Нейрокомпьютер и синергетический компьютер

В самом начале этой главы мы уже затрагивали вопросы программирования; совершенно очевидно, что описанный там компьютер работает последовательно, т. е. выполняя одну операцию за другой. Такой принцип делает невозможным воспроизведение компьютером способности человеческого мозга к восприятию даже при условии, что отдельные схемные элементы компьютера обладают гораздо большим быстродействием, нежели соответствующие элементы мозга. По сравнению с компьютерными элементами нейроны человеческого мозга выглядят настоящими улитками. Но каким же образом нейронам удается (и при том — относительно быстро!) распознавание весьма сложных изображений? Для объяснения этого факта было выдвинуто предположение о том, что мозг — в отличие от компьютера — функционирует не последовательно, шаг за шагом приближаясь к цели, а параллельно, т. е. одновременно обрабатывая чувственные впечатления, получаемые с различных участков изображения через органы чувств. В определенном смысле, при этом происходит то же самое, что мы можем наблюдать в слое жидкости, нагреваемой снизу: частицы жидкости повсюду движутся вверх и вниз и в результате этого движения в конце концов образуется строго упорядоченная структура. Современные компьютерные разработки, нацеленные на реализацию параллельного выполнения вычислительных процессов, ведутся в двух направлениях. Первое основано на аналогии с нейронной сетью мозга, описываемой с помощью очень простых моделей, в соответствии с которыми нейрон располагает всего двумя возможностями — он может либо находиться в состоянии покоя, либо быть возбужден. При получении сигналов от других нейронов каждый нейрон эти сигналы суммирует. До тех пор пока такой совокупный сигнал (сохраняющий, впрочем, свою электрическую природу) не превышает некоторого порогового значения, нейрон пребывает в состоянии покоя; как только пороговое значение оказывается превышено, нейрон испускает нервный импульс, передавая сигнал другим нейронам. Установив же связи между схемными элементами модели, называемыми синапсами по аналогии с настоящими соединениями между нервными клетками мозга, мы сможем сохранить в такой сети определенную структуру, которая затем сыграет роль своего рода ассоциативной памяти, способной реагировать на запросы. Другое направление исследований по реализации параллельной обработки информации ведет к созданию синергетического компьютера, принцип работы которого основан на процессах, аналогичных тем, что имеют место в нагреваемой жидкости. Читатель, вероятно, уже догадывается, что между различными принципами параллельной обработки происходит нешуточная конкурентная борьба; причем синергетические компьютеры, по всей видимости, имеют в этой борьбе весьма неплохие шансы на победу.