Мозг

Именно тут я наконец-то расскажу тебе что за системы долбятся тебе в разум со страниц сего опуса. Хотите я расскажу вам как опытный программист бы написал наше сознание, если бы у него была такая задача? Уточню: под опытным имеется в виду имеющий значительный опыт коммерческой разработки в условиях дикого рынка - изменяющихся техзаданий, возникновения внешних дополнений, расширений и улучшений по ходу выполнения задачи, разумно ограниченные аппартные ресурсы, понимание, что в любой момент проект может пропасть к чертям - за него не заплатят или даже заплатят и положат под сукно. Или отдадут допиливать неизвестно кому. Или, что еще хуже - вернут допиливать ему же. В общем пацан он у нас будет тертый и прохаванный. Нет, надо сделать по-другому. Для простоты и понимания не только программистами пусть он работает в эволюционирующей котельной завода. Занимается програмным обеспечением системы автоматизации. Хозяева завода тоже прохаванные, ресурсы налево и направо тратить не дают, но при необходимости слишком не жмутся. При этом получаем аналогию между нервной системой и системой автоматизации котельной. И еще набор аналогий. Мозг - это содержимое диспетчерской со всеми шкафами, а сознание - функция кластера специальных серверов из этих шкафов. Помимо серверов сознания в шкафах у нас будет большое количество более примитивных контроллеров, так исторически сложилось, они дешевле. И еще значительное количество таких контроллеров будет находится снаружи диспетчерской, опять таки либо по историческим причинам, либо так выгоднее с точки зрения связности. Все эти контроллеры и их шину передачи данных будем считать исполнителем функции подсознание. И поставим ей в соответствие укрупненные нервные узлы, в том числе и мозг без высших долей (без коры и, вероятно, лобных долей). Внешнюю группу контроллеров можно называть вегетативной нервной системой, внутреннюю - подкоркой. Функцию подкорки будем называть подсознанием. Функцию вегетативной нервной системы - чревознанием. Отдельно, например как туалеты и прочее неважное (или устаревшее, но все еще функционирующее), сердце, мочевой пузырь и еще некоторе органы оплетены метасимпатической нервной системой. Просто автоматизация на реле, например. Ее функции - управление и контроль за сердцебиением, синхронизация между огранами. При этом система иногда может получать “сверху” управляющий сигнал синхронизации, и обязана запомнить и сообщать этот сигнал подшефным внутренним органам. Пучки проводов - аксоны.

Личностью будем называть внешнее, коммуникационное проявление функции нервной системы на всю ее глубину. На первых парах котельная обойдется простейшими предохранителями: взрывной клапан (для сброса избыточного давления). А у нас там котельной - кот наплакал - чан с горячей водой и печка, которую кочегарят. С трубой. Автоматчики смазывают клапан. Программисты ходят в школу. Нервная система отсутствует. Для нужд растущей котельной со временем нам понадобится новое устройство - пары датчик плюс вентиль. Это для условного запирания труб. По мере усложнения условий техзадания “пусть когда в трубе А пар выше 120 градусов, открывается подача масла на холодильник D и уменьшается подача газа в топки 1-4, но только если при этом в баке Z уровень воды не ниже отметки 200 и температура не выше 40 градусов. ” автоматчики создают все более и более изощренные контроллирующие схемы. Программисты учатся паять и лишь во снах видят клавиатуры. Мозга нет, вся нервная система - набор прямых связей источник-получатель. Нервная система - метасимпатическая - отдельные нейроны или их функциональные предки. По мере усложнения отдельным нейронам приходится обзаводиться несколькимя входами. Выход у большинства нейронов, как и у их функциональных аналогов из схемотехники - цифровых элементов из схемотехники, только один. Вторым направлением усложнения становятся цепи нейронов, их последовательное включение. Личность - искорки сигналов по нейронам.

Котельная растет, условия и реакции в правилах срабатывания становятся настолько сложными, что приходится использовать управляющие схемы на микроконтроллерах. Автоматчики подключают датчики и вентили к контроллерам на местах. Программисты бодро остукивают XOR EDX, EDX. Появляются отдельные нервные узлы. Один из крупных узлов - будущий мозг. Личность - мельтешение сигналов.

Через время, в том числе в нуждах самой системы (например, для синхронизации), появляются связи между контроллерами. И даже группы котроллеров. Шины передачи данных между контроллерами отсутствуют. Вместо этого куча индивидуальных подключений, аналог пучка аксонов (получаем экономию на транспортном протоколе, но неэкономно расходуем наличные аксоны). Автоматчики запарились подключать входы-выходы и прокладывать короба с проводами. Добавилось огромное количество контроллеров. Часть из них сгруппирована в одном помещении - им нет нужды находиться в непосредственной близости от техпроцесса, а так им дешевле создать приемлимые условия существования. С точки зрения программистов - появились контроллеры, контроллирующие другие контроллеры и есть контроллирующие их контроллеры. Написали протокол взаимодействия, иерархический. Начинаем работать с нейронными сетями (потому что они прямо под рукой) - решать задачи классификации. И опять писать под них контроллеры. Нервная система - вегетативная. Ярко выраженный головной мозг мал и невзрачен. Личность - сплошное свечение.

С чего-то ради выставляем в окна камеры и начинаем анализировать картинку за окном. Например, на предмет подхода хулиганов и прочих рейдеров - демонстрантов. Помимо собственно камер нам необходимо оборудование для обработки видеосигнала. Первичная обработка все равно очень сложная, нужно разработать новое оборудование - потоковые видеоадаптеры. И уже эти потоковые видеоадаптеры выдают данные в огромные количества групп групп групп контроллеров, которым мы создали иерархический протокол в прошлом витке. Продолжаем работы над протоколом иерархической работы. Задачи по классификации картинки на хрусталике глаза решаются бесчетным количеством нейронных сетей, которые мы научились использовать на прошлом витке. На программистах в этом шаге остановимся подробнее. Они наконец-то занялись своим делом. А конкретно - программирование инстинктов Я думаю, что для первых экземпляров они должен быть крайне простыми. как примеры из мира паразитов - двигаться по градиенту желчи. Или “после 20 см в кишке прижмитесь правее, будет ваша стенка. уткнитесь в нее и цепляйтесь выпущенными только что крючками”. Ну вот эти инструкции и надо прописать для животного. Ну или для котельной на функциональном языке подробный набор инструкций, вкупе с условиями их выполнения. Причем все это можно захардкодить прямо в коде. Появляется почти наше подсознание, будем называть его протознанием. Возникло в процессе обработки видеосигнала от глаз. Видео - самый наполненный информацией поток из всех поступающих извне в организм. Поэтому и мышление на этом уровне зарождается потоковое. Обработка видео потоковая, вот и мышление у протознания получилось потоковым. Давайте внимательнее посмотрим на это прообраз сознания с точки зрения программиста. Потоковая обработка поступающих в реальном времени данных предопределяет функциональную направленность мышления. Задачи классификации и огромное количество нейронных сетей вокруг как бы намекают. Все что можно - захардкожено, так дешевле и быстрее. Впервые в голове появляются значительные вычислительные мощности. Теперь мы можем в реальном времени оценивать обстановку (задача или серия задач классификации) и, в случае соответствия отклассифицированного вектора обстановки входным условиям какого-либо из имеющихся инстинктов, начать выполнение оного. В непредусмотренных ситуациях протознание беспомощно.

А теперь давайте вернемся к нашему программисту. Он пишет для котельной инстинкт за инстинктом, покрывает известные случаи технологических процессов четкими реакциями. Запрашивает и добивается установки новых, более точных датчиков и вентилей в критических местах. Вынужденно увеличивает вычислительные мощности центральной нервной системы - инстинктов становится все больше и они становятся сложнее. И все равно, в случае непредвиденного изменения внешней обстановки, появляется нужда в новых инстинктах. А некоторые из старых теряют свою актуальность. И вот это ему надоедает. В один из вечеров он напивается в зюзю и к нему приходит озарение: а напиши более-менее универсальный инстинкт. Пусть он отслеживает изменение обстановки в ближайшем будущем и на основе этих изменений корректирует поведение системы. И пусть это будет “поведение по умолчанию” - этот код включится когда никакие другие инстинкты не перехватывают управление. Т.е. когда класифицированная ситуация не подходит ни под один из захардкоженых инстинктов. Прошу любить и жаловать - рождение подсознания. В дальнейшем добавляется одна важная часть - база уже принятых решений. Условные рефлексы, как у собаки Павлова. Сначала - просто кэш на входе механизма принятия решений. С точки зрения программиста - очевидный ход, позволяет не тратить вычислительные ресурсы на повторное принятие однажды принятого решения. Старые записи с течением времени инвалидируется, чтобы освободить место для новых. Улучшение оказывается полезным, с течением времени закрепляется, и становится уже серьезной частью механизма принятия решений - постоянной базой решений. Хранилищем условных рефлексов. При этом помимо принятого решения и класифицированного вектора обстановки (относитесь к нему как к индексу) мы сохраняем сырые исходные данные. Вот поверьте опытному программисту, такой подход почти всегда себя оправдывает. Невозможно предугадать, что именно из огромного массива исходных данных, понадобится в дальнейшем при разборе ситуации. Не до конца понятный момент - нужно ли считать что подсознание заменило собой (является результатом дальнейшего развития) протознание (классификатор плюс инстинкты) или они соседствуют на потоках входных данных? Может быть и так, и так. Один способ чуть более производителен, другой чуть проще написать. Ведь сознание не заменило, а дополнило собой подсознание, и мне кажется это характерным для эволюционного развития. (Но можно следовать бритве Оккама и считать подсознание дальнейшим шагом развития протознания. Тогда можно сказать, что подсознание функционально состоит из протознания и более поздних слоев).

И вообще - подсознанием мы будем называть именно разросшийся “инстинкт принятия решения” вкупе с механизмом кеширования (и, позднее, базой условных рефлексов). У подсознания кроме принятия решений есть все необходимое для их исполнения - контроль над опорно-двигательным аппартом, над внутренними органами, эндокринной системой и многое-многое другое. Мощнейшая штуковина получилась. Затратная, но зато сколько преимуществ. Опять-таки - потоковая структура данных, работа в реальном времени, близость к функциональному программированию. А теперь давайте посмотрим как именно повлияет это дополнение на “социальную” составляющую эволюции. Помните еще - мы в предыдущей главе решили, что эволюция всегда проявляется в двух пространствах? Так вот, появляется смысл в воспитании потомства, первичное заучивание условных рефлексов дает особи конкурентное преимущество. При этом достаточно прописать там же условный рефлекс “воспитывай свое потомство”, чтобы эффект получился куммулятивным. Обратите внимание на этот момент, именно сейчас родилась семья. Именно по этой причине нас тянет после секса еще и поговорить, а не разбежаться. Вот и пришли к социуму от личности - наличие записываемой базы решений в нашей черепушке повлекло за собой создание системы для первичного заполнения этой базы в пространстве систем - протосемьи. Где-то тут возникли новые эмоции, помимо половых и аггресивных - любовь к детям и импринтинг, который тоже может перерасти в любовь к родителям.

Родители передают детям свои условные рефлексы. Обладатели наиболее эффективных рефлексов увеличивают шансы на выживание себе и своим потомкам. Вместе с ними выживают рефлексы. Можно говорить о эволюции рефлексов - прототипов социальных систем. При этом наверняка особи в рамках популяции копируют друг у друга эффективные паттерны поведения. Я бы копировал. Ну в смысле - умение подражать эффективному поведению должно стать способствующим выживанию фактором. А значит обязательно появится. И с этого момента появляется дополнительный отбор наиболее эффективных рефлексов. Что однозначно ускорит эволюцию рефлексов. Но еще не настолько, чтобы эволюцию биологическую можно было не принимать в расчет. Вот вам и связь двух пространств эволюции. А теперь смотрите, как еще можно использовать эту связь в наших раздумьях. Вот рыбы, например, не воспитывают и не обучают свое потомство. А птицы - обучают. И это позволяет нам считать, что сохранение условных рефлексов появилось где-то между этими классами. Если теперь открыть структуру их мозга и посмотреть на нее вдумчиво, то можно прикинуть в каких отделах происходит это самое сохранение. Ну как-то так, ага-ага.

“Воспитание” котельной - заполнение базы условных рефлексов - заполнение базы данных реакций системы при пусконаладочных работах по окончании строительства котельной. От ситуации с животными отличается только тем, что заинтересованы в эффективности котельной люди, а не родители-котельные, а значит именно людям ее и “обучать”.

Давайте на секундочку остановимся передохнуть. И осмыслим уже случившееся с нашей котельной. Итак, у нас появилась способность принимать решения в незнакомых ранее ситуациях. Как именно этот процесс работает внутри не так уж и важно (нейронные сети! куча нейронных сетей, мать их. потоковая обработка данных в реальном времени. функциональное программирование.). Что он нам дает? Чисто теоретически котельную теперь можно засовывать под воду, подавать по трубам мазут вместо газа и выдвигать на передний край обороны в какой-нибудь позиционной войнушке (она оттуда скорее всего дезертирует, не тупая). Конечно же ни одной котельной в мире такие умения ни к чему. А нам надо. Да, нам надо. Поехали дальше.

Но мы так и не увидели свое сознание. И что это за “специальные сервера” в начале главы? Оу, тут все очень-очень просто. Сервера предназначены для хранения данных. Ну, изначально они были предназначены именно для условных рефлексов, для той самой базы решений, которая появилась из простого кеша принятых подсознанием решений. Ну и у базы появился небольшой процесс, управляющий сохранением данных. И пока что больше ничерта не умеет. Кажется выполняется на той же аппаратной базе, что и подсознание, поскольку так экономичнее. Но при этом вовсе не обязан работать в режиме реального времени, т.е. вовсе не обязательно потоковое мышление. Он может и должен работать с “прошлым” - с содержимым памяти. Давайте назовем это мышление объектным.

Но вот посмотрите, какая интересная ситуация - помимо сохранения этот процесс может еще и анализировать данные. Постфактум так сказать. Например, на видеопотоке будущее сознание разглядело несъедобную кожуру от банана. Значит, где-то рядом могут быть и целые бананы. Надо поискать. И процесс, сумевшее донести эту мысль до органов принятия решения (подсознания) или самостоятельно сумевшее направить организм на поиски бананов, станет некислым эволюционным преимуществом. А значит, рано или поздно у кого-то это неизбежно случится. Именно тут и зародится наше сознание. Почему тут спросите вы? Да вот самое подходящее место для постепенного развития нового. Мышление - не потоковое. Пямять. Отсутствие прямого взаимодействия с подсознанием - только через условные рефлексы. Постепенно, тихой сапой, наш менеджер будет усложняться. Обзаведется для собственных нужд кратковременной памятью, получит контроль над опорно-двигательным аппартом (неэксклюзивный, подсознание все еще участвует), контроль над частью сигнальных систем и многое другое. Алгоритм анализа воспоминаний будет улучшаться до тех пор, пока не возникнет разум. Конечно же всю эту машинерию нужно где-то хранить, нужно выделить место. Где же найти место бедному маленькому скромному менеджеру безразмерной базы данных для хранения себя? Ответ немного очевиден, не? При этом со временем оказывается, что особи выгоднее чтобы менеджер забил на свое прямое предназначение и перестал сохранять исходные данные обстановки в сыром виде, а только ужатые данные - не двухчасовое видео “как добраться до речки”, а опорные точки маршрута и фотоизображение ориентиров. И вот наша функция сохранения для личности стала функцией Бога - сознанием (не путать с разумом!). Функция для сохранения в базу. Сохранившая себя на всю базу. Мегаэффективная. Нежная и капризная. Требовательная. Но для тела все равно выгодно кормить эту прорву и терпеть ее выходки.

Исходная функция не совсем забыта - по ночам сознание занимается тем, для чего придумано изначально - записывает данные в базу (уже сильно ужатым по сравнению с сысрым исходным видом). И одновременно знакомит подсознание с этими данными или со своими выводами. И эти двое могут некисло провести вместе время, просматривая сновидения. Особенно если учесть, что вечером перед сном вы смотрели какой-нибудь фильм. Мимика актеров неидеальна и сбивает подсознание с толку, события непонятны и вытекают друг из друга нечетко. Вангую самое настоящее “Ой все!” от подсознания. Кстати! Кошкам снятся сны, а значит у них есть сознание. А у птиц, скорее всего, нет. Поэтому они так тяжело поддаются дрессировке.

Вот вам и обещанный аргумент в пользу хранения значительных объемов данных в голове: эволюции нужна причина для появления коры головного мозга, нужда в хранилище на пару тереабайт может быть одной из изначальных причин. Второй аргумент - то, что сознанию на вход подается исходные внешние потоки данных. Откуда я это знаю? Ну вы же видите книгу осознанно, можно сказать попиксельно, а не получили текстовую копию страницы. Я не совсем уверен что было именно так, и готов допустить, что у появления коры головного мозга есть другие причины.

О! Обратите внимание еще на одну очень занятную шутку эволюции. Через некоторое время после появления менеджер не только перестал сохранять исходные данные обстановки. Позже случилось второе, даже более важное изменение - подсознание перестало ему безоговорочно доверять. Это как будто защитный механизм. Сознание не может просто взять и решить - теперь при виде желтых штанов мы будем приседать и делать ку. Вернее - решить-то может. И даже выполнять. Но - самостоятельно. А подсознание забъет. И слава Богу! А то мы бы свое подсознание изнасиловали бы сами. А так за нас это сделает социум. И мы будем приседать и делать “ку” при виде новеньких майбахов. Ну или на слова “толеранстность”, “демократия”, “алла акбар” и т.п. В общем, задача записи условного рефлекса на сегодняшний день для сознания нетривиальная. Нужно или множество повторений, или значительный эмоциональный окрас информации, чтобы она получила шанс попасть в базу условных рефлексов. А точнее в ее буферную зону. И только после использования подсознанием этой информации для принятия решения (возможно, неоднократного) информация получает статус доверенной. Ну так это все выглядит если почитать Миллмана, вдуматься в принцип медитации ит.п.

Посмотрите на это с другой стороны - подсознание вкурило, что менеджер творит что-то не то и понизило ему градус доверия. Если вас смущает настолько одушевленный подход к моделированию мозга, то вот вам перевод: особи, у подсознание которых слепо выполняло инструкции просыпающегося сознания были менее эффективны и со временем были вытеснены более эффективными. А теперь на секундочку представьте сколько трагедий таится за этими сухими строчками. Это должно напоминать шизофрению - когда модель реальности, построенная личностью не соответствует этой реальности. Лось, грызущий фонарный столб, только потому что его сознание провело аналогию между столбом и деревом. И эту аналогию уловило подсознание и записало в подкорку. А ведь это не самое страшное сравнение, которое может привести наше сознание. А уж разум-то вообще в состоянии изнасиловать подсознание и вывернуть его наизнанку.

Все, на этой ноте я пожалуй закончу этот винигрет из котельных, птиц, мозгов, лосей и ЦНС.

Вот такая вот модель человеского сознания. Мы все-лишь применили свой опыт в программировании и просмотрели мозг в динамике развития. Интересно, толк от этого нашего мысленного эксперимента будет хоть какой-то? Приблизили ли мы день создания искусственного интеллекта? Упростили ли моделирование нашего сознания? И моделирование поведение толпы? Без понятия. Просто захотел понять функциональную структуру мозга. Из нерешенных вопросов: пишем ли мы входящие потоки в память, поглотило ли подсознание протознание и мешают ли процессы сознания и подсознания друг другу, конкурируют ли за ресурсы