Джеф Хокинс - Об интеллекте

Три свойства кортикальной памяти, рассмотренные в этой главе (хранение последовательностей, авто-ассоциативность и инвариантное представление), являются необходимыми ингредиентами для предсказания будущего на основе памяти о прошлом. В следующей главе я покажу, что предсказание — это суть интеллекта.

Однажды в апреле 1986 года я размышлял над тем, что значит «понимать» что-либо. Несколько месяцев я бился над фундаментальным вопросом, Чем же занимается мозг, если он не продуцирует поведение? Что делает мозг, когда он пассивно слушает речь? Что делает ваш мозг прямо сейчас, когда он читает? Информация поступает в мозг, но не выходит из него. Что с ним происходит? Ваше поведение в данный момент возможно элементарное — вроде дыхания или движения глаз — но, как вы уже знаете, ваш мозг делает гораздо больше, чем это, поскольку вы читаете и понимаете. Понимание должно быть результатом нервной активности. Но какой? Что нейроны делают, годна они понимают?

Когда я оглядел мой офис в тот день, я увидел знакомые стулья, плакаты, окна, растения, карандаши и т. д. Вокруг меня были сотни вещей. Мои глаза видели их, когда я мельком оглядывался, но просто созерцание их не вызывало у меня никаких действий. Никакого поведения не осуществлялось и не требовалось, но как-то я «понимал» комнату и ее содержимое. Я делал то, чего не могла сделать Китайская Комната Серла, и мне не требовалось возвращать что-либо через прорезь. Я понимал, но никакие действия не могли доказать этого. Что означало «Понимать»?

Как раз когда я размышлял над этой дилеммой, у меня появилось озарение, один из тех эмоционально сильных моментов, когда то, что было путаницей, неожиданно становилось ясным и понятным. Все что я сделал — это спросил, что произошло бы, если бы в комнате появился новый объект, которого я никогда раньше не видел — скажем, синяя кофейная чашка.

Ответ казался простым. Я должен был заметить новый объект, как несоответствующий. Он должен был поймать мое внимание, как нечто новое. Мне не надо было бы спрашивать себя сознательно, является ли кофейная чашка новой. Это просто должно было возникнуть, как несоответствие. Кажущийся тривиальным, лежащий в основе ответ является мощной концепцией. Чтобы заметить, что что-то отличается, некоторые нейроны в моем мозгу, которые не были активны до этого, должны были стать активными. Как эти нейроны узнали, что кофейная чашка является новой, а сотни других предметов — нет? Ответ на этот вопрос до сих пор для меня является неожиданным. Наш мозг хранит воспоминания, чтобы постоянно делать предсказания обо всем, что мы видим, чувствуем, слышим. Когда я оглядываю комнату, мой мозг использует память для формирования предсказаний о том, что он ожидает почувствовать, прежде чем я почувствую это. Громадное количество предсказаний возникает за пределами понимания. Это как если бы отдельные части моего мозга говорили: «Посреди стола есть компьютер? Да. Он черный? Да. В правом углу стола есть лампа? Да. Лежит ли словарь там, где я его оставил? Да. Прямоугольно ли окно, вертикальны ли стены? Да. С того ли направления светит солнце для данного времени дня? Да». Но когда поступает некоторый визуальный паттерн, которого я не помню в этом контексте, предсказание нарушается. И ошибка привлекает мое внимание.

Конечно, мозг не разговаривает сам с собой, когда делает предсказания, и он делает предсказания не последовательным образом. Он также не просто делает предсказания о различных объектах вроде кофейной чашки. Ваш мозг постоянно совершает предсказания о структуре того самого мира, в котором мы живем, и делает он это параллельным образом. Это будет верным и когда мы быстро обнаруживаем необычную текстуру, уродливый нос или необычное движение. Сразу не скажешь, насколько обширны эти в основном подсознательные предсказания, что, возможно, является причиной того, почему мы так долго упускали их важность. Они происходят настолько автоматически, настолько легко, что мы ошиблись в оценке того, что происходит в наших головах. Я надеюсь убедить вас в могуществе этой идеи. Предсказания настолько обширны, что наше «восприятие» — то есть, каким мы видим мир — происходит не только от наших органов чувств. То, что мы воспринимаем — это комбинация того, что мы чувствуем, и предсказаний, основанных на памяти нашего мозга.

Несколько минут спустя я провел мысленный эксперимент, чтоб помочь выразить то, что я понял в тот момент. Я называю его экспериментом с измененной дверью. Вот он.

Когда вы приходите каждый день домой, вам обычно нужно несколько секунд, чтоб войти через парадную дверь или ту дверь, какую вы используете. Вы подходите, поворачиваете ручку, входите и захлопываете ее за собой. Это крепко устоявшаяся привычка, то, что вы делает все время и уделяете этому мало внимания. Предположим, пока вас не было, я прокрался в ваш дом и заменил что-то в вашей двери. Это может быть что угодно. Я мог бы передвинуть ручку на дюйм, заменить вращающуюся ручку на шпингалет, или заменить бронзовую на хромированную. Я мог бы изменить вес вашей двери, заменив сплошную древесину на полую, или наоборот. Я мог бы сделать петли скрипучими и тугими, или сделать их легко скользящими. Я мог бы сделать шире или уже дверь и дверной проем. Я мог бы изменить ее цвет, добавить дверное кольцо туда, где должен быть дверной глазок, или добавить окошко. Я могу вообразить тысячи изменений, которые мог бы сделать с вашей дверью без вашего ведома. Когда вы вернетесь домой в тот день и попытаетесь открыть дверь, вы быстро обнаружите что что-то не так. Может пройти несколько секунд, пока вы поймете, что именно не так, но сам факт изменения вы заметите очень быстро. Когда ваша рука потянется к дверной ручке, вы обнаружите, что она не на своем месте. Или когда вы увидите новое дверное окошко, что-то покажется странным. Или если вес двери изменился, вы толкнете ее с неправильным усилием и будете удивлены. Суть в том, что вы заметите любое из тысячи изменений за очень короткий промежуток времени.

Как вы это делаете? Как вы замечаете эти изменения? Специалисты в ИИ или компьютерщики подходят к этой проблеме так, что создается список свойств двери и заносится в базу данных, поля которой могут содержать отдельные записи для каждой конкретной двери. Когда вы подходите к двери, компьютер опросил бы всю базу данных, глядя на ширину, цвет, размер, положение ручки, вес, звук и т. д. Хотя поверхностно это звучит аналогично тому, как я описывал выше то, как мой мозг проверяем мириады предсказаний, когда я оглядываю мой офис, на самом деле есть далеко идущие отличия. ИИ-стратегия нереальна. Во-первых, невозможно заранее указать все атрибуты, которые могут быть у двери. Список потенциально бесконечен. Во-вторых, нам понадобились бы подобные списки для любых объектов, которые мы встречаем ежесекундно в нашей жизни. В-третьих, ничто из того, что нам известно о мозге и нейронах, не позволяет предположить, что они работают именно так. И наконец, нейроны просто слишком медленны, чтоб реализовать базы данных в компьютерном стиле. У вас бы заняло двадцать минут вместо пары секунд, чтоб заметить изменения в двери.

Есть только один способ интерпретировать вашу реакцию на измененную дверь: ваш мозг делает низкоуровневые предсказания по поводу того, что он ожидает увидеть, услышать, почувствовать в каждый момент, и делает он это параллельно. Все области вашего неокортекса одновременно пытаются предсказать, какими должны быть их следующие ощущения. Визуальные области делают предсказания по поводу краев, форм, объектов, расположения и движений. Слуховые области делают предсказания по поводу высоты звуков, направлений на источник и звуковых паттернов. Соматосенсорные области делают предсказания о прикосновениях, текстурах, контурах и температуре.

«Предсказание» обозначает, что нейроны, задействованные в восприятии вами двери становятся активными до того, как они получат сенсорную информацию. Когда поступает сенсорная информация, она сравнивается с тем, что ожидалось. Когда вы подходите к двери, ваш кортекс формирует массу предсказаний на основе предыдущего опыта. Когда вы подошли к ней, он предсказывает, что почувствуют ваши пальцы, когда вы прикоснетесь к двери, и в каком положении будут ваши суставы, когда вы действительно дотронетесь до двери. Когда вы начинаете открывать дверь, ваш кортекс предсказывает, какое сопротивление двери возникнет и как она будет звучать. Когда все ваши предсказания совпадут, вы войдете в дверь не осознавая, что эти предсказания были проверены. Но если ваши ожидания нарушены, ошибка заставит вас обратить внимание. Верные предсказания приведут к пониманию, что дверь нормальна, неверные предсказания приведут вас в замешательство и вынудят вас обратить внимание. Дверная защелка не там, где предполагается. Дверь слишком легкая. Дверь не по центру. Текстура ручки не та. Мы делаем непрерывные низкоуровневые предсказания параллельно для всех органов чувств.