Учиться — значит строить внутреннюю модель мира

У человека необычайно долгий период детства — годы, когда мы учимся и в это время наш мозг потребляет половину всей энергии организма. Кажется, было бы проще рождаться уже «с загруженными знаниями». Но это невозможно: емкости нашей ДНК (около 6 миллиардов бит, то есть примерно 750 мегабайт — как у среднего флеш-накопителя) просто не хватило бы.

В этом и заключается парадокс. ДНК — это чертёж нашего тела, но информации в нём во много раз меньше, чем в реальном мозге: 86 миллиардов нейронов, триллионы связей. Емкость мозга превосходит геном минимум в сто тысяч раз. Такой уровень сложности возникает не при рождении, а в процессе обучения — через «доработку чертежа».

В книге «Как мы учимся» нейробиолог Станислас Деан определяет обучение как способность формировать внутреннюю модель внешнего мира — создавать симуляцию, ментальную карту. Мозг строит тысячи таких моделей: для пространства и движений, для речи и объектов, для понимания других людей. Именно благодаря этим моделям мы фантазируем, видим сны, выдвигаем гипотезы и корректируем их по мере накопления опыта.

Обновление ментальных моделей подчиняется семи принципам — они одинаково важны и для человеческого мозга, и для машинного обучения.
1. Мы подстраиваем модели под сигналы реальности.
2. Используем колоссальное число параметров (нейроны и их связи).
3. Учимся на ошибках, минимизируя их.
4. Исследуем пространство возможностей, поднимаясь на новые уровни иерархий, не зацикливаясь на идеальном решении.
5. Испытываем удовольствие от самого процесса обучения и отслеживаем прогресс.
6. Обобщаем знания и переносим их из одной области в другую.
7. Опираемся на априорные гипотезы — допущения, которые ускоряют обучение.
Чтобы превзойти человека, искусственному интеллекту нужно быть лучше во всех этих параметрах, но пока он далёк от этого. Алгоритмам нужны терабайты данных, тогда как мозг способен делать выводы из нескольких примеров. Даже младенец в построении абстрактных моделей оказывается сильнее самых передовых компьютеров.

Подробнее — в спринте

Большая подборка книг о том, как учиться эффективно