Молох (сборник) - Станислав Лем

В этом контексте возникает вопрос: возможно ли то, как писал в своей последней книге известный физик Р. Пенроуз, что сознание DE FACTO находится в мозге именно на квантовом уровне. Уже не критикуя эту концепцию «с позиций» физики, потому что в любом случае в мозге нет создающихся лазером фотонов, я выражу мою субъективную, основанную на интуиции, точку зрения: я предполагаю, что нам для выяснения феномена сознания квантовый уровень ничего не даст.

Следует принять во внимание, что мыслители, измученные поиском места локализации сознания, перемещали его, как могли: от шишковидной железы — в кору мозга, от коры мозга — к подкорковым системам (например, средний мозг и лимбическая система и т. д.). И ничего правдоподобного из этих «переселений» не вышло. Как я неоднократно писал, даже машина (компьютер), способная сдать «экзамен», то есть тест Тьюринга, не дает нам уверенности в том, что она обладает сознанием, так как эквифинальные состояния «входов» и «выходов» (input and output) не позволяют установить, что внутри машины происходят процессы, тождественные процессам, приводящим к возникновению сознания в человеческом мозге. Одним словом, переселения с уровня (нейронного, допустим) на уровень квантов или хотя бы атомов никакого дополнительного знания о возникновении и локализации сознания нам не дают. Такое перемещение сознания лишь показывает, что ученые пытаются его «куда-нибудь запихнуть».

2

Производимые сейчас — я возвращаюсь к компьютерам — процессоры еще не являются концом пути, потому что еще возможно усовершенствование литографического фиксирования «логических вентилей» на чипах. Но именно здесь мы наталкиваемся на такой парадокс: когда миниатюризация достигает уже атомных размеров, вместе с ней появляется такой очень важный фактор, тормозящий дальнейшее продвижение, как индетерминизм: соотношение Гейзенберга и т. п. Так вот, вся «хитрость» основной концепции квантового компьютера в том, что немцы называют aus einer Not eine Tugend machen,[138] то есть как превратить проблему в прибыль (достоинство). И конечно, именно электронные суперпозиции и их волновые свойства стали бы избавлением, ЕСЛИ БЫ удалось по этому, изложенному здесь только в общих чертах, принципу строить квантовые компьютеры, сделав их

А) постоянными кладовыми памяти,

а также

Б) нечувствительными к идущим из окружения и влияющим на них помехам.

Ибо дозы фотонов, то есть регулировка лучей фотонов, должны были бы необычайно (для нас, современных людей) точно удерживаться в энергетическом спектре, так как и «слишком слабый» фотон, и «слишком сильный» сразу вносят в логические операции ошибку, а устранение ошибок в квантовом компьютере — это пока «песнь будущего».

3

Есть еще одна особая трудность, висящая над всей этой до сих пор девственной территорией «квантовых компьютерных операций», а именно: если появляются квантовые компьютеры, то неизбежно сразу же появятся и размножатся «квантовые хакеры». Как можно будет с ними справиться, пока никто не имеет ни малейшего понятия. Их движущим фактором не является особенная злая воля или извращенные намерения, а просто человеческая природа. Уж такие неприятные мы для ближних, что если можно вламываться — мы вламываемся, если можно фальсифицировать — фальсифицируем, воруем, уничтожаем, даже если уничтожающему никакой выгоды это не приносит.

4

Следовательно, отсутствие или нескорое появление на информационном рынке квантовых компьютеров может нас заинтересовать лишь как отдаленная перспектива прогресса технологий в этой области, прогресса, основанного непосредственно на квантовой механике, но до этого времени из этой перспективы для нас даже более приемлемо «ЛУЧШЕ НЕТ», чем «ЭТО ОТЛИЧНО», потому что достаточное количество самых различных проблем мы УЖЕ имеем с традиционными компьютерами и с их сетевыми соединениями. Другое дело, что квантовая революция, без сомнения, повлечет за собой действия, направленные на совершенствование как устойчивости памяти на этом уровне, так и на уменьшение чувствительности к пертурбациям. Лично я являюсь достаточно умеренным оптимистом, что на практике означает: квантовые компьютеры могут особо пригодиться в точных науках (разложение на множители в математике или моделирование абсолютно неизвестных нам состояний, которые может принимать материя), а глобальные же сети вместе с биржами, банками и т. п. будут по-прежнему обслуживаться такими компьютерами, которые мы микроминиатюризируем и повысим их быстродействие, НО при этом не изменится общий принцип. По-прежнему это будут различные электрические заряды в логических вентилях, как это было в колоссально огромном компьютере ENIAC, как в компьютере CRAY (который уже также не является рекордсменом). Но, естественно, здесь я могу ошибаться, потому что мы с физиками во главе еще не познали все премудрости в области квантовой механики. Космос так создан, что таит в себе собрание бездонных тайн, мы же постепенно докапываемся до все более глубоких их пластов. Уже известно, что если две квантовые волны в суперпозиции ведут себя как одна волна (а это сопряжение мы называем когерентностью), то, если наступит декогерентность, мы опять будем иметь дело с двумя волнами. Альберт Эйнштейн не хотел согласиться со всей областью квантовой неопределенности. Типичные для нее состояния рушат любые классические взгляды на причинное влияние. Если себя измерит один БИТ (представленный электроном в суперпозиции), то второй «как-то сам» ТОЖЕ установит свою ценность (физическую и логическую). При этом измерение первого не оказывает ПРИЧИННОГО влияния на второй. Мы уже знаем, что электроны могут быть один здесь, а второй — на Юпитере. Сколько времени мы не измеряем, столько господствует «неясность» или неопределенность, а если измерим один, то второй «должен» так себя вести, чтобы его неопределенность ТОЖЕ исчезла (обычно это происходит в ходе подтверждающих данное явление экспериментах, проводимых на поляризованных фотонах, так как они, как электроны, тоже являются и не являются ВОЛНАМИ). Одним словом, мы на пути в страну, как бы это сказать, не совместимую с правилами каузализма, а следовательно, нашего мышления, сформированного тем простым фактом, что мы живем в макромире, в котором волновые эффекты больших «кусков» материи неуловимы для глаза. Если электронно локализованных квантовых битов мы имеем больше, то появляются такие кошмарные и такие антиинтуитивно возникающие состояния, что я не знаю, как вообще можно было бы сказать о них что-либо толковое без математики. Однако из-за этих неясностей видно по крайней мере то, что в области квантов еще многое нужно сделать и открыть. Никто сейчас не ошибается так, как те, кто думает, что точные науки приближаются к своему «финишу», к концу, и следующим поколениям ученых уже нечего будет делать. Наверное, следует отметить, что об ученых, а особенно о физиках двадцатого века, беспокоились в конце девятнадцатого ученые того времени точно так же, потому что они были уверены, что «уже почти все, что можно было познать, познано». Оказалось же, ясное дело, все совсем иначе, и не следует идеи логических квантовых операций помещать в область никогда неосуществимых сказок — неизвестно, как будет дальше с этими последними компьютерами и даже неизвестно, является ли уровень квантовых операций уже «окончательным пределом»…

5

В конце мне хотелось бы обратить внимание на то, что этот прогресс в скорости и универсальности, в том числе в моделировании, который можно было бы ожидать от квантовых вычислителей, никак не соотносится с вопросами сознания, и идя в этом направлении, мы ничего (естественно, по моему мнению) о сознании не узнаем. Как мне кажется, эта проблема никак не связана с квантовым строением материи. Здесь большего можно ожидать от AL (Artificial Life), от «искусственной жизни», а также от биохимии. Сказанное, впрочем, никак не отменяет возможность того, что я ошибаюсь.

Генетические алгоритмы[139]

1

Существует ряд проблем, которые практически при помощи обычного компьютера, хотя бы даже и наибольшей вычислительной мощности, решить невозможно. К простейшим, таким, с которых обычно начинается и для сравнения объясняется суть применения генетических алгоритмов, относится так называемая проблема путешествующего коммивояжера, который должен поочередно посетить определенное количество городов, причем кратчайшим путем. При количестве десяти городов для решения задачи компьютеру требуется около пяти секунд, но для двадцати городов требуется уже около 100 тысяч лет, так как мы имеем дело с так называемой NP-проблемой (неполиномиальной, по-английски nonpolynomial), и решение требует N! шагов. Время, необходимое для решения проблем типа «P», растет вместе с размерами проблем приблизительно в том же самом темпе (10 единиц времени для 10 элементов проблемы и т. д.). А решения проблем типа «NP» растут по времени, как сказано выше, быстро, и вскоре уже возможно ожидание у компьютера МИЛЛИОНОВ лет для их решения. Наихудшие NP-проблемы математики называют «твердыми», так как даже при наибольшей вычислительной мощности проблема компьютером практически не берется, ибо здесь любая brute force,[140] особенно как в давних алгоритмах игры в шахматы, ничем не поможет. На сцену выходят новые алгоритмы, называемые генетическими потому, что подобные использует Мать Природа в сфере биологии и биологической эволюции. Sensu stricto atque proprio[141] они не являются такими же, как классические алгоритмы, так как не заключают в себе рецепт на единственное оптимальное решение, такое, лучше которого уже быть не может. Оно скорее не тождественно оптимальному, а является хорошей аппроксимацией оптимального решения. Как такие алгоритмы функционируют, не очень просто представить, и особенно для действительно «твердых» NP-проблем, так как принципиально представление этого процесса выходит за пределы человеческого воображения. Но можно осуществить своего рода упрощение такого представления, причем разными способами. Что-то подобное происходит, когда для получения какого-либо наглядного представления формы многомерного пространства проецируем в пространство с меньшим количеством измерений. Манфред Эйген изобразил это элементарное эволюционное движение генетических систем на модели, в качестве которой выступает так называемый «эпигенетический ландшафт» («Wertlandschaft» — «Stufen zum Leben», Piper, 1987). «Ландшафт» выглядит как заполненная холмистыми возвышенностями равнина, при этом «псевдоорганизмы», которые борются за выживание по правилам естественного отбора, окружая вершины возвышенностей, могут с низких участков перескакивать на более высокие. В этом также заключен их «биологический прогресс» как survival of the fittest. Те, которые так перемещаться не могут, погибают, так как процесс осуществляется во время их репликации, а если репликация происходит плохо, то наступает нечто, что очень напоминает фазовый переход (как, например, вода превращается в лед или НАОБОРОТ: происходит изменение состояния).