fractal

Иван Сторожев


Previous Entry Share Next Entry
fractal

Мозг vs компьютер

Давеча прочитал интересную статью в "Компьютерре", и обнаружил в ней любопытную фразу:
"Существует слишком много вариантов строения молекулы, - говорит Бейкер. - Если же увеличивается размер моделируемого белка, то сложность проблемы растет нелинейно, в таком случае компьютерные алгоритмы уже не справляются. Однако люди, используя свои интуитивные возможности, способны получить правильный ответ гораздо быстрее"
Итак, компьютерные "алгоритмы не справляются"... А мозг — справляется. Напоминаю, компьютерный алгоритм — это не код, а математика. Странно как-то звучит эта фраза.
Вопрос к френдам. Какое ваше мнение, почему мозг оказывается на много порядков эффективнее терафлоповых ЭВМ?
1) "Железо" быстрее — параллельные вычисления, мозг, как квантовый компьютер и т.п.
2) Действительно, алгоритмы эффективнее. Сразу вопрос: это как?
3) Что-то ещё

  • 1
slobin June 5th, 2008
Лет двадцать назад то же самое писали о шахматах. И уже тогда умные люди предсказывали, сколько времени потребуется, чтобы тупые переборные алгоритмы сравнялись с хвалёной человеческой интуицией. Ошиблись всего лет на пять.

... Программистов не выпускать! ...


ivanstor June 5th, 2008
Что можно написать программу и сделать компьютер, способные вычислять фолдинг белка за приемлемое время, я не сомневаюсь.
Вопрос в том, как сейчас мозг делает эти вычисления? За счет чего преимущества? Особенно, если прикинуть энергозатраты на решение задачи.

За счет специализированного процессора

schegloff June 5th, 2008
В Вашем случае (фолдинг белка) - за счет процессора фолдинга белка.

Дайте мне посчитать фолдинг белка наперегонки с компьютером - проиграю в 100 случаях из 100. То есть обычный, не сформировавший соответствующий сопроцессор мозг - работает хуже.

В шахматы я даже чессмастеру 90-х проигрывал. Хотя когда-то имел 1-ый разряд. Сопроцессор нуждается в постоянной доработке.

Задача по созданию схемотехники, порождающей сопроцессоры самостоятельно, в принципе уже решена pim (ну и другими наверное тоже). Вопрос - взять и сделать.

+1. обученная нейросеть.

neo_der_tall June 5th, 2008
Мозг начинает работать быстрее компа только после обучения. На подобном классе задач (выбор правильного варианта из многих), нейросети рулят, а мозг оч. большая нейносеть.

Re: За счет специализированного процессора

ivanstor June 5th, 2008
Соцпроцессор — это не волшебная палочка. Это просто устройство, в котором вычисление реализуется путем отображения алгоритма, т.е. последовательности математических операций, на пространственную структуру элементов (способных выполнять нужные операции) и их соединений. В универсальном процессоре алгоритм реализуется в виде последовательности операций, развернутых во временнУю структуру. Поэтому производительность сопроцессоров, вернее специализированных процессоров, выше, чем универсальных, но не так уж сильно на 3-4 порядка, как правило. Я думаю, что для фолдинга белка специализированный процессор сделали бы, если бы могли. Но видимо не знают, как сделать.
Да что там фолдинг. Взять ту же CAPTCHA. Всего то матрица где-то максимум 100х50 8-битных чисел. Деньги под это дело есть, спамеры и другие заинтересованные лица с радостью дадут. Ан, не выходит.
Т.е. опять возвращаемся к началу. За счет алгоритма или за счет производительности выигрывает мозг? Или он вообще не является машиной Тьюринга, а значит говорить об алгоритмах и производительности нельзя, по крайней мере в том смысле, как мы говорим об ЭВМ?

Дайте мне посчитать фолдинг белка наперегонки с компьютером - проиграю в 100 случаях из 100. То есть обычный, не сформировавший соответствующий сопроцессор мозг - работает хуже.
Биологи сначала пробовали использовать сеть распределенных вычислений, задействовали тех же энтузиастов. Оказалось играя в оффисную игрушку, человек решает задачу фолдинга эффективнее, чем его компьютер.
Думаю, что и Вы у него выиграете. А щахматы — плохой пример. Эта игра для компьютера самая простая, по очевидным причинам.

Задача по созданию схемотехники, порождающей сопроцессоры самостоятельно, в принципе уже решена [info]pim (ну и другими наверное тоже). Вопрос - взять и сделать.
У меня на этот счет есть сомнения, поскольку кроме деклараций, я ничего не видел. Хотя не настаиваю на своем мнении.

"Не сделали" - не значит "невозможно сделать"

schegloff June 5th, 2008
Капчу сегодня специализированные команды вскрывают практически любую, специально вопросом интересовался. На рапидшаре не случайно кошечек рисовать стали (это уже 3-е поколение капчи). Нормальное соревнование щита и меча.

Шахматные программы, обыгрывающие человека, тоже не 50 лет назад появились. Работать пришлось, и долго. В результате сделали специализированные процессоры, и тема оказалась закрыта. Deep Blue переключился на следующую задачу - угадаете, какую, не заглядывая по ссылке?

Передача человеческих умений компьютерам - процесс непрерывный, и в каждый момент граница "вот это компы смогут, а вот это - никогда" кажется непреодолимой. Но сама граница все ползет и ползет.

Но что интересно - фолдинг белков оказался той потребностью, которая вызвала к жизни аж новую архитектуру компьютеров. Не знал, а благодаря Вам - узнал. Сэнкс!

ivanstor June 5th, 2008
Ещё. Бог с ней, с интуицией, тем более, что неясно, что это такое. Посмотрим на ситуацию попросту. У нас есть ЭВМ, которая считает фолдинг перебором и есть мозг, который делает это гораздо быстрее.
Вопрос — он считает тоже перебором, но быстродействие гораздо выше? Тогда за счет чего выше. Или не перебором, т.е. есть какой-то "быстрый" алгоритм. Какой и почему к нему не подобрались математики, даже для простой задачи распознавания CAPTCHA. Или вообще вычислительная модель не пригодна для описания работы мозга?

yarikas March 20th, 2009
Ответ заключается, видимо, в том, что некоторые ответы мозг может просто "знать".

Если говорить о сопроцессорах и алгоритмах, о которых Вы вели речь выше, то не надо забывать, что помимо алгоритмов, как нас учит Ахо, есть ещё и структуры данных.
Сюда же припомним эволюцию архитектуры процессоров (универсализация -> специализация: 1 компанда - набор действий с набором данных - собственно, оно же сопроцессингом и м.б. реализовано).
И алгоритмы - сколь быстрее дихотомия против перебора (ср. поиск по дереву vs списку)?

С интуицией как раз боль-мень всё понятно становится в рамках вышеизложенного :)
(Думать в сторону размера и структуры множества объектов-ситуаций, приобретаемого с "опытом".)

brakhma June 5th, 2008
Где-то наткнулся на выражение, что вычислительная мощность всех существующих компьютеров примерно равна мощности одного человеческого мозга.

Нашёл:
Мощность человеческого мозга оценивается между 10^11 и 10^26 операций с плавающей запятой в секунду. Здесь мы пользуемся числом в 10^17 ops/sec, которое происходит из 10^11 нейронов в мозгу, 10^3 синапсов на нейрон и частоты срабатывания в 200 раз в секунду, и ещё умноженное на 5 на счастье. Более сложные и точные вычисления, дающие результат в 10^14 ops/sec, см. в статье Ханса Моравека «Когда компьютерное оборудование сравняется с человеческим мозгом?»

Цитата отсюда: http://www.proza.ru/texts/2007/07/08-42.html

indrik June 5th, 2008
Я думаю что дело в том, что алгоритмические способы решения задач - это не единственные возможные способы.

Я читал в Инете книгу где развивалась теория о том, что мозг работает используя систему простейших эвристик, а вовсе не алгоритмические вычисления, как некоторые думают. Могу откопать ссылку и поделиться ей.

indrik June 5th, 2008
Вполне естественно, что разные способы решения задач оптимальны для разных задач.

Для одних задач оптимальны одни способы решения, для других - другие.

8)) почему Вы решили, что эвристика не алгоритм?

neo_der_tall June 5th, 2008
Между прочим, все шахматные программы реализованы как (СЮРТПРИЗ! СЮРПРИЗ!) эвристические алгоритмы. ;)

brakhma June 5th, 2008
Ссылку, пожалуй, откопайте. Было бы интересно почитать.

indrik June 6th, 2008
Эта книга называется Bounded Rationality: The Adaptive Toolbox

Отсканированный вариант находился тут:
http://www.scribd.com/doc/323554/bounded-rationality

Но его к сожалению уже удалили :( Я даже не успел дочитать до конца.

brakhma June 6th, 2008
Спасибо, поищу как-нибудь. Или дождусь перевода.

indrik June 5th, 2008
По-моему это просто смешно обсуждать вопрос почему мозг эффективнее решает задачи типа фолдинга белка.
Да потому, что мозг и есть биологическая машина, состоящая из таких крупных молекул, способных принимать разную конформацию!

В силу этого мозг решает подобные задачи куда эффективнее любых алгоритмических машин.

Никто же не спрашивает почему компьютер эффективнее решает вычислительные и алгоритмические задачи. Ясно что потому, что компьютер сам является такой алгоритмической вычислительной машиной.

Об этом ещё писал Фрицморген, но с другой точки зрения http://fritzmorgen.livejournal.com/110034.html

ivanstor June 5th, 2008
Алгоритмическая машина — это машина Тьюринга. Т.е. Вы утверждаете, что мозг — не машина Тьюринга?

indrik June 5th, 2008
Никто ещё не доказал что работу мозга можно свести к машине Тьюринга.

Кстати, об алгоритмах

schegloff June 5th, 2008
А что Вы думаете о работах г-на Меклера? Вроде как тот самый компьютерный алгоритм. Только очень уж хорошо запатентованный :)

lims007 June 5th, 2008
Мозг работает в другой логике, он оперирует 3д образами, а не бинарными сигналами.

dmi2130 June 5th, 2008
скорее просто образами... ;) ...без всякого 3d... этих самых степеней может быть много больше трёх, вероятно...

lims007 June 5th, 2008
Ну по крайней мере не двумерными:)

  • 1
?

Log in

No account? Create an account