Czego nie potrafią (jeszcze) komputery?
Problem relacji umysł-ciało fascynował ludzi przynajmniej od czasów antycznej Grecji. Pomimo wysiłków wielu pokoleń filozofów, teologów i przyrodników (tych ostatnich szczególnie w ostatnich kilku wiekach, od czasu powstania nowożytnej nauki) zagadnienia tego nie udało się do dnia dzisiejszego całkowicie lub chociażby zadowalająco wyjaśnić.
Przez większość XX wieku dominował paradygmat, zgodnie z którym za procesy myślowe odpowiadają neurony, połączone ze sobą w złożoną sieć. Z tego powodu umysł ludzki kojarzył się wielu uczonym ze swego rodzaju komputerem, przetwarzającym informację na wzór cyfrowego odpowiednika. Powstanie teorii sieci neuronowych, obok coraz lepszych, dokładniejszych metod diagnostycznych (m.in. fMRI - funkcjonalnego magnetycznego rezonansu jądrowego, PET - pozytonowej emisyjnej tomografii komputerowej, by wymienić dwie tylko, najbardziej chyba popularne metody) doprowadziło do lepszego zrozumienia bardzo wielu funkcji umysłu. Jednakże jeśli chodzi o całościowe zrozumienie tego, jak działa umysł ludzki, to wydaje się, że nie jesteśmy dzisiaj wiele bliżej osiągnięcia tego celu niż setki lat temu.
Co więcej, w ostatnich kilkunastu latach nastąpił dramatyczny przełom - swoista zmiana paradygmatu - pojawiły się bowiem nowe, zaskakujące informacje na temat roli pełnionej przez komórki glejowe. Dotychczas sądzono, że komórki te nie uczestniczą w procesach przetwarzania informacji, a jedynie pełnią pomocniczą rolę i są odpowiedzialne przede wszystkim za dostarczanie substancji odżywczych i tlenu, usuwanie "odpadków" oraz tworzenie izolujących elektrycznie osłonek mielinowych na aksonach, regulujących szybkość przesyłu impulsów elektrycznych. Jednak jak pokazały badania (niedawno ukazało się polskie tłumaczenie bardzo ciekawej książki R.D. Fieldsa poświęconej tym zagadnieniom "Drugi Mózg. Rewolucja w nauce i medycynie"), taki obraz roli komórek glejowych w mózgu jest niezmiernie odległy od prawdy.
Maszyna obliczeniowa
Komórki glejowe w znacznym stopniu uczestniczą w przesyłaniu sygnałów przez aksony oraz regulują pracę synaps. Wszystko wskazuje zatem na to, że funkcjonalne podejście, zwane "computational brain", traktujące mózg jako swoistą maszynkę do liczenia czy złożony komputer, możliwy co do zasady do zasymulowania na zwykłych komputerach, jest daleko nieadekwatne i należy oczekiwać istotnej modyfikacji obrazu działania ludzkiego mózgu. Nie tylko z powodów ograniczonych możliwości współczesnych komputerów, niewystarczających do pełnej symulacji czy stworzenia elektronicznego odpowiednika ludzkiego mózgu.
Obecnie wśród naukowców i filozofów dość powszechnie panuje przekonanie, iż umysł ludzki jest efektem złożonych procesów emergentnych, związanych z wzajemnymi oddziaływaniami bardzo dużej liczby neuronów. O procesach emergentnych mówimy, kiedy w odpowiednio dużych układach złożonych, w których elementy oddziałują ze sobą - często w sposób bardzo prosty - pojawiają się nowe własności, nowe procesy, które są skutkiem wspomnianych oddziaływań pomiędzy elementami składowymi układu, ale których w żaden sposób nie da się na podstawie nawet pełnej znajomości tych oddziaływań przewidzieć ani wyjaśnić.
Jak twierdzą zwolennicy paradygmatu "computational brain", nie ma żadnych fundamentalnych przeszkód, by kiedyś udało się skonstruować sztuczny umysł, sztuczną inteligencję. Problemem są tylko techniczne ograniczenia komputerów, które zapewne niebawem zostaną pokonane.
Umysł niealgorytmiczny
Poglądy te mają oczywiście również zdecydowanych przeciwników, spośród których bodaj najznamienitszym jest Sir Roger Penrose, znakomity fizyk matematyczny z Oxfordu, autor m.in. tłumaczonych na język polski książek Nowy umysł cesarza, Cienie umysłu, czy Droga do rzeczywistości. Penrose, wraz ze Stuartem Hameroffem, jest współtwórcą oryginalnej, chociaż niezbyt powszechnie akceptowanej kwantowej teorii umysłu, zgodnie z którą - w dużym uproszczeniu - umysł ludzki jest niealgorytmiczny. Oznacza to, że umysłu nie da się opisać za pomocą jakiegokolwiek - o dowolnym stopniu złożoności - algorytmu, a co za tym idzie - symulować/stworzyć przy pomocy komputerów.
Zdaniem Penrose'a, rozwiązanie zagadki umysłu możliwe jest dopiero na najbardziej elementarnym, najgłębszym, dostępnym współczesnym teoriom fizycznym poziomie przestrzeni - w skali Plancka (10-35 m). Nowe informacje związane z budową i funkcjonowaniem mózgu oraz pewne argumenty zaczerpnięte z logiki i matematyki (np. twierdzenie Gödla, problem stopu w maszynie Turinga) zdają się dość mocno wspierać stanowisko przeciwników sztucznej inteligencji.
Na dzień dzisiejszy wszakże, wciąż bez ostatecznej, rozstrzygającej odpowiedzi pozostaje pytanie, czy w przyszłości możliwe będzie zbudowanie komputerów obdarzonych intelektem, samoświadomością, czy emocjami. Wydaje się też, biorąc pod uwagę wspomniane wyżej najnowsze wyniki badań nad ludzkim mózgiem, że odpowiedzi takiej nie uzyskamy również w najbliższych latach (czy też raczej dziesiątkach lat). Nie oznacza to jednak, że nie powinniśmy lub nie możemy o tych problemach dyskutować już teraz, czy też wyrobić sobie własnego zdania na ten temat, mając przy tym świadomość, że ostateczne wyjaśnienie tych zagadnień może jeszcze bardzo długo wymykać się możliwościom poznawczym człowieka.
Umysł na węglu
Powróćmy do pytania postawionego w tytule: czego nie potrafią (jeszcze) komputery? Wydaje mi się, że można obecnie dość jednoznacznie stwierdzić, iż komputery, mimo gwałtownego rozwoju przez ostatnie dziesięciolecia, w porównaniu z ludzkim umysłem potrafią naprawdę bardzo mało. Co więcej, w moim najgłębszym przekonaniu, nigdy nie będą one w stanie dorównać złożonością i elastycznością ludzkiemu mózgowi, a umysł i świadomość nie pojawi się w którymś momencie ot tak, zwyczajnie, jako skutek interakcji pomiędzy elementami układów elektronicznych, o odpowiednio dużym stopniu złożoności.
O ile bowiem w zadaniach algorytmicznych, czy wyszukiwaniu i przetwarzaniu informacji komputery już od pewnego czasu zdecydowanie przewyższają ludzi, to umysł i świadomość pozostaną - jak sądzę - dla maszyn na zawsze niedostępne. Głównym powodem mojego (w gruncie rzeczy intuicyjnego) sceptycyzmu są przede wszystkim fundamentalne różnice związane z własnościami wiązań chemicznych tworzonych z udziałem węgla (jak to ma miejsce w przypadku układów ożywionych) oraz krzemu (układy elektroniczne). Węgiel i krzem bowiem, mimo iż są pierwiastkami z tej samej, IV grupy układu okresowego, o identycznej liczbie elektronów walencyjnych, uczestniczących w tworzeniu wiązań chemicznych, to własności wiązań tworzonych z ich udziałem różnią się zasadniczo.
Atomy węgla, w porównaniu z atomami krzemu, obok wiązań z atomami innych pierwiastków mogą tworzyć wiązania wielokrotne C-C, co razem pozwala na tworzenie znacznie większej liczby, zdecydowanie bardziej różnorodnych struktur, cząsteczek - patrz. np. związki organiczne, czy organizmy żywe. Między innymi z tego powodu jestem przekonany, iż układy oparte na krzemie nigdy nie dorównają możliwościom, elastyczności i różnorodności struktur opartych na węglu i ta właśnie podstawowa różnica we własnościach wiązań chemicznych może być kluczowa (moim zdaniem taka właśnie jest), gdy mowa o własnościach emergentnych, umyśle i świadomości.
Mózg z laboratorium
Innymi słowy, nawet gdyby pominąć zupełnie (w dużej mierze zasadne) zastrzeżenia podnoszone przez Rogera Penrose odnośnie do niealgorytmiczności umysłu, to i tak pozostaje - fundamentalny w moim przekonaniu - problem unikalności umysłu, jako efektu pojawienia się procesów emergentnych w złożonym układzie biologicznym, jakim jest mózg. Procesy te zależne są bezpośrednio m.in. od własności elementów składowych, struktur zbudowanych na bazie węgla. W przypadku układów opartych na krzemie, takich (lub bardzo podobnych) własności moim zdaniem nie możemy oczekiwać.
Oczywiście niewykluczone, że w złożonych układach zbudowanych w oparciu o elementy elektroniczne wytworzone na bazie krzemu pojawią się jakieś własności emergentne, niemniej jednak nie sądzę, by przypominały w jakimkolwiek stopniu umysł, czy świadomość człowieka. Można by w tym miejscu postawić pytanie, co będzie, jeśli uda nam się stworzyć np. sztuczne sieci neuronowe złożone z elementów zbudowanych na węglu? Co stanie się, jeśli uda nam się odtworzyć wiernie działanie i własności zarówno elementów składowych, jak i całego mózgu - czy wtedy, w sposób naturalny, nie można będzie oczekiwać pojawienia się umysłu?
Oczywiście, wykluczyć tego nie można. Czy jednak układy takie, będąc w gruncie rzeczy zwykłymi układami biologicznymi, będą miały wiele wspólnego z układami elektronicznymi? I czy w tym przypadku można będzie dalej mówić o sztucznej inteligencji, inteligentnych komputerach?
Dr hab. inż. Andrzej Koleżyński, chemik i filozof
