Можно ли считать мозг аналоговым компьютером?

Компьютеры (в узком смысле, как ноутбук, на котором я сейчас печатаю) также являются физическими вещами, чьи процессы «просто происходят», как и физические процессы в естественном мире. Они построены из проводов и тому подобного, просто следуя законам электромагнетизма и тому подобному, но их также можно описать как входные данные (как то, что я печатаю сейчас), обрабатывающие (например, как он переводит этот ввод в графемы на экран) и вывод (например, показ его другим людям, просматривающим эту веб-страницу через их собственные экраны). То же самое и с мозгом: он состоит из нейронов и тому подобного, просто следует законам электромагнетизма и тому подобного, но все же может быть описан как входной (например, сенсорное восприятие), обрабатывающий (преобразующий световые волны в визуальные переживания или визуальные переживания в лингвистические). представления), и вывод (например, сказать, что вы видели). Очевидно, это очень упрощенный набросок, о котором теоретики вычислительной теории сознания могут сказать гораздо больше. Но если вы думаете о слове «компьютер» просто как об устройстве, которое получает входные данные, обрабатывает их и производит выходные данные, мозг — это компьютер.

Даже при изображении будущего суперкомпьютера всегда есть что-то (данные), вычисляемое набором вычислительных инструкций (программой).

Да и всегда будет экран, клавиатура и кабель питания. Где они в мозгах??? Если серьезно, то наличие программы и инструкций не является определяющим свойством компьютера с философской точки зрения, оно является случайным, как наличие клавиатуры. Использование программ предназначено только для нашего удобства как инженеров.

И заметьте, что для искусственных нейтральных сетевых программ справедливо будет сказать, что процесс закодирован в данных, а не в программе.

Разве мы не можем сказать, что процессы в мозгу просто происходят, как физические процессы в мире просто происходят без программы, которой они следуют?

Нет, как философы, мы должны признать, что человеческое поведение запланировано и решает проблемы, обрабатывая данные из окружающей среды для получения рациональных ответов. Мы понимаем, что это обработка данных, и она выполняется в мозгу.

Это не означает, что задействована программа или что наше поведение запрограммировано. Это просто означает, что задействована обработка данных.

Однако вы можете подумать о каком-то программировании даже в мозгу. Как и самое основное, это биение сердца и дыхание. Это просто происходит автоматически. Затем у вас появляется кашель и чихание. Моргание глаза. Еще более драматично то, что вы спите и бодрствуете. У вас есть стремление есть и пить, потребность в сексе, даже сексуальные предпочтения. Все это не вопрос выбора, хотя мы можем в какой-то степени подавить их. Но они намекают на что-то вроде программ, которым люди следуют каждый день, несмотря на то, что другие аспекты совершенно индивидуальны и не программны. Это еще не означает, что в мозгу есть единая программа, просто есть некоторые параллели и структуры шаблонов выполнения.

Короткий ответ

Да, согласно большинству общепринятых определений, человеческий мозг — это аналоговый компьютер с той оговоркой, что существует целый ряд определений «компьютера», поэтому лучше использовать абстрактное.

Длинный ответ

Достаточно обобщенное определение компьютера

Прежде чем мы займемся ответом на вопрос, давайте заметим, что согласно теории прототипов , которая вытекает из понятия семейного сходства Витгенштейна , было бы глупо спорить о деталях определений компьютеров, которые вытекают из необходимых и достаточных определений для более конкретных примеров. . Компьютеры могут быть встроенными, универсальными, цифровыми, аналоговыми, распределенными, биологическими, электромеханическими или даже биохимическими, например, в вычислениях, выполняемых с помощью нуклеиновых кислот . Абстрагирование от различных типов компьютеров приводит к идеализированному определению компьютера, которое часто встречается во вводных учебниках по информационным системам и информационным технологиям:

Компьютер – это любая система, в которой реализован цикл обработки информации .

Это расплывчато и полезно, насколько это возможно, и очень хорошо подходит для настройки короткой онтологической бритвы с четырьмя фазами цикла обработки информации: ввод, хранение, обработка и вывод.

Часы, счеты и чашка кофе

Учитывая приведенное выше определение, важно, чтобы система воплощала в себе все четыре этапа системы обработки информации. Давайте подумаем о двух устройствах, которые обычно считаются компьютерами: часах и счетах. В случае с часами, даже механическими, присутствуют все четыре фазы цикла обработки информации. Во-первых, вы должны ввести время. Суть наручных часов заключается в том, чтобы число, обозначающее время суток, синхронизировалось с миром. Итак, пользователь вводит в разумном приближении текущее время. Это ввод, и в механических часах он часто осуществляется с помощью небольшого циферблата. Теперь, когда время введено, оно будет изменяться с заданной скоростью. Если шестерни относительно непрерывны, то часы представляют собой аналоговый компьютер, и если шестерни допускают прерывистую мельчайшую транзакцию, скажем переход от 1с дискретно к следующему, система цифровая. Это аспект обработки информации в системе. Конечно, время, которое хранится/представляется часами, находится внутри самой структуры механизма, и именно так часы хранят текущее время. Теперь это значение видно пользователю традиционно с часовой, минутной и секундной стрелками, поэтому циферблат часов в конечном итоге позволяет выводить данные. Например, возможно, что внутренний механизм будет работать правильно, а стрелки будут повреждены. Таким образом, часы автоматизируют систему счисления для отслеживания течения времени. Время и числа — это абстракции, поэтому в конечном счете они являются формами информации. время, которое хранится/представляется часами, находится внутри самой структуры механизма, и именно так часы хранят текущее время. Теперь это значение видно пользователю традиционно с часовой, минутной и секундной стрелками, поэтому циферблат часов в конечном итоге позволяет выводить данные. Например, возможно, что внутренний механизм будет работать правильно, а стрелки будут повреждены. Таким образом, часы автоматизируют систему счисления для отслеживания течения времени. Время и числа — это абстракции, поэтому в конечном счете они являются формами информации. время, которое хранится/представляется часами, находится внутри самой структуры механизма, и именно так часы хранят текущее время. Теперь это значение видно пользователю традиционно с часовой, минутной и секундной стрелками, поэтому циферблат часов в конечном итоге позволяет выводить данные. Например, возможно, что внутренний механизм будет работать правильно, а стрелки будут повреждены. Таким образом, часы автоматизируют систему счисления для отслеживания течения времени. Время и числа — это абстракции, поэтому в конечном счете они являются формами информации. чтобы внутренний механизм функционировал правильно, а стрелки были повреждены. Таким образом, часы автоматизируют систему счисления для отслеживания течения времени. Время и числа — это абстракции, поэтому в конечном счете они являются формами информации. чтобы внутренний механизм функционировал правильно, а стрелки были повреждены. Таким образом, часы автоматизируют систему счисления для отслеживания течения времени. Время и числа — это абстракции, поэтому в конечном счете они являются формами информации.

Счеты, которые часто преподносят как пример компьютера, не являются компьютером в соответствии с этим определением. Почему? Проследим ту же логическую цепочку. Пользователь, безусловно, может настроить счеты или кипу для представления числа. Это будет ввод числа. И через несколько дней пользователь мог с первого взгляда взглянуть на это представление числа на физическом носителе, демонстрируя, что число было сохранено и может быть выведено. Но в чем счеты не соответствуют нашему определению компьютера, так это в их неспособности автоматизировать обработку информации за счет наличия фазы обработки. Традиционные абаки просто не трансформируют информационное представление так, как на это способны часы или микропроцессор. Часто можно услышать аргумент, что бусины скользят, например, по рамке, и это обработка, но эта обработка на самом деле не счеты, а пользователь счетов. Таким образом, счеты больше похожи на карандаш и блокнот. Вы можете написать на нем число, а через несколько дней восстановить его, когда вы его забудете, но, в отличие от механических часов или цифрового процессора, без участия пользователя состояние не изменится. Счеты вычисляют не больше, чем математическая задача, нацарапанная на листе бумаги. Таким образом, ни компьютеры.

Теперь в этом континууме мы можем обратиться к кофейной чашке, которая также является физической средой, имеет вход и выход и допускает изменение состояния (скажем, путем охлаждения горячего кофе). Удовлетворяет ли это нашим четырем фазам? Можем добавить кофе. Он остается там в течение нескольких дней более или менее. Мы можем пить из него кофе. И мы могли бы использовать его для смешивания крема, так что здесь действуют химические и термодинамические процессы. Это ввод, вывод, обработка и хранение, верно? Да, однако в системе отсутствует абстракция, называемая информацией. В дихотомии физическое/психическое мы обобщаем явления между подобными числам и подобными молекулам, и если каким-то образом кофе не может работать с информацией, это просто не компьютер. Да, но разве мы не можем измерить свойства кофе или чашки? Да, но опять же, система построена и функционирует как цикл обработки информации, и ответ, как правило, отрицательный. Я никогда не слышал о том, чтобы кто-то налил чашку кофе для выполнения вычислений, что помещает его в некомпьютерную обработку.

Но разве все компьютеры не являются физическими процессами? Да. Конечно. Информация не существует без носителя. Информация является частью системы, обычно определяемой моделью SMCR . Чтобы информация существовала, у вас должны быть генератор и отправитель информации, эта информация должна быть физически воплощена в носителе, и должен быть агент-получатель. Часто шум вводится в сообщение через среду, и процессы коммуникации и теория информации очень интересуются такими процессами и математическими истинами, которые характеризуют эти системы. На самом деле взаимосвязь машин для обработки информации в настоящее время настолько распространена, что компьютеры и системы для обмена информацией часто вместе именуются ИКТ.информационно-коммуникационные системы .

Человеческое тело, мозг и компьютеры

Является ли мозг по сути компьютером? Короткий ответ: да. Джон фон Нейман в своем классическом труде «Компьютер и мозг» на самом деле проводит анализ, потому что биологический мозг и электромеханические цифровые компьютеры имеют много общего. Теперь ясно, что есть много различий, и фон Нейман детализирует эти различия. Но неопровержимо то, что и ЭНИАК , и ЦНС человекавоплощают цикл обработки информации. Обе системы могут принимать пару чисел, вызывать эти числа по прошествии времени, добавлять эти числа, а затем передавать эту сумму за пределы своих соответствующих систем. Это основа идеи о том, что компьютеры обладают определенной степенью интеллекта; но разве нельзя возразить, что компьютеры сделаны из инертной физической материи и запрограммированы, в то время как люди живы и обладают свободой воли? Это, конечно, рефлекторная реакция, и она не выдерживает никакой критики при размышлении и попахивает витализмом . Когда-то считалось, что органические и неорганические химические соединения — это разные вещества, но оказалось, что это неверно. Декарт, как известно, утверждал, что отсутствие языка означает, что животные были простыми автоматами. (Видеть«Цитаты из Декарта о животных как автоматах» (PhilSE). Многие до сих пор считают, что компьютеры — это всего лишь перевертыш, в то время как люди понимают смысл. (Я возражаю против этого в «Компьютерах, искусственном интеллекте и эпистемологии» (PhilSE).) Хотя природа ИИ и ОИИ — длинные и сложные темы, краткое изложение состоит в том, что то, что отделяет разумное от неразумного, очень многие открыты для обсуждения, а такие тесты, как тест Тьюринга , или мыслительные задачи, такие как Китайская комната , являются очень сложными с философской точки зрения характеристиками, как для утверждения, так и для опровержения без четкого консенсуса, возникающего даже среди самых ярких мыслителей.

Краткое содержание

Да, мозг функционирует как массивно-параллельный аналоговый компьютер (хотя паттерны возбуждения нейронов явно бывают как цифровыми, так и аналоговыми). Да, цифровые системы — это, по сути, аналоговые системы с акцентами. Да, 0 и 1, представленные напряжениями, созданы из прямоугольных волн , которые легко могут быть синусоидальными по прихоти архитектора. Нет, мозг не воплощает в себе архитектуру, отдаленно похожую на архитектуру Гарварда или фон Неймана . Да, они оба используют электричество, но один явно мокрый.. Нет, не имеет значения, на каком субстрате производятся вычисления. Да, оба могут четко обрабатывать числа, язык и визуальные образы. Нет, они не делают это таким же образом. Да, один программируется в гораздо большей степени, чем другой. Но это не означает, что другому нельзя давать указания и ожидать, что он будет следовать инструкциям. Да, человеческий мозг эволюционировал, чтобы обрабатывать информацию для выживания. Нет, у современных искусственных компьютеров нет разума в том смысле, в каком он есть у человекообразных обезьян. Но континуум между ЦНС червей и ЦНС человека является одним из степеней. Но отрицание того, что человеческий мозг является компьютером, в значительной степени означает отсутствие знаний о том, что делает систему компьютером.

Каждая теория, предлагающая ответ на вопрос

«Как работает мозг?»

разрабатывает теоретическую модель. Модель пытается объяснить определенные особенности разума.

Текущей моделью в нейробиологии являются нейронные сети . Архитектура предыдущих компьютеров различает аппаратное и программное обеспечение с данными и алгоритмами. Совсем другие нейронные сети: здесь данные, в частности память, включаются в веса нейронной сети. А обработка нейронной сети характеризуется массовыми параллельными обработками из-за множества нейронов сети и экспоненциально растущего числа соединений.

Следовательно, модель нейронной сети также сравнивает разум с работой компьютера. Но нейрокомпьютер мозга сильно отличается от наших обычных ноутбуков с одним или несколькими процессорами, работающими по принципу последовательной обработки.

Добавлено после понимания того, что подразумевается под аналоговым компьютером в заголовке исходного вопроса:

Я скептически отношусь к тому, что аналоговый компьютер может служить моделью работы мозга: основной составляющей обработки информации в мозгу являются нейроны. Нейрон — это бинарный переключатель, а не непрерывный.