Теорема пенроуза


 

18 октября 2018 г. в на 12/94-м заседании семинара состоялась вторая часть («Теорема Пенроуза об ИИ и квантовая природа сознания») доклада «Природа сознания и искусственный интеллект»

Докладчик: Александр Дмитриевич Панов, д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник НИИЯФ МГУ.

Файл презентации: здесь.

Аннотация

Неудачи программ создания сильного искусственного интеллекта (ИИ) не случайны – теорема Пенроуза об ИИ запрещает создание сильного ИИ на базе архитектуры конечного автомата (компьютера в современном понимании). Объясняется суть теоремы и полностью приводится основная часть ее доказательства. Элементарным следствием теоремы является то, что мозг – не конечный автомат. Обсуждается, чем же может быть мозг, если он не конечный автомат. Обсуждение дается в трактовке Пенроуза, после чего сама трактовка Пенроуза подвергается критическому анализу.


Комментарий Л.М. Гиндилиса

Прежде всего, хочу отметить, что доклад А.Д. Панова (обе его части), на мой взгляд, очень интересный и содержательный. Поставлены все точки на i и убедительно развенчан миф о возможности создания в ближайшее время искусственного интеллекта, который превзойдет совокупные мыслительные способности всего человечества. В докладе много интересных и важных положений. Хотелось бы поделиться некоторыми размышлениями, навеянными докладом.

Начну с теоремы Пенроуза.

Содержание теоремы сводится к утверждению, что классический (не квантовый) компьютер не может превзойти мышление человека во всех отношениях независимо от его мощности. Здесь существенно оговорка «во всех отношениях», т.е. в некоторых отношениях может превзойти, например, в скорости счета, скорости перебора вариантов. Когда я читал статью А.Д. Панова и подходил к тому месту, где говорилось о теореме Пенроуза, то опасался, что доказательство будет очень сложным и я не смогу его понять. Оказалось, это не так. Доказательство предельно простое, в несколько строк. Используется метод доказательства от противного, как нас учили в школьной геометрии.
trong>Но! Доказательство основано на другой теореме – теореме Гёделя о неполноте. Это тоже соответствует школьной геометрии: принимая одну теорему за истину, на её основании доказываем другую. И так, начиная от постулатов, строим всё здание геометрии. Так в чём же тогда Но? А в том, что теорема Гёделя уже не такая простая. Приходится принять её на веру. И вот тут возникает важный вопрос – о роли веры в науке. Мы как-то обсуждали этот вопрос с Александром Дмитриевичем. Он говорит, что разница между наукой и метанаукой (метафизикой) состоит в том, что в науке, если что-то и принимается на веру, то в принципе это всегда можно проверить, а метафизики просто принимают на веру какие-то утверждения и не заботятся о их проверке. Я думаю, это не совсем так. В принципе, конечно, любое научное утверждение можно проверить. Но, если речь идет о том, что уже принято наукой, то никто этого не делает. Думаю, ни один философ (да и физик тоже) не будет проверять корректность доказательства теоремы Гёделя; раз математики в своё время это признали, мы им верим. Так же, если вы, беседуя с физиком, сошлетесь на то, что ваш вывод основывается на некоем утверждении, он может усомниться в справедливости этого утверждения. Но если вы скажете, что оно содержится в курсе Ландау-Лившица, ваш собеседник не будет возражать против этого утверждения. Тому, что написано в курсе Ландау-Лившица, физики свято верят. Также и метафизики верят в свои авторитеты (например, в «Тайную Доктрину» или книги Живой Этики), но это не значит, что содержащиеся в них положения нельзя проверить. Есть замечательная книга Фритьофа Капры «Дао физике», где он проводит убедительные параллели между методологией современной физики и восточной мистики. Но я отвлёкся. О роли веры в науке и в метанауке стоит поговорить отдельно. Возвращаюсь к теме доклада. 


Итак, согласно теореме Пенроуза (или теореме Гёделя-Тьюринга), человеческий мозг обладает некими способностями, не доступными классическому компьютеру. На прошлом семинаре я приводил пример с шахматистом, который обыгрывает компьютер, несмотря на то, что тот гораздо быстрее производит перебор вариантов. Александр Дмитриевич в заключительном слове привел пример партии, в которой шахматист выигрывает как раз за счет использования способностей, недоступных компьютеру. Также на прошлом семинаре и сегодня тоже отмечалось, что самое главное, что недоступно компьютеру, это чисто человеческая универсальная способность к пониманию и придумыванию, которая не поддается формализации. Думаю, сюда можно добавить воображение, мечту, фантазию. Также надо иметь в виду, что мышление человека тесно связано с его чувственной сферой, которой компьютер не обладает. Ещё напомню с прошлого семинара (и об этом также говорилось сегодня), что человек работает со смыслами, а компьютер с информацией, выраженной в битах и лишённой всякого смысла. 


Теперь, я хотел бы остановиться на природе невычислительной активности мозга. Действительно, возникает вопрос: что же содержится в мозге человека, что превращает его во что-то существенно отличное от любого вычислительного устройства. Если говорить о позиции Пенроуза, то он твердо стоит на том, что источник невычислительной активности мозга нужно искать только внутри мозга. Он упоминает, что логически допустима альтернатива: источник невычислительной активности лежит вне мозга. Но Пенроуз отбрасывает такую возможность, поскольку, по его мнению, это ведет к представлению о «сверхъестественном», нематериальном происхождении источника. Пенроуз, безусловно, выдающийся ученый и мыслитель, но это обычное заблуждение современной науки – считать всё, находящееся за пределами физического плана Бытия, нематериальным. Между тем, с позиций метанауки, источник мыслительной деятельности находится вне мозга, в ментальной сфере, именно там зарождаются мысли, а мозг только преобразует их в форму, доступную нашему организму (речь или текст). Причем ментальная сфера вполне материальна, она состоит из материи ментального плана, более тонкой по сравнению с материей физического плана. Мысль материальна, и чувство тоже материально.

Считая, что источник невычислительной активности мозга лежит только внутри мозга, Пенроуз рассматривает различные возможности.
ежде всего процессы, связанные с классической физикой, и приходит к выводу, что они не могут быть источником невычислительной способности мозга. Затем он рассматривает возможность того, что мозг в процессе мышления использует квантовые процессы, и приходит к выводу, что квантовая физика также не может быть источником невычислительной активности мозга. Остается допустить, что в основе работы мозга лежит ещё не известная  физика (новая физика). Думается, это очень важный вывод. Ведь, что такое новая физика? Это, по большому счету (если не говорить незначительных новшествах), и есть физика тонкого мира. Здесь уместно вспомнить идею Тейяра де Шардена и некоторых современных космологов о том, что материя (имеется в виду материя физического плана) и сознание должны войти в новую расширенную физику. Здесь также можно отметить сотрудничество современных ученых (разных специальностей) с буддистами под эгидой Далай-ламы Четырнадцатого в попытке понять работу сознания и создать науку о сознании. А.Д. Панов в статье (в докладе он из-за недостатка времени это упустил) также упоминает идеи М.Б. Менского, согласно которому наука о сознании должна занять важное место в фундаментальной объединяющей физической теории, а также высказывание А. Линде в этом же духе. Кроме того, он обращает внимание на то, что, если все эти идеи (от Тейяра де Шардена до Пенроуза) верны, то путь к новой физике лежит не через гигантские коллайдеры и крупные телескопы, а через науку о сознании. На мой взгляд, очень важный вывод.


В отличие от Пенроуза, А.Д. Панов допускает, что источник невычислительной активности мозга может лежать вне мозга. Такая невычислительная активность, существующая вне мозга, присуща Вселенной в целом. Действительно, активность Вселенной в целом не может быть «вычислена» конечным автоматом, т.к. для этого потребовался бы компьютер, превосходящий размеры Вселенной. На мой взгляд, это интересный и важный вывод. Ведь ментальное тело человека, которое, на самом деле является источником активности мозга, и ментальная сфера Тонкого мира Земли представляют собой часть ментального плана Мироздания. Получается, что само устройство Вселенной указывает на место, где обитает сознание. Это с позиций Учения. Но важно, что к выводу о Вселенной как источнике невычислительной активности сознания можно прийти с чисто научных позиций, не касаясь метанаучных (метафизических) представлений о структуре Мироздания.

Следующий вопрос – роль квантовых процессов. А.Д. Панов не соглашается с категорическим выводом Пенроуза и рассматривает возможную роль квантовых процессов в деятельности мозга.  В частности, их роль в формировании смыслов, поскольку они определяют поведение человека. Он считает, что смыслы связаны с квантовыми состояниями и не имеют простой информационной природы. Это интересная гипотеза. Из неё следует, что поскольку классические компьютеры обрабатывают только информацию в обычном понимании (выраженную в битах и лишенную смысла), а мозг обрабатывает, наряду с обычной, и квантовую информацию, то он не может являться обычным компьютером.


Одно замечание относительно симуляции квантовых состояний. А.Д. Панов рассматривает такую ситуацию. Предположим, что на компьютере удалось очень точно смоделировать настолько большой фрагмент реальности, что он может включать в себя разумного наблюдателя. Если симуляция достаточно точна, то такой виртуальный наблюдатель не сможет заметить, что он живет в виртуальном, а не реальном пространстве.  А.Д. Панов рассматривает различные связанные с этим парадоксы. Любопытно, что С. Лем  в «Сумме технологий» еще в средине прошлого века рассматривал подобные парадоксы.

И последнее – о космологическом горизонте вычислимости. В космологии существует понятие о горизонте событий, который ограничивает возможность наблюдения: мы можем наблюдать только то, что находится внутри горизонта событий. А.Д. Панов вводит понятие о космологическом горизонте вычислимости. Речь идет о том, что для вычисления поведения практически важных квантовых систем требуются такие мощности классического компьютера или такие объемы вычислений, которые нельзя реализовать не только практически, но и принципиально, т.к. для вычисления будет необходимо время, превышающее возраст Вселенной, или размер компьютера будет такой, что его нельзя будет разместить внутри космологического горизонта событий.
о ограничение он и называет космологическим горизонтом вычислимости. Он столь же фундаментален и непреодолим, как и космологический горизонт событий.  А.Д. Панов утверждает, что если работа мозга на некотором фундаментальном уровне опирается на что-то похожее на квантовые вычисления, то размерность такой квантовой системы будет столь высока, что ее физика будет невычислимой в смысле космологического горизонта вычислимости.  «Говорить о вычислимости поведения квантового мозга физически бессмысленно». Вначале я подумал, что здесь какое-то противоречие. С одной стороны, допускается, что в основае работы мозга могут лежать квантовые процессы; а с другой утверждается, что говорить о вычислимости поведения квантового мозга физически бессмысленно. Но потом я потом я понял, что противоречия здесь нет, ибо речь идет о вычислимости «квантового мозга» с помощью классического компьютера.

Если я правильно понял, А.Д. Панов, в отличие от Р. Пенроуза, допускает возможность реализации сильного ИИ на основе квантовых устройств, но только на основе квантовых устройств. Учитывая множество нерешенных проблем, о чём говорилось в первой части доклада, на прошлом семинаре (начиная от биологии клетки и заканчивая космологией), он приходит к осторожному выводу, что создание сильного ИИ в ближайшее время маловероятно. В связи с этим я хотел бы подчеркнуть ещё раз, что, с позиций метанауки, создание сильного ИИ не маловероятно, а невозможно, и не в ближайшее время, а в принципе. Ибо (повторю) природа сознания лежит вне мозга, мозг лишь трансформирует мысли в форму, доступную для телесного организма.


Источник: xn—-7sbhgebbvdxuvxbg8e.xn--p1ai

В конце публикации видео, на котором Хамерофф сам рассказывает об этом.

Одна из известных теорий сознания – теория квантового сознания – разрабатывается с 80-х годов прошлого столетия физиком-теоретиком, профессором Оксфордского университета Роджером Пенроузом и анестезиологом, нейробиологом, профессором Центра изучения сознания Аризонского университета (г. Тусон) Стюартом Хамероффом.

Роджер Пенроуз и Стюарт Хамерофф

Как писал Роджер Пенроуз в своей книге «Тени разума. В поисках науки о сознании», сознание имеет не вычислительную природу, оно – нечто большее. Например, компьютер, как вычислительное устройство, умеет хорошо играть в шахматы, однако, он не понимает игру, в отличие от человека. Пенроуз выдвинул гипотезу о том, что сознание возникает при самоколлапсе волновой функции.


Нейробиолог Хамерофф, свыше 20 лет изучавший микротрубочки головного мозга, предполагал, что обработка информации происходит именно в них. Ознакомившись с теорией Пенроуза, Хамерофф написал ему о своей идее о том, что описываемые им квантовые эффекты могут происходить именно в микротрубочках — внутриклеточных белковых структурах, образующих цитоскелет каждой клетки. Объединившись, в 90-х гг вместе они создали теорию объективной редукции волновых функций.

Строение микротрубочки

Однако научный мир встретил эту теорию насмешками, поскольку предполагалось, что квантовая когерентность не может существовать при температуре тела (мозга), т.к. тепло должно нарушать квантовое состояние (прототипы квантовых устройств работают лишь при абсолютном нуле). Но сегодня, например, установлены, по крайней мере, 2 процесса, происходящих в биологических системах, и имеющих квантовую природу: магниторецепция птиц (птицы чувствуют магнитные поля в масштабах тысяч километров) и фотосинтез в растениях, происходящий вследствие квантовой когерентности в фотосинтетических бактериях. Хамерофф и Пенроуз считают, что подобные квантовые процессы могут происходить и в нашем мозге.

Ученые считают, что каждый коллапс волновой функции вызывает появление простого сознания.

Источник: zen.yandex.ru

Стивен Хокинг второй раз раскрыл тайну черных дыр.
Судя по интервью, которое дал соавтор Хокинга Андрю Строминджер, это очень интересная работа и не менее интересно то, что BBC 26 января и 2 февраля будет транслировать лекцию автора об этой работе. Англичане, несмотря на все свои недостатки продолжают оставаться нацией, которая понимает важность развития науки и судя по всему именно они будут той нацией, которая нащупает пути выхода из кризиса научного метода.

А вот Россия похоже опять выпадает из мирового потока развития науки, несмотря на то, что 50 лет тому назад СССР был лидером во всех отраслях науки. В частности в связи с этой статьей я обнаружил, что в Российской википедии даже не существует статьи о теореме Хокинга-Пенроуза, и вообще почти нет публикаций на эту тему, несмотря на то, что именно эта работа является ключевой, из которой вырастет будущая физика.

Дело в том, что и теорема Хокинга-Пенроуза и эта работа анализируют очень важный вопрос- является ли наш мир детерминированным, то есть устроены ли законы природы таким образом, что абсолютно полное знание о настоящем позволяет сделать абсолютно достоверное предсказание будущего и не менее полное «вычисление» прошлого? И теорема Хокинга-Пенроуза в сочетании с этой работой показывает, что такое полное предсказание будущего Вселенной невозможно, так как наше полное знание настоящего «сгорает» в черных дырах, исчезая из нашей Вселенной навсегда. Собственно это происходит всегда и везде, но такой экзотический объект как черные дыры позволяет доказать это со строгостью математической теоремы. То есть эта работа является своего рода мысленным экспериментом, а истинной теорией, которая проверяется в этом эксперименте, являются наши представления о времени, законе причинности и единстве мира.

А причем здесь Православная физика? Все сводится к тому вопросу, который задал себе Аврам, глядя на мир и изумляясь его внутреннему единству, которое он внезапно увидел и понял, что мир един потому, что создан одни Творцом. И поставил это ему Господь в праведность и стал Аврам Авраамом.
А сейчас физика выглядит так, будто микромир создан одним творцом, а макромир другим и любые попытки вывести свойства макрообъектов, теоретически состоящих из элементарных частиц, из свойств этих элементарных частиц с треском проваливаются. Причем самое интересное, что математически любые попытки заглянуть внутрь этих элементарных частиц приводит к тем же самым уравнениям, что и попытки описать табуретку как набор таких квантовых объектов как электроны протоны и нейтроны. Рано или поздно упираешься в непреодолимую пропасть отделяющую макромир от микромира, проявляющуюся в невозможности решить уравнение Шредингера для сотни бозонов или фермионов, хотя это уравнения решается элементарно для любого бозона или фермиона, или когда счет этих частиц идет на миллионы миллиардов. Но наука не хочет сама себе сознаться, что проблемы состоят именно в этом, пытаясь перекинуть мост через эту пропасть с помощью принципа «Заткнись и вычисляй» примененном к всевозможным умозрительным концепциям, которые она вытаскивает из черной дыры математического аппарата пол названием калибровочная инвариантность.

И только Стивен Хокинг в силу интеллектуальной честности отвергает этот подход и, несмотря на свой атеизм, подобно библейскому Аврааму сражается за единство мира.
А Православие, как единственная последовательно Авраамическая религия несомненно должна приветствовать эти попытки, но к сожалению Православные теологи просто не знают об эти обстоятельствах и думают, что Православная физика это физика, которую делают православные физики даже если они в науке в силу инерции мышления или карьерных соображений стоят на гностических позициях. А Стивен Хокинг ничего не знает о Православии и тех спорах, которые 600 лет назад вели Уильям мз Оккама, Дунс Скотус и Фома Аквинский результатом которых и стала калибровочная инвариантность науки. Взаимное невежество – вот главный враг и науки и Православия сейчас, да и всего человечества тоже.

P.S. Проблема детерминированности, о которой идет речь в этих работах, не имеет никакого отношения к принципу неопределенности Гейзенберга, поскольку уравнение Шредингера внешне совершенно детерминировано, и если известны все квантовые числа всех частиц и полей во вселенной в настоящем, то с помощью уравнения Щредигера можно вычислить абсолютно точно все квантовые числа вселенной в любой момент в будущем или прошлом и в этом и стоит детерминированность Вселенной, которая сгорает в черных дырах Пенроуза-Хокинга вместе с волосами этих черных дыр и только кот Шредингера своим мурлыканьем заставляет Хокинга выронить пистолет, приготовленный для абсолютно логически детерминированного и столь же бессмысленного убийства несчастного животного
P.P.S. Что касается динамического хаоса, то насколько я знаю дифуры Лорентца никто аналитически еще не решил, и вопрос «а не является ли странное поведение странных аттракторов следствием ошибки округления соответствующей разностной схемы, которую используют для численного решения этих уравнений, а точное решение этих уравнений этими свойствами не обладает» висит как дамоклов меч над динамическим хаосом, несмотря на все старания академика Арнольда. Более того из первой проблемы Бродского следует, что некооректная постановка задачи Коши приводит к существовани объектов, сколь угодно точный, но численный обсчет которых продемонстрирует поведение анлогичное поведению странных аттракторов, в то время как точное решение будет существовать но «странными» свойствами облвдать не будет.

Источник: abrod.livejournal.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.