ЭПИЗОД 2. ЧТО ВНИЗУ, ТО И НАВЕРХУ
Отче мой, я вижу Всё и себя самого в Уме.
Гермес Трисмегист
«Поймандр»
В июле 2017 года на научном интернет-портале Nautilus появилась статья двух итальянских исследователей Франко Вацца и Альберто Фелетти. Внимание потенциального читателя сразу привлекали две фотографии или, вернее, два изображения, столь схожих, что в них можно было предположить стереопару или картинки-загадки, в которых требуется отыскать несколько скрытых отличий. Но то были два существенно разных объекта, и не просто разных, но принадлежащих буквально разным мирам, поскольку их размеры различались более чем на 27 порядков! Статья называлась «Странное сходство нейронных и галактических сетей» и она моментально стала международной сенсацией 1.
Текст начинался со слов известного американского нейробиолога, директора института Аллена по изучению мозга Кристофа Коха, ставших настоящим мемом: «Мозг является самым сложным объектом во вселенной». Действительно, в последние десятилетия нейрофизиология совершила значительный прогресс. Новые технологии позволили учёным достаточно точно исчислить количество нейронов, содержащихся в головном мозге человека. Оценки, приводимые в разных источниках, несколько разнятся, но все они находятся на цифре порядка ста миллиардов. При этом каждый нейрон может устанавливать от 1000 до 10000 связей с другими нейронами. Нередко называется цифра 20 000, а иногда даже 40 000. В нашем случае эти расхождения не имеют большого значения, поскольку нам важна, прежде всего, качественная оценка, для чего достаточно знать порядок величин. Суммируя степени, получаем оценку общего числа нейронных связей в головном мозге: 10 11 х 10 4 = 10 15. Эта величина – единица с пятнадцатью нулями – тысяча триллионов или миллион миллиардов – представляет собой настолько большое число, что ему дали собственное имя: квадриллион.
Осознание масштаба нейронных сетей привело к переоценке их значения в жизни человека. Директор института перспективных исследований мозга МГУ им. М.В. Ломоносова Константин Анохин высказал мнение, что нейронная гиперсеть «таит в себе всё, что составляет нас: все атомы нашего “я”, нашей личности, наши представления, знания, воспоминания, организованные в сеть» 2. Ему созвучно высказывание другого известного специалиста в области нейронаук и искусственного интеллекта Себастьяна Сеунга: «Вы больше, чем ваши гены, вы – ваш коннектом» 3. Это означает, что своеобразие психических свойств человека задается в большей мере совокупностью связей между нейронами, чем генами.
Известный своими YouTube выступлениями профессор Сергей Савельев отмечал, что развитие одинаковых отделов головного мозга у разных людей может различаться в десятки раз, что фантастически много по сравнению с возможными различиями в физическом развитии. Таким образом, можно констатировать, что нейросети играют поистине критическую роль в становлении человека, определяя его онтологическое «качество».
Надо сказать, что Вацца и Фелетти не были первыми, кто обратил внимание на совпадение между тем, что «внизу» и тем, что «вверху», но благодаря своему уникальному междисциплинарному творческому союзу, в котором первый – астрофизик из Болонского университета, а второй – нейрохирург из Университета Вероны, им удалось получить уникальные результаты. В своей первой статье итальянские ученые прежде всего отметили «поразительное» совпадение количества нейронов в человеческом мозге и числа галактик в наблюдаемой Вселенной.
Далее, ими была выявлена «удивительная схожесть» рассматриваемых сетей на широком диапазоне пространственных масштабов. Дело в том, что большинство природных структур организуются по фрактальному принципу. Это свойство активно используется при разработке компьютерных игр, что позволяет создавать невероятно реалистичные пейзажи при ограниченных вычислительных ресурсах. А вот Вселенная и мозг на разных масштабах выглядят совершенно по-разному. Так что выявленная Вацца и Фелетти структурная близость нейронных и галактических сетей оказывается поистине уникальной.
Следующий факт, который был зафиксирован дуэтом итальянских исследователей в работе 2017 года – соответствие объёма данных, необходимого для создания компьютерной модели Вселенной, с теоретическим пределом объёма информации, хранимой в мозгу. В первом случае требуется машинная память объёмом от 1 до 10 петабайт. Вторая величина оценивается в 2,5 петабайта. Таким образом, «это сходство объёма памяти означает, что весь объём информации, хранящийся в человеческом мозгу (например, весь жизненный опыт человека), также может быть закодирован в распределении галактик нашей Вселенной. Или, наоборот, что вычислительное устройство с объёмом памяти человеческого мозга может воспроизвести сложность, отображаемую Вселенной, в её крупнейших масштабах».
Надо отдать должное Вацца и Фелетти, которые не остановились на достигнутых результатах и спустя три года после первой публикации представили в интернет-журнале Frontiers in Physics материал, озаглавленный «Количественное сравнение нейронной сети и космической паутины» 4. Проведя изощрённое моделирование, они получили весьма впечатляющие количественные результаты. Если постараться сформулировать кратко, то оказалось, что в обоих случаях собственно галактики и нейроны составляют только около 30% массы систем. Оставшиеся 70% играют пассивную роль. В наблюдаемой Вселенной – это тёмная энергия, а в мозгу – жидкость. Сам факт наличия такой пассивной составляющей и её пропорция с активным веществом вполне могут представлять собой важнейшее условие процесса формирования сетей. Подводя итог, Вацца и Фелетти высказали мысль о том, что «в результате взаимодействия совершенно различных физических процессов могут появиться сети сходной конфигурации, несмотря на совершенно несоразмерный масштаб этих систем (т. е. ~ 1027)».
Интересно, но та же идея была сформулирована восемью годами ранее в статье «Сетевая космология», появившейся на страницах журнала Scientific Reports – Nature в ноябре 2012 года. Тогда группа математиков сообщала о результатах расчетов, дающих возможность предположить существование единых фундаментальных законов управляющих ростом больших и малых систем – от электрического разряда, возникающего между клетками мозга, до строительства социальных сетей и расширяющихся галактик. Один из авторов этого исследования, физик из Калифорнийского университета в Сан-Диего, выпускник СПБГУ Дмитрий Крюков, писал: «Динамика естественного роста одинакова для разных реальных сетей, таких как Интернет, мозг или социальные сети» 5.
Современная астрофизика в последнее время говорит о существовании «галактических нитей», что ещё более сближает вселенную со структурой мозга. Согласно существующим оценкам их длина составляет 150-250 млн. световых лет, а лежат они между войдами – абсолютными пустотами в которых материя практически отсутствует. Нити заполнены разреженным горячим газом. Предполагается, что они формируются потоками тёмной материи. Структуры эллиптической формы. Большая стена Слоуна – почти 1,5 млрд световых лет. Составляет 1/60 от диаметра всей Вселенной. Большая стена Геркулес Северная корона 10 млрд. световых лет тянется практически через всю Вселенную, диаметр которой 16 млрд. световых лет. Так нарушается принцип однородности Вселенной и разрушает космологическую теорию, сложившуюся к началу 21-го века.
Так что теперь, когда в ясную ночь вы будете наслаждаться зрелищем мириад звезд, рассыпанных в просторах Вселенной, вспомните, что в вашей голове присутствуют не менее сложные системы. Микрокосм имеет такую же структуру, как и большой Космос, такую же размерность и такой же объем. По сути, получается, что Вселенная и мозг человека качественно тождественны. Обладание каждого из нас собственной Вселенной более не является метафорой или аллегорией, теперь это – научно установленный факт. И эта индивидуальная Вселенная хранится в черепной коробке, также как Галактика, подвешенная в блестящей металлической сфере на ошейнике кота Ориона из кинофильма «Люди в черном». Воистину, внизу как наверху… Вторую часть этой ветхозаветной формулы, представляющей собой краеугольный камень древней магии – наверху как внизу – западноевропейская наука на рубеже XIX-XX веков трансформировала в антропный принцип неклассической науки.
И в заключение можно вспомнить ещё об одном исследовании, существенно повлиявшем на представления о нейронных сетях, которое проводилось группой исследователей из политехнического института Лозанны (Швейцария). В 2017 году они обнародовали свои результаты моделирования мозга на суперкомпьютере. Сенсация заключалась в том, что по их данным наш мозг имеет одиннадцати-мерную структуру. И хотя в ответ на это заявление раздалась критика, что это «не настоящие» размерности и, вообще, речь идет о компьютерных моделях, но дело в том, что структуры нейронных сетей в принципе квазипространственны, т.е. не воспроизводят напрямую пространственность внешнего мира. Однако при обработке информации, это «квази» неизбежно преобразуется в реальные размерности пространственных структур внешнего мира. В дальнейшем мы будем говорить об этом более подробно. И если результаты швейцарских исследователей верны, то они согласуются с положениями современной физики об одиннадцати-мерности пространства 6, усиливая вероятность изоморфизма внешнего и внутреннего пространств человека, откуда остаётся один шаг до предположения их единства, тем более что на квантовом уровне всё есть энергия и всё есть единое поле.
А что, если оба эти метода суть одно? И никакого диалектического разделения тут нет. И не случайно древняя мудрость утверждает: «То, что вверху, происходит от того, что внизу, а то, что внизу, происходит от того, что вверху, творит чудеса с одной [вещью]. Как все вещи были из Единого…»
Чем дальше человек продвигается в познании Мироздания и себя, тем больше он обнаруживает общего. В качестве варианта идеи о такого рода экзистенциальном единстве между частью и Целым можно рассматривать теорию отражения. Старая добрая теории отражения! Казалось бы, она не просто подтверждается повседневным опытом, но безусловно наполняет каждое мгновение бытия, убеждая каждого из нас, что все человеческие ощущения, понятия, да и научное познание в целом есть не что иное как отражение объективно существующей действительности… Но при более внимательном рассмотрении выясняется, что всё не столь очевидно и просто. Между внешним миром и сознанием существуют многочисленные барьеры. И такие же барьеры существуют между научными дисциплинами, где каждый исследователь ищет истину под своим фонарём. К сожалению, даже сенсационные открытия на междисциплинарных пересечениях не способны изменить ситуацию по существу, на долгое время оставаясь курьёзами.
Продолжение следует.
Примечания
1. Vazza F., Feletti A. The Strange Similarity of Neuron and Galaxy Networks. https://nautil.us/the-strange-similarity-of-neuron-and-galaxy-networks-6379/
2. Мыслящая гиперсеть. В мире науки. 05/06, 2021, с. 35.
3. https://blog.eyewire.org/i-am-my-connectome/
4. Vazza F., Feletti A. The Quantitative Comparison Between the Neuronal Network and the Cosmic Web. Front. Phys., 16 November 2020; doi.org/10.3389/fphy.2020.525731. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full
5. Krioukov D. and others. Network Cosmology. Scientific Reports – Nature, 2012, Nov. Vol. 16. https://www.nature.com/articles/srep00793.pdf
6. Рассказ Митио Каку об одиннадцатимерности можно посмотреть здесь: https://www.youtube.com/watch?v=G5i46aZ1iuw&t=129s
© Д.В.Михалевский, 2024
© НП «Русская культура», 2024
