Квантовая механика, эксперимент "Китайская комната" и пределы понимания

Все мы, даже физики, часто обрабатываем информацию, даже не зная, что делаем.

Подобно великому искусству, великие мысленные эксперименты имеют последствия, непредусмотренные их создателями. Возьмем [мысленный] эксперимент философа Джона Сёрла с китайской комнатой. Сёрл придумал это, чтобы убедить нас, что компьютеры на самом деле не "думают" так, как мы; они бездумно манипулируют символами, не понимая, что они делают.

Сёрл хотел указать на ограничения машинных когниций. Однако недавно эксперимент с китайской комнатой побудил меня остановиться на границах человеческого когниций.

Мы, люди, тоже можем быть довольно бездумный, даже когда занимаемся таким возвышенным делом, как квантовая физика.

Немного предыстории. Сёрл впервые предложил эксперимент с китайской комнатой в 1980 году. В то время исследователи искусственного интеллекта были самоуверенны, некоторые утверждали, что машины скоро пройдут тест Тьюринга – средство определения того, "думает ли машина".

Пионер компьютеров Алан Тьюринг в 1950 году предложил задавать вопросы машине и человеку. Если мы не можем отличить ответы машины от ответов человека, тогда мы должны признать, что машина действительно думает. В конце концов, мышление – это всего лишь манипуляция символами, такими как числа или слова, для достижения определённой цели.

Некоторые энтузиасты искусственного интеллекта настаивали на том, что "мышление", осуществляемое нейронами или транзисторами, влечет за собой осознанное понимание. Марвин Мински придерживался этой точки зрения "сильного ИИ", когда я брал у него интервью в 1993 году. Определив сознание как систему хранения записей, Мински утверждал, что программное обеспечение LISP, отслеживающее собственные вычисления, является "чрезвычайно сознательным", гораздо более сознательным, чем люди. Когда я выразил скептицизм, Мински назвал меня "расистом".

Вернемся к Сёрлу, который находил [идею] сильного ИИ раздражающей и хотел опровергнуть её. Он просит нас представить человека, который не понимает китайского, сидящим в комнате. В комнате есть руководство, в котором рассказывается, как отвечать на строку китайских иероглифов другой строкой символов. Кто-то за пределами комнаты подсовывает под дверь лист бумаги с китайскими иероглифами. Мужчина находит правильный ответ в руководстве, копирует его на лист бумаги и сует обратно под дверь.

Неизвестный мужчине, он является ответом на вопрос вроде "Какой твой любимый цвет?", с соответствующим ответом, например "Синий". Таким образом, он имитирует человека, понимающего по-китайски, хотя, не зная ни слова [на данном языке]. По мнению Серла, так же поступают и компьютеры. Они обрабатывают символы способами, имитирующими человеческое мышление, но на самом деле они бездумные автоматы.

Мысленный эксперимент Сёрла вызвал бесчисленное количество возражений. Вот мой.

Мета-вопрос, поставленный "Экспериментом в китайской комнате", звучит так: как мы узнаем, есть ли у какой-либо сущности, биологической или небиологической, субъективный, сознательный опыт?

Когда вы задаете этот вопрос, вы сталкиваетесь с тем, что я называю проблемой солипсизма. Ни одно сознательное существо не имеет прямого доступа к сознательному опыту любого другого сознательного существа. Я не могу быть абсолютно уверен, что вы или любой другой человек в сознании, не говоря уже о том, что медуза или смартфон в сознании. Я могу делать выводы только на основании поведения человека, медузы или смартфона.

Я предполагаю, что большинство людей, включая тех из вас, кто читает эти слова, обладают сознанием, как и я. Я также подозреваю, что Сёрл, вероятно, прав, и что такая "умная" программа, как Сири, только имитирует понимание английского языка. Не думаю, что кто-либо напоминает Сири, которая бездумно манипулирует битами информации. Это моё предположение, но я не могу знать наверняка из-за проблемы солипсизма.

Я также не могу знать, что значит быть мужчиной в китайской комнате. Он может понимать или не понимать китайский язык; он может быть в сознании, а может и не быть. Опять же, нет никакого способа узнать это из-за проблемы солипсизма. Аргумент Сёрла предполагает, что мы можем знать, что происходит или не происходит в сознании человека, и, следовательно, косвенно, что происходит или нет в машине. Его ошибочное первоначальное предположение приводит к его ошибочному, напрашивающему сомнению выводу.

Это не означает, что эксперимент с китайской комнатой бесполезен. Отнюдь нет. Стэнфордская энциклопедия философии называет её "наиболее широко обсуждаемый философский аргумент в когнитивной науке, со времён теста Тьюринга". Мысленный эксперимент Сёрла продолжает всплывать в моих мыслях. Например, недавно это подтолкнуло меня к тревожному выводу о квантовой механике, которую я изо всех сил пытался изучить в течение последнего года или около того.

Физики подчеркивают, что невозможно понять квантовую механику без понимания лежащей в её основе математики. У вас должно быть как минимум знание логарифмов, тригонометрии, исчисления (дифференциального и интегрального) и линейной алгебры. Знание преобразований Фурье не повредит.

Это слишком много математики, особенно для старика и бывшего литературного специалиста вроде меня. Таким образом, я с облегчением обнаружил Q Is for Quantum написанную физиком Терри Рудольфом. Он объясняет суперпозицию, запутанность и другие ключевые квантовые концепции с помощью относительно простой математической системы.

Однако Рудольф подчеркивает, что некоторые математические знания необходимы. Он говорит, что пытаться понять квантовую механику без математики – это всё равно, что "описать вам "Звездную ночь" Ван Гога словами тем, кто видел только чёрно-белую фотографию. Ту, что погрызла собака".

Но вот ирония. Овладение математикой квантовой механики не облегчает понимание, а может даже усложнить. Рудольф, который преподает квантовую механику и является соучредителем компании, занимающейся квантовыми компьютерами, говорит, что он чувствует "когнитивный диссонанс", когда пытается связать квантовые формулы с осмысленными физическими явлениями.

В самом деле, некоторые физики и философы обеспокоены тем, что физическое образование слишком узко сосредоточено на формулах и недостаточно на том, что они означают. Философ Тим Модлин в своей книге "Философия физики: квантовая теория / Philosophy of Physics: Quantum Theory" жалуется, что большинство учебников и курсов физики не представляют квантовую механику как теорию, то есть как описание мира; вместо этого они представляют её как "рецепт" или набор математических процедур для выполнения определённых задач.

Модлин признает, что изучение рецепта может помочь вам предсказать результаты экспериментов и разработать микрочипы. Но если студент-физик "окажется неудовлетворенным простым изучением этих математических методов для предсказаний и вместо этого спросит, что утверждает [данная] теория о физическом мире, он, вероятно, получит канонический ответ: Замолчи и производи вычисления!"

В своей книге Модлин представляет несколько попыток разобраться в квантовой механике, включая модели пилотной волны и многомировые модели. Его цель – показать, что мы можем перевести уравнение Шредингера и другие формулы в понятные объяснения того, что происходит, скажем, в эксперименте с двумя щелями. Но, на мой взгляд, безжалостное исследование квантовых моделей Модлином ниспровергает его намерения. Каждая модель по-своему кажется нелепой.

Размышляя о тяжёлом положении физиков, я вспоминаю аргумент, выдвинутый философом Дэниелом Деннетом в книге "От бактерий к Баху и обратно: эволюция разума". Деннетт развивает своё давнее утверждение о том, что сознание переоценено, по крайней мере, когда речь идёт о том, что нам нужно делать, чтобы прожить обычный день. Мы выполняем большинство задач с минимальным вниманием или без него.

Деннет называет это "компетенцией без понимания". Добавляя оскорбление к травме, Деннет предполагает, что мы виртуальные "зомби". Когда философы говорят о зомби, они имеют в виду не неуклюжих, ворчащих каннибалов из "Ходячих мертвецов", а существ, которые ходят и разговаривают как разумные люди, но лишены внутреннего осознания.

Когда я рецензировал книгу Деннета, я обвинял его в преуменьшении значения сознания и преувеличении значения бессознательного познания. Компетентность без понимания может относиться к рутинным задачам, таким как чистка зубов или вождение автомобиля, но уж точно не к науке и другим высоким интеллектуальным занятиям. Может, Деннет и зомби, а я нет! Такова была моя реакция.

Но в последнее время меня преследует вездесущая компетентность без понимания. Квантовые физики, например, манипулируют дифференциальными уравнениями и матрицами с впечатляющей компетенцией – достаточной для создания квантовых компьютеров! – но не понимают, что означает математика. Если физики в конечном итоге станут автоматами, обрабатывающими информацию, какова надежда для всех нас? В конце концов, наш разум – это машина для выработки привычек, предназначенная для превращения даже сложных задач, таких как исполнение роли родителя, супруга(и) или учителя, в рутину, которую мы выполняем по памяти, с минимальными когнитивными усилиями.

Эксперимент с китайской комнатой служит метафорой не только для физики, но и для условий жизни человека. Каждый из нас сидит в одиночестве в ячейке своего субъективного сознания. Время от времени мы получаем загадочные сообщения из внешнего мира. Только смутно понимая, что мы делаем, мы составляем ответы, которые проскальзываем под дверь. Таким образом, нам удаётся выжить, даже если мы никогда не знаем, что, чёрт возьми, происходит.

источник https://www.scientificamerican.com/article/quantum-mechanics-the-chinese-room-experiment-and-the-limits-of-understanding/

редактура и адаптация Дмитрий Бобров