[190] в том же институте. Идея Шеннона была по существу такой же, к какой пришли Мак-Каллок и Питтс несколько лет спустя: можно было использовать логику для описания цепей в терминах символов. В частности, три основных оператора «И», «ИЛИ» и «НЕ» могут быть представлены в виде электрических цепей, работающих на базе двоичной логики. Эта мысль привлекла внимание фон Неймана и помогла ему внести ясность в создание плана будущего цифрового компьютера. Предположение Шеннона также имело очевидные точки соприкосновения с размышлениями Тьюринга. В своих беседах двое мужчин, казалось, пытались перещеголять друг друга, строя воображаемые картины будущего. Шеннон вспоминал:
«Мы любили помечтать и часто обсуждали с Тьюрингом возможность полностью смоделировать человеческий мозг: могли ли мы действительно получить компьютер, который явился бы эквивалентом человеческого мозга или даже намного превосходил его? Тогда это казалось легче, чем сейчас. Мы оба думали, что подобное станет возможным не слишком скоро, лет через десять – пятнадцать. Но и за тридцать лет ничего не изменилось» [30].
В свою очередь, Тьюринга поразили некоторые идеи Шеннона относительно того, что можно сделать с электронным мозгом. Как сказал Тьюринг исследователю Лаборатории Белла Алексу Фаулеру: «Шеннон хочет скормить Мозгу не только данные, но и культуру! Он хочет играть ему музыку!» [37]
Через несколько месяцев после окончания войны, в марте 1946 года, Фонд Мэйси провел первую из серии встреч под довольно громоздким названием «Механизмы обратной связи и круговые причинные системы в биологии и социальных науках». В последующие годы оно было сокращено до более простого наименования «Кибернетические встречи», после публикации бестселлера Винера 1948 года «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине».
Амбициозность этих мини-конференций была заявлена в самом названии: исследователи стремились объединить биологию и социальные науки (и зарождающуюся область вычислительной техники) путем выявления общих механизмов, в том числе обратной связи. На первой встрече присутствовало чуть больше десятка человек. Джон фон Нейман и испанский нейрофизиолог Рафаэль Лоренте де Но[191] говорили о значении электронных и нейронных цифровых систем. Лоренте де Но, работавший с Кахалем в 1930-х годах, описывал нейроны как элементы живого автомата [38].
Но в тот самый момент, когда разгадка, казалось, была близка и обещала новое понимание функций мозга, фон Неймана начали одолевать сомнения. В ноябре 1946 года он написал письмо Винеру, в котором предположил, что акцент на параллелях между компьютерами и мозгом, вероятно, был ошибочным. Он утверждал, что «после того, как большой положительный вклад Тьюринга-Питтса-и-Мак-Каллока был принят, ситуация скорее ухудшилась, а не улучшилась» [39]. Проблема, как понял фон Нейман, заключалась в том, что реальные нервные системы были гораздо сложнее описанных в теоремах Мак-Каллока и Питтса. В действительности они не функционировали цифровым образом за пределами элементарного закона «все или ничего» одноразового действия. В частности, как показал Эдриан, нейронный код включает в себя важнейший аналоговый элемент: частота пульсации нейрона возрастает с усилением стимула. Когда дело доходит до представления внешнего мира, нейроны не действуют как цифровые сущности.
Ученый фон Нейман утверждал, что наука должна отказаться от изучения нервной системы.
Фон Нейман теперь считал, что они с Винером ошиблись, выбрав в качестве предмета для изучения «самый сложный объект под солнцем» – человеческий мозг. Обращение к более простой нервной системе, такой как у муравья, не поможет, утверждал фон Нейман: «Мы теряем почти столько же, сколько приобретаем. По мере того как цифровая (нейронная) часть упрощается, аналогическая (гуморальная) часть становится менее доступной… субъект утрачивает ясность, а наши возможности общения с ним становятся все беднее и беднее по содержанию». Решение фон Неймана состояло в том, что наука должна отказаться от изучения нервной системы. Наилучшая перспектива успешного использования логики для понимания биологии придет, по его мнению, из вирусологии[192].
Несмотря на свой пессимизм, фон Нейман продолжал участвовать в дискуссиях о кибернетике и мозге. И в сентябре 1948 года он выступил в Пасадене в рамках конференции «Церебральные механизмы в поведении», где противопоставил структуры аналоговых и цифровых компьютеров, прежде чем сравнить их с нервными системами [40]. Ученый признал, что нейроны не являются по-настоящему цифровыми структурами не только из-за специфичной реакции, но и потому, что цепи обратной связи, в которые они вовлечены – например, контролирующие артериальное давление, – содержат одновременно и нейронные, и физиологические компоненты. Как выразился сам фон Нейман, «живые организмы представляют собой невероятно сложные, частично цифровые и частично аналоговые механизмы» (41).
Фон Нейман также объяснил, что мозг намного меньше любого компьютера и содержит гораздо больше компонентов (так было до появления транзисторов, первые прототипы которых разработали всего за год до выступления ученого, позволив сделать первый шаг в уменьшении размеров компьютеров, но такая точка зрения актуальна до сих пор). Прежде всего, он указал одним из главнейших вопросов в нейробиологии, используя глагол, который сейчас воспринимается вполне обычно, но в то время привнес новизну: «Как [нейрон] кодирует непрерывное число в цифровое обозначение?»
Приняв, что подход Мак-Каллока и Питтса доказал, что «все, что может быть исчерпывающе и однозначно описано… ipso facto[193] реализуемо подходящей конечной нейронной сетью»[194], Нейман обозначил практические проблемы, связанные с достижением данной цели. Нечто столь простое, как визуальная аналогия – к примеру, «объект похож на треугольник», – может предполагать «совершенно нереальное число» составляющих. Ученый пессимистически заключил:
«Поэтому вполне вероятно, что бессмысленно искать точное логическое понятие, то есть конкретное словесное описание „визуальной аналогии”. Возможно, что паттерн связи зрительного восприятия мозга сам по себе является простейшим логическим выражением или определением этого принципа».
Фон Нейман утверждал, что невозможно построить модель даже некоторых относительно простых психических процессов – доступна лишь частичная имитация реальной нервной системы, предназначенная для этого расчета. Он опасался, что любое материальное представление человеческого мозга, основанное на подходе, изложенном Мак-Каллоком и Питтсом, может оказаться «слишком масштабным, чтобы вписаться в физическую вселенную».
Ученый фон Нейман утверждал, что невозможно построить модель даже некоторых относительно простых психических процессов.
На той же конференции в Пасадене Мак-Каллок прочитал лекцию под провокационным названием «Почему разум находится в голове». (До смешного банальный ответ, данный в последнем абзаце, состоял в том, что именно там расположены все нейроны.) Он тоже теперь пессимистично относился к возможности построения модели мозга.
Питтс занимался отображением отношений ввода-вывода для простых рефлекторных дуг «и пока не получил очень простого ответа», сообщил Мак-Каллок, прежде чем продолжить: «Нет ни малейшего шанса, что мы сможем сделать даже это для всей коры головного мозга» [42]. Подобное не стало бы неожиданностью для большинства нейрофизиологов ни тогда, ни сейчас.
Через несколько недель после этой встречи Винер опубликовал «Кибернетику, или Управление и связь в животном и машине», которая изменила все. Термин «кибернетика» начали использовать для обозначения отдельной научной области (Винер образовал его от древнегреческого словосочетания, означавшего «искусство управления»). Книга же стала международным бестселлером, несмотря на содержавшиеся в ней обширные уравнения, непонятные для большинства читателей и полные ошибок, – иными словами, приобрела решающее значение как для ученых, так и для широкой публики. Сам Винер был титанической личностью и привлекал внимание прессы. Дородный, в очках с толстыми стеклами и бородой Ван Дейка, Винер учился у Бертрана Рассела еще подростком – первый том его автобиографии носил точное, хоть и, пожалуй, нескромное, название «Экс-вундеркинд». Его семейная жизнь была непростой: хотя отец Винера был русским евреем, мать ученого придерживалась антисемитских взглядов и была сторонницей Гитлера. Таффи Мак-Каллок вспоминала, как Винер приезжал в загородный дом ее родителей и купался нагишом в близлежащем озере: «Он был настоящим эксцентриком. И походил на лягушку с выпученными глазами. Я помню, как Винер, с большим, выступающим вперед животом, плавал в озере, беспрестанно болтал, размахивал сигарой в воздухе и медленно уходил под воду». Дочь Винера также помнила эти купания голышом и угрозу домашнего скандала, которую они представляли: «О, если бы мама пронюхала об этом, представляю, как она вышла бы из себя» [43].
В «Кибернетике» Винер объяснял новую математическую концепцию информации, разработанную им во время войны совместно с Клодом Шенноном, и подчеркивал роль отрицательной обратной связи в создании целенаправленного поведения у животных и машин. Он также исследовал аналогии между мозгом и компьютером. Как и фон Нейман, ученый взял за отправную точку идентификацию потенциала действия Мак-Каллока и Питтса с цифровым сигналом, но признавал при этом и фундаментальный вклад Тьюринга. Винер использовал этот конструкт для обсуждения моделей памяти, включая то, что кажется интуитивно правильным: «Вполне вероятно, что информация сохраняется в течение длительных периодов времени с помощью изменения пороговых значений нейронов, или, другими словами, изменения проницаемости каждого синапса для сообщений» [44].