Защо ChatGPT никога няма да развие разум: как метаболитните ограничения са създали човешкото съзнание

Като гледаме успеха на новите големи езикови модели, като ChatGPT, неволно започваме да вярваме, че изкуственият интелект, достигнал човешкото ниво на качество на обработка на информацията, със сигурност ще придобие съзнание. Тази вяра до голяма степен се основава на схващането, че съзнанието е просто една много сложна програма, която може да бъде стартирана на всеки достатъчно мощен компютър. В научната общност обаче узрява алтернативна гледна точка.

Ново проучване, публикувано в списание Neuroscience and Biobehavioral Reviews, оспорва тази догма. Авторите, Борян Милинкович и Яан Ару, твърдят: съзнанието не е абстрактен алгоритъм. То е неотделимо от уникалната физическа организация на живата материя, което прави настоящия подход за създаване на изкуствен интелект неспособен да го възпроизведе.

Цифровата архитектура

В основата на всеки съвременен цифров компютър стои принципът на разделяне. Хардуерът, софтуерът, различните функционални блокове са изолирани компоненти, които си взаимодействат по точно определени правила. Процесорът не знае нищо за конкретната програма, която изпълнява, а софтуерът не знае за физическите процеси, протичащи в чиповете. Този принцип, известен като мащабна разделимост, осигурява модулност, устойчивост на грешки и гъвкавост на системата. Информацията се обработва в дискретни символи (битове), а всички непрекъснати процеси, като например физическите трептения или аналоговите сигнали, се преобразуват в последователност от такива символи.

Биологичните изчисления

Биологичният мозък работи на изцяло различни принципи. Няма твърдо разделение на „хардуер“ и „софтуер“. Молекулярните, клетъчните, мрежовите и системните процеси не съществуват поотделно, а са взаимосвързани на всички нива. Авторите наричат този феномен широкомащабна неделимост. Така например активността на един йонен канал може да повлияе на електрическите полета на цял мозъчен регион, които на свой ред променят поведението на йонните канали. Това не е йерархия, при която информацията се предава само отгоре надолу или отдолу нагоре; това е непрекъснато двупосочно взаимодействие.

Тази сложна организация на мозъка се дължи на метаболитните ограничения. Мозъкът консумира само малка част от енергията на тялото, но въпреки това извършва огромно количество работа. За да се справи с тази задача, еволюцията е разработила стратегии, които оптимално използват физическите свойства на живата материя за извършване на изчисления. Това означава, че самата физика на невроните, тяхната морфология, химическите градиенти и електрическите полета са неразделна част от изчислителния процес.

Хибридната динамика

Друга важна разлика е естеството на сигналите. Цифровите системи, както беше споменато, работят с дискретни данни. Мозъкът, от друга страна, използва хибридна динамика, която съчетава както дискретните събития, така и непрекъснатите сигнали:

1. На субклетъчно ниво: непрекъснатото натрупване на молекулярни вещества води до дискретни събития, като например внезапен приток на калций, който задейства каскада от реакции.
2. На клетъчно ниво: невронните дендрити (разклонени участъци) извършват сложни нелинейни изчисления, като интегрират непрекъснати „градирани потенциали“ (променящи се напрежения) с дискретни импулси (пикове).
3. На популационно ниво: невроните си взаимодействат не само чрез синапсите (дискретни химически връзки), но и чрез електрически полета. Тези полета, разпространяващи се непрекъснато, влияят върху възбудимостта на съседните клетки, създавайки допълнително ниво на комуникация.
4. На времево ниво: ритмичните колебания в електрическите полета на мозъка (напр. мозъчните вълни) не са само страничен продукт на невронната дейност. Те формират своеобразен „синтаксис“ за изчисления, като организират и структурират информацията във времето.

Тази непрекъсната, физически въплътена динамика е жизненоважна за обработката на информацията в мозъка. Те позволяват на системата да интегрира данните в различни мащаби, създавайки единно, цялостно преживяване. Цифровите системи, които просто опростяват непрекъснатите процеси в дискретни стъпки, губят тази способност и няма как да я имат.

Какво значение има това за съзнанието

От решаващо значение за съзнанието са не само функциите, но и начинът, по който те се реализират. Съзнанието, с неговото единство на опита, способност за разграничаване на детайлите и усещане за непрекъснат поток от време, вероятно възниква именно поради мащабната неразделна и хибридна динамика, присъща на биологичните системи.

Така например усещането за един момент, когато се възприемат множество детайли, може да зависи от интеграцията на процесите не само в рамките на едно мозъчно ниво, но и между различните мащаби. Сегашният ИИ, който работи с чисто разделение на нивата, не може да възпроизведе този вид интеграция.

По този начин настоящите модели на ИИ, които работят с архитектура на фон Нойман, не притежават необходимите физически свойства. Те не са вградени в метаболитния контекст, нямат интегрирана по мащаби организация и не са способни на хибридни изчисления, при които физическото и изчислителното време съвпадат.

Бъдещето на изкуственото съзнание

Това изследване не отрича възможността за създаване на изкуствено съзнание, но посочва погрешността на сегашния път. Нарастващата изчислителна мощ и сложността на алгоритмите в рамките на настоящата цифрова парадигма вероятно никога няма да доведат до появата на субективен опит.

Вместо това е необходима радикална промяна в инженерството – преминаване към разработване на биомиметични субстрати, които възпроизвеждат основните физически принципи на биологичните изчисления:

Системи за хибридни изчисления: устройства, способни да обработват дискретни и непрекъснати сигнали в реално физическо време.

Системи с мащабно-интегрирана организация: хардуер, при който всички нива, от микроскопичното до системното, са взаимосвързани и си влияят взаимно, вместо да съществуват изолирано.

Метаболитно вградени системи: проектиране, при което енергийните ограничения се разглеждат като ключов фактор при формирането на компютърната архитектура, а не само като ограничение.

Обещаващи направления тук са разработването на невроморфни системи, които физически моделират невроните и синапсите, и флуидни (течни) изчислителни устройства, които използват движението на йоните и химическите процеси за обработка на информацията. Тези технологии, макар и все още в ранен стадий, демонстрират възможност за непрекъсната, зависима от субстрата динамика, която е много по-близка до биологичните процеси.