Василий Захарченко
Надбягване с разума (16)

Вие, разбира се, всичко помните…

Човешката памет! Има ли нещо по-чудно и по прекрасно от нея!? Попитайте най-старата московчанка Любов Василиевна Пужак — а тя е на 154 години! — какво си спомня от детството. И тя спокойно ще ви разкаже за неща, станали в самото начало на миналия век. Как е разговаряла с Некрасов и с Чехов. Трудно е да повярваш! Къде, в кои глъбини на човешкото съзнание са миниатюрните кристалчета на паметта? На кои екрани в нашето съзнание са се запечатали те?

По какви глухи улички на мозъка се разнасят гласовете на близки и далечни хора, които отдавна не са сред живите?

Паметта е велико чудо.

В това отношение възможностите на мозъка са неизчерпаеми.

Много е трудно да си представим, как е могъл Алехин — световноизвестният шахматист — както стои в гостната и си говори с приятели, спокойно разбърквайки с лъжичка захарта в чашката чай, от време на време да моли да преместят някоя от фигурите на тази или онази дъска, които той виждал мислено. А дъските били повече от тридесет.

Аз присъствувах на психологическите опити на Михаил Куни. Вече немлад човек, внимателен, сериозен, той демонстрираше на зрителите такива примери с паметта, които предизвикваха недоумение и недоверие.

На стената са окачени 20 разноцветни диска. Само миг, част от секундата, Куни плъзга поглед по тези дискове, след това се обръща към зрителите и спокойно, най-подробно им обяснява разположението на цветовете. Но това още не е най-удивителното потвърждение на човешката памет.

Три черни дъски с колонки от цифри. Цифрите са написани в пет колонки и се състоят от тризначни числа. Дъските се въртят на разни страни. Куни гледа само 1–2 секунди тези пробягващи в пространството цифри, след това извръща глава, съсредоточено мисли и след минута ви назовава не само цифрите, но и сумата от тези разбъркани от движението числа.

— Не може да бъде! — казваме ние.

Но Михаил Куни само се усмихва.

— Просто добре тренирана зрителна памет — казва той. — Тези цифри и сега стоят пред очите ми. Искате ли да повторя?

— О не, няма нужда… — отвръщаме смутено.

Куни ни дава пример с моторната памет.

— Спомням си един случай — говори той, — който стана с мен много отдавна, струва ми се — в 1930 година. Покани ме един професор да му покажа няколко опита със запомняне. В присъствие на приятели професорът ми предложи да повторя редица думи, съвсем несвързани помежду си. Какъв беше ужасът ми, когато чух само латински думи! Аз дори не знаех този език!

„Достатъчно“ — каза единият от тях, когато беше произнесена четиридесетата дума, всъщност единствената, която знаех. И все пак след малка пауза — продължава Куни — аз без грешка повторих и четиридесетте непознати за мен думи.

Бихме могли да дадем много примери за това, че дори паметта на средния човек, лишен от специална тренировка, все пак предизвиква удивление. Къде се крие тази тайна в главата на човека? Казват, че клетките в слепоочната част на мозъка са главните складове на паметта — може и да е така. Великият руски физиолог И. П. Павлов, който е работил много не само в областта на физиологията, но също така е правил и опити да проникне в тайната на човешката памет, казвал, че нито едно въздействие върху човешкия мозък не минава безследно. Всяко дразнение оставя следа в мозъка, казвал Павлов. Тези следи са своеобразни щрихи и те съставляват записа на нашата памет, нейната материална основа. Добрата следа в мозъка — това е продължителното запомняне, при слаба следа — запомненото се изтрива.

Някои учени смятат, че забравянето е дори полезно явление. То спасява мозъка от пренасищане. Но въпреки това вместимостта на човешкия мозък е просто неизчерпаема.

Всички опити да се намери в мозъка участъкът, който управлява паметта, са били досега безуспешни. Защо? Може би в мозъка няма специален орган на паметта или пък нашата памет има съвсем друга природа, различна от паметта на машините например?

Къде се пазят следите от електрическите импулси, които клетките на мозъка получават?

Добре е известно, че нервните клетки за разлика от всички други клетки в нашия организъм са лишени от способността да се размножават. Колкото са били при раждането, толкова остават и при смъртта на човека. Следователно предположението, че запаметяването е раждане на някаква нова клетка отпада.

Тогава била изказана теорията за електрическия произход на паметта. Може би мозъкът запомня благодарение установяването на устойчиви кръгови токове между няколко затворени нервни клетки? Нали клетките са свързани помежду си с тънки нишки. От електрическа гледна точка такова предположение е приемливо, още повече че в кората на главния мозък наистина са открити биотокове. Обаче и тази електрическа теория на паметта доста бързо се оказа несъстоятелна: мозъкът консумира по-малко от 30 вата енергия. Как може да бъде приета теорията за електрическата памет при такава скромна мощност? И освен това как да се обясни поразителната устойчивост на паметта?

Човек се намирал в състояние на клинична смърт. Сърцето не биело, в мозъка липсвали електрически импулси. И въпреки това след възвръщането си към живот той си спомнял всичко, което е помнел и преди смъртта.

Друг пример. Човек има силен епилептичен припадък и мозъкът му е разтърсван от изключително силни хаотични електрически импулси. Те като че ли ще разрушат устойчивите кръгови токове на паметта. Но след припадъка мозъкът функционира съвсем нормално. Значи и тази теория трябва да бъде отхвърлена.

С развитието на генетиката се появи съвсем нова, химична теория за паметта.

Както е известно, изключителната способност на живата клетка да създава себеподобни по определена програма никога не се нарушава. Една-единствена клетка става, родоначалник на живо същество, като му предава всички признаци на родителите. Бащата бил левак — такъв е и синът; майката имала на бузата си бенка — бенката може да се предаде и на детето. Но, ще попитате, как може да стане това? Нали потомството се ражда от една-единствена полова клетка. Значи в тази клетка се пази тайната на предаването на качествата от родителите на децата.

В ядрото на клетката се съдържа вещество с много трудно за произнасяне име — дезоксирибонуклеинова киселина, която за по-кратко се нарича ДНК. Именно в молекулата на ДНК е записана инструкцията в какъв ред трябва да се присъединяват една към друга аминокиселините, за да създава клетката именно онези белтъчини, които съставляват нейната собствена същност.

А как е записана тази необикновена инструкция? Планът за построяване на живия организъм сякаш е зашифрован в молекулата на ДНК във вид на така наречения генетичен код. Една дума от този код се нарича ген. Именно гените носят отговорността за синтеза на белтъчните молекули.

Разгадаването на генетичния код, пред прага на което се намира днешната биологическа наука, открива приказни перспективи. Та нали този код не е нищо друго освен тайната на шифрите на всичко живо. Притежавайки тази тайна, ние ще можем да се намесваме в записа на природата и да я преобразуваме по свое желание.

Когато се замисляме за удивителната компактност на наследствената памет, поместена в една клетка — родоначалник на бъдещия организъм, — ние с уважение мислим за природата. Колко икономично е съумяла да разположи тази памет: в най-малък обем тя е съсредоточила основните признаци на наследствеността. Може би именно наследствената памет, зашифрована в молекулата на ДНК, ще стане за нас ключ за разшифроване на тайната на човешката памет.

Освен ДНК в живата клетка има аналогично вещество — РНК (рибонуклеинова киселина), която спомага за ръста, размножаването и предаването на информацията от ДНК.

Изследванията показаха, че в нервните клетки — клетките на паметта — има много РНК. Дали след като ДНК е носител на паметта за наследствеността, РНК не е носител на обикновената памет? Процесът на запомняне безусловно трябва да бъде свързан с изменението на химичната структура на РНК. Клетката е получила електрически сигнал за запомняне. Този сигнал предизвиква изменение в последователността на азотните съединения в молекулата на РНК и с това и в структурата на белтъчините, които се синтезират след запомняне. Вторичният сигнал на спомнянето разшифрова химичния запис в паметта.

За това, че в клетките на мозъка при тяхното възбуждане стават именно биохимични процеси, говорят и изследванията под микроскоп. Изучавайки мозъка на маймуните, учените държали една група животни под наркоза, други в състояние на възбуда. Под микроскопа ясно се виждало, че в момента, когато се предавала възбудата през израстъците на клетката, към обвивката на нервното влакно се приближавали малки прозрачни мехурчета. Анализът показал, че в мехурчетата се съдържало особено химично вещество, което предавало възбудата — своеобразен носител на паметта.

Учените провели редица опити с мишки, които трябвало да минават през лабиринт. След това на опитните животни вкарвали в кръвта вещество, което разрушавало състава на РНК, и животните се ориентирали доста по-зле. Това дава основание да се предполага, че химичната теория за паметта има реална основа. Съществува и друго потвърждение.

През 1959 година бил направен съвсем необикновен експеримент по изследване на паметта на червеите планетарии. У червеите изработвали условна рефлекторна реакция на светлинното въздействие. При рязко осветление те се свивали. „Обучените“ червеи били разрязвани наполовина, а както е известно, те се регенерират, възстановяват своето тяло — и след една седмица всяка половина на червея вече има глава и опашка. Отново направили опита със светлината — и отново и двата новообразувани червея се свивали. Очевидно по цялото тяло на червея се е разпространило някакво химично вещество, което има връзка с паметта.

А може би паметта са предава по наследство?

Проверили това с прелетните птици, които винаги се връщат по родните си места.

Яйца на прелетни птици били пренесени от Белгия в Норвегия. От тях се излюпили пиленца. Те закрепнали и наесен отлетели на юг. Къде ще се върнат? Ако паметта е наследствена, те ще се върнат в Белгия — там, където прекарват лятото техните прадеди. Ако паметта е придобита сега, те ще се върнат в гнездото си.

Напролет птиците се върнали в Норвегия.

Когато правим изводи, ние с известна увереност можем да говорим, че паметта не е нищо друго освен изменение на химичната структура на живите нервни клетки под действието на електрически ток. При това различни импулси ще предизвикат различна структура на РНК. По такъв начин в една клетка могат да бъдат записани и различни съобщения. Ако сега в тази клетка постъпи нов електрически импулс, ще стане обратният процес на химично разлагане: клетката отново ще изпадне във възбудено състояние, което наричаме спомняне.

Не можем да твърдим, че изказаното предположение е безспорна истина. В процеса на формирането на човешката памет много неща са все още неясни.

А как се създава паметта в машините? Къде е разположена, какви методи съществуват за разширяването й и има ли сходство между паметта на човека и паметта на машината?

При съвременните кибернетични машини има най-различни методи на запомняне. Най-простият от тях е перфокартата. Това е метално картонче, на което в определен ред са пробити отверстия. Всяка дупчица е памет.

Съобразно с тези дупчици машината ще „запомня“ цифрите и данните, фиксирани на картончето. По същия принцип действува перфолентата, с тая разлика само, че дължината й не е ограничена. Изобретяването на магнитна лента с тънък слой вещество, нанесен върху нея, което може да се намагнитва, също е послужило като средство за създаване на машинна памет.

Мисля, че всеки от нас е запознат с магнитофона. Малки намагнитени участъци от лентата могат да се разчитат, като се превръщат в електрически трептения. А тези трептения с помощта на репродуктор стават звук: музика, човешки глас и т.н. Машината записва и разчита от магнитната лента на паметта всички необходими данни. Лентата притежава изключително предимство — от нея могат да се приемат до 10 000 знаци в секунда. Понастоящем има машини, които включват в себе си до сто магнитофона. Обемът на паметта им стига до милиарди знака.

За да разберем какво представлява това, нека кажем, че във всички томове на „Война и мир“ на Лев Толстой има само няколко милиона знака.

Съществува също машинна памет върху магнитни барабани. По принцип тя малко се различава от паметта върху лентата. Това е също лента, само че много широка и затворена. Тук цифрите се записват по много писти — до 80. На един барабан могат да се пазят до 30 000 знака. За да се прочетат цифрите от барабана, въртят го с огромна скорост — 12 000 оборота в минута. През време на един оборот се четат и записват всички необходими данни на паметта. Това е много по-удобно, отколкото записването на лента, тъй като не трябва да се търсят нужните данни по протежение на стотици и стотици метри лента.

Съществува също машинна памет в електростатични тръби. Външно тръбите напомнят кинескоп на телевизор. Тънък лъч, насочван от магнит, създава в една или друга точка на екрана електростатичен заряд. Този заряд е носител на паметта.

За да се прочете написаното на екрана, лъчът трябва да попадне в необходимата точка на екрана. Пробягвайки с огромна скорост, той сякаш откопирва от екрана записаните числа. Запомнящо устройство от няколко десетки електроннолъчеви тръби може да пази повече от 2000 знака.

За съжаление тази памет е недълготрайна. С течение на времето лъчът разрушава екрана и машината започва да губи паметта си и да греши.

Този недостатък липсва в така наречената феритна памет.

Представете си, че на тънки струни, там, където се пресичат проводниците, са разположени тънки пръстени, изработени от железни окиси. Пропускайки тока по основните струни, се предизвиква намагнитване на пръстените в една или друга посока. За разчитане на данните от магнитната памет през пръстените е прекаран специален проводник. Паметта не остарява, машината не излиза от строя. Феритната памет е пригодна за дълготрайно запазване на различни сведения, таблици, списъци и т.н. От архива на такава машина може да се получават данни със скорост стотици хиляди знака в секунда.

Съществуват още много уреди, които дават на машините възможност да пазят в паметта си информация и да я дават при първо поискване от човека.

Машинната памет в зависимост от това, как се използува, може да се раздели на три групи. „Оперативната памет“ е запомнящо устройство, в което се пази кратковременна информация.

„Дълговременната памет“ е необходима на машината за запазване на информация, която може да потрябва след по-дълго време. Тя се записва на магнитни барабани и може да бъде прочетена от машината в твърде кратки срокове. „Постоянната памет“ е своеобразен бележник на машината, в който се записва на магнитна лента основи ата информация, необходима за операциите на ЕИМ.

Цялата история на развитие на бързодействуващите изчислителни машини е история на развитието на „паметта“ на машините.

Възниква въпросът — не може ли да се намери мост между паметта на машината и тази на човека?

Паметта на човека притежава поразителна всеобхватност. Паметта на машината е ограничена и засега е съвършено недостатъчна или едностранчива.

Получава се смешна картина — умен човек с тренирана и безпределно всеобхватна памет има електронен помощник, който не притежава дълбока памет, но има едно-единствено достойнство — бързото действие.

Това електронно същество много прилича на феноменалните близнаци от Лос Анджилис, които доктор Хорвиц нарекъл „гении идиоти“. Чарлз и Джордж Компетенс са на 24 години. Тяхното развитие е спряло на нивото на шестгодишна възраст. Като умствено изостанали хора те не могат да решат и най-простата аритметична задача, но притежават сензационна памет, и то именно в областта на математиката.

Те могат моментално да „пресметнат“ кой ден от седмицата ще бъде примерно 28 януари 2153 година…

Може ли да се смятат за нормални тези поразителни братя близнаци?

Знам един съвсем нормален младеж от град Горки, който е способен на още по-чудновати неща.

Игор Шелушков е на двадесет и пет години. Преподава математика и само от време на време се среща с аудитория, за да продемонстрира полунашега-полунаистина феноменалните си способности. Игор смята изключително бързо.

Спомням си, че веднъж бяха организирали за телевизията състезание между Шелушков и една електронноизчислителна машина. Беше в Киев, в Института по кибернетика, където пристигнахме с телевизионната камера.

— Защо сте довели при нас този симпатичен млад човек? — попита академик В. М. Глушков, оглеждайки спортната фигура на Игор.

— Той има намерение да бие в смятането вашата електронна машина.

— Шегувате ли се? Та това е невъзможно.

— Нека опита, дайте му някаква задача.

Академикът бързо начерта на един лист математически корен и постави над него степен 77. След това перото му започна да пише под корена цифрите на невъобразимо голямо число. Изброих в него 148 знака.

— Заповядайте, млади момко, опитайте…

Стана ми страшно за Шелушков. А той отиде до прозореца и се наведе над листа.

След 18 секунди се обърна към нас.

— Петстотин четиридесет и две цяло, две десети и може би четири, може би шест стотни — смутено произнесе той.

Незабавно заложиха задачата в програмата на машината. Тя уточни — пет стотни. Машината отговори, разбира се, по-бързо от човека, но за програмирането й бяха нужни около 10 минути време.

Стояхме потресени — човекът изпревари машината. А Шелушков, усмихвайки се, ни демонстрираше способностите си. Той моментално пресмяташе броя на буквите от прочетения откъс на една статия. По наша молба спря на 637-я знак на някакво стихотворение. Наум умножаваше и събираше петзначни и шестзначни колонки с цифри.

И всичко това почти на шега, без някаква видима трудност.

— Игор, как правиш това? — попитах го по-късно.

— Трудно ми е да обясня. Някакви процеси стават в мозъка ми сякаш независимо от моето ясно съзнание. Но аз държа в паметта си всякакви цифри — достатъчно ми е да ги погледна веднъж. Колкото до извличането на корен от всяка степен, аз използувам в случая логаритмите. Логаритмичната таблица като че ли стои пред очите ми. Остава да употребя тази таблица в мисленото пресмятане. А това вече е въпрос на практика. Опитите с пресмятането на буквите и сричките в откъси от проза и стихотворения също става в съзнанието ми почти автоматично — завърши обяснението си Игор.

„Това е нещо като «умствен тумор» — говорят специалистите по повод на феномените. Но нали от такава болест засега са засегнати машините. В разширяването на машинната памет, в принципите на примитивното внасяне и изнасяне на информация от тях е необходима истинска революция, иначе машините не ще оправдаят надеждите, които им се възлагат.“

Основоположникът на кибернетиката Норберт Винер е оставил интересни мисли за бъдещето на науката. Той е казал:

„Предвиждам, че не само биологичните науки ще се сближават с физиката, но и физиката ще включва в себе си някои биологични науки. Има много насоки в изследването на живата материя, които обещават да станат важни в бъдеще и които само условно могат да се разделят на научни и технически. Една от тия насоки е изучаването на нуклеиновите киселини и онази нарастваща роля, която произтича от факта на тяхното възпроизводство.

Убедително е доказано, че комплексите на нуклеиновите киселини играят основна роля не само в генетичната памет, но вероятно и в обикновената памет на нервната система… Във връзка с паметта и с ролята, която играят в нейните функции нуклеиновите киселини, аз мисля, че е напълно възможно комплексите от нуклеинови киселини да бъдат използувани при машините в качеството на изкуствена памет. И както сега живеем в период на широко използуване на откритото от физиката твърдо тяло, така и бъдещото поколение широко ще употребява нуклеиновите киселини в качеството на ценен инженерен материал.“

Тази научна прогноза на изтъкнатия кибернетик ни кара дълбоко да се замислим. Човек приема едно или друго решение често, без да има достатъчно основание и опит. Откъде идва това?

— А няма ли човек някаква основа на наследствената памет? Дали не му се предава с генетичната памет някаква изработена от дългогодишната еволюция памет на всички предидущи поколения?

Опитът с прелетните птици като че ли отрича такава възможност. Но нали човешкият мозък е несравнимо по-сложен от мозъка на птиците…