регистрируемые "частицы" на бесконечность в пространстве и времени. Квантовый мир, как известно, представляется не совокупностью частиц, но потоком событий, лишь устойчивые корреляции которых могут порождать некоторые иллюзии механицизма и атомизма. Мы знаем также, что наблюдаемая информация отнюдь не является исчерпывающей даже для простейших, элементарных объектов. Доступная в ощущениях информация является лишь редукцией более развитых массивов информации (например, волновой функции), определяющих причинность в потоке наблюдаемых событий, но непосредственно не измеримых. Тем не менее, классическое мировоззрение, классический подход за пределами физической области господствует - и будет господствовать, пока язык квантовой физики не станет принципиально иным, неклассическим языком.
Я дерзнул предложить собственный вариант подобного языка, основанный на очевидной аналогии между квантовым объектом и комплексной нейронной сетью [3]. Однако сейчас я хочу рассмотреть эту аналогию не для саморекламы, а для выявления необходимых свойств и черт будущих, будем надеяться более удачных, вариантов искомого языка.
Главное мое убеждение в том, что новая терминология должна полностью выйти за пределы классической области и опираться только на квантовую область. Так, в нейронной терминологии нет понятий "частица", "пространство", "время" и прочих классических иллюзий, но есть понятия - "адрес нейрона", "возбуждение нейрона" (это необратимое событие), "связь между нейронами" (элемент матрицы переходов между состояниями)
И здесь сразу возникает соблазн отказаться вообще от наглядных физических понятий и пользоваться только строгими математическими терминами типа "вектор состояния", "матрица переходов" и т.п. Этот привлекательный на первый взгляд подход давно отвергнут историей. И не только потому, что он практически неосуществим, не только потому, что упорные попытки его реализации фактически лишь загоняют предрассудки классического атомизма в подсознание, где они гораздо более опасны [2]. Главное в том, что новый язык должен не только описывать современное состояние науки, но и провоцировать, стимулировать ее революционное развитие, достижение принципиально новых точек зрения, с которых будет очевидно то, что ранее было скрыто, завуалировано, незаметно.
Например, в новом языке обязательно должно быть обобщено и развито понятие массива скрытой, ненаблюдаемой информации, отталкиваясь от понятия волновой функции элементарных объектов. В этом массиве будут виртуально оцениваться варианты переходов системы и выбираться необратимые изменения состояния. Обобщенный массив ненаблюдаемой информации, конечно же, не должен сводиться к волновой функции системы как физического объекта, как совокупности входящих в него частиц. Такая волновая функция описывала бы только механические свойства объекта, которые были бы практически классическими. Обобщенный массив информации будет подобен волновой функции в том, что он контролирует переходы состояний сложной системы. Однако возможности оценки и смены состояния должны быть гораздо мощнее, чем случайный выбор на спектре квадратов модулей амплитуд волновой функции. Настолько мощнее, чтобы позволить моделирование хотя бы простейших личностных свойств уже для элементарных объектов. Так, чтобы при дальнейшем развитии и обособлении личности не пришлось ломать голову - откуда вообще берутся личностные свойства в неживой вроде бы природе. В нейронной интерпретации этим требованиям отвечает массив комплексных сигналов на выходах нейронов. Возможно, этот подход позволит на физическом уровне легитимировать понятия "личностной сущности" или даже "интеллектуальной сущности" объекта. Тем самым, будет выявлена связь между живой и неживой природой, которая в традиционном мировоззрении фактически не просматривается.
Новый язык должен также обеспечить экстраполяцию принципа суперпозиции состояний от элементарных объектов к развитой личности. Так, чтобы отдельно взятая личность рассматривалась неотделимо от обобщающих личностных связей. На новом языке мир должен описываться состоящим не из атомов, но из связей. Уж не знаю - нейронных или каких либо иных - но из связей.
Волновая функция, описывающая сложный квантовый объект при экстраполяции должна переходить в обобщающую личностную сущность, не имеющую отдельного, индивидуального воплощения, но контролирующую поведение всего сообщества "индивидуумов" в целом. На этом пути возможно моделирование процесса выделения интеллекта из обобщающего "стада" - чтобы интеллект выделился как бы сам собой, путем естественного процесса, а не был создан "в пробирке". Конечно, я не призываю повторить всю теорию эволюции. Однако, убежден - некоторый процесс выделения интеллекта из простейшей личностной среды необходим. По крайней мере - интересно было бы исследовать возможность подобного процесса. Стоит задуматься - почему колоссальные усилия лучших умов в различных направлениях исследований искусственного интеллекта до сих пор не привели к решающему прорыву. Может быть, не стоит самим ломать голову над каждым винтиком громоздкой машины, а создать адекватную модель личностной среды, и интеллект в ней проявится сам, причем заранее непредсказуемым образом?
Выработка нового языка будет очень не простой, не традиционной задачей для специалистов естественных наук. Тут одной физикой - математикой не обойтись. Придется привлекать элементы образно-ассоциативного мышления, искать неожиданные аналогии и ассоциации. Для примера, я позволю себе несколько образных оценок современного состояния квантового мировоззрения. Классическая физика полагала себя абсолютной вершиной познания, на склонах которой можно найти ответы на все вопросы. Виднеющиеся вдали пики Сознания, Мышления, Разума казались более низкими. Пути к этим пикам не просматривались, но все были убеждены - еще чуть-чуть - и эти пути, несомненно, будут открыты.
Квантовую область можно сравнить с туманным оврагом на одном из склонов классического мировоззрения. Однако на выходе из этого тумана тропа познания идет круто вверх! Да так круто, что намного превосходит классическую вершину. Однако физика не пошла по этой тропе, вернулась назад и обратный маршрут назвала "принципом соответствия". В результате "квантовый овраг" так и остался случайным, незначительным и туманным местом на склоне классического мировоззрения. Новый язык физики должен пройти этот овраг в обе стороны, после чего область физики (как классической, так и квантовой) предстанет отнюдь не вершиной, но отдельной ясной полянкой между крутыми "восьмитысячниками" познания. Полянкой, где случайным образом законы познания предстают в наиболее удобном и доступном виде. И любой вопрос находит свой ответ. Возможно, когда-нибудь изучение физики будет начинаться со следующего "первого закона": "Существуют физические объекты, описание которых максимально упрощено".
Классическую физику можно также сравнить с античными моряками Средиземноморья. Все просто и понятно и компаса не надо - почти всегда зоркий глаз заметит на горизонте какую-нибудь вершину в архипелаге. И все моря проплаваны и, кажется, что весь океан заключен в Средиземном бассейне. Но вот Гибралтар и за ним, допустим, Квантовые острова. Не видно знакомых вершин. И волны намного больше, и ветра, и шторма, и течения. Куда плыть? Наконец найден обратный курс - это принцип соответствия. Счастливые моряки возвращаются к родным и знакомым скалам Классического Гибралтара и, разделив Нобелевскую премию, заявляют: "Весь океан - это Средиземное море и Квантовые острова. Но эти острова небольшие. Да, там можно взять то, чего больше нет нигде в мире (табак и картошку!), но мы все это уже взяли. И самое главное - нашли обратный курс. Так и будем плавать - только туда и обратно". Вот так сто лет и плаваем. Но приходит пора строить океанские глубоководные фрегаты, изобретать компас и хронометр, поднимать многоярусные паруса, выходить в открытый Квантовый Океан и открывать новые земли и континенты. Прокладывать новые морские пути и подходить со стороны Квантового Океана к знакомым уже (со стороны Классической Суши) скалам Мышления, Личности и Общества. Но туда выносят волны только сильного душой...
Список литературы
1. Кара-Мурза С.Г. Идеология и, мать ее, наука.- М.: ЭКСМО, 2002.
2. Пуанкаре А. О науке. М.: Наука, 1990.
3. Карасев А. В. Нейронная картина мира// Вестник новых медицинских технологий. 2002. том 9. Љ 2