А сейчас давайте представим вот что. Предположим, что кто-то создал машину с деталями, действия которых зависят от физических свойств какого-либо символа. Некий рычаг, привод, фотоэлемент или магнит приводится в движение пигментом, поглощенным годичным кольцом дерева, или водой, собравшейся в отпечатке ноги, или светом, отражаемым следом мела, или магнитным зарядом на участке магнитной ленты. Предположим, что далее машина производит некое другое действие с другой массой вещества: наносит еще одну отметку на кусок дерева, оставляет отпечатки следов на мокрой земле, сообщает магнитный заряд еще одному участку магнитной ленты. Пока ничего особенного не происходит: все, что я описал, – это цепь физических действий, осуществленных бесполезным приспособлением.
А теперь перейдем к особенному. Представим, что мы пытаемся интерпретировать только что полученное материальное явление, используя схему, согласно которой исходный элемент несет в себе информацию. Например, посчитаем только что полученные годичные кольца и будем интерпретировать их как возраст данного дерева в данный момент времени, несмотря на то, что их источником вовсе не был рост дерева. Допустим, что машина была сконструирована таким образом, чтобы полученные метки действительно что-то означали – то есть чтобы они несли в себе информацию о каком-то явлении в мире. Например, представим, что машина сканирует годичные кольца на пне и выжигает на специальной доске по одной метке на каждое кольцо, потом переходит к пню более молодого дерева, срубленного в то же самое время, и стирает с доски по одной метке на каждое кольцо. Сосчитав оставшиеся отметки на доске, мы получим возраст первого дерева на тот момент, когда было посажено второе дерево. В этом случае перед нами будет разумная машина, машина, которая делает истинные выводы из истинных посылок – не за счет какого-то особого вида материи или энергии и не за счет того, что какая-то из ее деталей обладает интеллектом или рассудком. Все, что мы видим, – это тщательно сконструированная цепь самых обыкновенных физических действий, первым звеном которой было конфигурирование материи, несущей в себе информацию. Наша разумная машина своей разумностью обязана двум свойствам, неразделимо соединенным в той сущности, которую мы называем символом: символ несет в себе информацию и одновременно обусловливает другие события (годичные кольца коррелируют с возрастом дерева и могут поглощать световой луч сканера). Когда явление, обусловленное другим явлением, само несет в себе информацию, мы называем такую систему процессором данных или компьютером.
Вообще вся эта схема может показаться вам нереализуемой на практике. Кто может гарантировать, что можно соединить между собой несколько штуковин так, чтобы они падали, раскачивались, мигали ровно таким образом, что получившиеся результаты можно было интерпретировать и обнаружить некий смысл? (А еще лучше, чтобы это был смысл, вписывающийся в ранее сформулированную концепцию или закономерность, которая представляется нам интересной – в конце концов, ведь постфактум толкование можно дать любым результатам, даже самым бессмысленным.) Можем ли мы быть уверены, что подобная машина будет выдавать знаки, которые будут действительно соответствовать какой-то значимой ситуации в мире (например, возрасту дерева в тот момент, когда было посажено другое дерево, или среднему возрасту отростка этого дерева, или чему-нибудь еще), а не будут просто бессмысленным рисунком, не означающим ничего вообще?
Гарантией того, что это возможно, являются труды математика Алана Тьюринга. Он разработал гипотетическую машину, входные и выходные символы которой могут соответствовать в зависимости от специфики машины одной из огромного количества разумных интерпретаций. Машина состоит из ленты, разделенной на ячейки, головки записи-чтения, которая может печатать или считывать символ в ячейке и двигать ленту в обоих направлениях, указателя, который может указывать на фиксированное количество отметок времени на корпусе машины, и набора механических рефлексов. Каждый рефлекс запускается прочитанным символом и текущим положением указателя; машина печатает символ на ленте, передвигает ленту и/или перемещает указатель. Лента, подаваемая в машину, не ограничена по количеству. Эта конструкция получила название «машина Тьюринга».
Что может делать эта простая машина? Она может считывать символы, обозначающие цифры или совокупности цифр, и печатать символы, обозначающие новые цифры, которые являются значением той или иной математической функции, решаемой посредством пошаговой последовательности операций (сложения, умножения, возведения в степень, разложения на множители и так далее – я намеренно не закрываю список, чтобы подчеркнуть важность открытия Тьюринга, не вдаваясь в технические подробности). Она может применять правила любой применимой логической системы, чтобы получать истинные утверждения из других истинных утверждений. Она может применять правила грамматики любого языка, получая грамматически правильные предложения. Эквивалентность между машинами Тьюринга, математическими функциями, логическими правилами и грамматиками привела логика Алонсо Черча к положению о том, что любая четко определенная пошаговая инструкция, которая гарантированно дает решение данной проблемы за ограниченное время (иными словами, любой алгоритм) может быть выполнена с помощью машины Тьюринга.
Что это значит? Это значит, что в той мере, в которой наш мир подчиняется решаемым пошагово математическим уравнениям, может быть создана машина, которая имитирует мир и может делать относительно него прогнозы. В той мере, в которой рациональная мысль соответствует законам логики, может быть создана машина, которая осуществляет рациональное мышление. В той мере, в которой язык можно описать как совокупность грамматических правил, может быть создана машина, которая синтезирует грамматически правильные предложения. В той мере, в которой мысль представляет собой результат применения той или иной совокупности четко определенных правил, может быть создана машина, которая в некотором смысле этого слова думает.
Тьюринг показал, что думающие машины – машины, которые, опираясь на физические свойства символов, выдают новые символы, имеющие смысл, – создать можно; более того, создать их довольно легко. Специалист по теории вычислительной техники Джозеф Вейценбаум как-то продемонстрировал, что такую машину можно построить из штемпеля, нескольких камней и рулона туалетной бумаги. На самом деле, не нужно даже иметь кучу таких машин для разных функций – одну для сложения, другую для вычисления квадратного корня, третью – для того, чтобы писать предложения на английском языке, и так далее. Существует разновидность машины Тьюринга, которая называется универсальной машиной Тьюринга. Она может считывать описание работы любой другой машины Тьюринга, напечатанной на специальной пленке, а затем в точности воспроизводить работу этой машины. Одну и туже машину можно запрограммировать делать любую работу, которую можно описать совокупностью правил
[76].
Означает ли это, что человеческий мозг – это машина Тьюринга? Конечно же нет. Машины Тьюринга не используются нигде и уж тем более не используются у нас в голове. На практике они бесполезны: слишком неудобны в использовании, слишком сложны для программирования, слишком медленны и громоздки. Но это неважно. Тьюринг хотел доказать только, что система из расположенных в определенном порядке приспособлений может функционировать как разумный процессор символов. Вскоре после его открытия были разработаны более практичные процессоры символов, некоторые из которых впоследствии превратились в универсальные вычислительные машины: в «Ай-би-эм», «Юнивак», а чуть позже – в «Макинтоши» и персональные компьютеры. Все они по сути представляли собой универсальную машину Тьюринга. Если не принимать во внимание размер и скорость и предоставить им столько памяти, сколько нужно, их можно запрограммировать таким образом, чтобы они выдавали одинаковые выходные данные в ответ на одинаковые входные данные.
