Память. Пронзительные откровения о том, как мы запоминаем и почему забываем

К примеру, в медицинской базе данных может содержаться детальная информация о ходе лечения тысяч пациентов. Эти данные обычно систематизированы, так что когда врач вбивает в поиск то, на что жалуется обратившийся к нему человек, компьютер просматривает имеющиеся файлы, находит пациентов с наиболее схожими симптомами, выявляет общие для них характеристики, анализирует проводившееся лечение и в краткой форме выдает результат поиска на экране. Этот процесс представляет собой вычленение конкретного воспоминания, сравнение его с другими воспоминаниями и выработку сложного решения на основе прошлого опыта – тем же самым часто приходится заниматься человеческой памяти.

Чтобы «компьютерная магия» работала, необходимо соблюдение четырех условий. Во-первых, нужно место для хранения информации – магнитная лента, магнитный диск или любой другой носитель. Во-вторых, должен быть способ узнать, что и где хранится. Этой цели служит система файлов и несколько алфавитных указателей. В-третьих, необходимо каким-то образом извлекать сохраненную информацию. Эту функцию выполняют программы сбора данных и отдельные процессы внутри их. В-четвертых, должен быть способ объединить исходные данные в осмысленное целое. Для этого используются аналитические программы. Любая система памяти, будь она биологической или искусственной, должна отвечать этим четырем условиям.

Компьютерное оборудование развивается аналогично человеческой памяти, и это отнюдь не случайно. В любом компьютере есть основной мыслительный элемент – так называемое ядро. На нем в каждый конкретный момент времени хранится относительно небольшое количество данных, но они всегда доступны для обработки. Ядро в той или иной мере аналогично сенсорной памяти человека, в которой на короткий срок задерживается полученная из внешних источников информация. В более современных компьютерах этот элемент усовершенствован и включает в себя виртуальное ядро. Оно напоминает кратковременную память человека: информация, которая находится здесь, может поступить на обработку почти мгновенно. Аналогом долговременной памяти служат базы данных на магнитном диске. Извлечь оттуда информацию не трудно, причем возможен произвольный доступ к любому элементу. Однако для поиска данных на магнитном диске необходима их правильная индексация. Если нет нужды в быстром доступе к информации, ее можно записать не на диск, а на магнитную ленту – она используется для резервного копирования на случай, если данные на магнитном диске окажутся потеряны, а также для хранения информации, которая бывает нужна не слишком часто. Таким образом обеспечивается избыточное кодирование и сохранность данных. Для того чтобы получить нужную информацию с магнитной ленты, необходимо начать с одного ее конца и прокручивать до тех пор, пока не будет обнаружено искомое. Эти понятия (произвольный доступ, резервное копирование, избыточное кодирование и хранение данных), вероятно, можно применить и к человеческой памяти. Скажем, удаление любой части мозга млекопитающего не влияет на конкретный вид памяти. Это значит, что при работе памяти производится избыточное кодирование информации и существуют резервные копии на случай потери воспоминаний из-за повреждений какой-либо группы нейронов.

Долговременная и кратковременная память компьютера сильно отличаются друг от друга. Машина при помощи электрических сигналов сохраняет информацию в ядре. Однако если данные необходимо хранить и использовать в течение долгого времени, они физически фиксируются на магнитном диске в виде слоя ферромагнитного материала. Как и при работе человеческого мозга, электрические сигналы проще использовать для записи данных, но они слишком ненадежны, чтобы с их помощью можно было обеспечить долговременное хранение. Если будет отключено питание или нормальное функционирование компьютера прервется по какой-то другой причине, информация, сохраненная посредством электрических сигналов, окажется утеряна, а записанная при помощи ферромагнетиков – останется.

Данные на компьютере хранятся в виде битов – своего рода переключателей, у которых есть только два положения – «включен» и «выключен». Из последовательности битов складывается код, который может представлять собой цифру, букву, слово или понятие. Для того чтобы инструкции, сформулированные человеческими словами, делать понятными для компьютера, существуют машинные языки. Они позволяют выполнять бинарные операции, то есть работать с битами. Язык программирования позволяет отдавать компьютеру те или иные команды, а механизм запросов, разработанный для простых пользователей, помогает компьютеру понимать сложные инструкции.