Цифровой разум: как наука меняет человечество

Arlindo Oliveira

The Digital  
Mind

How Science Is Redefining 
Humanity

The MIT Press

Cambridge, Massachusetts

London, England

60×90/16 

узкий

Центральная ось 
полосы макета 
(поля текстовых 
и титульных 
страниц 
совпадают)

Граница 
нижнего  
поля полосы 
макета

Арлиндо Оливейра

Цифровой  
разум

Как наука меняет 
человечество

Перевод с английского  
Ксении Чистопольской

Под научной редакцией  
Марии Фаликман

| Издательский дом ДЕЛО |

Москва | 2022

Оливейра, Арлиндо
О54  
Цифровой разум: как наука меняет человечество / Арлиндо 
Оливейра; перевод с английского К. Чистопольской ; под научной редакцией М. Фаликман. — Москва : Издательский дом 
«Дело» РАНХиГС, 2022. — 448 с. — ISBN 978-5-85006-348-1.

Как достижения науки и техники могут способствовать появлению исключительно цифрового разума — умных машин, равных 
или даже превосходящих по мощности человеческий мозг?
Что общего у компьютеров, клеток и мозга? Компьютеры — это 
электронные устройства, придуманные людьми, клетки — биологические сущности, возникшие в результате эволюции, а мозг — 
носитель и создатель нашего разума. Но все они так или иначе — 
устройства для обработки информации. Мощь человеческого мозга 
пока не сравнима ни с одной существующей машиной или известным живым существом. На протяжении многих лет эволюции мозг 
помогал нам придумывать орудия и технологии, чтобы облегчить 
нашу жизнь. Наш мозг даже позволил нам создать компьютеры, 
почти столь же мощные, как и сам человеческий мозг. В книге Арлиндо Оливейра описывает, как достижения науки и техники могут способствовать созданию цифрового разума.
Экспоненциальный рост — это принцип самой жизни, но сегодня технологические изменения обещают превзойти даже эволюционное развитие. Оливейра описывает технологические и научные достижения, начиная с открытия законов, которые управляют 
поведением электромагнитных полей, и заканчивая разработкой 
компьютеров. Он называет естественный отбор верховным алгоритмом, обсуждает генетику и эволюцию центральной нервной 
системы и описывает роль компьютерной визуализации в понимании и моделировании мозга. Учитывая работу этой уникальной системы, которая создает разум, он обращается к неизбежному вопросу: является ли человеческий мозг единственной системой, которая может поддерживать разум? Если цифровой разум 
возникнет — а как считает Оливейра, трудно найти аргументы, 
что этого не случится, — каковы будут социальные, юридические, 
этические последствия? Станет ли цифровой разум нашим другом или соперником?

УДК 004.8
ББК 6/8
ISBN 978-5-85006-348-1

“The Digital Mind: How Science Is Redefining Humanity” by Arlindo Oliveira
© 2017 Massachusetts Institute of Technology
Права на издание на русском языке приобретены через Агентство 
Александра Корженевского (Москва)

© ФГБОУ ВО «Российская академия народного хозяйства и государственной 
службы при Президенте Российской Федерации», 2022

 УДК 004.8
 ББК 6/8
 
 О54

Содержание

Предисловие · 9

Благодарности · 13

Введение · 15

Глава 1. Вслед за Черной Королевой · 21

Все взаимосвязано · 21; Старые псы, новые трюки · 24; 
От компьютеров и алгоритмов к клеткам и нейронам · 28

Глава 2. Экспоненциальная природа технологий · 33

Доисторические технологии · 34; Две первые 
промышленные революции · 37; Третья промышленная 
революция · 39; Удивительные свойства 
экспоненциальных трендов · 44; Поколение, рожденное 
в компьютерном веке · 53

Глава 3. От Максвелла до интернета · 57

Четыре уравнения, которые изменили мир · 57; Век 
физики · 65; Транзисторы, чипы и микропроцессоры · 70; 
Возникновение интернета · 84; Цифровая экономика · 87

Глава 4. Универсальная машина · 95

Аналитическая машина · 95; Машины Тьюринга 
и компьютеры · 100; Вычислимость 
и парадоксы бесконечности · 106; Алгоритмы 
и сложность · 120; Тезис Чёрча — Тьюринга · 134

Глава 5. В погоне за искусственным разумом · 139

Искусственный интеллект · 140; Обучение, основанное 
на опыте · 150; Перцептроны и искусственные нейронные 
сети · 162; Формула преподобного Байеса · 172; Мозг, 
статистика и обучение · 179

Глава 6. Клетки, тело и мозг · 183

Верховный алгоритм · 183; Клетки и геномы · 197; 
Тело и мозг · 212

Глава 7. Биология и вычислительные науки · 219

Секвенирование генома · 219; Биологические сети · 231; 
Эмуляция жизни · 236; Цифровые животные · 243; 
Синтетическая биология · 247

Глава 8. Как работает мозг · 251

Как работают нейроны · 254; Структура и организация 
мозга · 263; Развитие мозга · 270; Пластичность, обучение 
и память · 274

Глава 9. Понимаем мозг · 281

Заглядываем внутрь · 284; Нейронные сети · 305; 
Срезы и кубы · 308; Моделирование мозга · 314

Глава 10. Мозг, психика и машины · 321

Синтетический интеллект · 327; Нейроморфные 
разумные системы · 339; Эмуляция всего мозга · 343; 
Загадка сознания · 355

Глава 11. Проблемы и перспективы · 369

Гражданские права · 369; Оригиналы, копии 
и двойники · 374; Путешествия во времени, 
резервные копии и возвраты · 381; Жизнь в виртуальной 
реальности · 386; Хирургия личности и прочие 
улучшения · 392

Глава 12. Размышления · 395

Технологическая сингулярность · 395; 
Сквозь сингулярность, живыми или мертвыми · 402; 
Опасности сверхинтеллекта · 405; Где все? · 408

Литература для дополнительного чтения · 415

Библиография · 425

Посвящается Ане Терезе

Предисловие

Компьютеры столь же неуклюжи в своем физическом обличье, сколь бесполезны в роли думающих 
машин. Так нам представлялось давным-давно. 
Но автор данной книги никогда с этим не соглашался. Многие годы, даже десятилетия он был известен тем, что выводил из равновесия собеседников, 
указывая им, что в новых цифровых сферах протекают те же естественные эволюционные процессы, что и в живых системах. Шло время, признаки 
этого становились более заметными, а исход — загадочно-чудесным. Те, кого выводили из равновесия подобные речи (например, я), всегда будут 
жаждать их продолжения. В конце концов, уж Арлиндо-то знает. Его безупречная научная карьера 
охватывает все важные темы: от проектирования 
схем до машинного обучения, причем все больше 
в биологическом контексте. Поэтому неудивительно, что ему есть что сказать о будущем думающих 
машин. Но, как обнаружит читатель этой книги, 
это еще не все — далеко не все.
Обучаясь компьютерным наукам в Беркли, Арлиндо прослушал дополнительный курс по нейронаукам. В свое время я похвалил его за прозорливость, так как счел это мощной междисциплинарной 
основой его последующих достижений. Он в привычной ему манере назвал тот выбор «не слишком 
полезным» юношеским порывом. В самом деле, уже 
тогда он задавался вопросами о цифровом разуме, 
и от них было не отмахнуться. Ответы на вопросы 
о мышлении, которые он получил тогда, буквально 

Ц и ф р о в о й  р а з у м

10

не сходились. Как вы обнаружите в этой книге, автор любит поразмышлять, но всегда в рамках четких 
вычисляемых объяснений и исторического контекста. И я не имею в виду «вычисляемых» как метафору: он действительно отслеживает решения до компонентных схем. Как биологу, мне знакома эта привычка. Понимание сложных процессов неизбежно 
включает разбор на элементы на разных уровнях: 
от генов к клеткам и вплоть до экосистем. Тот же 
принцип системности выступает проводником 
и в этом путешествии к цифровому разуму. Одно 
лишь искусное повествование не смогло бы выполнить эту задачу. Это было бы «не слишком полезно».
Итак, мы сейчас оказались в эпицентре цифровой 
бури, которая влияет на все, что мы делаем и чувствуем. Новые гаджеты и облачные сервисы, которые их поддерживают, ограничивают наши способы 
общения в той же мере, в какой они расширяют наши 
возможности доступа. Но важнее то, что при более 
вдумчивом подходе это цифровое оборудование 
позволяет нам заглянуть за горизонты, о которых 
мы прежде не мечтали. Теперь нейронауки могут 
нам сказать гораздо больше о том, как наша психика просчитывает решения, предвосхищая сенсорный ввод с помощью врожденных и приобретенных опытным путем моделей. И как можно было бы 
ожидать, размышления об ощущениях, поступающих на анализаторы, напрягают наш ум не меньше, 
чем рекурсия озадачивает цифровые машины. Границы между органическим и неорганическим уже 
явно не так четки, когда дело доходит до тщательного вычисления. Случается, что люди ищут бесед 
об этом с Арлиндо, возможно, под предлогом игры 
в шахматы или го (но не слишком-то обнадеживайтесь!). Он размышлял над этими вопросами в вычислительной сфере на протяжении десятилетий. 
Ему стоит написать об этом книгу…
Последний абзац мог бы стать хорошим завершением моего предисловия. Однако в этой книге есть