Глава 5. Память-основа эволюции

5.1 Память - основа эволюции

Что явилось ключом к проявлению биологической экстропии? Понятно, что стремление системы к равновесию. Раз существует процесс энтропии, то должен существовать и противоположный ей процесс экстропии. Но какой механизм её запустил? Почему атомы и молекулы стали объединятся в устойчивые структуры?

На мой взгляд, самое значимое событие, которое произошло на Земле за миллиарды лет её существования – это появление и эволюция памяти. Первым реальным и единственным в то время механизмом памяти стала молекула ДНК.

Отдельная большая проблема о причинах и способе появления ДНК, что является предметом различных дискуссий. Пока наука не может ответить на этот вопрос. Мне представляется, что со временем (если, конечно, человечество этого захочет) это белое пятно будет закрыто. Попутно хочу обратить ваше снимание на гипотезу панспермии. Следствием этой гипотезы является предположение о зарождении жизни на Земле в результате занесения её из космического пространства. В чём, на мой взгляд, существенный недостаток этой гипотезы. Пусть даже так, но ведь это означает, что мы никогда не поймём, каким образом возникла молекула ДНК, и, соответственно, зародились жизнь. И почему её появление в суровом космосе более вероятно, чем на нашей планете, в химическом составе которой в избытке находятся все необходимые для этого вещества и, самое главное, вода в жидкой фазе.

Что из себя, по сути, представляет молекула ДНК? Это матрица, слепок, сочетание, форма, последовательность, образец (назовите это как угодно) - иначе некая первичная ячейка памяти, в которой записана информация для дальнейшего копирования, воспроизведения. Процесс репликации ДНК - это сравнение вновь создающейся молекулы с её прототипом.

Живую структуру, на мой взгляд, можно назвать живой только в том случае, если существует возможность её репликации на основании каких-либо механизмов памяти. В неживой природе пригодных для этого механизмов памяти не существует. Единственный более-менее подходящий для этого материал — глина. На ум сразу же приходит библейское: человек создан из «праха земного», то есть из глины. Но глина может «запомнить» только форму, а не создать из этой формы её подобие.

Собранная молекула ДНК начинает реплицировать. Причём образец не прекращает своего существования, а в дальнейшем реплицирует вновь. То есть в природе запускается процесс размножения -  связывание в стабильные структуры хаотически расположенных атомов и молекул. Выше отмечалось, то между процессами экстропии и размножением можно поставить  знак равенства.

Особенность эволюции состоит в том, что в процессе копирования возможно возникновение ошибок, в результате которых копия ДНК претерпевает некоторые изменения - мутации. Поскольку первичная матрица не прекращает своего существования, получается, что наряду с её исходным кодом появляется близкий к этому коду аналог. На компьютерном сленге эти ошибки носят название «ошибки чтения/записи». В компьютере они устраняются путём сравнения контрольных сумм, а в живой природе это вызывает как эволюционирование одних видов, так и образование новых. Выживут эти виды или нет, покажет их способность к гомеостазу. Таким образом эволюция живого в самом общем случае сводится к эволюции памяти.

Со временем живая природа создаёт ещё один механизм памяти — специализированные клетки - нейроны. Затем происходит их объединение в комплексы, породив тем самым нервную систему, а впоследствии и мозг, как устройство памяти, основанной на нейронных связях.

Интересно заметить, что при имплантации электрода в мозг пиявки и в мозг человека, физиолог, проводящий исследование, может не определить, с чьим мозгом он работает. Нейрон универсален. Конечно, если взять нейрон человека и пересадить его жабе, то жаба философом не станет. Но нейрон приживётся и будет нормально функционировать.  Или, допустим, нейрон насекомого вживить в нервную систему млекопитающего. Нейрону все равно, где существовать. 

Мозг, по сути своей, механизм памяти, в которой непрерывно происходит сравнение вновь поступающей и ранее записанной в нём информации. А это, в свою очередь, является проявлением основного закона Вселенной. Равновесие и сравнение - слова однокоренные и наделены одним и тем же смыслом. Это как взвешивание на рычажных весах (если кто ещё помнит такие). На них сравниваются массы взвешиваемого товара и гири для достижения равновесия между чашами весов.

А теперь мне особенно хотелось бы обратить ваше внимание вот на что. До некоторого момента память эволюционировала только в живых системах. Но в процессе эволюции человека его рассудочная деятельность привела к тому, что человек начал создавать искусственную память на носителях, не относящихся по своей сути к живой материи. 

Появились наскальные рисунки, папирусы, рукописные книги и, наконец, предназначенные для передачи и хранения информации технические средства — печатный станок, звукозапись, фотография, кинематограф, искусственная память и схемы обработки информации электронными вычислительными машинами и, наконец, компьютеры.

Память, используемая в ЭВМ, опять же эволюционирует. От простейших триггеров и ячеек памяти на ферритовых сердечниках до современных технологий твердотельной памяти, пройдя путь через магнитные накопители, флоппи и HDD диски.

Ну и, в конце концов, возвращаемся к тому, с чего всё началось. ДНК может стать одной из альтернатив существующим способам хранения данных. У неё есть два больших преимущества: супер компактность и лёгкая воспроизводимость носителя. По информации New Scientist, в одном грамме ДНК потенциально может содержаться до 455 эксабайт (единица измерения количества информации, равная 1018 байт) — то есть туда можно поместить весь объем данных, накопленных в мире на сегодня, и ещё останется место. И хотя сама по себе молекула ДНК довольно хрупкая, в правильных условиях она может быть очень надёжной. Куски генома сохранились даже в окаменелых останках, которым более тысячи лет — компакт-дискам и кассетам о таком только мечтать. С точки зрения эффективности хранения ДНК может оказаться отличным материалом.

ДНК может полностью изменить процесс резервного копирования. Исчезнет нужда в массивных ЦОДах, а все знания человечества уместятся на носителе, который видно только под микроскопом. И поскольку мы генерируем всё больше и больше данных, то по мере исчерпания возможностей дата-центров ценность альтернативных подходов будет расти. Сегодня бэкап — трудоёмкая деятельность. Вероятно, в будущем он сведётся к тому, что мы один раз запишем данные на ДНК носитель, и они будут храниться дольше, чем можно себе представить.

По информации из научного мира, искусственно созданная молекула ДНК также начинает реплицировать. Тогда можно предположить, что в квантовых компьютерах память будет сама себя создавать в необходимых компьютеру количествах.

Самым известным узким местом, ограничивающим быстродействие современных компьютеров, является интерфейс между процессором и памятью, эта шина имеет ограниченную пропускную способность и в моменты высокой вычислительной нагрузки процессоры вынуждены «накручивать холостые циклы», теряя время и ожидая освобождения шины. Этого недостатка полностью лишён самый мощный «компьютер» естественного происхождения - головной мозг, состоящий из нейронов, способных одновременно хранить и обрабатывать информацию.

За последние годы учёные и инженеры добились достаточно значительных успехов в деле подражания функционированию головного мозга, используя архитектуру «вычислений в памяти». Есть вероятность того, что с использованием в качестве механизма памяти искусственной ДНК станет возможным хранение и обработка информации непосредственно в самой памяти, что позволит создать компьютеры с совершенно иной архитектурой. То есть освободиться от отдельно стоящих процессоров с их постоянной необходимостью в перемещении данных, на что расходуется достаточно большое количество времени и энергии. Уже были сообщения в прессе, что учёные из Южной Кореи успешно начали разработку процессоров на основе искусственной ДНК.

А теперь давайте разберём, в чём причина такой безудержной эволюции памяти, особенно в настоящее время?  Причин здесь, как минимум, две.
               
Первое.

Мы опять же не можем рассматривать происходящие вокруг нас события, исключив человека и его биологическую природу из наших рассуждений. А так обычно всегда и происходит. Начинаем создавать теории, исключив из поля зрения самого творца этих теорий. В предыдущих главах я неоднократно обращал внимание на этот факт.

Одна из причин бурного развития искусственной памяти и различных социальных институтов кроется в функционировании нашего мозга. Известно, что мозг в состоянии решения различных нетривиальных задач потребляет до четверти энергии всего организма (при соотношении масс мозга и тела 1:50) и до трети кислорода, используемого всем организмом. Естественно мозг такие энергозатраты непрерывно стремиться снизить. По большому счёту получается, что наш мозг, каким он существует в настоящее время, предназначен исключительно для форс-мажора. Энергетические затраты для мозга окупаются только в том случае, когда живому организму надо искать еду или самому спасаться от участи быть съеденным. А вот ежедневное его напряжение противоречит природе. Следовательно, чем больше функций мозга мы делегируем чему-либо или кому-либо, тем более комфортно будет себя чувствовать мозг, имея в виду общий балансе энергопотребления.

И мозг с удовольствием передаёт свои функции внешним устройствам памяти (книги, флешки), различным вычислительным устройствам (счёты, арифмометры, калькуляторы), гаджетам (смартфоны), устройствам анализа и прогноза (ИИ), в конце концов, социальным институтам (армия, налоги, медицина, полиция, суд) и религиям. При чём тут религии? Да притом, что религиозный человек следует различным предписаниям, не утруждая мозг анализом своих действий, именно за счёт делегирования мозговых функций вовне и руководствуясь бумажными носителями памяти в виде Библии, Корана, Дхаммапады, И-цзин, Торы…

То же самое можно сказать и про социальные институты. За человека трудится целая армия чиновников, которой он делегировал свои полномочия. Естественно энергозатраты мозга при этом снижаются, человек счастлив.

Однако вместе с этим происходит довольно неприятная картина. Объём мозга современного человека уменьшается. Если у древних кроманьонцев мозг весил в среднем 1500 грамм, то мозг современного человека 1350 грамм.

То есть социализация человека привела к уменьшению массы его мозга.  Или скажем по-иному: человечество стало попросту тупеть. А глядя на то, как развиваются события в настоящее время с оцифровкой нашей жизни и повсеместными попытками внедрения ИИ - становится грустно.
               
Второе.

Ещё одна причина безудержной эволюции памяти и ЦОДов, это непрерывное нарастание информационных потоков. В настоящее время поток информации имеет хаотичный характер, то есть ведёт к увеличению энтропии. Соответственно, с целью снижения энтропии возникает задача анализа и структурирования этих потоков. Хаос никому не нужен, он вносит сумятицу в наши умы, вызывает тревогу и спонтанные непродуманные и непредсказуемые действия. Естественно для человеческого мозга с его тенденцией к уменьшению массы такие задачи не под силу. Поэтому начались разработки и внедрение в нашу жизнь искусственные системы обработки поступающей информации — искусственный интеллект (ИИ).

В этом вопросе, что можно и нельзя, свалили в одну кучу. Не вызывает  сомнений тот факт, что обработка, анализ и хранение больших массивов данных компьютер совершает лучше человека. И в этом случае ИИ, как помощника человека, сложно переоценить. Но именно как помощника, а не как самостоятельный центр принятия решений. То есть над ним всегда должна довлеть политическая воля человека.             

5.2. Техническое бессмертие

И вот тут у человечества, точнее у отдельных его представителей, стали возникать фантастические идеи создания не просто ИИ, а даже искусственного разума. Мало того, появилась совсем уж «чудесная» идея: перенос сознания человека на искусственные носители.

Фантазии людей на эту тему начали бурлить через край. Не разобравшись толком (или не сочли нужным разбираться) в вопросе, как работает мозг и как устроен человек на самом деле, у наиболее склонных на выдумки людей появилась идея подарить таким образом человечеству бессмертие.

Понятно, что писатели фантасты в этом вопросе впереди планеты всей. И по мере развития технической базы отдельные энтузиасты вдруг решили, а почему бы и нет?

Самый главный вопрос, который муссируется до сих пор с переменным успехом — а что же такое сознание? То есть что, собственно, собрались переносить? Хорошо, тогда оставим этот вопрос пока в покое. Был избран другой путь, а именно: решено создать ИИ по образу и подобию функционирования мозга (нейронные сети, самообучение), и даже превосходя его в своих возможностях. Таким образом осталось решить «небольшую» задачку: как перенести знания, полученные человеком в процессе жизни (память), а далее ИИ будет работать с этим массивом и накапливать данные дальше.

Всё бы хорошо, но когда и как человек ощущает себя человеком, именно живым человеком? Это происходит в том случае, когда человек ощущает весь спектр эмоций, а за это, в свою очередь, отвечает гормональная система. То есть возникает ещё одна задача - как научить компьютер чувствовать эмоции? Как научить компьютер чувствовать боль или удовольствие, а значит, чувствовать себя живым?

Никогда не слышал, чтобы эта проблема кого-то беспокоила. Вот перенести сознание (свои знания) на искусственный носитель с точки зрения недалёких умов — легко, дело времени. И всё? Но и это не самое главное. Ну, переписали мы память на искусственный носитель. А дальше что? В чём смыслы этой «вечной» жизни? В чём будет состоять глобальное целеполагание? Бедный Йорик…

Сгруппированные и структурированные данные по своей сути есть знания. И не просто знания, а совокупность знаний, которые уже возможно сравнивать, анализировать и делать выводы. Об этом следующая глава