Человеческий мозг против компьютера: что в чем эффективнее?

Зато на жестком диске или в интернете можно за считанные секунды найти детальную информацию по требуемой теме с точностью до запятой. «Серое вещество» человека на это попросту не способно, за редким исключением феномена фотографической памяти. Так что эффективнее и мощнее: мозг или набор микросхем?

Каждый хорош по-своему

И среди обывателей, и среди именитых ученых не утихают споры, касательно того, какая система на данный момент лучше: биологический «компьютер» в наших головах, миллионами лет совершенствовавшийся и продолжающий совершенствоваться эволюцией, или электронное устройство с процессором, жестким диском, оперативной памятью и пр., придуманное людьми?

На самом деле это под стать спору, кто и что лучше: творец или творение, курица или яйцо. На первый взгляд, ответ очевиден – творец. Но не стоит сбрасывать со счетов, что люди учитывают свое несовершенство, например, низкий уровень хранения информации, и пытаются компенсировать его достижениями науки и техники.

Человек и компьютер

Существуют расчеты, доказывающие, что вычислительная мощность мозга несоизмеримо выше компьютерных аналогов. Даже на фоне суперкомпьютеров сообщество нейронов в черепной коробке в супер-пупер раз мощнее. Но при этом мозгу явно недостает «оперативной памяти». А уж насколько плох наш «жесткий диск» – знают все, особенно когда надо выучить стихотворение или вспомнить номер телефона. Возможно, он тоже супер-пупер, но интерфейс извлечения данных из долгосрочной памяти не соответствует современным реалиям.

Многое может измениться на фоне совершенствования технологий искусственного интеллекта. Возможно, в ближайшие годы люди на свою голову могут научить машину не только оперировать огромными массивами данных, но и задаткам абстрактного мышления, самосознания, интеллекта. На подходе квантовые компьютеры, чья вычислительная мощность вполне может сравниться с человеческим мозгом.

Биологический процессор

Впрочем, пока рано сдавать в утиль серое вещество и мчаться в кибермагазин за апгрейдом. Слишком мало мы знаем о самих себе. Да, наша «оперативная память» действительно слаба, как и «процессор». Но это лишь касается «видимой», сознательной части. Есть еще малоизученное подсознание, которое курирует все процессы в организме, фиксирует поступающие сигналы от нервной системы, коих несчетное количество.

Если скорость сознательного мышления составляет 2 Кбит в секунду на уровне компьютеров 80-х годов прошлого века, то подсознание в секунду обрабатывает до 4 Гбит информации. Более того, существует устойчивое мнение, что мозг не задействуется в полном объеме. Что у него еще есть колоссальные биологические резервы.

Конечно, это не совсем верно. Мозг – живой организм, невозможно часть его оградить и перевести в спящий режим. Он разделен на области, каждая из которой выполняет свою функцию: слух, зрение, речь, эмоции, планирование, усвоение навыков, абстрактное мышление и прочее. Но факт остается фактом – мозг можно тренировать так же, как мышцы. В частности, улучшать память, повышать навыки вычислений, концентрировать внимание.

Многозадачность

Создание многоядерных процессоров – важное достижение человеческого гения. Многопоточность позволяет одновременно решать разные задачи. Еще не так давно юзеры радовались появлению двухъядерных процессоров, а сегодня в продаже уже доступны 64 и 72-ядерные монстры. Летом 2019 года специалисты Cerebras Systems представили самую большую в истории экспериментальную микросхему, насчитывающую 400 000 ядер.

Казалось бы, куда биологическим организмам до такой мощи. Человеческий мозг считается однопоточным. То есть, мы можем в единицу времени решать только одну задачу. Но на практике это не совсем так.

Еще в школе нам рассказывали о гении Юлии Цезаре, который одновременно мог делать 3 вещи одновременно: читать один текст, диктовать писарю совершенно другой и при этом слушать докладчика. Ученые говорят, что это миф. Что его мозг просто очень быстро переключался между задачами, но в единицу времени выполнял только одну операцию.

Но многим из нас знакома ситуация, когда решение некой проблемы или задачи приходит совершенно неожиданно. Это знаменитая архимедовская «Эврика!». Когда занимаешься чем-то другим, и внезапно снисходит озарение. Возможно, наш мозг работает вовсе не в однопроцессорном режиме.

Вероятно, где-то в глубине подсознания определенная группа нейронов продолжает работу над навязчивой проблемой, выстраивает логические цепочки, пока не совпадет верная комбинация. По аналогии с компьютером, это свернутая программа, которая работает в фоновом режиме. Пока мы смотрим фильм, задействуя, грубо говоря, одно ядро, второе и последующие проводят необходимые расчеты.

Искусственный мозг

Отдельная тема – биологические компьютеры. Это направление все больше ученых считает наиболее перспективным. Биотехнологии уже позволяют создавать экспериментальные системы, на которых тестируются механизмы взаимодействия нейронов или их аналогов с электронной компонентной базой. Первые результаты впечатляют.

Например, специалист в области нейробиологии Ош Агаби создал небольшой, но работающий биокомпьютер. В рамках проекта Koniku он разработал «живой» прототип 64-нейронной кремниевой микросхемы. Его «научили» распознавать запахи, наподобие пчел. Теперь дроны на его основе можно применять для поиска взрывчатых веществ, утечек вдоль трубопроводов, обследования сельхозугодий и прочее.

Агаби создал для нейронов подходящую биологическую среду, обеспечил их питанием и заработал механизм взаимодействия с электронной элементной базой. В планах:

• создание чипа на 500 нейронов для автопилота автомобилей;
• на 10 000 нейронов – для обработки изображений наподобие человеческого глаза;
• робота, управляемого чипом на 100 000 нейронов;
• самообучающегося компьютера на 1 миллион нейронов.

Зачем нужны биокомпьютеры

Неужели нельзя обойтись существующими средствами? Нет, нельзя. Даже, казалось бы, такая простая вещь, как прогноз погоды, требует запредельных вычислительных мощностей. До сих пор люди не научились делать его точным.

Пару лет назад ученые Японии и Германии попытались смоделировать на одном из самых мощных в мире суперкомпьютеров активность человеческого мозга. Им удалось достигнуть не более 1 процента возможностей «серого вещества» в секунду. Таким образом, классические компьютеры слишком слабы для решения глобальных задач. Например, таковым является моделирование лекарственных препаратов нового поколения, или расчета процессов ядерной и квантовой физики.

Сходства и различия

Что общего между компьютером и мозгом:

• оба оперируют данными посредством электрических импульсов;
• и тому и другому необходимо питание для работы;
• для обоих систем необходимы приемо-передатчики информации: уши, глаза, нервные окончания, микрофон, камера, клавиатура и т. д.

В чем их отличия:

• компьютеры – искусственное контролируемое творение человечества, а мозг – процесс неконтролируемых мутаций миллионов лет эволюции;
• компьютеры можно выпускать с заданными характеристиками, каждый человек – уникален, как и его мозговая деятельность;
• для работы нейронов требуется гораздо меньше энергии;
• мозг может интерпретировать вещь или явление на основе ассоциаций и воображения, даже если он их не видел;
• мозг способен генерировать эмоции и реагировать на них, компьютер, в том числе с искусственным интеллектом, абсолютно бесстрастен;
• компьютер пока не способен на творчество, хотя уже может писать новости, создавать произведения литературы и живописи на основе заданных алгоритмов.

Последний пункт является самым важным. Ибо без творческого начала невозможно двигать вперед цивилизацию.

Будущее за киберпанком

Создано много литературных произведений, комиксов и фильмов, в которых люди имплантируют себе различные электронные устройства для улучшения функционала организма. Это еще не киборги, но и обычными людьми их не назовешь.

Однако это уже не фантастика. Микрочипы-импланты используются уже давно в медицине для мониторинга состояния организма, получения оперативной информации об истории болезни, группе крови, аллергических реакциях, непереносимости лекарственных средств. Большинство из них бесконтактное, расположенное под кожей, но есть и с внешними интерфейсами.

Масштабные работы проводятся и в области мозга для повышения его эффективности. Например, разрабатываются микрочипы, вживляемые в мозг. Они позволят парализованным людям управлять компьютерами и мобильными устройствами, общаться с помощью составления слов из букв. Но больше всего ученых интересует возможность стимулирования мозговой деятельности, возвращения зрения слепым, усиления памяти и увеличения объема хранения информации. И на этом поприще сделано уже многое.