特異点の最後の戦い

未来主義者やトランスヒューマニストの間では、技術的特異性が話題になり、書かれています。これは、技術開発が原則として制御不能かつ不可逆的になり、人類の文明の性質に根本的な変化をもたらすときの開発のポイントであると考えられています。通常、その発生は、それ自体を改善することができる強力な人工知能のテクノロジーの出現に関連しています-そして最終的には自己改善サイクルの「束縛されない反応」に入り、最終的にはすべての人類（wiki）の知能を超える超知性を作成します。



また、私たちは特異点に瀕していると考えられています。それはちょうど約数十年待たなければならないままであり、それは実現するでしょう。ただし、まだ強力なAIはありません。さまざまな新技術が登場していますが、比較的ゆっくりです。未来派の予測が実現するのに急いでいない、あるいはパイプの夢になることさえある。そして、起こるすべては特別なことは何も起こらないように見えます-次の10年にも、次の世紀にも...私たちの希望は無駄ですか？そして、私たちは本当に特異点を近づけるために何かをすることができますか？



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重要な問題の1つは、私たちが前進するにつれて、人自身、人間の脳、情報を受信、処理、および発行する彼の能力がますますボトルネックになることです。人間の脳の能力と進歩の動きのために解決しなければならないタスクとの間のギャップは急速に広がっています。人間は地球上で最も賢い生き物ですが、現代の科学的なスーパータスクを解決するために、私たちはますます人間の心のボトルネックに直面しています。

感覚器官

人は、少なくとも6つの感覚（視覚、聴覚、味覚、嗅覚、触覚、前庭器官）を利用して、外界から情報を受け取ります。これらの臓器のうち、抽象的な情報の取得と交換に関与しているのは、視覚と聴覚の2つだけです（そして部分的に触れると、たとえば視覚障害者向けの点字など）。



情報を得るための最も広いチャネルはビジョンです。私たちの目によって、私たちはすべての情報の約80％を受け取っていると信じられています。おおまかな見積もりによると、各目の網膜の解像度は約120〜140メガピクセルであり、知覚の頻度は約25フレーム/秒です。最新のテクノロジーの観点から見ると、これらは非常に高いレートです（ビデオストリームは毎秒約6ギガピクセルと推定できます）。あなたはそのような解像度のビデオカメラを販売していません-そのようなカメラが存在する場合、単一のコピーでは、それらは多額の費用がかかり、研究タスク専用に使用されます。



聴覚はすべての情報の約16％を提供してくれます。人間の耳は、周波数が16〜20,000 Hzで、十分に広い範囲の振幅（0〜 "痛みのしきい値" 120..140 dB）の信号を感知できます。また、音のインパルスが互いに16 Hzを超える周波数で置き換えられるため、連続した音として認識されます。ただし、視覚とは異なり、聴覚はほぼ「1次元」であるため、聴覚器官から脳に入る情報の量は視覚器官からの情報よりもやや少なくなります。

脳

脳は約1,000億のニューロンで構成されています。それに比べて、最新のプロセッサには約20億個のトランジスタがあり、トランジスタはニューロンよりもはるかに単純な構造です。ただし、ニューロン間の神経インパルスの伝達速度は低速です。毎秒0.5〜120メートルです。平均して、1秒あたり10パルスが1つのシナプスを通過します。動作周波数は約10Hzです。これは、現代のプロセッサのギガヘルツ周波数と比較して非常に低いです。



脳の信じられないほどの機能は、前例のない並列処理によってのみ提供されます-コア数が少ない単一のプロセッサとは異なり、膨大な数のニューロンが同時に脳で機能します。1つのニューロンの本体には最大5,000のシナプスがあり、ニューロンの総数を考慮すると、すべてのニューロンが関与しているわけではありませんが、膨大な計算能力があります。



科学者によると、私たちの脳のメモリ容量は約1ペタバイトの情報です（たとえば、Google検索エンジンは毎日約24ペタバイトのデータを処理します）。



同時に、人間の脳は25ワットのエネルギーしか消費しません。このパラメーターによれば、地球上で最も効率的なコンピューティングデバイスと言えます。

I / Oチャンネル

しかし、脳がどれほど強力であっても、このすべての力は文字通り頭蓋骨に閉じ込められています。最初の問題は、人が抽象的な（主にテキストの）情報を外の世界とどれほど速く交換できるかです。

ビューから始めましょう

人の平均的な読み取り速度は、言語（非象形文字のデータ）によって異なりますが、1分あたり200から250ワード（英語の場合）、128〜180ワード（ロシア語の場合）です。

シンボルでは、平均速度は1分あたり1500シンボルです。通常、1バイトに1文字を使用する場合（主に関心のある科学文献および技術文献では、通常、フィクションよりも多くの異なる文字がありますが、それでも非象形文字では、バイトにほぼ適合します）、200ビット/秒のチャネルを取得します。最初のモデムよりも遅いです！



速度読み取りテクノロジーは、この速度をあまり上げません。たとえば、ジョンF.ケネディ米国大統領は、毎分約1200ワードの速度で読むことができ、これは約800 bpsに相当します。

人間の音声認識速度

調査によると、英語でオーディオブックを読むのに最適な読み上げ速度は、1分あたり150〜160ワードです。個人的な会話のために-毎分190語。ご覧のとおり、速度は読み取り速度にほぼ対応しているため、オーディオチャネルを使用しても特別な利点はありません。



また、人が常に見たり聞いたりできる場合（彼が眠っていない場合）、テキスト情報を使用した意図的な作業はより困難な作業です。確かに、特にエキサイティングな冒険小説ではないが、理解するのが難しい科学的または技術的な文献でない場合は、いつでも読むことができますか？

情報出力速度

脳から外の世界に抽象的な情報を出力するためのチャネルを使用すると、状況はさらに悪化します。現代の世界で最も一般的な方法は、コンピューターのキーボードで入力することです。タイピングの平均速度は1分あたり200文字で、27 bpsに相当します。おそらく、音声認識プログラムが少し役立つかもしれません-結局のところ、スピーチの速度は平均して、タイピング速度よりも速いスピーチ知覚の速度に対応します。



これはすべて、進化の祖先である霊長類の生活のような単純な日常生活に非常に適し、多くの世代の人々の質の高い生活に非常に適しています。しかし、特異点の目標にはあまり適していません。

抽象的思考

2番目の重大な問題は、人間の心が複雑な抽象的な情報を処理できないという基本的な問題です。



「抽象的な」情報を処理するとき、脳は、私たちの視力が提供するような膨大な入力視覚情報のストリームで動作しませんが、毎秒数百ビットに制限されます。これは、情報を取得する速度だけでなく、情報を理解する速度にも関係します。



脳の記憶容量は膨大ですが、人の短期記憶には一度に約7つのオブジェクトしか含めることができません。



なぜこうなった？生物学的には、人間はまだ動物です。人間の脳は依然として、主に野生のサバンナで、個人や種の生存を確実にするように設計されています。人間の脳はもともと、複雑な抽象概念を読んだり、タイプしたり、操作したりするように設計されていませんでした。私たちのビジョンは、膨大な量の自然な視覚情報を非常に迅速に処理できます。これは、ジャングルに潜む捕食者やその他の危険にすばやく気づくため、およびさまざまな食べ物を見つけるために必要です。しかし、私たちの読み取り速度は、20世紀の80年代に製造された最初のモデムよりも遅いです！また、情報を発行する速度はさらに遅くなります。



人間が二足歩行であるのと同じように、人間の骨格はまだ直立姿勢に完全には適応していません（したがって、筋骨格系の多くの疾患）-同様に、人々はインテリジェントですが、科学的思考のために完全に設計されていません。



そして、これは私たちの文明のボトルネックであり、特異点への道を妨げています。

人間の生物学的性質の不完全さ

人間の生物学的性質もその痕跡を残しています。



人は疲労、先延ばし、疲労感を特徴としています。人間の脳は複雑な科学的問題を24時間解決することはできません。人々は休息、注意散漫、景色の変化を必要としています。私たちの目も疲労しがちであり、あまりにも速くて、そして多くを読むことができません。人々は定期的に眠りたい、頭痛がする、病気にかかりやすい...



私たちの開発のピークは20歳から40歳です。その前-脳が柔軟であるが、それに十分な知識がない子供の頃の期間; 後-強度と健康が日々低下する老化の期間。そして、大多数は家族の問題や問題に没頭し、科学と進歩はもはやそれらに興味がありません。

戦場-文明

膨大な知識

情報が多すぎます。文明としての私たちは途方もない知識を持っていますが、私たちの人的資源は、単にこのすべての知識を知るだけでも十分ではありません。現代の情報量は非常に大きいため、特定の人が生涯にわたってそれをカバーすることは物理的に不可能です。気付いていない、見ていない、聞いていない、読んでいない...



私たちの図書館は図書に満ちているが、我々はこれらの本を読むことができますか？世界には1億3千万冊の本がありますが、その数の100％でも読むことはできません。これには単に十分な人間の生活はありません。



世界には膨大な量の知識が存在しますが、それは単に入手できないだけです。それは、情報のこのすべてのヒープのどこかに埋め込まれているからです。その結果、重複や多くの不要な作業が発生し、多くの場合、お互いを知らずに行うことになります。

情報革命

科学技術革命の最も重要な要素の1つであるコンピュータ革命は、コンピュータとグローバルインターネットを私たちの生活にもたらしました。誇張なくして、インターネットはかつての執筆の出現と同じ規模の突破口です。人類は2兆ギガバイトのデータを蓄積しており、インターネットトラフィックの年間量は約3ゼタバイトであると考えられています。45億4千万人のインターネットユーザーがおり、各ユーザーは1日平均7時間インターネットを使用しています。これらは素晴らしい数字ですが、実際には何がありますか？

人間中心の情報

ほとんどの情報はSingularityにとって価値がありません。さらに、この情報には閉じた構造化されていない性質があるため、基本的に、コピーと送信という1つの操作しか使用できません。ほとんどのトラフィック（ビデオ、オーディオ、およびイメージ）は人間中心のブロブであり、コンピューターでは基本的に意味のあることは何もできません。



しかし、単純なテキスト情報でさえ、コンピューターにとってあいまいなままです。検索エンジンは、最も複雑なシステムであり、実際には原始的な松葉杖にすぎず、原始的な人間のテキストクエリに適合しています。



問題は、世界中のほとんどすべての情報が人間指向であることです。私たちが上記で検討したすべての人間の欠陥を持つまさにその人々。



印刷された電子ブックは人間の言語によるテキストです。画像、オーディオ、ビデオは、一般に人間の視覚と聴覚の器官に向けられており、コンピュータにとっては一般的にはごちゃまぜです。このすべての情報は、異なるタイプの知覚を受け継いだ人間の脳に焦点を当てています。



これは大きな問題です。コンピュータはテラバイトの情報で動作し、それらについてまったく何も知りません。はい、コンピューターを使用すると、配線図、設計図、プログラムのソースコードなどの特別な情報を簡単に操作できますが、一般的な情報を処理することはできません。主に彼らは私たちを楽しませるだけです。



人間とコンピュータの間にはまだ大きな亀裂があります。

複雑な雪崩

科学情報だけを考えると、ここで別の問題に直面します。それは、現代の科学問題の非常に複雑なものです。天才一人が家庭の実験室で科学的な発見をすることができた時代はもう過ぎ去っています。現代の科学には、専門の実験室、大型ハドロン衝突型加速器やLIGO干渉計などの高度で超高価な機器、および多数の専門家の協調作業が必要です。これは、国や主要な多国籍企業の支援なしには不可能です。



トランスヒューマニズムの特異点と最も重要なタスク-老化と死に対する勝利、および人間の生物学的性質に対する制御の獲得について話すと、生物学的システムの非常に複雑なことを言うまでもありません。



1つのDNA分子の平均原子数は1,000億です。そして、生体細胞は平均して約100兆個の原子を含んでいます。1つのヒト細胞における2組の染色体のすべてのDNA分子の長さは約2mです。典型的なタンパク質の1つの単一分子のコンフォメーションのバリアントの数は、宇宙の原子の数よりも多くなる可能性があります（出典：General、Organic and Biochemistryの概要）。

複雑さのいくつかの例

これがミハイルパンテレエフ教授の生物学的複雑さの説明です

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（出典：老齢、癌、心臓発作の克服、生物学的複雑さに関するミハイルパンテレエフ）



2005年、ロスアラモス国立研究所の従業員は、タンパク質分子を合成するリボソームの動的モデルを作成することができました。 260日間稼働するのに768個のマイクロプロセッサーが必要でした。この間、リボソームの寿命からわずか2ナノ秒を反映して、2000万フレームを「撮影」することが可能でした。

（出典）



2011年、中国の科学者はH1N1ウイルスのシミュレーションを原子レベルで作成しました。 2,200を超えるNVIDIA Tesla GPUを搭載したGPU Mole-8.5ベースのシステムは、3億個の原子またはラジカルに対して1フェムト秒の積分時間ステップで1日あたり770ピコ秒をシミュレートできます。

（出典）



もちろん、原子レベルでの完全なモデリングは常に推奨されるわけではありません。ほとんどの実際的なケースでは、いくつかの近似に制限できます。しかし、生物学的システムの非常に複雑さは、より高いレベルで現れます。



たとえば、2013年に、10ペタフロップのKコンピューターの82,944プロセッサのクラスターで、人間の脳の1％の1秒（17.3億の神経細胞と10.4兆のシナプス）をシミュレートするのに40分かかりました。

（出典）



そして脳シミュレーションプロジェクトで2018年に、毎秒200兆の操作を処理できる100万のARM9コアを備えた現代のスーパーコンピューターは、ニューロンの総数の1パーセントのみをリアルタイムでシミュレーションできます（1,000億ではなく10億）。



はい、進歩があります。そして、まもなく、本格的な細菌を原子レベルで、多細胞生物、そして人間の脳全体などをモデル化することが可能になることは間違いありません。そして、従来のスーパーコンピュータの計算能力が十分でない場合は、量子コンピュータが役立ちます。問題はかなり異なります。量から質への移行においてです。人（基本的に賢くはならない）の理解のレベルから、現代​​のスーパーコンピューターによって機械的に処理されるとは考えられないほど大量の情報への橋渡しをする際に-彼らの理解はありません。

結論として

この記事では新しいことは明らかにしていません。実際、これは問題の紹介であり、特異点を実現する方法についての別の見方です。



たぶん、技術の特異性はそれだけでは発生しません。膨大な計算能力が無限に自己改善できるある種のスーパーインテリジェンスに自然に量が移行するという単純な結果として。私たちは、特異点を達成するためにいくつかの献身的な努力をしなければならないようです。。どれ？これは別のトピックで、非常に大きく複雑です。私は意図的にここに可能なアクションの言及を含めませんでした（もちろん、私はこの問題について特定の考えを持っています）-そうでなければ、それは記事ではなく本だったでしょう:)しかし、この記事が一種の紹介とさらなる研究の始まりとして役立つことを願っています。