Тьюринг, помоги! Похож ли наш мозг на компьютер?
Бросьте в меня камень, если вы никогда не слышали этого сравнения: «Мозг человека — это компьютер». Эта простая метафора вызывает холивары во всем мире, сталкивает лбами интеллектуалов и, возможно, стала причиной нескольких инсультов. Одни утверждают, что человеческое мышление не может уложиться в бинарные рамки компьютерной программы. Другие — что, невзирая на свое богатство, наше мышление остается пусть превосходным, но процессором. Но и сторонники, и противники забывают о главном: спорят они не о метафоре, а о гипотезе.
Чтобы аргументированно рассуждать о мозге как компьютере, для начала нужно определиться с тем, что мы называем компьютером. Давайте пойдем от противного: от того, чем компьютер не является.
Компьютер — это точно не коробочка под вашим столом, не ноутбук на ваших коленях и не смартфон в ваших руках. Микрочипы, оперативная память и кэш — это лишь элементы компьютера. Если воспринимать его как пластиковую коробку с электронной начинкой, то, конечно, вы смело можете сказать, что мозг — точно не компьютер. Ну хотя бы потому, что серое вещество после вашего выключения не может служить жестким диском, и к вашей памяти ни у кого не будет доступа. Так вот, эту ошибку восприятия компьютера как коробочки с различными функциональными элементами совершают многие противники нашей метафоры.
Другие решительные противники сравнения мозга с компьютером часто вспоминают о том, что компьютерная метафора — лишь очередной пункт в целой серии исторических технологических сравнений. С чем только мозг не сравнивали после очередного технологического прорыва — и с гидросистемой, и с телеграфом, и с телефонным коммутатором… Теперь вот настал черед компьютера.
Так в чем же их ошибка? Дело в том, что сравнение мозга с компьютером — это не про технологии совсем. Сравнение берет начало из формального определения компьютера, которое впервые дал в 1936 году Алан Тьюринг . Для справки: в 1945 году Джон фон Нейман разработал архитектуру современного компьютера. А сами современные компьютеры появились только в 50-х годах прошлого века.
Историки до сих пор спорят о том, что же можно считать первым компьютером. Но сходятся они в одном: до 1936-го компьютеров не было. Размышления Тьюринга по большому счету касались не вычислительных систем, а человека: он изучал способности к решению задач, к вычислениям, к построению логической последовательности. Компьютеру было дано формальное определение еще до того, как он появился.
Даже не вспоминайте машины Бэббиджа. Его разностная машина была только феноменальным калькулятором, а аналитическую машину ему так и не удалось построить. Кроме того, обе они были механическими. Хотя да, разработки Бэббиджа помогли сформировать идею электронных вычислительных машин.
А что, если мы перевернем метафору и скажем, что компьютер работает как мозг? Вернемся к фон Нейману. Этот ученый, разрабатывая архитектуру компьютера, опирался на гипотетическую модель функционирования мозга Маккаллока и Питтса. Эти два ученых предполагали, что нейроны мозга могут либо посылать электрический «разряд», либо не посылать.
Иными словами, в их понимании нейрон зашифровывает информацию бинарным кодом: либо 1 («посылать»), либо 0 («не посылать»).
Это умозаключение позволяло предполагать, что группы нейронов действовали согласно формальной логике, что очень полезно для различного рода вычислений. Фон Нейман был прекрасно знаком с Маккаллоком, читал его работы и смог использовать его идею бинарной логики для создания компьютерной архитектуры.
Так что можно сказать, что компьютерные науки опираются на науку о мозге. Что, кстати, вовсе не означает, что мозг и компьютер работают схожим образом. Фон Нейману просто приглянулась простая аналогия работы нейронов, но по факту она не учитывает базовые принципы их функционирования.
К примеру, на самом деле нейроны посылают сигналы постоянно, а не с перерывами, а значит, о бинарной логике речи быть не может.
И фон Нейман честно говорит о том, что компьютер работает не так, как мозг).
Общим свойством машины бэббиджа современного компьютера и человеческого мозга является способность
1.Общим свойством машины Бэббиджа и современного компьютера является способность обрабатывать? машина свойство способность компьютер
Компьютер-да, а машина Бэббиджа для автоматизации вычислений путем аппроксимации функций многочленами и вычисления конечных разностей! Фуууф, я написал это! Интернет, ёпта! )))
Чем наш мозг похож на компьютер, и чем отличается от него?
1. Оба устройства могут обрабатывать информацию в виде электрических сигналов;
2. И мозг, и компьютер сначала собирают нужную информацию, и только потом принимают решение;
3. Центральные процессоры обоих устройств сами по себе не могут воспринимать свет, звук и другие сигналы внешней среды. Для ввода информации им требуют специальные устройства (глаза, уши, чувствительные кожные окончания – для нашего мозга, видеокамера, микрофон и клавиатура – для компьютера);
4. Обоим устройствам нужно питание (только компьютер сразу питается электричеством, а нам нужно сначала съесть пищу, которая с помощью митохондрий нейронов и К + /Na + -насоса превратится в электрический ток).
ОТЛИЧИЯ:
1.Начнем с происхождения: компьютеры придуманы учеными и инженерами, а мозг человека создавался в течение миллионов лет эволюции путем естественного отбора и под случайных действием мутаций.
2. Компьютеры производятся на заводах, а люди рождаются от других людей. Компьютеры создаются путем сборки из отдельных деталей – микросхем, транзисторов, резисторов, конденсаторов, электрических проводов и т.д. Производство компьютеров и их процессоров идет строго по чертежам, и в процессе сборки не допускается малейшее отклонение от плана. Создание человеческого мозга идет по-другому. Родители обмениваются половинками «чертежей» в виде ДНК, из которых складывается новый набор генов. Согласно этому набору создается мозг человека, который выращивается в организме матери. В процессе развития допускаются небольшие отклонения в начальном плане, из-за которых мозг и психика различных людей могут отличаться по своим свойствам.
3. Все компьютеры одной серии похожи друг на друга как две капли воды, а вот мозги людей отличаются между собой. Например, это будут математические или музыкальные способности, способности к изучению языков или изобретательству. Можно сказать, что мозг каждого человека уникален!
4. Четвертое отличие обнаружил И. П. Павлов. Он установил, что у человека имеются две сигнальные системы, с помощью которых информация загружается в мозг. Одна из них (он назвал ее «первой») обеспечивает загрузку информации непосредственно через органы чувств – глаза, уши, язык, нос и т.д. А «вторая» связана с речью (устной и письменной), и позволяет использовать опыт других людей.
5. Следующее очень важное отличие состоит в том, что мы умеем испытывать эмоции! Мы радуемся, огорчаемся, переживаем, любим и сердимся, чего не умеет делать компьютер.Инженеры создали роботов, изображающих эмоции, но пока они не умеют испытывать их.
6. Шестое отличие человека от компьютера состоит в том, что у человека есть воображение, с помощью которого мы может придумывать то, чего нет в настоящий момент или вообще не существует на свете – русалок, кентавров или фей. Компьютеры пока не способны к настоящему творчеству, но ученые работают над этим, и возможно, что в будущем это отличие между мозгом и компьютером будет преодолено.
7. Мозг человека обладает еще одним интересным отличием от компьютера – у нас в голове имеется особенный двуядерный процессор, один из которых расположен в правом полушарии, а другой – в левом. Левый мозг обрабатывает информацию в виде цифр, букв и логики, а правый – в виде образов, эмоций и чувств. У математиков и бухгалтеров лучше работает левый процессор, а у художников и поэтов – правый. У гениальных людей – таких как Леонардо да Винчи, скорее всего, одновременно включались оба процессора, поэтому он мог и писать великолепные картины, и создавать изобретения, опередившие свое время.
(данный материал является переработанной главой из книги Ю.В.Щербатых «Как работает наш мозг»)
Тест по теме «История развития вычислительной техники»
1. Одним из первых устройств, облегчавших вычисления, можно считать:
2. Общим свойством машины Бэббиджа, современного компьютера и человеческого мозга является способность обрабатывать.
а) числовую информацию,
в) звуковую информацию,
г) графическую информацию.
3. Первую вычислительную машину изобрел.
в) Вильгельм Шиккард,
г) Чарльз Беббидж.
4. Кто из представленных ученых не конструировал счетного устройства:
а) Вильгельм Шикард,
в) Готфрид Вильгельм Лейбниц,
г) Леонардо да Винчи,
д) Луи Армстронг.
5. Двоичную систему счисления впервые предложил.
б) Готфрид Вильгельм Лейбниц
в) Чарльз Беббидж
г) Джордж Буль
6. Первая программа была написана.
а) Чарльзом Бэббиджем,
в) Говардом Айкеном,
г) Полом Алленом.
7. Представителем первого поколения ЭВМ был:
а) машина Тьюнинга-Поста,
г) арифмометр «Феликс».
8. Основные принципы цифровых вычислительных машин были разработаны.
а) Блезом Паскалем,
в) Чарльзом Беббиджем,
г) Джоном фон Нейманом.
9. Под термином «поколение ЭВМ» понимают.
а) все счетные машины,
б) все типы и модели ЭВМ, построенные на одних и тех же научных и технических принципах,
в) совокупность машин, предназначенных для обработки, хранения и передачи информации,
г) все типы и модели ЭВМ, созданные в одной и той же стране.
10. Основоположником отечественной вычислительной техники является.
а) Сергей Алексеевич Лебедев,
б) Николай Иванович Лобачевский,
в) Михаил Васильевич Ломоносов,
г) Пафнутий Львович Чебышев.
Целью создания пятого поколения ЭВМ является:
а) реализация новых принципов построения компьютера;
б) создание дешевых компьютеров;
в) достижение высокой производительности персональных компьютеров (более 10 млрд. операций в секунду);
г) реализация возможности моделирования человеческого интеллекта (создания искусственного интеллекта);
д) создание единого человеко-машинного интеллекта.
Тест по теме «История развития вычислительной техники»
Первый арифмометр, выполнявший четыре арифметических действия, сконструировал в XVII веке:
г) Готфрид Вильгельм Лейбниц;
Идея использования двоичной системы счисления в вычислительных устройствах принадлежит:
д)Дж. Фон Нейману.
Состав и назначение частей (функциональных элементов) автоматического вычислительного устройства впервые сформулировал:
б) Чарльз Бэббидж;
Идея программного управления вычислительными процессами была впервые была сформулирована:
д) Дж. Фон Нейманом.
Одна из первых электронно-вычислительных машин ENIAC была создана под руководством:
г) Т. Килбурна и Ф. Вильямса;
д) К. Цузе.
Первая отечественная ЭВМ, разработанная под руководством академика С. А. Лебедева, называлась:
