Страница 166 из 167
Впрочем, об этом следует рассказать несколько подробнее.
Мы уже говорили о том, что с точки зрения кибернетики мозг — это некое счетно-решающее устройство, обладающее огромной памятью, экономичное и надежное. Особенно уникален мозг человека. Вот его основные «технические данные»: вес около полутора килограммов, емкость памяти равна примерно 10 триллионам знаков, состоит он из 14 миллиардов «кирпичиков» — нейронов, потребляемая им мощность составляет несколько десятков ватт.
Насколько паша техника близка к тому, чтобы создать счетно-решающее устройство с подобными же характеристиками?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно подумать сначала, из каких элементов, из каких «кирпичиков» мы будем его строить. Электронные лампы — основной элемент большинства современных вычислительных машин — явно не подходят. Лучшие из этих машин весят в сотни тысяч раз больше, чем мозг человека, во столько же раз «примитивнее» его (если исходить из числа основных элементов) и во столько же раз требуют больше энергии.
Но может быть, нас устроят малогабаритные полупроводниковые элементы? Увы, тоже нет. Несколько лет назад в одном из американских изданий был приведен любопытный расчет. Оказалось, что для создания «памяти», состоящей всего лишь из миллиона попарно связанных между собой полупроводниковых элементов, нужно создать устройство невообразимых размеров, которое потребляло бы мощность около 100 миллионов ватт! А ведь в мозге человека таких элементов свыше 10 миллиардов, и соединены они не попарно, а много сложнее!
Кроме того, и электронная лампа, и полупроводниковый элемент — это просто реле, или выключатели. Устройство нейрона — основного элемента мозга — значительно сложнее. Вычислительные машины, состоящие из ламп или полупроводников, не смогут конкурировать с мозгом, какими громоздкими они ни были бы.
Единственный выход — строить счетно-решающие устройства на основе тех или иных аналогов нейронов. Именно в этом направлении сосредоточены сейчас усилия многих ученых-биоников. И хотя свойства нейрона изучены не до конца, удалось создать несколько его моделей, которые по своим характеристикам приближаются к «кирпичику» живого мозга.
Искусственный нейрон — это преобразователь с двоичным «выходом» и несколькими «входами». Один из видов таких нейронов, так называемый артрон, взят за основу разрабатываемых сейчас познающих, самоорганизующих систем. У него два «входа» — поощряющий и наказывающий. Это позволяет «наказывать» машину, если она, действуя наугад, сделает что-то неправильное, и «поощрять» ее, когда она случайно же сделает это верно. В результате машина приобретает определенные, требуемые от нее «навыки». Такие машины получили название персептронов. Первая из них, знаменитый «Марк I», созданный в 1960 году, после пятнадцати «уроков» безошибочно опознавала любую букву алфавита. «Видел» он ее «глазом», построенным из 400 фотоэлементов. Однако такие системы могут работать не только от оптических импульсов. Несложно заставить ее, например, опознавать звуки и преобразовывать их в сигналы, управляющие, скажем, пишущей машинкой.
Хотя сегодня подобные машины, как говорится, еще в пеленках, несомненно у них большое будущее. С их появлением человек освободится от необходимости делать большое количество однообразной, нетворческой работы. Учителя смогут доверить им проверку школьных тетрадей, библиографы — поиски тех или иных публикаций, конструкторы — вычерчивание стандартных деталей, инженеры — расчеты по типовым схемам. Станут исчезать такие профессии, как стенографистка, машинистка, наборщик, корректор-считчик и многие другие.
Из подобных систем можно будет, как из блоков, создавать и более сложные устройства, способные выполнять работу повышенной сложности. Например, диагностическую машину, которая поможет врачу оценить состояние больного и назначить лечение. Или машину-синоптика, которая будет в состоянии анализировать огромное количество подробных метеосводок и выдавать точнейшие прогнозы погоды.
Хотя сегодня искусственные аналоги нейронов значительно превосходят размерами нейроны мозга, бионика уже наметила пути их миниатюризации. Уже сейчас она обещает приблизить в перспективе плотность монтажа технических счетно-решающих систем к плотности элементов мозга!
Ничто не помешает нам создавать в будущем вычислительные и логические устройства любых размеров. Таким «мозгам» или даже бригадам «мозгов» под силу будет перерабатывать гигантские объемы информации, решать невиданно трудоемкие проблемы, которые поставит перед ними человек.
В наши дни новые отрасли знаний возникают одна за другой и прямо из пеленок устремляются к далеким горизонтам И все-таки трудно найти другую молодую науку, которая застолбила бы для себя больше «золотых россыпей» в списке нерешенных проблем, чем бионика. Ее хочется сравнить с мельницей, перемалывающей проблемы. Причем жернова у нее — математический аппарат и кибернетическая техника — от работы не снашиваются, а, наоборот, становятся все тверже.
Мы говорили уже, что бионика занимается созданием управляющих систем и чувствительных органов с не менее совершенными характеристиками, чем у живых организмов. Особенно большое воздействие эти приборы оказывают и еще окажут на развитие тех наук, которые пока не относятся к числу точных.
Медицине бионика даст возможность решить такие проблемы, как точная постановка диагнозов, как безотказные методы регулировки «разлаженного» организма, как создание протезов, способных полностью заменить те или иные органы и ткани. Великолепный успех советских ученых Кобринского, Брейдо и Гурфинкеля, создавших управляемый биотоками мозга и мышц протез руки, показал, что можно использовать для этих целей регулирующие системы нашего организма. В нашей стране уже созданы регуляторы работы искусственных легких, управляемые биотоками дыхательных мышц, механизм затвора к рентгеновскому аппарату, который включается биотоками сердца и позволяет получить снимок сердца в нужной фазе сокращения.
С развитием бионики, возможно, совершенно иначе встанет вопрос о приобретении организмом каких-то качеств и передаче их по наследству. Быть может, удастся покончить с болезнями, передаваемыми по наследству, искусственно закреплять те или иные навыки.
Фантастично, не так ли? Да, и все-таки это принципиально возможно. Ведь аппарат наследственности — это, в сущности, передаваемая из поколения в поколение удивительная книга. В ней сочетаниями аминокислот описано почти все будущее развитие организма. При «переизданиях» этой книги возможны «опечатки». Но разве нельзя эти опечатки «выправить»? В самом деле, если дать эту книгу специальной «читающей» машине, то она сможет сравнить ее с каким-то эталоном, так сказать, с «рукописью», найти искажения в тексте. Найдя способ исправления «опечаток», человек сможет, по-видимому, вносить в «текст» и свои дополнения.
В перспективе — еще более заманчивая возможность «писать» такие «книги», какие нам нужны. Трудно представить себе переворот, который начнется в нашей жизни, когда это станет осуществляться.
Представьте себе химические фабрики, на которых будут производиться любые количества всевозможных искусственных биомасс! Одни такие биомассы по своим питательным и вкусовым качествам ничем не будут отличаться, скажем, от мясного фарша, другие — от пшеничной муки или даже печеного хлеба, третьи — от каких-нибудь фруктовых соков, мармеладов, варений. Или вообразите рудник, где искусственные микроорганизмы будут восстанавливать металлы из их окислов и выбрасывать свои «отходы» — например, порошковое железо — прямо на конвейер.
Тоже фантастично? Верно, но опять-таки к этому нельзя относиться, как к чему-то нереальному. Нужно иметь поистине необычную фантазию, чтобы «изобрести» проблему, которая затрагивала бы биологию и технику и которая в то же время была бы принципиально неразрешима для бионики. Она еще многим нас удивит — эта инженерная наука биовека!