Найдена формула разума

Она элегантна, как E=mc2, и столь же непоколебима

Эта формула приближает человечество к решению 2х колоссальных вызовов: созданию великой объединенной теории функций мозга и построению нейроморфных компьютеров.

Image for post
Image for post

Достижения в области алгоритмов глубокого обучения нейронных сетей за последние 5 лет огромны и впечатляющи.

Однако!

  1. Эти достижения в алгоритмической обработке данных ни на йоту не приближают к пониманию работы «хардвера» (HW) мозга — той «аппаратной базы», состоящей из миллиардов нейронов.
    Иными словами, мы по-прежнему не понимаем механизмов работы мозга. А всевозможные статичные карты нейронных связей принципиально не способны пролить на эту механику хоть какой-то свет.
  2. Мы все ближе к физическому пределу производительности используемого нами HW компьютеров. А до производительности HW мозга (по сложности решаемых задач, а не тупым сопоставлением отдельных характеристик) нам, как до Луны.
Image for post
Image for post
Сопоставление HW характеристик мозга и компьютера. Источник https://goo.gl/GHWjk5

Уже понятно, что:

— решение 1го вызова — поиск механизмов работы HW мозга — нужно искать не в работающей на его базе алгоритмике, а в иных физических принципах работы;

— а для решения 2го вызова — создания иного HW компьютеров — скорее всего, потребуются принципиально иные вычислительные принципы и архитектуры.

✔️ Самый известной теорией «иных физических принципов» работы мозга является теория критичности мозга — его работы на кромке динамического хаоса между подкритическим затуханием сигналов между нейронами и надкритических взрывов их активности.

Image for post
Image for post
Примерно, вот так колеблются нейросети мозга на кромке хаоса. Автор Bill Domonkos

Критичность мозга, делающая его работу подобной цепной реакции или песчаным лавинам, предполагает наличие некоторого механизма, позволяющего сети нейронов мозга оставаться близко к критичности.

Непонимание, что это за механизм, таинственным образом саморегулируемый организмом, вот уже 26 лет оставалось камнем преткновения на пути признания теории критичности великой объединенной теорией функций мозга.

✔️ Иные вычислительные принципы и архитектуры, позволяющие превзойти принципиальные физические ограничения имеющегося HW компьютеров, включают в себя, прежде всего:

— квантовый компьютинг;

— нейроморфный (мозгоподобный) компьютинг.

Image for post
Image for post
Сравнение архитектур. Источник https://goo.gl/GHWjk5

Про квантовый компьютинг будем как-нибудь говорить отдельно.

А вот с нейроморфным компьютингом до сих пор была засада. И не смотря даже на спец-госпрограмму США по созданию нейроморфного компьютера, все существующие опытные образцы весьма примитивны.

И причина этого фундаментальная — в основе всех новых разработок нет принципиально иного физического принципа работы (что это значит см. выше).

Искомый физический принцип, способный

  1. объяснить механику критичности работы мозга и
  2. лечь в основу HW для нейроморфных компьютеров найден.

Данный принцип описывается формулой

ΔT = aEQ^b, при b = -0.54 ± 0.05

Коэффициент энцефализации EQ (используемый в качестве прокси разума) растет в степенной зависимости с уменьшением температурного диапазона ΔT мозга живого организма.

Иными словами, чем в более узком температурном диапазоне может работать мозг, тем выше показатель разумности (или, как минимум, его прокси)

Для информации: коэффициент энцефализации, например, у человека — 8.562, у слона — 2.648, у крысы — 0.464, а у лягушки — 0.073 (см. таблицу)

Image for post
Image for post
Источник: https://goo.gl/KNACc5

График «формулы разума», записанной в логарифмическом виде log(ΔT) = a + b log(EQ), таков.

Image for post
Image for post

В правом верхнем углу рисунка показан график в линейных координатах, в которых лучше видна критичность мозга (степенное возрастание EQ при снижении ΔT).

Ну а проще говоря (как показано на открывающей пост картинке)

показатель разумности взмывает в неимоверные высоты в самых узких диапазонах температур.

Если будет подтверждено, что когнитивные способности напрямую зависят от возможностей тела поддерживать нейронную сеть вблизи критического состояния с помощью температуры (подачи ионов и т.д.), это будет иметь наиважнейшее значение,

— как для людей (принципиально иные методы лечения психических заболеваний);

— так и для выбора материалов элементной базы нейроморфных компьютеров, обеспечивающих критичность в наиболее узких диапазонах температур.

Ну а если создать материал с более узким диапазоном?

Например, с ΔT меньше 1 градуса С (у человека ΔT = 2,1 градуса С). Эдак ведь и на суперинтеллект замахнуться можно, продвинувшись в наннотехнологиях!

Может поэтому автор данной работы, помимо универовского профессорства, возглавляет центр прорывных нанотехнологий и является главным экспертом Пентагона по нейроморфным вычислениям?

Более подробно на эту тему можно прочесть здесь:

1. Описываемая работа Criticality in the Brain: Evidence and Implications for Neuromorphic Computing (есть на скайхабе)

2. О критичности:

— популярно: [1], [2]

— научно: [3], [4], [5], [6]

3. О нейроморфных вычислениях и вышеописанной гипотезе от ее автора — видео 33 мин. выступления в марте 2018.

Image for post
Image for post

4. Отчет для Пентагона по нейроморфным вычислениям (будто бы для Мин-ва энергетики 😎)

5. Центр прорывных нанотехнологий, руководимый автором гипотезы.

P.S. Кто еще не заметил, «формула разума» оказалось той же, что и «формула жизни», «фомула городов» и «формула победы на выборах»

_________________________

Хотите читать подобные публикации? Подписывайтесь на мой канал в Телеграме, Medium, Яндекс-Дзене

Считаете, что это стоит прочесть и другим? Дайте им об этом знать, кликнув на иконку “понравилось”

Written by

Малоизвестное интересное на стыке науки, технологий, бизнеса и общества - содержательные рассказы, анализ и аннотации

Get the Medium app

A button that says 'Download on the App Store', and if clicked it will lead you to the iOS App store
A button that says 'Get it on, Google Play', and if clicked it will lead you to the Google Play store