ю. Одним из докладчиков был Артуро Розенблют, мексиканский физиолог из Гарварда, представивший некоторые исследования, которые проводил с Винером и инженером Джулианом Бигелоу. Винер и Бигелоу были задействованы в военных разработках и пытались создать автоматическую зенитную пушку. Ученые поняли, что система, которую они изучали, функционировала по приниципу обратной связи: орудийный расчет реагировал на траекторию вражеского самолета, маневрировал стволом, стрелял, затем корректировал цель и т. д. [24].
Рассматривая устройство машин и даже нервной системы как цепь, передающую положительную и отрицательную обратную связь, Розенблют, Бигелоу и Винер смогли описать, как из деятельности простой системы может возникнуть внешне целенаправленное поведение. Особенно точно это прослеживалось в случаях с отрицательной обратной связью, когда устройство перестало выполнять заданную функцию, достигнув поставленной цели. Мак-Каллок был сильно взволнован выступлением Розенблюта и начал размышлять о том, как цепи обратной связи могут объяснить различные явления, включая психические заболевания, например неврозы [25].
В 1943 году, когда Мак-Каллок и Питтс опубликовали статью об имманентной логике нервной системы, Розенблют, Бигелоу и Винер подытожили свои рассуждения в публикации под названием «Поведение, цель и телеология». Они пытались объяснить телеологию – целенаправленное поведение в нечеловеческих системах, – описывая ее в терминах положительной и отрицательной обратной связи. В статье указывалось: «Функционирование некоторых машин и отдельные реакции живых организмов предполагают получение от цели непрерывной обратную связи, которая изменяет и направляет поведение объекта» [26].
Используя примеры машин и животных и не применяя уравнения, Розенблют, Бигелоу и Винер исследовали общую структуру для понимания всего поведения, сделав обратную связь ключевым механизмом своей теории. Они допускали, что положительная обратная связь может объяснить некоторые патологические симптомы, такие как тремор при болезни Паркинсона (Мак-Каллок и Питтс также теоретизировали это в самой сложной из своих теорем, названной «сети с кругами», представляющими цепи положительной обратной связи). Розенблют, Бигелоу и Винер выяснили, как отрицательная обратная связь способна вызвать видимую целеустремленность в поведении машины или животного. Как только совершение неких действий вызывает данное состояние, отрицательная обратная связь прекращает деятельность, создавая иллюзию целенаправленного поведения. Эта концепция отсутствовала в теории Мак-Каллока и Питтса. Хотя подобные идеи имплицитно присутствовали в собаке-роботе Селено, функциональных кругах Икскюля и заводном жуке Лотки (ни один из этих прецедентов не упоминался), Розенблют, Бигелоу и Винер были первыми, кто встроил их в общее видение основ поведения.
В то же самое время по другую сторону Атлантики психолог из Кембриджа Кеннет Крейк опубликовал тонкую книжку под названием «Природа объяснения». Бо́льшая часть книги была философской, но во второй части Крейк сосредоточился на гипотезе о работе мозга. Ссылаясь на модели обусловливания Халла, Крейк объяснил, что предпочитает более абстрактный подход, рассматривая не отдельные синаптические механизмы, а скорее «фундаментальную особенность нейронного аппарата – его способность находить соответствия или моделировать внешние события», что, по его мнению, также свойственно вычислительной технике [27].
Вместо поиска туманных аналогий, скажем, между мозгом и телефонной станцией, Крейк избрал гораздо более глубокий подход. Ученому было интересно обнаружить вычисления, которые должен выполнять механизм, чтобы «играть роль в мышлении» [28]. Крейк утверждал, что основной задействованный вид расчета был символическим – представлял аспекты внешней реальности. Выделяя величайшие достижения в технологиях того времени, такие как вычислительные машины, телескопы и т. д., которые были фактически продолжениями человеческих органов чувств и тел, Крейк отмечал, что «мозг сам по себе использует сходные механизмы для достижения тех же целей и что с помощью них он способен устанавливать параллели между явлениями во внешнем мире, как вычислительная машина» [29]. Определяющей функцией символических представлений в нервной системе, по словам Крейка, является их роль в рассмотрении альтернатив и в прогнозировании.
Ментальная модель, построенная благодаря нейронной активности, могла бы готовить организм к потенциальным будущим событиям.
Когда дело дошло до представления того, как эти механизмы воплощаются в мозге, Крейк утратил часть своей уверенности и утверждал, что из-за вариаций в микроанатомии «модели мозга – по образцу телефонной станции – были бы гораздо убедительнее, если бы не постулировали каких-либо конкретных связей». Версия Крейка о воплощении имманентной логики нервной системы была еще более абстрактной, чем гипотеза Мак-Каллока и Питтса [30]. Он полагал, что два человека с различными нейронными структурами могут тем не менее демонстрировать одинаковое поведение, если в их мозгу протекают одни и те же процессы. Крейк полагал, что система случайных связей «примет необходимую степень упорядоченности в результате приобретения опыта», пока сохраняется достаточная пластичность [31]. Рано или поздно возникнут «правильные» связи, если будет обеспечено достаточно времени и опыта. К сожалению, Крейк не смог реализовать свое видение нервной системы как «вычислительной машины, способной моделировать или сопоставлять внешние события»: в 1945 году во время велосипедной прогулки его сбила машина, в результате аварии ученый погиб.
Крейк полагал, что два человека с различными структурами могут вести себя одинаково, если в их мозгу протекают те же процессы.
Труд Крейка не вызвал широкого ажиотажа, когда был опубликован впервые, но в 1946 году Эдриан обратил на него особое внимание в серии лекций, которые были изданы в виде книги в следующем году. Эдриан подытожил идею Крейка: «Мозг должен уметь моделировать или анализировать внешние события, применяя что-то вроде символики, которая используется в вычислительной машине для представления физической структуры или процесса». Отсюда следовало, что «организм несет в своей голове не только карту внешних событий, но и маломасштабную модель внешней реальности и собственных возможных действий».
«Организм несет в своей голове не только карту внешних событий, но и маломасштабную модель внешней реальности и собственных возможных действий».
Сознательно или нет, но Эдриан противоречил главному аспекту спора о мельнице Лейбница – предположению, что даже если бы мы могли видеть скрытую работу мозга, то ничего бы не поняли. Эдриан считал, что, даже если мы не постигнем суть процесса мыслепорождения, эта концепция углубит понимание работы мозга:
«Следовательно, образы и мысли должны рассматриваться как конечные продукты сложной машины… мы были бы способны прочитать мысли человека, если бы могли наблюдать за работой его мозга, так как увидели бы, как один паттерн за другим приобретал необходимую яркость и четкость» [32].
За всеми подходами, воплотившимися в жизнь в 1943 году, маячили идеи Алана Тьюринга[188]. В 1936 году двадцатичетырехлетний Тьюринг опубликовал статью, в которой использовал логику для описания искусственного устройства, способного вычислить все, что только поддается вычислению [33]. Этот гипотетический аппарат был великодушно назван «машиной Тьюринга» американским логиком Алонзо Черчем, который разрабатывал подобные идеи и с которым Тьюринг только начал работать в Принстоне. Воображаемая машина Тьюринга состояла из ленты, разделенной на квадратные ячейки, на каждой из которых был написан символ, сканирующего устройства (головки записи-чтения), которая могла рассматривать по одному квадрату за раз, и набора правил, указывающих машине, что делать в ответ на каждый символ. В принципе, такое устройство могло вычислить все, что поддается вычислению, что логически включало в себя имитацию другой машины.
Параллель между элементарными компонентами машины Тьюринга и булевыми нейронными цепями была четко отмечена Мак-Каллоком и Питтсом. Они указали, что, если бы нейронные сети были соединены с подходящими входными, выходными и запоминающими компонентами, такими как лента и сканеры, нейроны могли бы вычислять те же вещи, что и машина Тьюринга. Эти два подхода были взаимодополняющими, и концепция нервных сетей Мак-Каллока и Питтса предоставила «психологическое обоснование определению Тьюринга для вычислимости и его эквивалентов» [34]. Как объяснил Мак-Каллок пять лет спустя: «Мы думали, что (и я считаю, что нам это удалось довольно успешно) рассматриваем мозг как машину Тьюринга» [35].
Хотя Тьюринг изначально не мыслил в терминах искусственного интеллекта или связей между организмами и его гипотетическими устройствами, вскоре он начал это делать. В начале 1943 года – в том же году – ученый находился в Лаборатории Белла[189] в Нью-Йорке, в их футуристическом здании в Нижнем Ист-Сайде в Манхэттене, через который проходила наземная линия метро. Тьюринг трудился там над шифровальными протоколами, в итоге позволившими подводной горячей линии между Лондоном и Вашингтоном безопасно работать во время заключительной фазы войны. В лаборатории Тьюринг познакомился с двадцатишестилетним математиком Клодом Шенноном, изучавшим теории шифрования и разрабатывавшим математическую концепцию информации. Они регулярно болтали за обедом или чашечкой кофе, обсуждая общую сферу интересов – создание электронного мозга.
Ученые Тьюринг и Шеннон хотели создать электронный мозг.
Работая в 1937 году над магистерской диссертацией в Массачусетском технологическом институте, Шеннон понял, что существует связь между булевой алгеброй, телефонными схемами компании Bell, которые он изучал на своей летней стажировке, и механической аналоговой вычислительной машиной, построенной Ванневаром Бушем