Искусственный интеллект

Скорость вычислительных элементов. Пиковая скорость работы биологических нейронов — около 200 Гц, что на семь порядков медленнее современных микропроцессоров (примерно 2 ГГц)19. Как следствие, человеческий мозг вынужден полагаться на масштабное распараллеливание задач и неспособен быстро выполнять вычисления, требующие большого количества последовательных операций20. (Мозгу под силу лишь несколько десятков таких операций, максимум — чуть больше сотни.) При этом многие из наиболее важных алгоритмов в программировании и кибернетике не так-то легко поддаются распараллеливанию. Многие когнитивные задачи можно было бы решать гораздо эффективнее, если бы естественная склонность мозга к параллельным алгоритмам распознавания образов дополнялась бы возможностью — и интегрировалась с возможностью — быстрых последовательных вычислений.

Скорость внутренних коммуникаций. Аксоны передают потенциал действия со скоростью 120 м/с или даже меньше, в то время как электронные центры обработки информации используют оптику, в которой информация передается со скоростью света (300 000 000 м/с)21. Медлительность нейронных сигналов ограничивает размеры биологического мозга, который может функционировать как единый вычислительный блок. Например, чтобы задержка в передаче сигналов от одного элемента к другому и обратно между двумя произвольными элементами системы не превышала 10 мс, объем биологического мозга не должен быть больше 0,11 м³. А размер аналогичной электронной системы может равняться 6,1 × 10¹⁷ м³ (это размер карликовой звезды), то есть на восемнадцать порядков больше22.

Количество вычислительных элементов. В человеческом мозгу чуть меньше 100 миллиардов нейронов23. Он примерно в три с половиной раза больше мозга шимпанзе (правда, при этом в пять раз меньше мозга кашалота)24. Очевидно, что количество нейронов в биологическом существе ограничено объемом черепа и особенностями метаболизма, но в случае крупного мозга вступают в действие и другие ограничения (охлаждение, время созревания, задержки в передаче сигнала — см. предыду­щий пункт). В отличие от биологического мозга, компьютерное оборудование масштабируется до гигантских физических размеров25. Суперкомпьютеры могут быть размером со склад или даже больше, причем с помощью высокоскоростных кабелей к ним можно подключать дополнительные удаленные вычислительные мощности26.

Емкость памяти. Человек способен удерживать в кратковременной памяти не более четырех-пяти блоков информации одновременно27. Хотя сравнивать напрямую кратковременную память с оперативной памятью компьютера не совсем корректно, ясно, что конструктивные преимущества цифрового интеллекта позволяют ему иметь рабочую память гораздо большего размера. Это значит, что такой интеллект способен интуитивно схватывать суть сложных взаимоотношений, которые люди могут нащупать лишь при помощи кропотливого труда28. Долгосрочная человеческая память также ограниченна, хотя пока и не ясно, способны ли мы исчерпать ее возможности по хранению информации в течение обычной человеческой жизни, ведь скорость накопления нами информации так мала. (По одной из оценок, мозг взрослого человека может хранить примерно миллиард бит, что на пару порядков величины меньше, чем самый простой смартфон29.) В случае машинного мозга больше и объем хранимой информации, и скорость доступа к ней.

Надежность, продолжительность жизни, сенсоры и другое. Машинный интеллект может иметь и другие преимущества на уровне оборудования. Например, биологические нейроны менее надежны, чем транзисторы30. Поскольку зашумленные вычисления требуют дополнительных схем декодирования, в которых для обработки единственного бита информации требуется множество элементов, цифровой интеллект получает некоторое преимущество благодаря использованию надежных высокоточных вычислительных элементов. Мозг устает уже после нескольких часов работы и начинает сдавать через несколько десятков лет субъективного времени, у микропроцессоров таких ограничений нет. Поток данных в машинном мозгу можно увеличить за счет добавления миллионов сенсоров. В зависимости от используемой технологии машина может иметь изменчивую архитектуру, способную к оптимизации при изменении требований к выполняемым задачам, в то время как большая часть архитектуры мозга человека фиксирована с рождения, если она и меняется, то незначительно (хотя связи между синапсами могут меняться в течение таких коротких промежутков времени, как несколько дней)31.