Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Амбиции Мак-Каллока и Питтса выходили далеко за пределы объяснения сенсорных иллюзий. Ученые утверждали, что все важнейшие аспекты психической деятельности «строго выводимы из современной нейрофизиологии» и даже что психиатрические проблемы в итоге будут описаны в терминах некоторой «нарушенной структуры». Их работа доказала, что о нервных системах можно рассуждать в абстрактных категориях. Такое понимание казалось более мощным, чем любая из физических моделей, предложенных в течение предыдущих десятилетий. Новый взгляд подразумевал серьезный отход от доминирующей концепции в понимании работы мозга, которая на протяжении более полувека основывалась на локализации функций в коре головного мозга, но не дала ничего, кроме выделения неопределенных «центров», участвующих в различных моторных функциях. Как эти функции реализовывались на самом деле, оставалось неясным. Настоящее новаторство работы Мак-Каллока и Питтса заключалось в том, что они сфокусировались на процессах, а не на анатомических областях. Понимание мозга теперь, казалось, включало в себя описание алгоритмов, которые могли быть воплощены в нейронных сетях или во взаимодействиях между органами. Ключевым вопросом было отношение между составными частями и тем, как функция возникает из организации – то, что Мак-Каллок и Питтс назвали имманентной логикой нейронных структур.

Хотя данный подход, несомненно, изменил наше представление о мозге, его влияние на изучение реальных функций нервной системы менее очевидно. Во-первых, это было связано с тем, что точные знания о нейронных цепях в то время были очень скудны, а во-вторых, как признавали Мак-Каллок и Питтс, немногие реальные нервные сети соответствовали их абстрактной, чрезвычайно упрощенной модели. Многие нейрофизиологи не могли пройти мимо того факта, что детали не соответствовали характеру естественных нервных систем. Модель, столь далекая от биологической реальности, казалась бессмысленной. Примеры одиночных нейронов, функционирующих в соответствии с операцией «И», после этого действительно были обнаружены. Но в отличие от модели, предложенной Мак-Каллоком и Питтсом, они не являются просто аддитивными[184]. Напротив, они нелинейны и мультипликативны[185], что кажется типичным для биологических систем. Жизнь сложнее логики [21].

Наибольшее влияние статья Мак-Каллока и Питтса – на которую ссылались более 4500 раз – оказала на зарождающийся мир вычислительной техники. В США математик Джон фон Нейман уже использовал булеву алгебру в размышлениях о компьютерах. Норберт Винер обратил внимание фон Неймана на статью Мак-Каллока и Питтса и, в частности, на то, что, хотя они сосредоточились на клеточном воплощении операций «И»/«ИЛИ»/«НЕ» в структуре нервной системы, теория могла применяться к любому субстрату: биологическому, механическому или электронному.

«Компьютер, на котором я набираю эти строки, как и телефон в вашем кармане, работает на основе идей фон Неймана».

Фон Нейман был выдающимся ученым. Он не только играл ведущую роль в Манхэттенском проекте (создал взрывное устройство для бомбы, которая уничтожила Нагасаки, и помог выбрать цель [22]), но и разработал теорию игр[186], которая теперь используется в экономике и экологии, и, что самое важное, начал планировать будущее развитие компьютеров. В июне 1945 года фон Нейман написал предложение о компьютере общего назначения с введенной в память программой, в котором рассматривалась «структура очень высокоскоростной автоматической цифровой вычислительной системы и, в частности, ее логическое управление» [23]. Компьютер, на котором я набираю эти строки, как и телефон в вашем кармане, работает на основе идей фон Неймана.

Несмотря на то, что концепция была сформулирована на языке двоичной логики и представлялась в терминах электрической проводки и светящихся клапанов, в основе ее лежали гипотетические нервные сети Мак-Каллока и Питтса. С первых страниц своей работы фон Нейман апеллировал к биологической аналогии, чтобы обосновать свое предположение о том, каким может быть компьютер: