Что различия велики — это очевидно. Сравнивая внешний вид мозга и современной вычислительной машины, мы вряд ли усмотрим большое «фамильное сходство» между ними. Но мы не должны придавать слишком большого значения не только сходству функциональных результатов, быть может поверхностному, но и структурным различиям, которые тоже могут оказаться чисто внешними. Нам следует осознать, что физические особенности существующих электронных цифровых машин в большой степени определяются экономическими соображениями, связанными с рядом отнюдь не принципиальных ограничений, зависящих от нынешнего состояния техники. В современных вычислительных устройствах, например, часто применяются магнитные барабаны, приводимые в действие мотором, сложные механизмы для протяжки и перемотки лент, двумерные системы из магнитных сердечников и т. п. Однако только соображения стоимости и габаритов не позволяют заменить все эти механические устройства большим числом электронных переключателей, по существу сходных со схемами совпадений и триггерами, используемыми для выполнения счетных и логических операций. Действительно, можно показать, что электронная цифровая машина общего назначения могла бы всецело состоять из надлежащим образом соединенных между собой двухпозиционных электронных переключателей. В такой машине одни переключатели служили бы элементами памяти, а другие — логическими элементами для осуществления операций по обработке информации; определенные сочетания переключателей обеспечивали бы надлежащую последовательность многочисленных элементарных операций, предусмотренных программой для выполнения поставленных задач. Но в результате получилась бы сеть, обладающая всеми вычислительными и логическими возможностями самых сложных современных машин, — и все это на основе одних лишь двухпозиционных переключателей. Не нужно большого воображения, чтобы увидеть сходство между системой из множества миниатюрных переключателей, соединенных проводниками, и скоплением множества нейронов, связанных нервными волокнами.
Таким образом, в поисках действительно фундаментальных различий между вычислительными машинами и мозгом мы должны обратиться к более глубокому уровню организации. Рассмотрим одно очевидное различие: сравним принципы устройства нейрона и электронного переключателя на транзисторах. Сложные химические процессы, протекающие в первом, явно не имеют близкой аналогии во втором. Однако и это отличие при ближайшем рассмотрении не оказывается столь важным. Специалисту по вычислительным машинам, в сущности, безразличны детали конструкции отдельных элементов машины; его прежде всего интересуют функциональные характеристики этих элементов как целостных единиц. В настоящее время осуществляется по крайней мере одна программа исследований в области «электронных цифровых машин», где элементами служат чисто гидравлические устройства. Тем не менее эта работа основывается на тех же общих принципах конструирования, анализа и сборки, которые применимы во всякой другой работе в области «электронных» цифровых машин. Правда, в большинстве машин используются электронные элементы, но только потому, что никто еще не изобрел такие неэлектронные устройства, которые могли бы конкурировать с ними по величине, весу, надежности, стоимости и быстродействию. Если бы кто-нибудь придумал способ изготовления органического нейронного материала, общие функциональные свойства которого отвечали бы требованиям теории цифровых машин, такой материал сразу нашел бы спрос. В понятии «электронная цифровая вычислительная машина» прилагательное «электронная» по существу отражает лишь некое приходящее обстоятельство.
Если мы не можем найти таких различий между вычислительными машинами и мозгом, которые оказались бы существенными при сравнении общей структуры этих систем или принципов устройства их элементов, то мы должны перенести наши поиски с анатомического уровня на физиологический. Имеется ли близкое сходство между функциями нейронов в мозгу и функциями отдельных переключателей в машине?
Этот вопрос более сложен, чем проблемы, рассмотренные выше. Мы знаем, что нейрон обладает не только свойствами двухпозиционного переключателя, но и рядом других особенностей. Как говорилось в гл. 1, реакция типа «все или ничего» свойственна только его аксону. Тело нейрона, выражаясь языком электроники, больше похоже на сумматор, который суммирует воздействия на нескольких входах и, сравнивая их сумму с величиной порога, определяет, должен ли нейрон посылать импульсы и какова должна быть чистота его выходной импульсации. При этом величина порога обычно регулируется химическими или электрическими изменениями в окружающей ткани.