Paměť jako tvrdošíjná záhada

Leonard Euler by mohl nazvat jednou z nejvýznačnějších pamětí 18. století tu svou. Traduje se o něm, že v jedné bezesné noci vypočetl prvních šest mocnin všech čísel do sta. Znal zpaměti celou Iliadu a dokázal citovat text až do své smrti. Cokoliv spatřil, přečetl nebo uslyšel, jako by se přímo uložilo do jeho paměti, aby tam bylo k dispozici a na zavolání se opět objevilo... uvádí Douwe Draaisma v předmluvě a o něco dále dodává: Jakkoli úžasná tato paměť byla, jakkoli skvělými věcmi byla naplněna, smrt to vše v jediném okamžiku vymazala. Těmito slovy nás autor připravuje na hlavní téma prvních kapitol různé druhy metafor, jimiž se pomíjivosti lidské paměti bráníme. Slovo metafora používá ve významu analogie. Metafora je užitečná svou podobností s originálem a za svůj častý výskyt ve vědě vděčí skutečnosti, že důsledný a podrobný popis spletitých, nedokonale objasněných jevů bývá těžkopádný a pro čtenáře nestravitelný. Jednou z prvních metafor paměti, s níž se v knize seznámíme, je použití písma s odkazem na starověké voskové tabulky a na Aristotelovu teorii paměti. Podle ní zkušenost zachycená smysly zanechává v naší paměti obraz podobně jako ti, kteří pečetí věci pečetními prsteny. Do paměti se ukládají přesné kopie toho, co smysly vešlo dovnitř. I dnes často říkáme: Musím si to zapsat, abych to nezapomněl.

Fosforeskující kámen obrazem duše

V souvislosti s metaforami si zvláštní pozornost zaslouží Robert Fludd (1574-1637), přesněji jeho metafora paměti jakožto divadla a jeho pojetí lidského ducha jakožto harmonie makrokosmu nebeských těles s mikrokosmem mechanizmů v našem mozku. Dalším důležitým mezníkem ve vývoji názorů na paměť byl objev Johanna Daniela Craffta, který r. 1677 některým vlivným členům Royal Society předvedl pokus s fosforeskující látkou (boloňským kamenem). Na tehdejší vědce tento jev hluboce zapůsobil. Pro G. Leibnize, který byl v mládí alchymistou, představoval jemný svit fosforu obraz a podobenství duše. Stejně silně zapůsobila Crafftova demonstrace i na Roberta Hooka (1635-1703). V roce 1682 uvedl (v pojednání o lidské paměti, a pak v přednášce pro členy Royal Society) svit fosforeskující látky jako metaforu pro schopnost mozku přijímat, uchovávat a vyvolávat světelné vjemy. Podle Hooka je každý náš smyslový orgán vybaven speciální látkou, kterou nejmoudřejší Tvůrce uspořádal a uzpůsobil tak, aby uchovávala a reprodukovala vjemy přijaté našimi smysly. Hook si představoval, že se mechanizmy zúčastňující se ukládání i vyvolávání paměťových vjemů řídí přírodními zákony. Představy uložené v mozku chápal jako materiální entity, pustil se i do řešení problémů týkajících se kvantifikace paměťových procesů, pokusil se vyřešit otázku rychlosti, jíž se vytvářejí představy, a vypočítal, kolik takových vjemů může naše paměť uskladnit.

Fotografie, fonograf a předchůdci počítače

Mimo jiné jsou v knize popsány počátky výzkumu lokalizace psychických funkcí v mozku (práce Gallovy, Flourensovy a Brocovy), dočteme se tam o tom, jaký vliv měly objevy fonografu a fotografie na rozvoj představ o funkci mozku (např. mozek jako fonograf nadaný vědomím, paměť jako fotografická deska apod).

Po fotografii a fonografu ovlivnil názory na paměť a funkci mozku vývoj počítačů. První počítače začaly fungovat až během druhé světové války, ale historie jejich vývoje sahá do šestnáctého století, kdy rozvíjející se zámořský obchod potřeboval spolehlivé metody navigace. O vyřešení tohoto problému usilovali J. Napier, B. Pascal, G. W. Leibniz, R. Boyle a mnozí další, mimo jiné i R. Hooke. I když uspokojivé řešení tehdejším navigátorům nenabídl žádný z nich, jejich úsilí bylo silným impulzem pro rozvoj matematiky a urychlilo vývoj různých počítacích pomůcek, např. logaritmického pravítka. Další vývoj pak již zákonitě směřoval ke konstrukci počítacích strojů. První takový stroj zkonstruoval Wilhelm Schickard (jeho přístroj se však ztratil při požáru r. 1624) a brzy po něm též B. Pascal. Mezi léty 1670 a 1672 navrhl další výpočetní přístroj Gottfried Leibniz; skutečně fungující prototyp se však jeho konstruktérům nikdy nepodařilo sestavit. Velkým Leibnizovým přínosem byla jeho snaha o matematizaci logiky. Přesto trvalo až do devatenáctého století, než byla jeho myšlenka formální logiky použita. Zasloužil se o to Charles Babbage při pokusu zkonstruovat skutečný samočinně pracující stroj. Ani jemu se však nepodařilo sestrojit funkční prototyp.

Počátky umělé inteligence

V téže době se matematikou lidského intelektu zabýval G. Boole, který podal první základy algebry logiky (dnes Booleovy algebry), v níž přiřazuje výrokům pravdivostní hodnoty 1 nebo 0. Když se ve dvacátých letech minulého století inženýři Bellových laboratoří zabývali vývojem počítacích strojů na základě spínačů a relé, použili Booleův myšlenkový odkaz, díky němuž sestrojili počítací stroje s binární logikou, a hlavně s podstatně vyšším výkonem. Tuto skutečnost si velice brzy uvědomil Alan Mathison Turing, který v pětadvaceti letech publikoval zásadní článek z oboru matematické logiky. Ukázal v něm, že existuje třída matematických problémů, které není možno vyřešit, a to ani zdánlivě logicky správně definovanými postupy. Pro Turinga byl spojovacím článkem mezi logikou počítače a psychologií lidský mozek. Tím upozornil na možný vztah mezi neurofyziologií a počítačovou vědou a dal popud k překotnému rozvoji nového oboru - umělé inteligence. Jedním z důsledků byl obrovský zájem o studium jednoho jejího odvětví - neuronových sítí.

V padesátých letech minulého století převládal názor, že mezi neuronovou sítí a počítačem není vcelku žádný rozdíl. K tomuto závěru došli vědci aplikací Turingova testu, který byl formulován r. 1950 a vycházel z předpokladu: Jestliže se reakce stroje a člověka na stejný vnější podnět nedají odlišit, pak stroj myslí. Zdálo by se tedy, že pro studium činnosti našeho mozku, a zejména jeho paměti, by metafora počítače mohla být vysoce užitečná. Přijmemeli totiž myšlenku, že naše biologická paměť je pouhý sled fyzikálně-chemických procesů, které se spouštějí v okamžiku, kdy přichází podnět, pak snadno odhalíme, že v počítači je analogickou strukturou jeho hardware. Analogií k psychologickým procesům, jako jsou výběr, srovnání a reprodukce informací přijímaných či vyvolávaných smysly, pak je software.

V sedmdesátých letech dvacátého století se však začalo ukazovat, že počáteční jásání bylo předčasné. Počítačové simulace vznikaly ve velkém množství, avšak simulovat psychologické a mentální procesy se nedařilo. Ukázalo se, že myšlení, uvažování a intuice se do čistě logických dedukcí počítačů, seberafinovaněji naprogramovaných, prostě vtěsnat nedají. Počáteční optimizmus byl nahrazen pojmem počítačový paradox. Pro paměť tento paradox platí v plném rozsahu. Jak poznamenává autor, paměť počítače je příliš dokonalá. Její bezchybnost je její největší vadou. Lidská paměť je nástroj, který, když na to přijde, lže a podvádí. Zkresluje, prosévá a deformuje. ...Na rozdíl od počítačové paměti lidská paměť neposlouchá příkazy... Počítačová paměť hraje své melodie klávesu po klávese, i když nepochopitelně rychle; lidská paměť hraje celé akordy. Počítač tedy tou nejlepší metaforou paměti rozhodně není. Existuje však nějaká lepší?

Holografie a asociační paměť

V roce 1948 objevil Dennis Gabor holografii a v šedesátých letech van Heerden upozornil na skutečnost, že na základě principů, které se v holografii používají, si lze představit asociační paměť. Dále ukázal, že hologram lze použít i pro vyjádření úložní kapacity lidského mozku. Při objevu paralely s holografií jsem postupně přicházel na to, že optické ukládání a zpracování informací nabízí způsob řešení této operace, podle teorie inteligence neřešitelné. Zdá se, že z fyzikálního hlediska je proces ukládání informací v mozku analogický optickému zpracování, říká van Heerden. Po něm se analogiemi mezi holografickými a neuronálními procesy při zpracování informací zabýval Karl Pribram, laureát ceny nadace D. a V. Havlových VIZE 97 (viz Vesmír 78, 543, 1999/10 a 78, 547, 1999/10). Jeho model předpokládá, že v důsledku vstupních stimulů se snadnost vedení vzruchu a citlivost některých neuronů zvyšuje úměrně s intenzitou aktivace. V membránách těchto neuronů tak nastávají změny, které je možno interpretovat jako holografie mozkových procesů. Podrobný popis Pribramova modelu přesahuje rámec tohoto textu; připomeňme jen, že některé předpokládané neuronální spoje a funkce odpovídající tomuto modelu byly již experimentálně doloženy.

Tajná dvířka paměti

Závěrečné kapitoly jsou věnovány částečné rekapitulaci, novým hypotézám nejen o paměti, ale též o funkci mozku jako takového a úvahám o možném dalším vývoji tohoto nadmíru atraktivního vědního oboru, o kterém toho víme stále ještě žalostně málo. Neboť, jak uvádí autor v závěru své pozoruhodné knížky, Mnémosyné neobdarovala každého stejně. Paměť, kterou dala vám i ostatním, se hodí pro vnější výzkum. Paměť, kterou dala mně, je přístupná pouze subjektivně, osobně, tajnými dvířky. Cenou za tento privilegovaný přístup je tvrdošíjná záhada: nevím, jak je moje osobní introspektivní prožívání spojeno s pozorovatelnými procesy v mém mozku. Chovám ve své paměti intimní, ale neproniknutelnou držbu.

Metafory Paměti vznikly přepracováním a rozšířením Draismovy dizertační práce. Text je napsán čtivě, i když místy, zvláště v úvodních kapitolách, by mu možná prospěla větší stručnost. Kniha je dobře přeložena, s výjimkou několika nepřesností či nejasností v některých odborných pasážích, zejména v posledních kapitolách. I přes tyto drobné nedostatky přinášejí Metafory paměti mnoho zajímavých informací jak profesionálům, tak všem ostatním, kteří se občas rádi zamyslí nad záhadami vlastní mysli.