علوم شناختی و جهان ذهن انسان

امیرحسین نهاوندی * علوم شناختی مجموعه‌ای از علوم است که در جهت شناخت ذهن انسان و فرآیند‌های آن استفاده می‌شوند. بنابراین تعریف در علوم شناختی ما با یک حوزه از دانش یا یک گروه از ابزارهای علمی سروکار نداریم بلکه با مجموعه‌ای از دانش‌های مختلف از روانشناسی و فلسفه ذهن و زبان‌شناسی گرفته تا ریاضیات و هوش مصنوعی و حتی فیزیک کوانتوم! سروکار خواهیم داشت. از یک دیدگاه علوم شناختی یعنی بفهمیم که اطلاعات در انسان چگونه بازنمایی پردازش و ذخیره می‌شوند. در این رویکرد ذهن یک سیستم پردازش اطلاعات است. و زمانی که ذهن را به عنوان یک سیستم پردازش اطلاعات در نظر می‌گیریم ممکن است به سرعت شباهت معناداری بین ذهن و کامپیوتر را دریابیم. این موضوع به عنوان تئوری محاسباتی ذهن مطرح می‌شود. باید به این موضوع دقت کرد که ما تقریبا تا یک قرن قبل دانش خاصی از مغز و ذهن خودمان نداشتیم. شاید جالب باشد بدانید که حتی نمی‌دانستیم که قوه شناخت و تصمیم‌گیری‌های ناشی از عملکرد‌های مغزی ماست. با ساختار نرونی مغز کاملا ناآشنا بودیم. پیشرفت‌های چشمگیری که در زمینه ساخت دستگاه‌های تصویربرداری ایجاد شد ما را قادر ساخت تا اندکی دانش خود را در این حوزه گسترش دهیم.

هدف از شناخت ذهن انسان می‌تواند بسیار متفاوت باشد. از درمان بیماری‌های مربوط به ذهن مانند بیماری‌های روانی و آسیب‌های مغزی گرفته تا کمک به بالا بردن کارکرد و قابلیت‌های مغزی مثلا از طریق کاشتن تراشه‌های الکترونیکی در مغز یا سیستم اعصاب با هدف افزودن قابلیت‌های ویژه به فرد استفاده‌کننده یا توانایی ترجمه کد‌ها و سیگنال‌های مغزی و دستگاه اعصاب برای اهداف پزشکی یا حتی نظامی. امروزه حتی بحث تاثیر‌گذاری شناختی روی گروه‌های جامعه برای اهداف تبلیغاتی و اجتماعی نیز مطرح است.

اما آنچه که شاید بتوان هدف نهایی برای علوم شناختی تصور کرد گذشته از تمام کاربردهای جذاب گفته‌شده در بالا، هدفی بسیار جاه‌طلبانه‌تر است. اینکه شاید بتوان بر اساس مجموعه علوم شناختی ذهن انسان را به صورت یک مدل محاسباتی در آورد و از این مدل محاسباتی نمونه‌های جدید و یا حتی تکامل‌یافته‌تر ایجاد کرد. به زبان ساده‌تر یعنی شاید بتوان با مدل کردن ذهن انسان آن را به شکل مصنوعی بازتولید کرد و این یعنی ایجاد یک هوش مصنوعی واقعی. اگر کارکرد هوش مصنوعی را به عنوان دانشی که قصد دارد هوشمندی بشر را مدل کند در نظر بگیریم آنگاه حد نهایی این دانش و در واقع قله این علم جایی خواهد بود که بتوانیم یک سیستم هوشمند داشته باشیم که مانند انسان دارای هوشمندی و ذهن باشد. یکی از نخستین سخنرانی‌های مربوط به هوش کامپیوتری در سال ۱۹۴۷ را ریاضیدان بزرگ انگلیسی آلن تورینگ ایراد کرد. او گفت: «بحث من در این است که دستگاه‌ها می‌توانند رفتاری نزدیک به ذهن انسانی داشته باشند.» بنابراین دستیابی به چنین هدفی شاید تنها از راه مطالعه ذهن انسان و مدل کردن آن امکان‌پذیر باشد. دقت کنیم که مجموعه تمامی گرایش‌های هوش مصنوعی از بینایی ماشین و پردازش تصویر یا یادگیری ماشینی و… تنها درصدد مدل کردن یکی از ابعاد کوچک ذهن انسان هستند. به طور مثال در بینایی ماشین ما تنها در پی آنیم که عمل بینایی در یک موجود زنده را مدل کرده آن را در یک ساختار مصنوعی پیاده‌سازی کنیم. این زیرمجموعه‌ها را در اصطلاح هوش مصنوعی ضعیف می‌نامند. اما جنبه دیگری از هوش مصنوعی وجود دارد که نه در پی مدل کردن موارد جزئی و نمونه‌های مشخصی از هوشمندی و کارکرد انسان بلکه در پی ایجاد سیستمی با هوشمندی کلی یک انسان بر‌می‌آیند. این نوع از هوش مصنوعی را هوش مصنوعی قوی می‌نامند. رویکرد‌های دستیابی به هوش مصنوعی قوی متعدد و متفاوت بوده است اما امروزه محاسبات شناختی به عنوان یکی از اصلی‌ترین راه‌ها برای چنین هدفی در نظر گرفته می‌شود. محاسبات شناختی بخشی از علوم شناختی است که تمرکز آن بر مدل‌سازی‌های محاسباتی و ریاضی از فرآیند‌های ذهنی و مغزی است. گذشته از هدفی که در بالا توضیح داده شد یعنی ساخت یک هوش مصنوعی واقعی که مانند انسان دارای ذهن و هوشمندی باشد گروهی از متخصصان بر این عقیده‌اند که شاید حتی بتوان از این نیز فراتر رفت. چراکه در صورت شناخت کامل از ذهن انسان و مدل‌های محاسباتی آن حتی می‌توان با بهبود و تقویت آن درجات جدیدی از هوشمندی را برای ذهن یک سیستم هوشمند ایجاد کرد که شاید در حال حاضر کوچک‌ترین درکی از این درجات هوشمندی برای ذهن ما امکان‌پذیر نباشد. یک سیستم هوشمند مصنوعی مانند یک روبات را تصور کنید که دارای ذهن شده است. چنین سیستمی با توجه به نداشتن محدودیت‌های بیولوژیکی انسان از یکسو (مانند محدودیت در سرعت محاسبه، محدودیت در حافظه، محدودیت در توان پردازشی، محدودیت در ارتباط با شبکه‌های الکترونیکی بدون واسطه خاص و…) و همچنین دانش احتمالی بر شیوه عملکرد ذهن و ماهیت آگاهی و هوشمندی از سوی دیگر می‌تواند در زمانی بسیار بسیار کمتر از آنچه برای انسان عادی ممکن است به سطوح جدیدی از هوشمندی دست یابد. سطوحی که همان‌طور که گفته شد احتمالا حتی تصور آنها نیز برای هوشمند‌ترین انسان‌ها در حال حاضر ممکن نیست. عده‌ای از پژوهشگران این تکامل جدید را تکینگی (singularity) نامگذاری کرده‌اند و حتی عده‌ای برای آن زمان وقوع هم پیش‌بینی کرده‌اند. از سوی دیگر شاید جالب‌ترین کاربرد این حوزه جدید از علم در نامیرا کردن ذهن انسان از جنبه مهندسی و علمی باشد. اگر ما بتوانیم ذهن انسان را به صورت مجموعه محاسبات قابل دسترس پیاده‌سازی کنیم آنگاه احتمالا خواهیم توانست ذهن هر انسانی را به صورت مصنوعی پیاده‌سازی کرده یا حتی آن را از سخت‌افزار فعلی خود (مغز) به سخت‌افزار دیگری منتقل کنیم. یعنی حتی ممکن است ذهن افراد را به صورت سیگنال‌هایی درآورده و در فضا منتشر کنیم. این جنبه از کارکردهای علوم شناختی هر چند در حال حاضر بیشتر انسان را به یاد فیلم‌های علمی و تخیلی می‌اندازند اما در زمان نوشته شدن همین سطور تعدادی از بزرگ‌ترین کمپانی‌های فناوری جهان مانند گوگل، مایکروسافت وIBM  و بسیاری از کشورها در حال سرمایه‌گذاری‌های عظیم روی چنین پروژه‌هایی هستند. امروزه موضوع ماهیت آگاهی و ذهن جزو اصلی‌ترین سوالات علمی حل نشده تاریخ محسوب می‌شود. میچیو کاکو فیزیکدان مشهور دو مساله علت پیدایش جهان و ماهیت آگاهی را اصلی‌ترین مسائل علمی جهان می‌داند. اهمیت مطالعات خودآگاهی یا ماهیت ذهن به حدی در حال اوج گرفتن است که نشریه ساینس در سال ۲۰۰۵ اقدام به ارائه ۲۵ مورد از مهم‌ترین سوالات علمی قرن حاضر را کرد و در این گزارش، شناخت ماهیت خودآگاهی را در جایگاه دوم پس از شناخت ماهیت جهان هستی قرار داد.

اگر به دنبال مدل کردن ذهن انسان باشیم ابتدا باید به این سوال پاسخ دهیم که اصلا ذهن چیست و چگونه می‌توان روی آن آزمایش‌های کیفی و کمی انجام داد. همین سوال به سرعت ما را درگیر بحث‌های گسترده فلسفی خواهد کرد. بحث‌هایی که در اصطلاح به عنوان گرایش فلسفه ذهن شناخته می‌شوند. ما برای انجام عملیات مهندسی و محاسباتی روی ذهن ابتدا باید مشخص کنیم که ذهن را چگونه تعریف می‌کنیم. این نگاه فلسفی ما به ذهن تعیین‌کننده سمت وسوی آزمایشات و فرآیند تحقیقی ما روی ذهن خواهد بود.

ممکن است بر اساس نوشته‌های بالا تصور کنید علوم شناختی و محاسبات شناختی یک دانش نامحتمل و دوردست است که دستیابی به آن در آینده‌ای دور رخ خواهد داد و یا تصور کنید در زمان حاضر کاربرد خاصی برای ما نخواهد داشت. در این صورت باید بگوییم در اشتباه هستید! طی همین سال‌های اخیر محققین توانسته‌اند روش‌هایی برای اثرگذاری روی فرآیند‌های ذهنی و مغزی مانند تمرکز ایجاد کنند. به آرامی دیوایس‌های افزایش تمرکز یا حتی دیوایس‌هایی برای درمان افسردگی و اضطراب در حال تجاری شدن هستند. امروزه در مطب بسیاری از روانپزشکان نمونه‌هایی از این دستگاه‌ها را می‌توان مشاهده کرد. در دهه‌های آینده احتمالا رویکرد اصلی برای درمان بسیاری از مشکلات عصبی و افسردگی یا حتی کنترل درد به جای استفاده از دارو‌ها، استفاده از همین دستگاه‌ها خواهد بود. توسعه سیستم‌های رابط کامپیوتر و مغز نمونه دیگری از پیشرفت‌های فعلی در این زمینه است. در این سیستم‌ها سیگنال‌های مغزی مستقیما به سیگنال‌های قابل پردازش توسط کامپیوتر تبدیل می‌شوند. در ظرف سال‌های آتی به راحتی قادر خواهیم بود به واسطه همین سیستم‌ها کنترل بسیاری از امور روزمره را در دست بگیریم.

دیوایسی که روی سر شما قرار می‌گیرد می‌تواند به شما قدرت کنترل بسیاری از لوازم منزل‌تان را بدهد و حتی جایگزین رابط کاربری‌های فعلی گوشی یا کامپیوتر شخصی شما شود. در بعضی از نمونه‌های آزمایشگاهی که روی حیوانات محققین موفق شده‌اند تا به آنها قدرت کنترل بازوهای مکانیکی کاملا مجزا از بدنشان را بدهند. بیماران قطع نخاع یا افرادی که به هر سبب دارای مشکل فلج اندام‌های حرکتی هستند به زودی ممکن است قادر باشند تا با استفاده از همین تکنولوژی‌های رابط کامپیوتر و مغز، بدن خود را به حرکت درآورند. سرعت این پیشرفت‌ها و حجم سرمایه‌گذاری‌های دولت‌ها و کمپانی‌های خصوصی به زودی ما را قادر به تجاری‌سازی بسیاری از پیشرفت‌ها خواهد ساخت. همه اینها تنها شروع ماجراست! محاسبات شناختی به زودی در ترکیب با هوش مصنوعی دنیای ما را تغییر خواهند داد.

نکته پایانی

علوم شناختی یک دانش ترکیبی نوین است که بر پایه ترکیب دانش‌هایی همچون هوش مصنوعی و فلسفه ذهن و عصب‌شناسی بنا شده است. این دانش جدید در آینده قرار است دریچه جدیدی از فهم و شناخت به روی ما باز کند. فهم و شناخت از خود ما! قرار است خودمان را بهتر بشناسیم!