Сознание, искусственный интеллект и принцип минимальности

1
СОЗНАНИЕ, ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
И ПРИНЦИП МИНИМАЛЬНОСТИ1
Игорь Александрович Бугаков, Вице-президент по инновационным проектам
Межрегионального общественного учреждения «Институт инженерной физики», ректор НОУ ВПО «Институт информационных технологий и управления», член Научного
Совета по методологии искусственного интеллекта РАН, Заслуженный изобретатель
РФ, доктор технических наук, профессор, г. Серпухов
Сознание рассматривается как закономерный результат эволюционного усложнения живого, как природный механизм и инструмент интеллекта, направленный на
обеспечение существования и выживания сложных живых природных систем, расширение возможностей их целенаправленного поведения и дальнейшего развития. Показано, что одним из наиболее важных базисных принципов, объясняющих появление этого
механизма выживания и развития, является принцип минимальности, постулирующий в
качестве условия совершения любых природных действий (в том числе и мышления) минимизацию расходов требуемых для этого основных природных ресурсов: энергии (вещества), пространства, времени. Приведены проявления-следствия принципа минимальности как методологического вектора понимания основных направлений приложения усилий при разработке искусственного интеллекта, способного к эффективной замене интеллекта естественного при решении сложных интеллектуальных задач в различных специализированных областях человеческой деятельности. Проанализированы
идеи нейрофилософии и даны новые толкования ее понимания.
Проблема сознания – одна из основных проблем не только эпистемологии, но и
всей современной науки, ее самых различных направлений. С древних времен человек
пытается постичь тайну сознания, но она по-прежнему скрыта от нас. Предлагаемая статья – еще один труд на эту тему, написанный с надеждой, что он может быть полезен
ученым и специалистам в их движении к постижению природы, принципов и механизмов «технологии» формирования, функционирования и развития сознания2. При этом
автор не ставил своей задачей проведение анализа существующих подходов к происхождению и сущности сознания, рассмотрение всех «за» и «против» того или иного направления и точек зрения того или иного автора, понимая, что такое рассмотрение является темой отдельного сложного исследования. Потому далее по тексту делаются ссылки
лишь на тех авторов, работы которых имеют непосредственное отношение к излагаемому материалу и с которыми автор имел возможность ознакомиться.
Причина, по которой автор, имеющий базовое техническое образование, решился
на рассмотрение проблемы сознания, заключается в том, эта проблема из области философии сегодня все более перемещается в область классической науки (с ее основными
атрибутами: эмпиричностью, воспроизводимостью, предсказательностью) и все более
требует междисциплинарного подхода3. Современные средства наблюдения и измерения
(позитронно-эмиссионная томография, функциональный магнитный резонанс и др.) ныне достигли такого уровня, что позволяют однозначно связывать те или иные психические проявления с конкретными материальными процессами в нервной системе, что дает
пищу для эмпирического обобщения материальных оснований психики и постановки
1
Бугаков И.А. Сознание, искусственный интеллект и принцип минимальности. // Сборник научных трудов Института инженерной физики за 2014…2015 гг. – Серпухов: МОУ «ИИФ», 2015, С. 69…108.
2
В связи со сложностью рассматриваемых вопросов, их различной предметной принадлежностью, наличием новых идей, предложений и выводов предлагаемый текст, возможно, содержит некоторые неточности и
противоречия, указания на которые автор с благодарностью примет и готов обсудить (E-mail: [email protected]).
3
Примером успешной демонстрации такой тенденции к междисциплинарности является книга [1].
2
новых экспериментальных задач. Так называемое «обратное проектирование человеческого мозга», направленное на постижение принципов работы человеческого мозга «в
интересах его «ремонта» и создания разумных машин», сегодня предлагается «рассматривать в качестве важнейшего проекта во всей Вселенной» [2]. Поэтому, несмотря на то,
что нам по-прежнему непонятен механизм отображения внешнего мира во внутренний
мир человека с формированием мира субъективной реальности, непонятен механизм самоосознания, представления и воображения, мышления в целом, неясен конкретный носитель «сознания», мозговой «код»4, неясны многие вопросы, связанные с памятью и
др., давно известные и новые экспериментальные данные об электромагнитной природе
«языка мозга» и участии в его реализации тех или иных структурных элементов5, об активности мозга при восприятии того или иного сигнала, о его физиологических изменениях при обучении, о связи патологии мозга и психики, о функциях различных участков
мозга и их участии в том или ином виде мышления и, в целом, в организации поведения
дают все основания для поиска ответов на волнующие вопросы о психическом с материальных позиций на основе исследования материальных процессов, наличие и связь которых с психикой сегодня вряд ли кто может отрицать6.
При этом, конечно же, речь не идет о «жесткой» редукции психического к какомуто одному (физическому, химическому, физиологическому и др.) материальному процессу. Это бесперспективно, отчасти и потому, что все науки - не более чем «придумки»
человека, его уловки по изучению целого путем вынужденного «разрезания» его на части, дающие частный взгляд на целостность, которой является мир и которая теряется
при «разрезании», и раскрывающие всего лишь его одну, ту или иную грань для тех или
иных условий (ограничений). Но все наши искусственные грани реального мира связаны
друг с другом и только целостность рождает новое и дает общее понимание. Потому познание сознания требует междисциплинарного (интегрального, системного, конвергентного) подхода, междисциплинарного синтеза, не «одномерной», а «многомерной»(и нелинейной!) редукции, эмерджентной интеграции всех частных результатов.
На поиск материальных оснований психики нацелена нейрофилософия (НФС), которая в своем классическом понимании в качестве основной задачи ставит задачу поиска
и обоснования нейробиологического базиса всех проявлений психики [5]. Несомненно,
что задача связать (и, по возможности, объяснить) психическое с материальными процессами в нервной системе, в мозге, в его нейронах крайне актуальна, так что полезная и
обоснованная редукция психического к «более фундаментальному» нейрофизиологическому может только приветствоваться, как впрочем, и любая «доказательная редукция».
Хотя сам термин «нейрофилософия», следуя правилам формирования сложных понятий, можно насытить несколько иными смыслами, рассматривая ее, во-первых, как
философию (чего?) нейронауки, философию науки о принципах и законах построения,
функционирования и развития нейронов и их сетей живых организмов, имеющих конечным следствием известные биологические, физиологические и, возможно, психические
проявления(НФС в узком смысле, НФСу). И, во-вторых, как философию (на основе чего?) нейроподхода, как философию в ее традиционном понимании, особенностью которой является ее базирование на нейроаппарате (нейроподходе), опора на знание протекающих в живых системах нейропроцессов, знание реализуемых механизмов мышления
и поведения, обобщение которых позволяет распространить их не только на человека, но
4
Расшифровку «мозгового кода» по важности обычно сравнивают с расшифровкой генома человека.
Есть информация о том, что электрическая активность в мозге протекает не только на поверхности нейронов (синапсов), но и уходит вглубь нервных клеток, в цитоплазму и ядро, где локализованы хромосомы и гены,
часть которых, как предполагается, принимает непосредственное участие в управлении процессами переработки мозгом когнитивной информации[3.
6
Так что «субъективность» сознания вовсе не является основанием для его отрицания, в чем так завораживающе нас пытался убедить Т. Нагель [4]. Наличие «субъективной реальности» вовсе не требует отказа от
гипотезы, что все существующее относится к одному виду реальности – материи [3].
5
3
и на природу и общество в целом (НФС в широком смысле, НФСш) [6, 7]. Такое новое
понимание НФС не противоречит классической идее «коэволюции нейрофизиологии и
психологии», однако даже в своем «узком», наиболее близком к этой идее, толковании
(НФСу) оно не сводится в конечном итоге к редукции психического к «более фундаментальному» нейрофизиологическому и радикальному отказу от психических понятий как
не имеющих явной материальной основы. Проблема ведь не столько в понятиях, сколько
в отсутствии понимания механизмов эмерджентного формирования «большего из
меньшего», «сложного» из «простого»7, перехода «количества» в «качество». Внутри
каждого иерархического природного уровня любой объект и его действия представимы
в виде обобщенного ряда Фурье [9], т.е. в виде линейной комбинации базисных элементов этого уровня8, однако переход на более высокий уровень требует проведения нелинейных (и, как правило, непонятно каких) преобразований. Потому одна из главных задач и НФСу, и НФСш как раз и состоит в раскрытии природы и механизмов этих нелинейных преобразований9.
Тем не менее, несмотря на легко критикуемое желание классической нейрофилософии редуцировать «сложное» к «простому» (ибо кто не знает, что «целое больше суммы своих частей» и при анализе теряется целостность, а механизм появления «нового»
из «старого», возникновения эмерджентных свойству новой системы сегодня не более
понятен, чем во времена рассуждающего о «клинамене» Лукреция Кара [10]), сегодня
иного пути научного познания психики, кроме как посредством нахождения новых связей психических явлений с обуславливающими их нейронными процессами нет. И поскольку эмпирика является базисной составляющей научного подхода, то именно с позиции фактов мы и будем далее рассуждать, сформулировав некоторые основные идеи
такого материалистического подхода и комментарии к ним в следующем, постепенно и
последовательно раскрывающем предмет исследования, частично аксиоматичном, виде10.
1.
Сознание в общепринятом понимании11 как процесс отражения действительности мозгом человека, включающий все формы психической деятельности и обусловливающий целенаправленную деятельность человека, как восприятие и понимание окружающего, как способность идеального воспроизведения действительности в мышлении и ее
творческой переработки12есть результат эволюции живого, эмерджентное свойство системы
«живое-среда», появившееся у человека на определенной стадии эволюционного развития
рода человеческого (филогенез) и проявляющееся у конкретного человека на определенной
стадии его индивидуального развития (онтогенез). Обратим внимание на особую роль среды
в появлении и проявлении сознания, а также укажем на то, что и в «большой» эволюции (филогенез), и в «малой» эволюции (онтогенез) моменты появления и проявления сознания ха7
Заметим, что «простое» и «сложное» – понятия из области понимания и объяснения, но не сущности [8].
Об особой роли идеи базиса в устройстве и функционировании природы как проявления и подтверждения принципа минимальности см. далее.
9
Отметим, что вышеприведенных терминологических рассуждений могло и не быть, если бы речь шла
не о «нейрофилософии» вообще, а о, например, «нейрофилософии сознания».
10
Такой материалистический подход не означает отрицательного отношения автора к идее «идеального» в
целом, но эта идея не является предметом исследования в данной статье, задача которой скромнее и основания проще. Хороший анализ-обобщение подходов к сознанию с позиции «физикализма» дан в [11].
11
Заметим, что дать исчерпывающее определение многим сложным понятиям, к которым относятся понятия «сознание» и «интеллект», которое бы всех устроило и которое все бы безоговорочно приняли в силу его
«правильности», даже если его прописать в стандарте или справочнике, крайне сложно. Любое сложное понятие, как правило, требует сегодня для своего раскрытия междисциплинарного подхода, использования совокупности других, зачастую таких же сложных, понятий (чаще всего – иерархически связанных друг с другом),
единое понимание которых также может отсутствовать. Тем более, когда это касается понятий, обозначающих
объект или процесс, природа и механизмы появления и проявления которых еще не ясны. Конечно, наиболее
общий путь определения таких сложных понятий – путь перечисления их свойств.
12
Есть более простое, но не менее труднопроверяемое определение: «Сознание – способность думать о
своем мышлении» [2, С.230].
8
4
рактеризуются достижением и родом, и индивидом определенной сложности своей структуры и, как следствие, определенной сложности взаимоотношений с внешней средой13.
2.
Поскольку все действия человека происходят в материальном мире (в действительности) и имеют материальное проявление, то и сознание (даже если предположить
нематериальность его основы) также должно иметь следствием своего существования материальное проявление и иметь, по крайней мере, тот или иной материальный след14.
3.
Так как процесс мышления связан с нейронной активностью (что подтверждается многочисленными фактами, например, регистрируемой активностью разных участков
мозга при различном мышлении), то и сознание в целом как психическое более высокого
уровня иерархии должно быть связано с активностью нейронов и потому может иметь причиной своего появления тот или иной материальный процесс. Т.е. сознание не только имеет
материальное проявление, но и может иметь материальный источник своего появления, являясь эмерджентным свойством вышеуказанной материальной системы «живое-среда».
На это указывают исследованные случаи психических «нарушений», необычного
сознания, в частности, примеры пациентов с расщепленным сознанием (с поврежденным
мозолистым телом, соединяющим левое и правое полушарие мозга): у них каждое полушарие имеет собственное сознание (см., например, [2, С.257…262]). На это же и указывает
«шокирующее» напоминание Д. Деннета о том, что все мы вместе с нашим сознанием
произошли от первичных самореплицирующихся макромолекул, от этих «крошечных роботоподобных машин-молекул, образцов макромолекулярной нанотехнологии» и, более
того, мы и сейчас состоим во многом из них, ибо «каждая клетка есть крошечный агент,
выполняющий ограниченный набор заданий и действующий почти так же механически,
как и первичные природные макромолекулы», так что «каждый из нас является собранием
триллионов макромолекулярных машин». Потому, как утверждает Д.Деннет, «у современной науки нет другого способа получить сознающего человека, наделенного подлинной психикой, кроме как собрать вместе их достаточное количество» [13, С. 26…30].
4.
Современные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что наблюдаемые нейронные процессы скорее сами создают сознание, чем являются «следами»
других материальных процессов15, так что то, что происходит в нейронах мозга, непосредственно связано с порождением сознания. Конечно, в попытке найти материальный прообраз тех или иных понятий иногда есть опасность искать материальные основания тому,
что есть в языке и чего нет в природе (обычно в качестве подтверждения приводят «теплород» и«флогистон»). Это дает возможность говорить о «великой иллюзии сознания» ([2,
C. 242]) не только представителям классической нейрофилософии.
Однако есть все основания полагать, что к понятию «сознание» это не относится и в
организме можно выделить ту реальную совокупность нейрофизиологических структур,
которая ответственна за появление и проявление «субъективной реальности», сознания
как некой целостности. Действительно, не подлежит сомнению, что мозг не может иначе
«отражать» реальность, кроме как посредством информации. Но любая информация не
существует сама по себе, она всегда имеет своего носителя. Потому, как предлагает Д.И.
Дубровский, отношение «субъективной реальности» и материальных мозговых процессов
между собой можно рассматривать как отношение информации и ее носителя, что подтверждает материальность источника психических проявлений [14].
13
О роли сложности см. далее.
Как поймать невидимку? Очевидно, что только по его следам, которые он оставляет, взаимодействуя с
видимой внешней средой. Именно так «видят» черные дыры в космосе.Эта очевидная (после ее понимания)
идея лежит в основе так называемого «фонового принципа обнаружения подвижного объекта», предложенного еще в прошлом веке в ИПУ РАН [12].
15
Известно, например, что активизацией электрическими импульсами тех или иных зон мозга можно вызвать появление в сознании человека тех или иных образов. На материальность сознания как «свойства, возникающего на уровне сложных физических систем»указывается в [2, С.233]. О квантовой природе сознания
говорит Р. Пенроуз[17, 18].
14
5
Необходимость опоры при рассмотрении проблемы «сознание-мозг» на информационный подход не подлежит сомнению и эта идея Давида Израилевича очень перспективна.
Однако, приветствуя в целом такой подход, необходимо, прежде всего, определиться с
тем, что такое информация? Ведь если это форма носителя: информация (in-forma-tion)
есть то, что содержится в форме16 (любое материальное тело имеет ту или иную форму
и потому оно всегда несет ту или иную информацию, так что только посредством информации материя может заявить о своем существовании17), то информация закодирована в
форме носителя и потому неотделима от него и распространяется вместе с ним по законам
его распространения [15]). Однако сложно понять, как регистрируемые нами сегодня мозговые сигналы (свои или других людей), форму которых мы наблюдаем, имея практический опыт использования сигналов в радиотехнике и видя, что мозговые сигналы не особенно от них отличаются, становятся «субъективной реальностью». По-видимому, чтобы
она появилась, требуется, как минимум, еще одна перекодировка регистрируемых нами
сегодня сигналов мозговой активности («мозговых кодов первого уровня», «элементарных
мозговых кодов») с обязательной предварительной интеграцией таких сигналов от разных
областей мозга в «мозговые коды высшего уровня»18. Однако что это за перекодировка,
где и как она происходит, какая информация при этом дополнительно привлекается, как
зарегистрировать эти высшие коды измерительными средствами и можно ли это сделать
сегодня (проблема чувствительности) – все это пока неизвестно19.
В [16] психологическая функция рассматривается как результат «синтеза трѐх видов
информации: исходящей из внешней среды (сенсорной), извлекаемой из памяти и приходящей из центров мотивации. Первая определяет связь сознания с внешним миром, вторая
связывает настоящее и прошлое, включая личный опыт субъекта20, и обеспечивает континуум сознания. Третья - связывает реальную ситуацию с удовлетворением определѐнной
потребности, что придаѐт сознанию жизненный смысл и лежит в основе понимания, которого нет у компьютера21».
5.
Говоря о сознании, нельзя не коснуться таких понятий как «понимание»,
«осознание», «самоосознание», «интеллект», «бессознательное» и их связи с сознанием. Сразу стоит указать, что вследствие отсутствия однозначного научного определения этих понятий по причине их сложности используемые (даваемые) далее автором определения и отношения между ними не всегда совпадают с принятыми в отдельных науках.
6.
Прежде всего, что такое«понимание», отсутствие которого у компьютеров,
как считают противники «сильного интеллекта», является основным препятствием к созданию на их базе «полноценного», «настоящего» искусственного интеллекта (ИИ), см.,
16
Так что это понятие само определило свое единственно возможное общее, первичное понимание.
Заметим, что привычная ныне фраза об открытых системах, обменивающихся друг с другом веществом, энергией и информацией, по сути, говорит об обмене материей, которая существует в виде вещества
(энергии) и всегда несет ту или иную информацию.
18
Иначе можно утверждать, что в современных радиосигналах содержится гораздо больше информации,
чем мы до сих пор из них получаем. Хотя, конечно, в философском плане так оно и есть, ибо восприятие
всегда целесообразно, причем любой образ принципиально не может нести все, что содержит в себе прообраз. Заметим, что, например, речь для своей реализации требует задействования, интеграции нескольких
областей мозга, отдельно отвечающих за синтаксис и семантику.
19
. Надежда на «эмерджентность» и на чувствительность приборов. Возможно, что к такому эмерджентному результату причастны те или иные волновые процессы в мозге, обеспечивающие резонансное взаимодействие различных нейронных структур.
20
«Универсальным принципом приспособления всех форм живого к условиям окружающего мира является опережающее отражение последовательно и повторно развивающихся событий внешнего мира, «предупредительное» приспособление к предстоящим изменениям внешних условий, или в широком смысле формирование подготовительных изменений для будущих событий» [32]. Заметим, что идея «опережающего отражения действительности» как основной функции нервной системы была высказана П.К. Анохиным
более 50 лет назад, т.е. задолго до ее широкого освоения научным миром.
21
Заметим, что не просто «компьютера», а «современного компьютера» (о понимании см. далее). Какие
возможности будут у компьютера будущего, мы не знаем.
17
6
например, работы Р. Пенроуза [17, 18]? И обязательно ли оно требует наличия сознания?
Например, в Большой психологической энциклопедии понимание рассматривается как
«вызванное внешними или внутренними воздействиями специфическое состояние сознания, фиксируемое субъектом как уверенность в адекватности воссозданных представлений содержанию воздействия»22. Т.е. понимание согласно этому определению возможно
лишь при наличии сознания. Есть и такое определение: «Понимание является универсальной мыслительной операцией, которая связана с усвоением новых знаний и включением
их в систему сложившегося мировоззрения»23. Несмотря на указание на «мыслительную
операцию» и «мировоззрение», здесь уже явно о сознании речь не идет. В чем же сущность понимания? – Если отталкиваться от этих двух, весьма неплохих, определений, то
она состоит в способности познавать новое, пополняя свой опыт. Т.е. если субъект, вопервых, способен «чувствовать», «ощущать» и, опираясь на свой генетический и жизненный опыт, идентифицировать внешние воздействия, во-вторых, «воспринимать» их (объединять «ощущения», используя опять-таки хранимый в памяти опыт, и, формируя некий
целостный образ действительности, распознавать его) и, в-третьих, встраивать новое воспринятое в свою память, пополняя ее, согласуя это новое со своей уже существующей в
памяти моделью мира24, имеющимся опытом, причем все это позволяет субъекту выживать в окружающей среде, то этот субъект, независимо от субстрата его тела, повидимому, способен «понимать», заметим, не обладая при этом сознанием, ибо ни одна из
перечисленных операций явно не требует этого.
Тогда можно ли утверждать, что станок с числовым программным управлением «понимает», ибо вся последовательность его действий, наблюдаемых со стороны, несет признак «здравости» и целесообразности? Нет, ибо «понимание» относится не к нему, а к его
создателю, поскольку никаких самостоятельных действий станок не осуществляет. Он всего лишь конечный автомат, выполняющий предписанную ему программу «поведения».
Точно так же не понимает и вся «китайская комната» Д. Серля, ибо ее «понимание» – это
понимание создателя этого эксперимента, который, конечно же, должен знать китайский,
чтобы составить жесткую инструкцию для находящегося внутри комнаты и не понимающего китайский язык человека. Это тоже вариант автомата. Другой пример. «Понимает»
ли система видеонаблюдения, способная распознавать лица, фигуры? Сложный вопрос.
Очевидно, что способность распознавать появляется у такой системы в процессе ее обучения, причем каждая система видеонаблюдения в процессе обучения демонстрирует свои
«индивидуальные» особенности. Если далее, в процессе работы, система дополнительно
обучается, формируя те или иные эвристики и пополняет свой «опыт», повышая качество
распознавания (сокращая время на распознавание и уменьшая количество ошибок), становится способной предсказывать дальнейшее поведение «нарушителя», основываясь на его
индивидуальных особенностях или статистических закономерностях того или иного класса объектов, то что мешает нам говорить о том, что в рамках выполняемой ею функции(заметим, вполне «интеллектуальной») система видеонаблюдения «понимает»? Повидимому, ничего. Она действительно понимает, если пониманием считать то, что приведено в предыдущем абзаце. Заметим, что такое «специализированное понимания», как известно, реализовать гораздо проще, чем понимание широких бытовых сцен, которое легко
демонстрирует двухлетний ребенок и чего пока не может делать машина.
22
http://psychology.academic.ru/1713/%D0%BF%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BD%
D0%B8%D0%B5. Там же в Кратком психологическом словаре выделяется идея о том, что результатом понимания является смысл.
23
http://www.topauthor.ru/chto_takoe_ponimanie_bd99.html
24
Заметим, что в нашей памяти хранится не обязательно то, что было на самом деле, но то, что мы поняли, индивидуальным образом обработав сенсорную информацию. Так что любая правда – из области «субъективной реальности».
7
7.
Следовательно, понимание возможно как при наличии сознания – осознанное понимание25, так и при отсутствии сознания – неосознанное понимание, причем и то, и
другое базируются на опыте. При этом подчеркнем, что сознание невозможно без понимания (хотя бы чего-нибудь), а понимание без сознания возможно. Где постоянно происходит такое неосознанное понимание? – В подсознании, которое перерабатывает большое
количество информации и регулярно выдает человеку готовые решения, лучшие из которых мы обычно связываем с так называемой «интуицией». Очевидно, что природу «интуиции» следует связывать именно с неосознанным (бессознательным) и во многом логическим (и потому вполне «вычислимым») пониманием. При мышлении активизируется
много процессов, но осознается лишь часть из них (как правило, результат), осознание же
остальных тормозится, но они от этого не перестают протекать в подсознании, обеспечивая обработку информации для получения сознанием таких «озарений»26. Считается, что
головной мозг человека способен слышать вопросы и правильно отвечать на них, даже
если человек спит. Наличие сознания позволяет сконцентрироваться на главном (точнее
на том, что таковым считает обладатель сознания27), широта охвата которого сознанием,
по-видимому, обратно пропорциональна его глубине28. Заметим, что подсознание способно «пробуждать» сознание, заставляя его обращать внимание на те воздействия (поступающие как извне, так и изнутри), параметры которых (амплитуда, крутизна) выходят за
рамки допустимых (для бессознательного управления),пороговых значений29.
8.
Итак, машина может логически непротиворечиво обрабатывать поступившую информацию и совершать на основе этого эффективные, вполне «осмысленные»
действия, получая при этом желаемые результаты, т.е. «понимать», но при этом не «осознавать» происходящее. А влечет ли наличие сознания за собой понимание? – Да, обязательно, но не всего. Обладающий сознанием субъект обязательно «что-то» понимает, но
не все, что способен воспринять. Все дело в уровнях сознания и сложности того, что надо
понять, в объеме и содержании имеющегося опыта, так что обладающий сознанием субъект способен понять только то, что вписывается в его модель мира, до чего он «дорос». О
«понимании» машины человек может судить по ее «поведению».
9.
Следовательно, если уж и пытаться доказать невозможность реализации
«полноценного» ИИ, то в качестве аргумента следует опираться не просто на «понимание», а на его высшую форму - «осознанное понимание», т.е. в итоге на сознание. Ведь
слово «интеллект» означает дословно не более чем «понимание»30, так что с этих позиций
25
Потому «понимание» обычно ассоциируют с «осознанием».
Конечно, роль подсознания велика не только при мышлении. Оно (подсознание) участвует в контроле
и регуляции множества самых различных физиологических процессов в организме, демонстрируя прекрасное «знание» основ ТАУ (теории автоматического управления) и др. Особая роль принадлежит гипоталамусу и его верному помощнику - гипофизу. О роли подсознания в обработке информации говорят случаи «зрительной слепоты», например, когда ослепшая из-за повреждения зоны VI зрительной коры пациентка безошибочно указывала (ей казалось, что угадывала) местонахождение светового пятна на стене фонаря, т.к. ее
сетчатка и ее связь с теменной долей мозга не были повреждены [38, С. 295].
27
Хотя в большинстве случаев, вероятнее всего, именно подсознание, «живя» во многом «своей жизнью»,
«обращает» внимание носителя сознания на что-либо. Причем подсознание, следуя, прежде всего, логике,
часто выдает иной, более правильный результат, не совпадающий с результатом работы сознания, «сбой»
которого может быть вызван какой-либо мешающей (например, эмоциональной) причиной. Сей факт народная мудрость выразила в рекомендации уметь «прислушиваться к своему внутреннему голосу» при принятии важных и сложных решений.
28
Вероятно, можно говорить о некоем субъективном предельном одновременно удерживаемом в сознании
объеме информации, введя для его измерения тот или иной квант, связанный с пространственными, энергетическими и временными параметрами. Поскольку уже используется «бит» и «кубит» (квантовый бит), то для сохранения традиции и в то же время для указания на иное содержание этого объема для живого пусть это будет
«вобит» или v-бит» (от «volume» - объем).
29
См. далее проявления ПМ – пороговость взаимодействия (восприятия) и скачкообразность перехода в
новое качество.
30
Латинское – intellectus, intelegere (чувствовать, понимать). В этом слове, по сути, заложены и все остальные смыслы и предназначения интеллекта (мышление, познание, адаптация, поведение и др.).
26
8
ИИ вполне возможен, ибо он способен понимать и для этого ему не надо осознавать понимаемое.
10.
Итак, «интеллект» - понятие более емкое, чем понятие «сознание», поскольку он вбирает в себя как ту часть, которая использует подсознание, бессознательное, так и
ту часть, которая использует сознание для решения истинно «интеллектуальных» задач.
Интеллект можно определить как способность на основе имеющегося опыта решать задачи, алгоритм решения которых решающему еще неизвестен, способность порождать новые алгоритмы решения сложных задач. Тогда, в зависимости от этого опыта, одна и та же
задача может быть решаемой интеллектуальной задачей для одного субъекта, тривиальной (алгоритм у него уже есть) для другого и нерешаемой интеллектуальной (неподсильной, т.к. мало опыта) для третьего. Т.е. интеллектуальность решаемой задачи носит субъективный характер, а сам интеллект имеет уровни (градации), которые можно вводить по
тем или иным основаниям31. Поскольку при решении всех интеллектуальных задач интеллект использует некий универсальный подход, некий «метаалгоритм» по нахождению алгоритмов решения таких задач, то часто под интеллектом справедливо понимают «сверхалгоритм порождения алгоритмов»32.
11.
Но может ли у ИИ (машины, программы) быть осознанное понимание, т.е.
сознание, позволяющее осознанно понимать? Чтобы ответить на этот вопрос, надо попытаться сначала ответить на традиционный вопрос: «А зачем нужно сознание?» Поскольку
мы ранее указали, что оно есть эволюционный продукт, то его появление очевидным образом является ответом на что-то. На что? Ответ может быть только один – на усложнение
мира: на эволюционное родовое самоусложнение, на усложнение окружающего живого (и
неживого) мира, на усложнение, как следствие этого, отношений с внешней средой.
Именно для разрешения проблемы сложности, чтобы успевать в сложном мире и выживать и нужно сознание. Потому живое на низких уровнях своего «эволюционного» родового развития может не иметь сознания, но при этом понимать достаточно простые ситуации (и потому оно уже обладает интеллектом) и оно должно иметь сознание на высоких ступенях развития при решении гораздо более сложных задач, требующих наличия
сознания для понимания происходящего, в том числе способности «осознать» себя в этом
мире, понимать влияние своего «я» на происходящее вокруг.
Конечно, это не означает, что понимание у всех должно быть одинаковое. Оно у каждого существа свое, строящееся на своей модели мира. Причем заметим, что оно может
быть ошибочным или верным даже в рамках этой модели, а уж тем более в рамках сравнения этого понимания с пониманием других субъектов, ориентированных на свои модели. Совпадение понимания многих людей по одному и тому же вопросу позволяет говорить о «правильности» такого понимания, поскольку мы живем в одной среде и подчиняемся одним и тем же законам. По причине существования в одном и том же мире можно
говорить и о возможности совпадения понимания одинаково влияющих на людей и животных факторов внешней среды (например, в вопросе понимания способности огня причинить физическую боль понимание человека очевидно совпадает с пониманием летучей
мыши Т.Нагеля), а также о возможности совпадения каких-то граней того, что мы называем сознанием, у человека и обладающих сознанием животных. Правда, не мешало бы сначала определиться с тем, что такое «сознание» вообще и что такое «сознание человека», в
частности. Без этого рассуждать о «сознании животных», конечно же, преждевременно.
Номы вправе утверждать о том, что отдельные животные, как отмечает Д.И. Дубровский,
имеют свою «субъективную реальность».
31
Есть интеллект вороны, собаки, человека, причем каждый из них имеет внутренние градации.
Интересное «техническое» определение интеллекта, не противоречащее идее алгоритмичности, дано
Н.М. Амосовым в [19], где автор определяет интеллект «как совокупность средств и способов управления
сложными системами путем оперирования с их моделями, направляемого критериями оптимальности
управления» и говорит о возможности «разложить по полочкам» самые сложные проявления интеллекта
«даже с перспективой на его развитие выше уровня человеческого разума».
32
9
12.
А обладающая интеллектом машина? Если она способна понимать, то что
мешает ей, «самоусложняясь» (самопрограммируясь) во взаимодействии со средой, в качестве системного эффекта получить те свойства, которые характеризуют сознание? Ведь
сознание, как и интеллект, может быть представлено разными уровнями проявления,
сложности, совершенства, разным «качеством»: от простого ощущения до высших человеческих переживаний33. По-видимому, ничего не мешает и у обладателя ИИ может появиться сознание, способное к дальнейшему развитию. Тем более, что в любом случае это
будет иное сознание с иными возможностями, чем у живых организмов.
13.
Отдельно – вопрос о свободе воли. В [3] говорится о появлении экспериментальных свидетельств того, что наши мысли и решения генерируются нейронными системами на досознательном уровне до того, как они становятся доступными нашему сознанию, нашему «я». Это действительно так и такие факты есть. Но что из этого следует?
Разве вывод о том, что «я» лишь создает иллюзию своего непосредственного «руководства» процессами принятия решений» [3]? Такой «сенсационный» вывод делают многие.
Конечно же, нет, и это доказывает Д.И. Дубровский, указывая на способность человека по
своей воле управлять нейромозговыми процессами, тем самым решая проблему «свободы
воли и детерминизма мозговых процессов» [14]. Об этом же говорят и результаты экспериментов, в которых «силой мысли» обычные люди были способны после некоторой тренировки управлять параметрами своих физиологических процессов (например, частотой
пульса или степенью болевых ощущений) в случае их той или иной визуализации [38, С.
173]. Так что то, что сначала наблюдается мозговая активность и только потом человек
осознает желание что-то сделать – не обязательно свидетельство отсутствия «свободы воли». Это, во-первых, доказательство того, что все необходимые для реализации «свободы
воли» «вычисления» осуществляет подсознание на своем «языке» (этот язык – и есть
«мозговой код») и лишь потом осуществляется необходимое для представлении в сознании перекодирование информации, что, естественно, требует дополнительного времени.
И, во-вторых, это прямое указание на то, что наше «я», действительно демонстрирующее
«свободу воли», не совсем эквивалентно нашему сознанию, ибо сознание, как будет показано далее, есть «всего лишь» инструмент интеллекта. Так где же находится наше «я», которое с некоторым запаздыванием позволяет осознать проявление своей воли?
14.
Может ли у ИИ появиться абстрактное мышление и иные проявления высшей нервной деятельности человека? И оправданно ли это? Да, может и это оправданно,
если их наличие можно обосновать с материальных позиций, например, опять-таки с позиции их нужности для решения вышеуказанной проблемы сложности. Например, для
высших животных особую роль играют эмоции, выполняя сигнальную и регуляторную
функцию, обеспечивая оперативность поведения в экстремальных ситуациях.
Отдельная тема – сосуществование человека и интеллектуальных роботов, существование ИИ в человеческом обществе. Для того, чтобы ИИ мог общаться с человеком он
должен иметь образное мышление и способность моделировать образы, т.е. иметь речь,
причем вряд ли человек будет учить язык роботов. Значит, робот должен понимать человека, человеческую речь34.
15.
Правы ли те ученые, кто разделяет идею функционализма применительно к
ИИ, апеллируя к возможности реализации одной и той же функции с помощью различных
материальных структур? Да, правы и это очень сильная идея35. Но не стоит забывать, что
любая функциональная структура в живом выполняет не одну, а, как правило, несколько
функций, часть из которых нам пока просто неизвестна как и неизвестны системные
33
В том числе до осознания собственной смертности, что недоступно, как считается, обладающим не
только интеллектом, но и сознанием животным.
34
Емко вопрос отношений человека и искусственного интеллекта, искусственных интеллектов между
собой описан Н. Амосовым, см. [19, С. 170…194].
35
Подтверждением жизненности функционализма является имеющее важные практические следствия
утверждение об «инвариантности информации к физическим свойствам своего носителя» [20, 14].
10
«сверхсвойства» совокупностей известных структур, что живое всегда эволюционирует,
будучи наиболее приспособленным к своей среде обитания, что есть онтогенез и филогенез и пр. Вряд ли возможно все это описать и, тем более, реализовать на основе функционального подхода, так что надеяться на близкую аналогию искусственно созданного и живого и, главное, на понимание и прогнозирование дальнейшей эволюции этого искусственного не стоит. Да, можно создать ИИ, обладающий функцией «понимания» и даже обладающий «сознанием», но это не будет интеллект и сознание животных или человека.
Прошедшую эволюцию в реальном мире принципиально нельзя повторить даже для биологических структур, ибо это уже другой мир, а не тот, который эволюционировал вместе
со своими творениями, а тем более – для электронных. Нейронное и электронное эволюционируют по-разному. Вполне возможно, что в сознании этого «электронного» ИИ
сформируется и будет эволюционировать модель мира, в которой человек не будет играть
той роли, которую он отвел себе36.
16.
Материальность источника происхождения сознания делает обоснованным
применение к процессам его появления и проявления (функционирования) действующих в
наблюдаемом человеком материальном мире (и применимых к самому человеку) фундаментальных природных принципов и законов. Человек не способен нарушить эти принципы и законы. Даже если он создает нечто новое, в природе не встречающееся (например,
новые материалы), то это свидетельствует не более чем о реализации им одного из возможных, разрешенных природой и ее законами, путей частично «управляемой» (человеком) эволюции. Одним из таких «физических» принципов (возможно, основным «физическим» принципом) является предложенный и развиваемый автором статьи принцип минимальности (ПМ) [22, 23]. Этот принцип существенно сужает возможное направление поиска ответа на вопрос: «Зачем вообще нужно сознание?»37 Вряд ли на этот вопрос можно
ответить, пытаясь остаться в рамках материалистического подхода без какой-либо базисной «материалистической» идеи. Принцип минимальности и несет такую базисную идею,
суть которой сводится к минимизации для совершения любых действий затрат основных
природных ресурсов: пространства V, энергии E(или вещества, поскольку
), времени T и которая органично связана с основной тенденцией-следствием эволюции – усложнением природных творений38.
36
В последнее время все большее количество исследователей пытаются вновь предупредить человечество о недопустимости экспериментирования с созданием ИИ без вложения в его «генетику» идеи «дружественности», поскольку последствия для человечества с момента создания саморазвивающегося ИИ могут
быть катастрофическими (см., например, [21]). Учитывая, что все предыдущие технические изобретения
человечества усиливали и заменяли только его мышцы (автомобили, экскаваторы, самолеты и др.), а это
(ИИ) претендует на замену его мозга, то эти опасения – не такая уж и фантазия. Речь может идти даже не о
злом умысле, а простой ситуации: что будет, если сверхумный и способный действовать ИИ «сойдет с ума».
37
Из четырех важных вопросов познания - «что?» (что это такое?), «как?» (как это получить?), «почему?» (почему именно так?), «зачем»? (для чего это нужно?) - наука в большинстве случаев пытается ответить лишь на первые три вопроса, непосредственно связанные с сущностью («что»), действиями («как») и
причиной, «физикой» процесса («почему»). Четвертый вопрос, как правило, относят к телеологии и игнорируют из-за его «ненаучности». Например, что такое электрический ток? - Направленное движение заряженных частиц. Как получить электрический ток? - Надо покрутить проволоку около магнита. Почему именно
так надо действовать? – Потому что есть магнитное поле, силы, разность потенциалов, электроны, их движение и взаимодействие и т.п. Зачем природе это нужно, какова связь этого явления с общим устройством
мира?– Ответа нет. Между тем, попытки сначала найти какой-либо разумный ответ на вопрос «зачем», имея
некоторые сведения о предмете исследования, могут быть весьма плодотворными, задавая направление поиска ответов на вопросы «почему» и «как» и обеспечивая его большую «осознанность», возможность выявления истинной сущности («что») исследуемого.
Исследуя сознание, также имеет смысл сначала попытаться найти ответ на вопрос «зачем» и лишь потом
- на вопросы «как», «почему» и «что». Хотя многих ученых интересует только вопрос «как»: «Как мозг производит сознание?» По-видимому, ответы на вопросы «зачем» и «почему» у них уже есть.
38
Нет смысла здесь пытаться с научных позиций прояснить сущность и доказать базисность этих составляющих. Достаточно того, что в моделях мира большинства людей они вполне независимы и осязаемы.
11
17.
Начнем с обычно самого трудного для науки вопроса: зачем (для чего) природе нужно усложнение ее творений? Ведь чем сложнее объект, тем он, как правило, менее надежен. Кроме того, с увеличением в объекте количества элементов и связей между
ними замедляется быстрота его реагирования на изменения во внешней по отношению к
нему среде (а для живых организмов быстрота реакции – очень часто вопрос жизни и
смерти). Наука пока не имеет однозначного ответа на этот вопрос, как она не имеет ответа
и на другие, менее сложные вопросы о живом, например, на вопрос о причинах эволюционного укрупнения тела многих современных животных39. Ясно, что размер, форма и
сложность живых организмов в целом для Земли имеют конкретные «разрешенные» вариации и пределы, в основе которых лежат не столько случайности и естественный отбор,
сколько, прежде всего, физико-химические ограничения, связанные с гравитацией, электричеством, магнитным полем Земли, составом атмосферы, температурой, солнечным и
иным излучением40, свойствами и «опытом эволюции» элементарных частиц, химических
элементов и минералов41. Вероятнее всего, каждый вид имеет свой предел сложности и
усложнение идет до того момента, пока это «выгодно» природе в целом и системе «вид окружающая среда» в частности42.
18.
Какой же выигрыш, «выгоду» дает усложнение – эта глобальная природная
тенденция? Поскольку усложнение связано с увеличением в отдельном объекте количества
элементов и связей между ними, то вполне закономерно связать этот выигрыш с возрастанием при усложнении количества и качества возможных, формируемых из этих элементов
структур и выполняемых ими функций. Т.е. усложнение дает новые возможности по поведению. Именно расширение реализуемых функций, что в итоге увеличивает возможности
по адаптации, развитию и, как следствие, выживанию и составляет главную часть ответа на
вопрос «зачем нужно усложнение»43. Расширение функций позволяет использовать в каждой жизненной ситуации наиболее подходящий для нее вариант (алгоритм) поведения, ориентируясь на достижение желаемой цели с минимальным расходом требуемых для этого
универсальных природных ресурсов - пространства, энергии (вещества), времени44.
19.
Принцип минимальности, как представляется, лежит в основе функционирования и развития всего природного, в основе происхождения и эволюции мира, его возможных («разрешенных») форм существования, и может стать «путеводной звездой» при
создании мира интеллектуальных искусственных систем[22]45. В дополнение к отмечен-
Интересно, что эпилог своей книги «Эволюция разума», вышедшей на русском языке в 2015 году, Р.
Курцвейл начинает словами: «Разум можно определить как способность разрешать проблемы при наличии
ограниченных ресурсов, причем одним из ключевых ресурсов является время» [2, С. 320]. Весьма конкретное утверждение в пользу ПМ.
39
Считается, например, что крупному организму легче бороться за свое существование в мире естественного отбора и он экономнее расходует тепло (уменьшается отношение площади поверхности к объему),
http://biomolecula.ru/content/1593.
40
Раз все живое состоит из материальных частиц, то, несомненно, все физические и химические законы (ограничения) работают и в мире живых систем. Не случайно А.Эйнштейн высшим долгом физиков считал «поиск
тех общих элементарных законов, из которых путем чистой дедукции можно получить картину мира» (Эйнштейн. Физика и реальность. – М.: 1965). А сами известные физики, как утверждается в [38, C.345]: Гейзенберг,
Шредингер, Паули приписывали квантам материи свойства, близкие к метафизическим.
41
Об импринте («опыте эволюции») частиц, атомов и минералов см. [24].
42
Известны примеры того, что эволюция как бы «застревает» в тех или иных оптимумах. Например, термитники, которые, как считается, практически не изменились за миллионы лет. Что это? Действительно локальный оптимум, «эволюционная ловушка» или все же глобальный оптимум, конечный вариант развития
этого вида, вершина его эволюции?
43
Так что «голод и вымирание» [3] – важнейшие движители эволюции.
44
Д. Деннетом высказана идея о существовании некой пороговой относительной скорости сложного реагирования как условия появления психики [13, С. 67].
45
Существуют и иные подходы к определению центральной идеи эволюции, в частности, идея «кинетического совершенства» [25], в соответствии с которой в естественном отборе выигрывает тот, кто обладает
максимальной скоростью преобразования вещества среды. Конечно, речь идет о микроорганизмах. Но инте-
12
ной в [22] связи ПМ с известными идеями (принципом наименьшего действия и др.) следует отметить связь ПМ с принципом минимума диссипации энергии, выдвинутым акад.
Н.Н. Моисеевым в качестве гипотезы, эмпирического обобщения, «механизма сборки»
систем, согласно которому «среди возможных форм организации системы (кооперативного сообщества), наблюдаются лишь те, которым соответствует минимум рассеивания
энергии» [26]. Минимальное рассеивание энергии, по сути, означает минимизацию ее потерь, т.е. максимально полезное использование, что соответствует идее ПМ46.
20.
Как происходит усложнение живого? Ответ: посредством интеграции, которая является основным механизмом и сущностью развития (усложнения), посредством
объединения известного, более простого47, существующего, включения в уже существующее целое нового элемента с появлением у нового целого новых системных (сверхаддитивных, эмерджентных) свойств, возможностей, функций. Эволюция связана с появлением нового путем комбинирования старого («новый уровень эволюции возникает путем
комбинирования исходных компонентов» [24]), что дополнительно подчеркивает важность базисного подхода. При этом каждый новый этап эволюции, основываясь на результатах (базисных структурах) предшествующего этапа, в свою очередь, создает иерархически новый, более сложный и с большими потенциальными возможностями базис для
дальнейшей эволюции. Это касается и живой, и неживой материи. Однако даже в самых
смелых экспериментах по скрещиванию живых организмов в получающихся особях невозможно найти новые элементы, такие, каких не было бы у скрещиваемых родителей.
Если учесть еще и то, что, интеграция, объединение, как утверждается в [25], лежит и в
основе «эволюции» элементарных частиц, каждая из которых состоит из тех или иных
эволюционных предшественников, причем все химические элементы имеют общим предком водород, а все кристаллографические структуры минералов имеют в своей основе
семь основных кристаллографических систем, первичной из которых является кубическая,
то это лишний раз доказывает целесообразность «разумной» (допустимой) редукции живого к физико-химическим процессам и структурам?
21.
Почему интеграция, объединение известного в единое целое, в новую структуру ведет к появлению нового свойства, новой функции, того, чего нет у каждой из объединяемых частей, не было у предыдущего целого и присоединяемой к ней новой «старой»
части? Ответ на этот общий вопрос о появлении «нового» из «старого» следует начинать
искать опять-таки, прежде всего, в физико-химических свойствах соединяемых частей и
окружающей их среды. Ясно, что этот переход скачкообразен и связан с достижением того или иного порогового уровня (состояния). Также ясно, общей философской идеи о переходе «количества» в «качество» явно недостаточно для понимания. О «клинамене»
Лукреция Кара мы уже упоминали. Сегодня многие ученые ищут ответ на этот вопрос в
рамках направления, именуемого «синергетика» (от греч. synergus - совместное действие),
которое иногда громко называют «теорией самоорганизации»48 или менее громко (но с
теми же претензиями на «самость») – «теорией сложности»49.
ресно было бы попытаться связать эту идею с возрастающей скоростью людей преобразовывать добываемые ими (и принципиально ограниченные) полезные ископаемые.
46
Есть иные, по сути, ведущие к вышеупомянутой идее Шноля С.Э. [25], трактовки принципа минимума
диссипации энергии, например, рассмотрение его в качестве частного случая более общего принципа «экономии энтропии», опять-таки указывая на наиболее эффективную утилизацию внешней энергии(см. Гагин В.
Системный синтез «Лезвие жизни», 2001, http://314159.ru/gagin/titul.htm).Трудно понять, что такое «экономия
энтропии». Думается, что природа все же эффективна в более традиционном плане и структуры, направленные
на потребление внешней энергии в «наибольших количествах», менее живучи, чем те, кто способен минимизировать свое энергопотребление.
47
Основу всего живого, как известно, составляют чуть более 20 химических элементов, главные из которых: углерод, водород, кислород.
48
Остановимся более подробно на этом направлении. И, прежде всего, попытаемся понять, насколько
удачно указание на «самость» применительно к качественным трансформациям и превращениям вещества и
энергии при достижении тех или иных пороговых уровней и состояний? Ведь очевидно, что в мире ничего
13
22.
Так зачем нужно сознание, как оно связано с интеллектом и что это такое?
Усложнение организма расширяет возможное количество реализуемых им функций. Поскольку природа ничего не делает зря, то это важно лишь в том случае, когда все эти
функции востребованы, для чего усложняющийся объект должен быть способен к движению, к совершению действий, к целенаправленному поведению для удовлетворения той
или иной потребности, количество которых, как правило, растет, причем к достижению
его цели могут вести несколько вариантов различных действий. Какой вариант выбрать и
реализовать в той или иной ситуации, как скорректировать действия в процессе их выполнения с учетом текущего результата и решает интеллект, важнейшей составляющей и помощником которого является сознание. Чем выше интеллект и уровень сознания, тем, как
правило, эффективнее решение и производимые на его основе действия, меньше затраты
требуемых для достижения поставленной цели ресурсов. При этом внешний мир воспринимается с учетом этой цели (внимание), а реализованная последовательность действий
запоминается как приведшая или не приведшая к желаемому результату.
Закрепление правильного действия путем его повтора в аналогичных ситуациях обучение - осуществляется под контролем сознания. После достаточного количества повторений формируется соответствующий условный рефлекс (автоматизм), размещаемый в
памяти (записываемый в «подсознание), откуда он впоследствии извлекается и «автома«само» собой не происходит и всему есть причины, имеющие гравитационные, электромагнитные, генетические и иные основания, причем как внутренние, так и обязательно внешние, ибо все системы - открытые.
Синергетика и пытается постичь эти причины, понять закономерности и механизмы реализации разрешенных природой и осуществляемых в ней фазовых переходов (в том числе перехода "количества " в "качество"), исследуя процессы появления новых структур, возникновение "сложного" из "простого". Это крайне
важно и интересно, причем в соответствии с ПМ эти закономерности и механизмы должны быть достаточно
просты. Но что позволяет говорить о «самости»? Считается (по Г. Хакену), что отсутствие "специфического" управляющего импульса извне. Т.е. считается, что самоорганизации нет, например, в случае изготовления кузнецом какого-либо кованого изделия, ибо оно формируется не "само", а под воздействием конкретных управляющих ударов (специфических импульсов) молота кузнеца. И есть, например, при возникновении ячеек Бенара, хотя заметим, что возникновение указанных структур все так же определяется, в итоге,
"правильным" внешним тепловым воздействием, хотя, как считается, и "неспецифическим".
В лучшем случае о некой «самости» можно говорить лишь для систем, источник развития и фазовых
трансформаций которых находится внутри системы, например, для живых систем, развитием которых
управляет их внутренняя генетическая программа. Но и она задействуется только при взаимодействии ее
носителя с внешней средой при появлении соответствующих внешних условий, так что и здесь наблюдаем
лишь частичную «самость». К тому же как эта программа была записана в живое? Какое «само» это сделало? Ведь очевидно, что для того, чтобы что-то "развернуть" (эволюция - от лат. evolutio, что означает развѐртывание) его сначала надо «свернуть». Чтобы запустить какой-то процесс, позволяя ему дальше «саморазвиваться» и "эволюционировать", нужен внешний, причем весьма «специфический», соответствующий
импульс. Какой? Очередной Большой (в данном случае биологический) взрыв?
Так что же дает ориентация на «самость»? И пользу, и вред. Польза в том, что увлечение ею позволяет
ученым настойчивее и глубже изучить механизмы появления системной эмерджентности, исходя из внутренних свойств системы. Причем для настоящего ученого заражение вирусом "самоорганизации" не опасно,
ибо он, говоря словами В.Гейзенберга, найдет в итоге на дне "сосуда естественных наук" истину. Вред же в
том, что избыточный уход в "самость", поиски причин внутри, хотя они могут быть и снаружи, могут затруднить нахождение истины. Но даже и не это главное. Родившись применительно к физико-химическим
системам, идея "самости" может сослужить плохую службу человеку, поскольку, все большее ее распространение на социум ведет к очередному превознесению "самости" человека со всеми вытекающими из этого негативными последствиями (дальнейшая "атомизация" общества, свобода от обязательств человека перед кем-либо, вседозволенность и др.).
Критикуемо и основанное на идее бифуркации утверждение о принципиально случайном мире. Да, случайность – важнейшая составляющая нашего мира, но, заметим, мира с нами, с наблюдателями, рассуждающими о мире на основе принципиально неполных и неточных знаний и потому неспособных достоверно
предсказать будущее. Для человека окружающий его мир, действительно, принципиально случаен. Но не
сам по себе. В мире вне нас человеческой случайности нет.
49
Которую иногда противопоставляют теории эволюции Дарвина, утверждая, что «сложность спонтанно
генерирует большую часть упорядоченности в мире природы» (см. http://www.machanaim.org/philosof/naukarel/aviezer2-17.htm).
14
тически» (почти без контроля сознания) реализуется при появлении того или иного запускающего сигнала50. В новой ситуации для того, чтобы успеть, решение ищется по аналогии, используя ассоциации. Если же ситуация не имеет аналогий, на основе понимания
под контролем сознания разучивается новая совокупность действий, впоследствии так же
могущая стать автоматизмом. В итоге сознание – этот «прожектор в пространстве и
времени» - выступает в качестве универсального механизма познания и целесообразного
поведения, механизма адаптации организма к новому, уникального приспособительного и
развивающего инструмента интеллекта, главное предназначение которого - формирование
автоматизмов (рефлексов), которые, во-первых, реализуются гораздо быстрее, чем под
контролем сознания, во-вторых, реализуются наиболее эффективным для конкретной особи способом с учетом ее индивидуальных особенностей и наиболее точно соответствуют
наступившей ситуации, в-третьих, требуют для своей реализации минимального расхода
ресурсов, в-четвертых, освобождают сознание для формирования новых, в том числе и
более сложных рефлексов, составляющими которых становятся уже созданные рефлексы.
Таким образом, сознание позволяет превратить разработанный с его же участием алгоритм действий (как мыслительных, так и поведенческих) в рефлекс, в автоматизм. Тогда
кратко сознание можно определить как «сверхрефлекс по порождению рефлексов (автоматизмов)»[22]51. Оно же во многих случаях является и запускает их задействования. Конечно, идея «сверх» ничего, кроме указания опять-таки на некую эмерджентность, не объясняет, но хотя бы правильно отправляет ищущих истоки сознания еще на один этаж
вверх. Особую роль в закреплении опыта играют эмоции, которые, как фиксаж, закрепляют в памяти положительные и отрицательные (как наиболее важные для организма) результаты, причем степень запоминания в соответствии с идеей приоритета крутизны
сигнала пропорциональна степени отклонения от эмоционального «нуля».
23.
Крайне важным источником понимания природы и функций сознания является исследования его измененных (в том числе и патологических) состояний, начиная от
состояния обычного сна до галлюцинаций и даже сумасшествия. О чем, например, говорят галлюцинации информационно-изолированного человека? Прежде всего, о том, что
мозг не может существовать без «пищи» - без сенсорной информации о внешнем мире.
Если ее нет долгое время, то он начинает инициировать самопроизвольное возбуждение
нейронных структур, вызывая появление в сознании самых различных картин 52. Галлюцинации, вызванные приемом различных препаратов, свидетельствуют о химическом механизме переключения и объединения связанных с представлением нейронных структур.
Галлюцинации подтверждают основную роль подсознательных процессов в формировании сознания, которое выступает при этом в качестве "экрана", на который проецируются
интеграционные подсознательные процессы. Что происходит с мозгом при потере сознания? Очевидно, что диагностирование состояния мозга (хотя бы активности нейронов и
связей мозговых структур) при «включенном» и «отключенном» сознании и, главное, в
переходных из одного в другое состояние процессах позволит приблизиться к пониманию
того, где может формироваться и как управляется сознание. При этом, вероятно, картина
активности мозга будет частично различаться в зависимости от того, каким образом было
«отключено» сознание (анестезия и ее вид, травма, психоэмоциональный шок и др.). Ка50
Понятия «рефлекс» («автоматизм») здесь используется в широком смысле как неконтролируемое сознанием поведение - от простой неосознаваемой машинообразной врожденной реакции на внешний раздражитель до сложного многозвенного отработанного ранее под контролем сознания и заложенного в подсознание в качестве той или иной самораскрываемой программы поведения с контролируемым сознанием началом (появление запускающего импульса) и, возможно, окончанием.
51
Конечно, такая «примитивизация» сознания – этого великого дара, дающего возможность человеку создавать величайшие культурные шедевры, есть не более чем указание на эффективно решаемую сознанием главную прагматическую задачу своего нахождения в живом организме – его выживание в сложном мире.
52
Такая «холостая» (без внешних раздражителей) работа, по-видимому, нужна, в том числе и для того,
чтобы сохранить важные нейронные связи, время «простоя» которых не может быть более некоторого порогового значения.
15
кие нейронные структуры и как начинают (перестают) работать, когда человек приходит в
сознание и когда «теряет» его? Как регулируется «порог чувствительности» сознания при
бодрствовании и во время сна? Что такое летаргический сон и как при этом работает
мозг? Что такое «вещие» сны и как они реализуются? Как выключается сознание и угасает
работа мозга при умирании?53
24.
Формирование опыта и фиксация его в памяти позволяет прогнозировать
будущее, предвидеть возможное развитие событий, причем само предвидение и реакция на
возможное будущее также становятся автоматическими, рефлекторными, что позволяет
эффективно использовать прием «сделать заранее». При этом при реализации любого автоматизма происходит непрерывное сравнение текущего состояния с ожидаемым, для чего в нейронных сетях существуют многочисленные обратные связи54. На основе этого
сравнения запускается следующий шаг (следующее действие), вся совокупность которых
направлена на достижение конечной цели (цель, как известно55, - основной системообразующий фактор, обеспечивающий взаимоСОдействие всех элементов любой системы достижению конечной цели). Незадействование же тех или иных автоматизмов (условных
рефлексов) ведет к их постепенному забыванию (угасанию), исчезновению реализующих
их нейронных структур56. Накопление опыта ведет к его обобщению с формированием
нового иерархического уровня понимания.
25.
Таким образом, благодаря интеллекту и его особому, присущему только
высшим формам животных, инструменту – сознанию организм получает возможность накапливать опыт и на этой основе понимать и осознавать происходящее, осуществлять индивидуальную адаптацию (приспособления) к среде, эффективно используя предвидение.
Потому в качестве основных признаков интеллекта целесообразно выделить два: способность к обучению [27] как необходимое условие и способность к предвидению [28] как
достаточное условие [29…31], ибо предвидение не может быть реализовано без обучения,
поскольку оно базируется на опыте как результате многократного повторения тех или
иных действий, того или иного поведения57. Любой субъект, способный обучаться и предвидеть, обладает интеллектом, применение которого увеличивает как опыт и прогностические возможности организма, так и величину самого интеллекта, позволяет при реализации поведения минимизировать расходы основных природных ресурсов (пространства,
энергии, времени). По мере накопления опыта предвидение само становится все более автоматическим и реализуется с все меньшим участием сознания, в итоге становясь таким
же рефлекторным актом, как и все поведение в многократно повторяющейся ситуации58.
Интересно, что предвидение достижения положительного результата снижает величину
«радости» по сравнению со случаем, когда успех не был прогнозируем.
26.
Такой подход к пониманию интеллекта приводит к закономерному выводу о
том, что интеллект как способность предвидеть появился в природе очень давно. Ведь
предвидением как «опережающим отражением», как способностью заблаговременного реагирования на повторяющуюся последовательность событий внешнего мира обладает, как
справедливо утверждает П.К. Анохин, все живое: от одноклеточных существ до высших
53
Этически сложный вопрос, но, тем не менее, требующий своего решения во имя живущих. Считается,
что в этом принимает участие часть мозга, называемая клауструм.
54
Причем количество обратных связей значительно превышает количество прямых связей.
55
П.К. Анохин.
56
«Исчезновение» касается, прежде всего, связей между нейронами, сами нейроны остаются, готовые образовывать новые структуры (хотя долгое время незадействованные нейроны отмирают). Но память о существовании той или иной исчезнувшей структуры хранится, так что при необходимости восстановление такой же
структуры в будущем происходит гораздо быстрее, чем при ее первоначальном формировании («мышечная»
память бывших спортсменов).
57
Предвидение, предсказания сегодня относят к основному предназначению мозга [2, 27].
58
К «предвидению» следует отнести и предусмотрительность природы, снабжающей каждого человека
при рождении в какой-то мере избыточным (минимально избыточным) запасом нейронных связей, которые
в случае их невостребованности постепенно исчезают.
16
животных59. Значит ли это, что все живое, способное формировать условно-рефлекторные
связи, обладает интеллектом? Или такого примитивного «предвидения» недостаточно и
требуется более сложное, «настоящее» предвидение60? Наверное, как и в случае с пониманием, исходящее изнутри объекта предвидение, сколь примитивно бы оно не было, есть
именно предвидение. Другое дело, что можно ввести те или иные пороги, характеризующие
степень сложности предвидения, и, как следствие, уровни предвидения, те или иные «элементарные» акты предвидения и др. Но сути это не меняет. Чтобы предвидеть, надо иметь
опыт и понимать. Если это есть, то есть и интеллект.
27.
Все интеллектуальные природные системы имеют: - память, в которой хранится исходная модель внешнего и внутреннего мира и куда помещаются результаты восприятия; - способность понимать воспринятое путем его сопоставления с хранящейся в
памяти частью модели мира и логичного встраивания в эту модель, ведущего к изменению
(расширению, сужению, уточнению, …) модели; - способность запоминать желаемую последовательность действий, неоднократное повторение которой формирует желаемый навык, автоматизм; - способность вспоминать, т.е. находить и «доставать» из памяти хранящуюся в ней информацию и др. Каждое из этих понятий требует дополнительного раскрытия. Например, восприятие как формирование целостного образа на основе комплекса
получаемых ощущений от наблюдаемого объекта всегда целесообразно: воспринимается
только то (и так), что требуется для достижения поставленной (перед обучением) цели.
Инструмент этой целесообразности – внимание. Далее. Чтобы предвидеть, надо уметь
мыслить, заменяя в процессе мышления воспринимаемый реальный объект его представлением, уметь устанавливать ассоциативные связи между отдельными признаками объекта и всем объектом в пространстве и времени, в отдельных случаях используя абстракции, уметь воображать и фантазировать. Чтобы достигать цели, надо уметь планировать, анализировать процесс движения к цели и степень ее достижения, корректировать
цели и пути их достижения.
28.
Особое значение для развития интеллекта имеет моторика, движение. Движение – основа поведения. Эта идея успешно развита в трудах Н.А. Бернштейна, ее знают детские психологи, ее же эксплуатируют успешные практики в области ИИ. По большому счету,
именно для совершения тех или иных движений, перемещения в пространстве и существует
нервная система. Об этом писал еще И. Сеченов в своих знаменитых «Рефлексах головного
мозга»61, выделяя особую роль рефлекса. Потому создание библиотеки базисных «единичных» движений для различных систем робота, на основе которых можно было бы построить
все многообразие сложных движений, - важная задача интеллектуальной робототехники. При
этом может быть целесообразно генетическое задание этих базисов. Границу между «генетически» задаваемым и приобретаемым опытом следует проводить, исходя из предназначения
робота, степени его возможной самостоятельности. Главное, чтобы робот умел обучаться и на
этой основе обладал способностью предвидеть [29, 30].
29.
Выделяют три направления, по которым идут сегодня создатели ИИ:
- путь моделирования выполняемых мозгом функций (тех, которые мы сегодня способны понять с учетом достижения когнитивной науки) посредством традиционного программирования;
59
«Универсальным принципом приспособления всех форм живого к условиям окружающего мира является опережающее отражение последовательно и повторно развивающихся событий внешнего мира, «предупредительное» приспособление к предстоящим изменениям внешних условий, или в широком смысле формирование подготовительных изменений для будущих событий» [32]. Заметим, что идея «опережающего отражения действительности», т.е. предвидения как основной функции нервной системы была высказана
П.К. Анохиным более 50 лет назад, т.е. задолго до ее широкого освоения научным миром и «открытий» современных зарубежных исследователей.
60
Действующий по правилу «если, то» автомат способен на упреждающие действия и для наблюдателя
со стороны он «предвидит». Конечно же, предвидит не он, а его создатель – человек.
61
«Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к
одному лишь явлению - мышечному движению» [33].
17
- путь воссоздания структуры реального мозга человека в надежде, что это позволит
такой модели заработать как «настоящий» мозг со всеми его возможностями (обратное
проектирования человеческого мозга [2]);
- путь эволюционного развития мозга, приближения ИИ к «настоящему» интеллекту
посредством реализации идеи «аниматов» - автономных агентов, «поведение» которых
построено на принципах поведения живых организмов [34…36].
Успехи есть на каждом направлении. В моделировании функций сегодня наблюдаются наиболее весомые практические результаты, связанные с распознаванием образов. Моделирование структуры мозга позволяет избавиться от ошибок понимания функций мозга. Исследование автономного или коллективного поведения аниматов позволяет
проверить гипотезы о принципах работы живых систем, применив их для реализации
адаптивного «поведения» технических объектов62. Создание условий для эволюции
«аниматов» может позволить приблизиться к пониманию природы «самоорганизации» и
эволюции мозга. Представляется, что полезны все направления, т.к. каждое из них в качестве практического выхода имеет различные результаты и их приложение. Однако,
для глубокого понимания мозга, природы сознания и интеллекта наиболее перспективным представляется, конечно же, эволюционный подход63.
30.
ПМ применим и в самой попытке объяснить сознание, нацеливая исследователей на использование материальных оснований, обходясь минимальным количеством понятий, не «умножая сущностей». Заметим, что природа в соответствии с ПМ идею «неумножения» сущностей» реализует на практике, применяя его не к понятиям, а к реальным
материальным объектам, используя и многократно тиражируя успешно работающее в своих
разных творениях, к тому же не усложняя их без необходимости, «стремясь» к простоте.
31.
Для более полного раскрытия ПМ, подтверждения его фундаментальности и
целесообразности базирования на нем процессов создания и развития ИИ приведем в
кратком виде с некоторыми комментариями как результат обобщения и развития автором
известных в науке фактов перечень его природных проявлений и (или) следствий в живой
и неживой природе, часть которых уже была упомянута выше или непосредственно вытекает из проведенных выше рассуждений [22, 23, 29…31].
31.1. Наличие у всего материального свойства инерции, которая исключает «мгновенные» перемещения (переходы) материальных тел из одного устойчивого состояния в
другое и является, по сути, причиной появления в материальном мире того, что мы называем
«время», которое рождается процессом относительного движения тел и «скорость течения»
которого определяется их относительной скоростью. Как следствие инерции – противление
всего материального изменениям (принцип сохранения): инерция тел в механике (Галилей),
электромагнитная инерция (инерция поля) в электродинамике (Ленц), инерция протекания
химических реакций (Ле-Шателье Браун) и др.64 К «инерции» можно отнести и многие психофизиологические явления: постепенность привыкания к чему-либо постоянному (например, к монотонному шуму).
31.2. «Стремление» материальных систем к состоянию динамического равновесия,
обладающего устойчивостью и требующего для своего поддержания минимальных расходов
энергии. Этот вывод справедлив как для изолированных систем, для которых характерно
термодинамическое (тепловое) равновесие, так и для открытых систем, в которых входные и
выходные потоки обеспечивают постоянство структуры и параметров системы.
31.3. Диапазонность существования (в пространстве и времени) и проявления
свойств материальных тел65. Все сущее простирается и длится, т.е. занимает какую-то часть
62
О моделях поведения в свое время была написана хорошая книга [37], которой вместе с [19] вполне
достаточно для того, чтобы начать эффективное моделирование ИИ.
63
«Ничто в биологии ничто не имеет смысла иначе как в свете эволюции» - на эти слова Ф. Добржанского
сегодня ссылаются многие эволюционисты (см., например, предисловие в [38]).
64
В том числе и мышления, так что «инерция мышления» - не только метафора, но и отражение этого всеобщего принципа, в том числе и в области психики: опыт и традиции сопротивляются принятию нового.
65
В пространстве ExVxT, E – энергия (суть масса), V – трехмерное пространство, T – время [22].
18
пространства и существует какой-то период времени, проявляя при этом свои свойства в ограниченном диапазоне условий внешней среды. Размеры тел, длительность их «жизни» и
условия проявления свойств того, чем они являются, задаются генетически (в том числе, повидимому, и предел интеллектуального совершенства, т.е. «диапазон интеллектуальности»)
и в соответствии с ПМ определяются величиной расходуемых для поддержания их существования ресурсов66.
31.4. Пороговость взаимодействия (восприятия) и скачкообразность перехода в новое качество. Связана с принципиальной дискретностью (квантованностью) материи как
следствием ее диапазонности. Везде в природе (как неживой, так и живой) «восприятие»
внешнего воздействия происходит лишь при достижении им некоторого порогового уровня.
Достигнут тот или иной порог – взаимодействие состоялось, не достигнут – не состоялось.
Достигнута граница текущего диапазона существования (фазовый порог) – происходит фазовый переход в новое качественное состояние67. При этом заметим, что последствия достижения того или иного порога могут проявиться как сразу (тогда легко устанавливается причинно-следственная связь – явная детерминированность), так и быть отдаленными во времени (тогда причинно-следственная связь, как правило, теряется и происшедший спустя некоторое время «сам собой» фазовый переход воспринимается как случайное проявление «самоорганизации» - скрытая детерминированность). Пороговость характерна как для микропереходов, так и для макропереходов и, более того, для мегапереходов. Подтверждение существования последних - наличие в природе «эволюционных скачков».
Особые примеры такой «отсроченной самоорганизации» - бифуркации в детерминированных системах. Вряд ли сегодня подлежит сомнению, что причиной той или иной бифуркации в настоящем является изменение начального состояния системы в отдаленном
прошлом. Пусть это малое изменение, но это изменение, отклонение, приращение. Система
с новыми начальными условиями – это иная система. И потому в некоторый момент своего
существования она может начать себя вести иным, чем при других начальных условиях (исходных данных), образом. Причина и следствие всегда во времени отдалены друг друга,
сколь быстро бы они не следовали друг за другом, ибо не бывает мгновенных процессов.
Разница только в масштабе, в величине временного интервала от появления причины до
проявления следствия. Если он мал, то эта связь прослеживается и понимается, если велик (в
масштабе человеческого понимания) – то связь обычно теряется68. Т.е. в случае с бифуркациями речь идет всего лишь о специфических фазовых переходах, особенностью которых
является отсрочка момента их проявления от момента действия причины, т.е. о длительных
(в масштабе человеческого понимания) фазовых переходах или, иначе, об «отсроченных»,
фазовых переходах69.
31.5. Универсальность используемого природой в своих разных творениях, многократное повторение, тиражирование в природных конструкциях одних и тех же элементов,
функций и реализующих их структур, процессов. Это подтверждается следующим:
- единством химического состава живого и неживого;
- клеточным строением всего живого и близостью геномов всех живых организмов;
- едиными механизмами управления во всем современном живом (единая структура: сенсорная часть, «моторная» часть и система управления (нервная система), соединяю-
66
Некоторые элементарные частицы (например, фотон, электрон, протон) живут «вечно», другие имеют
ограниченное «время жизни». Почему? ПМ дает вероятное направление поиска причины этого.
67
Пример - агрегатные состояния воды при нуле и 100 градусах.
68
В том числе и применительно к причине и следствию происходящего с человеком. Вспомним: «Не
скоро совершается суд над худыми делами; от этого и не страшится сердце сынов человеческих делать зло».
69
Заметим, что идея порога лежит не только в основе всех переходов в новые состояния, но и, по сути, в
основе обеспечения детерминированности протекающих в природе процессов. Причем чем больше величина порогов, тем меньше вероятность «ошибки» переходов (но и тем меньшее количество возможных состояний можно разместить на оси соответствующей величины).
19
щая через себя первую и вторую части [38]70; наличие обратной связи; коррекция на основе
сравнение полученного результата с ожидаемым71 и др.);
- однородностью структуры мозга, состоящего из одних и тех же элементов, выполняющих одну и ту же операцию;
- одинаковостью входных сигналов, поступающих в кору мозга (все нервные импульсы одинаковы, мозг оперирует одинаковыми сигналами, частота которых пропорциональна амплитуде входного воздействия - частотное кодирование);
- универсальностью нервных клеток, их способностью обрабатывать любую информацию и др.;
- одинаковостью структур, отвечающих, например, за память и обучение, у человека и животных и др.
31.6. Последовательность и повторяемость (в том числе цикличность) основных
природных процессов и событий, лежащая в основе эволюционного формирования в любом
живом организме опыта и условных рефлексов как «опережающего отражения действительности», как «основной формы приспособления живой материи к пространственновременной структуре неорганического мира» [32], как условия реализации основного предназначения интеллекта - предвидения. Прием «заранее подготовиться к тому, что, судя по
опыту, вероятнее всего, обязательно наступит» (принцип «сделать заранее»), является универсальным способом адаптации живого, обязательным условием выживания в принципиально не мгновенном мире. Чтобы успеть вовремя и правильно отреагировать на будущие
события, готовиться к ним организм должен заранее72. Более того, такая подготовка осуществляется не только после, но и до рождения нового организма и заранее закладывается в
него в виде генетически предопределенных безусловных рефлексов, проявляемых сразу после рождения, причем еще до рождения формируются некоторые, готовые функционировать
с рождения и необходимые для запуска безусловных рефлексов сенсорные системы, так что
любой безусловный рефлекс также есть реализация приема «сделать заранее»73. Особенность механизма реализации предвидения состоит в том, что оно (предвидение), как правило, не осознается. Все наши действия в знакомой, уже отображенной в имеющемся опыте,
ситуации в большинстве случаев совершаются автоматически (распознавание ситуации и
сами действия). Сознание включается только тогда, когда что-то идет не так, когда появляется нечто новое, чего мозг не смог предвидеть в наблюдаемой картине.
Мы видим мир (во всяком случае, в первые моменты восприятия) не таким, каков он
есть, а таким, каким мы привыкли его видеть (очевидно, что здесь проявляется также и
инерция, и предвидение). Работой механизмов предвидения, базирующегося на использовании прежнего (в том числе и ошибочного) опыта, можно объяснить обнаруженное Аллахвердовым В.М. «последействие негативного выбора», когда сделанная при осуществлении того или
иного выбора ошибка (в статье идет речь об опечатке машинистки) многократно в дальнейшем
повторяется [1, C.368…370]74. Так что Д. Хокинс прав, когда говорит, что мозг не «вычисля70
Заметим, что у примитивных организмов сенсорные нейроны могут непосредственно управлять моторными без промежуточной обработки (см. далее).
71
«Акцептор результата действия» П.К. Анохина [40].
72
«Готовь сани летом», - так говорят и поступают в народе. И еще: «Управлять – значит предвидеть».
73
Так, утверждается, что в слуховом рецепторе птенца грача к моменту его вылупления из яйца оказываются созревшими лишь те клетки, которые способны воспринять звук «кар-р-р», в ответ на которые птенец
безотказно реагирует поднятием головы и раскрытием клюва, т.е. пищевой реакцией» [40]. Такие же врожденные сенсомоторные связи демонстрирует и младенец двух минут жизни, поворачивающий голову в направлении звука или следящий глазами за движением своих рук (в том числе и слепорожденный, точно направляющий взгляд невидящих глаз на нужное место) [1, С.377]. О наличии «врожденных знаний о мире» у
младенцев, в том числе об их «генетическом» знании физических свойств окружающего мира сегодня говорят многие исследователи, как и о врожденной способности мозга создавать абстрактные образы.
74
См. статью Аллахвердова В.М. Сознание как путь к осознанию [1, С.361…382]. Эта повторяющаяся
ошибка подтверждает известную идею о существовании эффекта обновления памяти, когда записанная в
памяти информация корректируется с каждым последующим обращением к ней. Так что запомненное (даже
на время) мозгом (подсознанием) ошибочное написание того или иного слова в течение некоторого времени
(при написании какого-либо целостного текста) может восприниматься как эталонное. При этом вряд ли
можно говорить об осознании, в том числе «повторном». Речь может идти только об автоматизме.
20
ет» решение задачи, а извлекает из памяти готовые решения [28, С. 71]. Эта идея применима
и к ситуации, когда мы заканчиваем чужие высказывания, понимая смысл фразы прежде,
чем она будет сказана вся [там же, С. 77]. Кроме того, все картинки внешнего мира «расцвечены» не только опытом, но и внутренним состоянием организма (болен, здоров), эмоциями,
а также целесообразностью (мы чаще всего воспринимаем мир с какой-то целью и часто видим только то, что хотим видеть). Поэтому действительно нервная система не «выбирает
информацию из окружающей среды», она создает мир, указывая, какие паттерны окружающей среды могут считаться возмущениями и какие изменения возбуждают их в организме»
[39]. Так что «восприятие действительности является комбинацией наших ощущений и прогнозов, составляемых мозгом на основе воспоминаний» [28, С. 89].
31.7. Наличие в природе многочисленных инвариантов. В частности, важнейшим
проявлением ПМ является инвариантность информации (как сообщения) к физическим
свойствам своего носителя. В основе объяснения того, что «информация дана нам в чистом
виде» [14], лежит вышерассмотренная идея пороговости. Сознание не ощущает носителя
информации не потому, что его нет, а потому, что несомая этим сигналом энергия недостаточна для преодоления «порога чувствительности» сознания. Причем это сделано «специально». Сознанию и не нужна информация о носителе. Это лишнее. Ему нужна информация
– структура, «форма» носителя. Заметим, что именно инвариантность информации к своему
носителю лежит в основе миниатюризации современной электроники и ведет нас к использованию, в конечном итоге, фотонов (фотонный квантовый компьютер) в качестве таких носителей как материальных структур, имеющих минимальное материальное воплощение [41].
Свойством инвариантности обладает память [28].
31.8. Иерархически-сетевая структура мозга. Последовательная обработка и сжатие
информации (начиная с уровня рецепторов и далее - локальных центров) при ее движении в
головной мозг исключает «перегрузку» высоко иерархичных систем и минимизирует время
принятия решений. Кора головного мозга имеет иерархическое строение, причем чем «выше», тем на более сложные объекты реагируют нейроны. Есть своя иерархия среди сенсорных систем, главной из которых является зрительная75. Сетевая форма реализации функций
позволяет достичь максимального согласования организма и среды и высокую надежность
функционирования, создавать супернадежные функциональные структуры из ненадежных
элементов (например, нейронов). Конечно же, это требует некоторой (порой значительной,
но минимально значительной) избыточности [41].
31.9. Индивидуальное развитие и настройка каждого организма в процессе его становления и роста (онтогенез), что обеспечивает реализацию в организме тех и только тех генетически предопределенных структур и выполняемых ими функций, которые наиболее полно
отвечают проявленным потребностям организма. Есть потребность – идет развитие соответствующей структуры, нет потребности – структура не развивается, причем существует генетически заданная последовательность и диапазон внешних условий «включения» и «выключения»
соответствующей программы развития, нарушение момента и условий «запуска» которой может привести к невозможности ее реализации. Нужна та или иная функция – формируется соответствующая генетически предопределенная структура, как правило, из специально отведенного для этого материала нервной сети. Появляются новые (вследствие мутации или длительной тренировки) возможности тела – формируется по мере проявления и совершенствования
этих возможностей новая соответствующая им нейронная структура. Причем, повторим, для
каждой генетический программы существует оптимальный диапазон (момент) времени ее задействования76. Более того, каждая типовая генетическая программа в каждом организме раскрывается индивидуально, с учетом факторов внешней среды.
75
Подтверждается примером патологии мозга, когда пациент не узнает никого, кого видит и слышит, но
узнает и все вспоминает, когда только слышит голос по телефону [38, С. 289…292]. Т.е. слуховой канал при
работе зрительного играет вторую роль, но «пробивает» путь к ресурсам памяти, когда работает один.
76
Пропуск наиболее целесообразного момента задействования той или иной генетически заданной программы может привести к блокированию задействования этой программы в дальнейшем («всему свое время»).
Пример – «дети-маугли», неспособные в полной мере «вернуться» в социум. Считается, что в подростковом
возрасте происходит отмирание интенсивно не используемых синаптических связей и нейронов.
21
Заметим, что в настоящее время вновь возникает интерес к идеям Ламарка о наследовании приобретенных признаков, в частности, в рамках эпигенетики, причем механизм такого
наследования вполне научен. Речь идет не об изменении ДНК, а о всего лишь включении и
выключении тех или иных генов условиями внешней среды. Это уже не кажется ошибочным
и вполне соответствует ПМ. Действительно, исходная генетическая программа рассчитана на
некий средний, типовой вариант ее раскрытия. Однако сильные отклонения от этой «середины» приводят к ее коррекции путем «включения» и «выключения» уже имеющихся в ДНК
определенных, учитывающих состояние среды и ее ресурсные возможности генов. Причем
такая измененная программа уже передается потомкам. Т.е. речь идет о «грубой» и «тонкой»
настройке генетической программы. При рождении организма запускается эта типовая программа, которая полностью реализуется, если параметры среды не выходят за рамки некоторого диапазона, соответствующего этому типовому варианту. Если же такой выход за рамки
происходит, то тот или иной фактор среды включает или выключает соответствующие гены,
внося коррекцию в программу индивидуального развития. Это кажется вполне естественным
в рамках адаптации и, более того, крайне необходимым для выживания (например, при резком изменении внешних условий, когда ждать эффекта от мутаций слишком долго77).
31.10. Органичное соответствие в живом назначения и возможностей всех органов
друг другу, в том числе возможностей мозга возможностям тела78 и подчинение такого соответствия главной задаче – выживанию в конкретной для вида среде, восприятие сигналов
от которой осуществляется минимально достаточным количеством органов чувств и с минимально достаточными диапазонами их чувствительности. Соответствие уровня развития
мозга уровню развития тела и наоборот стимулирует их взаиморазвитие при «спонтанном
нарушении симметрии», а также позволяет использовать изучение одного для лучшего понимания другого, т.е. в понимании мозга большую помощь может оказать понимание тела.
31.11. Минимальная достаточность количества сенсорных средств (систем), их амплитудного и частотного диапазонов. Для всего живого важное значение имеет такой параметр его сенсорных систем как порог чувствительности. Чем он меньше, тем большей чувствительностью обладает система и тем больше информации она может получить о соответствующем свойстве внешней среды. Но и тем больше времени требуется на обработку сигнал и тем большее влияние оказывает шум. Потому природа в соответствии с ПМ выбирает
такой порог чувствительности и такие амплитудный и частотный диапазоны сенсорной системы каждого вида живого, которые минимально достаточны для распознавания всех жизненно важных ситуаций и требуют для обработки поставляемой ими информации минимальное время, что непосредственно связано с выживанием. Не больше и не меньше. Необоснованное расширение диапазонов и снижения порога чувствительности перегружает
нервную систему, сужение и повышение соответственно – уменьшает способность своевременного реагирования на внешние изменения79. При этом заметим, что величина того или
иного порога не является постоянной и зависит от многих факторов: общего состояния организма (например, усталость «притупляет» чувства), степени его тренированности (цветоразличение художников или слух музыкантов существенно отличаются от аналогичных
возможностей обычных людей), привыкания и др. В психике закрепляется не столько самое
Более того, по-видимому, синдром «маугли» присущ не только животным, но и растениям, развитие которых прекращается при недополучении на том или ином этапе нужных условий (температура, влажность,
…). Все в природе запрограммировано на определенную временную последовательность.
77
В рамках эпигенетики объясняется полезный эффект яровизации, возможности полной или частичной
компенсации негативных факторов инбридинга (близкородственного скрещивания) при выращивании растений в соответствующих условиях и др.
78
Известно стимулирующее влияние движений на развитие структур мозга (движение после инсульта,
разработка отказавших конечностей – путь к восстановлению (замещению) необходимых мозговых структур). Мозг как и тело можно тренировать и лечить с помощью специальных упражнений.
79
Конечно, идея минимальной достаточности применима гораздо шире, чем только к сенсорным система. Сюда можно добавить и минимальную достаточность органов, функций, процессов и др. Появление чего-то нового вносит первоначально некий «разлад» в стройную сложившуюся систему, но в последующем
все остальные органы в нужной степени совершенствуются, «притираясь» к этой «новизне».
22
лучшее из возможного (ибо это требует больших расходов ресурсов), сколько достаточное
для жизнедеятельности.
31.12. Динамическое восприятие (принцип новизны). Полезным для организма является новый сигнал. Если сигнал не несет новой информации и его амплитуда (частота) не превышает некоторый порог безопасности для организма, то через некоторое время сенсорные
рецепторы перестают формировать импульсы в ответ на продолжающееся действие на них
этого сигнала. Организм привыкает к тому, что он уже воспринял. Поскольку эта информация не несет ничего нового, то она игнорируется. Это касается как постоянных по амплитуде
сигналов, так и изменяющихся периодических (при не очень большом периоде) сигналов.
Организм не реагирует на неизменное, на то, что он может предсказать. Реакция появится
только тогда, когда сигнал изменится, причем непредсказуемым образом (даже если просто
исчезнет), причем чем сильнее эти изменения, тем больше внимания к нему организма –
принцип приоритета крутизны сигнала80.
Сознание также перестает реагировать на входной сигнал, если он для организма несущественен и с ним «все понятно» - его можно предсказать. Если входной сигнал не несет
новую информацию, то он обрабатывается «автоматически», на уровне подсознания, без задействования сознания, ибо те алгоритмы, по которым эта информация будет обрабатываться, дали в схожей ситуации положительный результат, который также контролируется по
обратным связям автоматически. Сознание вновь обращается к «этому» входному сигналу
только если он изменился, если что-то идет не так, как должно быть. Это касается информации как из внешней, так и из внутренней среды. Мы не ощущаем все те сложнейшие процессы, которые автоматически происходят внутри нашего организма. Только тогда, когда чтото идет не так, появляются осознаваемые сигналы об этом (боль от внутренних органов, например). Внимание всегда переключается на ту новую информацию, которая обладает для
конкретного организма наибольшей ценностью (с учетом текущего состояния и цели – восприятие всегда целесообразно). Все остальное организмом тормозится.
31.13. Базисность используемых элементов для построения сложных структур [9].
Идея базиса из линейной алгебры81, несмотря на свою простоту и «линейность», имеет много практических приложений. Это и полный набор логических элементов (например, «и»,
«или», «не») для построения любых цифровых узлов, и семь нот в музыке, и базисные цвета
(красный, зеленый, синий) в цветовосприятии человека, и, вероятнее всего, базисные гены,
формирующие тот или иной признак, и др.82 Опыт, используемый организмом для минимизации действий, например, при узнавании и понимании, содержит различного рода инварианты [28]. Вероятнее всего, обрабатывающие системы всех органов чувств имеют инварианты (инварианты формы, звука, цвета, …), которые играют в мозгу роль специальных базисов. Выделение подобных базисных структур, в том силе базисных инвариантов на всех иерархических уровнях обработки информации от сенсорных систем до формирования «субъективной реальности» - задача современной науки о мозге.
31.14. Пластичность (нейропластичность) мозга. Проявляется как способность нейронов мозга обрабатывать любую информацию, как сочетание специфичности и в то же
время универсальности зон мозга. Обеспечивает взаимозаменяемость сенсорных систем
(сенсорное замещение), способность большей части мозга к перепрограммированию83. Мозг
в процессе онтогенеза не строит свои нервные структуры «на века». Структуры появляются
в ответ на необходимость выполнения тех или иных функций, формируясь в процессе обучения. Есть потребность в той или иной функции – начинается обучение и постепенно фор80
На эмпирическом знании идей новизны (необычности) и крутизны воспринимаемой информации работает вся реклама (звуки, краски, динамика, смыслы), что имеет объяснение с позиции спектрального анализа
(чем круче сигнал, тем шире его спектр, тем большая часть мозга будет задействована для обработки сигнала и тем лучше он запомнится).
81
Базис - совокупность линейно-независимых (базисных) «векторов», образующих соответствующее пространство, любой вектор которого может быть единственным образом представлен в виде их линейной комбинации (взвешенной суммы). Простейший пример - единичные вектора (орты) трехмерной системы координат.
82
Идея базиса применима ко всему, что можно представить в виде спектра.
83
В том числе путем мыслительных действий самого владельца мозга [42].
23
мируется и закрепляется структура нервной ткани, ее обеспечивающая. Отпала потребность
в данной функции – структура не задействуется и со временем постепенно «отмирает». А из
тех же самых элементов может формироваться новая потребная структура. Никаких «отходов»84. Например, зона зрения мозга может переориентироваться (самостоятельно) на слух,
если не поступают зрительные сигналы или специально связать слуховые рецепторы с зоной
мозга, обычно отвечающей за обработку зрительных сигналов. Слепые после соответствующего обучения могут «видеть», например, языком, на котором закреплена матрица электродов, с помощью которых формируется «изображение» путем подачи на них напряжения,
площадное распределение которого повторяет топологию получаемого с помощью внешней
видеокамеры изображения мира85. Пластичность позволяет иметь наряду с жесткими, генетически заданными структурами нейронных сетей (с электрическими связями между синапсами) для решения обязательных для жизнедеятельности проверенных эволюцией задач (например, для реализации жизненно важных безусловных рефлексов) также и гибкие нейронные структуры с химической связью между синапсами, что позволяет создавать временные
нейронные образования для выполнения важных, но индивидуально настраиваемых и реализуемых функций86.И такое свойство мозга сохраняется у человека до почтенного возраста.
При этом степень представленности той или иной части тела в мозге зависит от интенсивности и сложности использования этой части тела (самые чувствительные поверхности тела
представлены наиболее обширными участками коры). Но при этом наблюдается глубокая
специализация частей мозга, генов и нейронов. Есть гены, включающие и выключающие
чувство холода или болевые ощущения, нейроны, реагирующие на конкретные формы или
направления, признаки речи, отдельного человека87.
31.15. Ассоциации – важнейший механизм экономной организации работы нервной сис88
темы , играющий особую роль в запоминании, распознавании и воспроизведении образов,
реализации предвидения, существенно экономящий ресурсы на хранение и восстановление
информации. Ассоциативное, контекстное устройство памяти с учетом фактора времени
(принцип актуальности): вспоминается то, что требовалось недавно, и то, что было необходимо раньше в схожих ситуациях89.Любую последовательность действий мозг связывает между собой, запоминает и если она повторяется в той или иной ситуации90, то формируется все
более закрепляющийся (по мере увеличения количества повторов) рефлекс. Предвидение реализуется с опорой на ассоциации. Особое значение для вспоминание «целого» (как простирающегося, так и длящегося) по «части» (в том числе и искаженной) имеет автоассоциация,
31.16. Подражание (имитация) как использование уже имеющегося (чужого или своего) успешного опыта, как «культурный репликатор» (мем), как направленный на выживание эффективный и наименее затратный способ обучения и социализации. Это касается как
84
При этом важна регулярность обучения: несколько кратких регулярных тренировок эффективнее длительной одноразовой тренировки. Например, повтор раздражения 40 раз подряд у аплизии (моллюск) создавал привыкание всего на один день, а если эти 40 раздражений осуществлять 4 дня подряд по 10 раз, то привыкание формировалось на несколько недель [43, С. 282].
85
Один из практических результатов доказательства пластичности мозга. В самом начале разработки
этого «тактильно-зрительного аппарата» он представлял собой более чем 150-ти килограммовую конструкцию, которая передавала изображение от видеокамеры на спину человека с помощью вибрирующих стимуляторов (степень вибрации увеличивалась при переходе от светлой части картины к темной) [42].
86
Заметим, что целесообразность использования химической связи может быть вызвана не только идеей
ее временности (конечно, это главное), но и возможностью таким образом осуществить гальваническую развязку нейронных «схем» мозга друг от друга.
87
«Нейрон Мэрилин Монро».
88
По Сеченову, ассоциации в физиологическом смысле представляют собой связь между рефлексами.
89
Для того, чтобы вспомнить, надо научиться задавать правильные уточняющие вопросы, запускающие цепочки ассоциаций [44].
90
Роль повторения для запоминания: несколько слов можно выучить с первого раза. Более длинные списки требуют неоднократного повторения. Забывание происходит в основном в течение первого часа после
заучивания. Для сохранения в памяти требуется глубокая, полная ассоциация информации с уже имеющимися, хорошо закрепленными в памяти знаниями.
24
подражания другим, так и подражания себе - самоподражание91. Может быть осознанным и
бессознательным. Многократно повторяемое под контролем сознание подражание формирует пополняющие опыт автоматизмы и рефлексы. С момента появления подражание стало
ведущим фактором культурной эволюции человека, обеспечив быстрое развитие его мозга
посредством стремительного появления и использования новых орудий труда.
31.17. Непрерывное в течение активной познавательной жизни возрастание количества индивидуально сформированных (под контролем сознания) рефлексов и автоматизмов
(в том числе и мыслительных), накопление и возрастание сложности которых в виде опыта
составляет основное содержание развития. Рефлекс – основная форма нервной деятельности, в том числе и реализации предвидения. Типовые, базисные рефлексы помогают организму уменьшить размерность нашей модели мира, свести все многообразие ситуаций к ограниченному количеству типовых вариантов поведения в них. Особую роль играет стресс –
общий адаптационный синдром как реакция на неожиданную ситуацию, не вписывающуюся
в общую прогнозируемую картину поведения, как «готовность ко всему». Стресс можно
рассматривать как робастный (робастный – от англ. robust – устойчивый), грубый, но надежный механизм, задействуемый организмом в широком диапазоне внешних воздействий,
инвариант реагирования психики на новое, причем на такое, амплитуда (крутизна) которого
превышает определенные пороги. Стресс может вызвать и известное, но имеющее крайне
негативные прогнозируемые последствия. По мере распознавания ситуации робастность
сменяется включением более специализированных структур для реализации оптимального
для данной ситуации алгоритма поведения. Такая готовность к неожиданностям дополняет
готовность к распознаваемым и потому ожидаемым (на основе предвидения) ситуациям до
полноты поведения. Очевидно, что в процессе онтогенеза по мере формирования и пополнения опыта стресс проявляется все меньше.
31.18. Язык (речь) и письменность как дополняющий и развивающий подражание способ передачи знаний (о мире) и социального опыта, как выдающиеся «находки» природы, которые вместе с подражанием являются важнейшими условиями сохранения и развития культурного наследия, обеспечения преемственности поколений. Но эти «находки» - обоюдоостры. С одной стороны, действительно, крайне расточительной и не свойственной для всего
живого, демонстрирующего природную «экономность», представляется ситуация, когда полученный организмом положительный опыт может перенять только его ближайшее окружение (подражание) и со смертью организма этот опыт исчезает. Конечно же, к ПМ более близка ситуация, допускающая возможность генетической записи этого опыта. С другой стороны,
не следует забывать, что «осторожность» природы по внесению изменений в генный аппарат
– тоже из области минимизации, в данном случае – рисков92. Появление же культуры и способа ее передачи и наследования в виде речи и письменности придали не только существенный импульс непрерывному процессу эволюции человека, став, по сути, ее основным фактором, но и породили дополнительный риск для человечества «зарулить» туда, куда природа
сама никогда не завела бы человека. Став в гораздо меньшей степени управляемым «мудрыми» законами природы путь «самоорганизации» человечества, судя по текущим событиям в
мире, вполне может привести к такому результату его «самоэволюции» как самоуничтоже91
Дети подражают взрослым, начинающие – уже имеющим опыт. Идея простая: раз они (те, кому я подражаю) до сих пор живы и успешны, то и мне это стоит делать. Подражание себе происходит в случае успешности своего предыдущего опыта. В обоих случаях это проявление ПМ в явном виде.
92
Сегодня вряд ли кто скажет, сколько природе требуется поколений, чтобы внести на генном уровне то
или иное полезное приобретение. Ответ на этот вопрос можно попытаться найти «от обратного», т.е. от того, сколько поколений или времени должно пройти, прежде чем записанное в генетическую память будет
удалено из нее «за ненадобностью» (невостребованностью). В качестве примера можно привести канарейку,
которая одомашнена была примерно 300 лет назад и за это время, как считается, потеряла инстинкт вить
гнездо. Значит ли это, что выпущенной на волю и каким-то чудом выжившей канарейке и ее будущему потомству потребуется также 300 лет, чтобы вновь вернуть на генный уровень этот рефлекс? Возможно. Может и меньше, если считать, что прошлый опыт, даже в каком-то сильно усеченном виде, требующем минимальных расходов ресурсов на его хранение, всегда присутствует в генах и повторно его легче «восстановить». Это, во-первых, соответствует ПМ и, во-вторых, справедливо по отношению к индивидуальному
опыту («мышечная память» бывших спортсменов).
25
ние93. Если же говорить о причине появления языка, то, конечно же, это, как справедливо
считает Н. Хомский, эмерджентное свойство.
31.19. Параллельность и интегрирующий характер обработки информации. В частности, посредством одновременного использования одних и тех же нейронов и нейронных
структур при реализации различных функций. Вряд ли все (почти 100 млрд.) нейроны мозга человека работают параллельно, но ничто не мешает работать параллельно какой-то части
из них. Такую параллельность демонстрируют, например, системы обработки различных
сенсорных сигналов, выдавая одновременно свой результат в верхний иерархический интегрирующий уровень. Именно одновременность обработки сенсорной информации от различных сенсорных систем (зрение, слух, осязание, …) позволяет на основе их интеграции эффективно проводить идентификацию, распознавание источника входного сигнала, причем
такое суммирование – сверхаддитивное94. Мозг воспринимает внешний мир целостно, интегрируя информацию всех сенсорных систем с учетом цели, предшествующего опыта восприятия и внутреннего состояния организма. Любое восприятие всегда есть продукт индивидуального развития и жизненного опыта, формируясь в рамках того или иного научения.
Как интегратор работает и каждая сенсорная система, например, зрительная. При
этом существует «начальное зрение»: все, что отличается друг от друга, воспринимается отдельно. Дети, впервые смотрящие на мир, не могут собрать отдельные детали в единый образ. Прозревшие (после операции) дети любую визуальную сцену воспринимают как коллаж
не связанных между собой цветных пятен. Все, что отличается (цветом, тоном, освещенностью, …) воспринимается как отдельные предметы. Мозг интегрирует разрозненное, достраивает линии в единый контур. Такому объединению помогает движение. Также и осязание
не является одномодальной характеристикой, а комплексной системой, объединяющей тактильные, болевые, температурные и кинестетические ощущения, производимые четырьмя
различными анализаторами. Более того, диапазонность существования любых объектов в
пространстве и времени позволяет и сенсорную информацию интегрировать не только в
пространстве, собирая ее от различных сенсорных систем, но и во времени, что существенно
упрощает качество идентификации.
31.20. Многократное использования одних и тех же нейронов и нейронных структур. О
таком множественном использовании говорит, например, тот факт, что одни и те же зрительные нейронные структуры используются мозгом как при зрительном восприятии, так и при
зрительном воображении (как при совершении собственных действий или при наблюдении за
такими действиями другого человека, так и при воспроизведении в мозгу таких зрительных
образов при мышлении при отсутствии перед глазами прообразов). Один из развиваемых сегодня подходов к объяснению этого факта, набирающий все большее число сторонников, связан с идеей так называемых «зеркальных нейронов» [38]. Думается, что есть более простой,
опирающийся на ПМ, подход для объяснения «зеркальности». Соответствующей нейросети
все равно, что происходит: «я делаю и вижу это», «я вижу как делает кто-то другой» или «я
думаю об этом делании». Будучи сформированной однажды (на основе личного опыта), соответствующая нейронная связь возбуждается при наступлении любого из этих случаев95. Это и
есть ПМ в действии. Дальнейшее использование этого возбуждения различно, но в любом
случае оно позволит предвидеть. Если это «я делаю», то зрительное возбуждение позволяет
реализовать сформированный ранее автоматизм с ожидаемым (предвидение) результатом. Если же «я вижу другого» или «я думаю», то я могу предвидеть дальнейший ход реальных событий, обогатить свой опыт, прийти к новым выводам. Характерный пример – болевое ощущение при уколе, например, пальца. Почему человек, который видит, как укалывают палец другого человека, не ощущает боли, хотя у него задействуются те же нейроны, что и в случае, когда он получает укол в свой палец? [38] Любой представитель технических наук скажет, что,
93
Трансформация морали в современном обществе, крайние проявления самовыражения, нетерпимость к
другим как следствие своей «уникальности» и «конкурентоспособности» и др.
94
Например, видя контур животного и слыша издаваемые им звуки, мы легко его идентифицируем, хотя
по отдельности, пользуясь только слухом или зрением, это сделать было бы очень трудно.
95
Интересно, возбуждается ли что-либо у наблюдающего за другим, если он не имеет собственного опыта совершения такого же действия?
26
по-видимому, потому, что отсутствует подтверждающий наличие укола сигнал от рецепторов
пальца. Зона мозга, распознающая боль, активизируется через зрительный канал, но лишь при
наличии такого дополнительного подтверждения срабатывает соответствующая схема «И»
(новый нейрон), которая «включает» итоговое ощущение боли.
31.21. Проявление ПМ - идея полярности, объединение в целое противоположностей,
положительных и отрицательных обратных связей, практически реализованная во многих
системах организма (возбуждение и торможение в нервной ткани, мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели, холодовые и тепловые сенсорные нейроны, блуждающий нерв и ускоряющий нерв, положительные и отрицательные эмоции и др.). Одна из причин такого распространения полярных элементов - в том, что достижение желаемого состояния организма посредством последовательного или параллельного задействования «плюса» и «минуса» обеспечивает и наибольшее быстродействие, и наибольший диапазон возможных сочетаний96.
31.22. Особую роль в реализации ПМ играет идея изменения, реализуемая в пространстве-времени с помощью градиентов и производных как источников любого (в том числе и
мыслительного) движения97 (известно, например, что эмбриональные клетки перемещаются
по градиенту концентрации химического сигнала). Потому управление – это не только искусство предвидения, но и искусство расстановки и задания градиентов и производных.
Существующие в организме градиенты и их изменение определяют скорости и направления
протекания всех процессов, обеспечивая как постоянство внутренней среды, так и целенаправленное поведение в среде внешней. Потребность и связанные с нею внимание, желание,
мотивация, доминанта, удовлетворенность, эмоции – эти и другие психические состояния и
понятия имеют уровневую (пороговую) градацию и явным образом связаны с величинами
градиентов и (или) производных.
Величие связанного с идеей градиента закона Фурье - в том, что он имеет приложение не
только к теплопроводности, к движению тепла, но к любому движению (в том числе и мышлению): любое движение, любой материальный поток пропорционален градиенту соответствующей природы. Идея градиента непосредственно связана с адаптацией, сущность которой можно определить как действия, направленные на минимизацию (нейтрализацию) влияния соответствующих градиентов. «Сила» потребностей человека (как и любого другого живого существа) как движущей силы его действий, вероятнее всего, пропорциональна величине соответствующего градиента - физиологического или социального: между тем, что «есть» («что я
имею») и тем, что «должно быть» («что я хочу»). Жизнь создается градиентами, отсутствие которых – смерть. Комфорт как некое «термодинамическое равновесие» живого с окружающей
средой можно охарактеризовать как состояние с оптимальным для конкретного организма
комплексом градиентов. Величие же производной – не только в том, что ее знание лежит в
основе предвидения будущего98. Скорости энергетических процессов играют важнейшую
роль в дифференциации в эмбриональном развитии, в формообразовании и пр.
31.23. Минимизация (ограничение) вариантов действия (количества «степеней свободы»). Так, восприятия внешнего мира осуществляется на основе «статистической достоверности». Например, зрительная область мозга современного человека воспринимает соотношение света и тени во внешнем мире так, как если бы Солнце всегда было у нас над головой,
т.е. любая картина с буграми и впадинами независимо от ее ориентации воспринимается с
96
Примеры из физики: - для перевода тела максимально быстро из одного состояния в другое его сначала
надо разогнать, потом затормозить; - для получения в кране воды требуемой температуры в широком диапазоне смешивают очень холодную и очень горячую воду.
97
Градиент характеризует направление максимального изменения какой-либо имеющей меру величины
и численно равен скорости этого изменения по этому направлению (скорость изменения величины в пространстве для конкретного момента времени), производная – характеризует изменение во времени той же
величины в данной точке пространства (скорость изменения величины во времени). Каждое материальное
тело вследствие конечности, диапазонности существования имеет свои, характеризующие именно его нахождение в пространстве-времени, градиенты и производные.
98
Заметим, что любой сигнал в каждый момент времени полностью характеризуется амплитудой и значениями всех своих существующих производных.
27
позиции создаваемых теней так, как будто бы свет падает сверху [38, С. 61]99. Такая специфика восприятия с особым приоритетом привычного позволяет понять, почему мы часто не
замечаем нового в знакомых сценах, если оно невелико. Эта «леность» мозга, конечно, полезна, т.к. она позволяет максимально быстро распознать привычное и не тратить на него
лишние время и энергию, но и она может быть причиной пропуска важных деталей 100. Видит в конечном итоге не глаз, а мозг. Глаз честно фиксирует все, что есть в поле зрения, а уж
высшие отделы мозга решают, что это такое и как это понять, передавая результат своей работы в сознание. Так что сознание «видит» не реальность, а образы, создаваемые подсознанием с учетом имеющегося опыта и цели восприятия. Та же история и со слухом. Не случайно же говорят о том, что «слушать и слышать – не одно и то же».
31.24. Минимизация количества типовых структур, проявляющаяся, в частности, через фрактальность – самоподобие структур объектов на различных масштабах101.
31.25. Минимизация преобразований сенсорной информации, например, сохранение
топологии исходной сенсорной картины при ее «проецировании» в мозг. Другой пример –
сохранение очень быстрой реакции примитивных животных (минога, саламандра) как следствия связи их сенсорных нейронов сразу с нейронами моторными, без всяких промежуточной обработки. Такая «примитивность» может быть весьма интересна для разработчиков интеллектуальной специализированной робототехники.
31.26. Рекуперация кинетической энергии (пример – прыжки кенгуру, который использует свои сухожилия в качестве мощных пружин, запасающих энергию текущего прыжка и расходующих ее для совершения прыжка следующего. Такая же рекуперация происходит и при беге человека).
31.27. Важнейшее проявление ПМ – «коллективный разум»живых организмов (стаи
рыб, птиц, саранчи, колонии муравьев и др.), их сетецентризм. К сожалению, до сих пор нет
внятного объяснения появления этого сверхаддитивного свойства «самоорганизации» живых
систем, в которых число особей (и, как следствие, количество их социальных связей) превышает некоторое пороговое значение102.
Говоря об эволюции, нельзя не коснуться вопроса о том, а действительно ли природа
в процессе эволюции создает самое экономное и функционально самое лучшее? Ответ зависит от длительности рассматриваемого периода времени. На первый взгляд, рассматривая эволюцию с позиции «здесь и сейчас», нетрудно прийти к выводу о том, что природа,
как бы мы ее не восхваляли, не всегда создает самое экономное и функционально самое
лучшее. Если созданное ею выживает, т.е. «работает», то оно развивается дальше, причем
диапазонность условий существования дает возможность сосуществовать как эволюционным «отличникам», так и «троечникам». Так что идея «клуджа» (нелепой, но эффективно
работающей в конкретных условиях конструкции [44]) вполне имеет право на существование. У природы нет возможности «разобрать» организм на «детали» и вновь собрать их
заново оптимальным образом, выбросив «лишнее», ибо жизнь не останавливается. И потому на небольшом (по природным меркам) отрезке времени, часто идя маленькими шажками, природа способна попадать в локальные экстремумы, не достигнув глобальных. Но
у природы есть время и опыт созидания, чтобы выбраться из локальности и дойти до лучшего. И в крупном масштабе природа создает все же совершенные конструкции, оптимальным образом приспособленные к условиям своего существования. К тому же так ли
99
Точно так же мозг на закате корректирует и делает зелеными (как днем) в сознании воспринимающего
цвет листьев, хотя в свете Солнца на закате мы должны наблюдать их более красный вариант [38, С. 113].
100
Известная народная фраза о возможности глаза «замылиться».
101
Наиболее важным природным механизмом порождения фрактальности как проявление ПМ является «золотое сечение», наблюдаемое повсеместно в природных конструкциях и интуитивно связываемое мозгом с
идеей гармоничного, красивого.
102
Еще раз обратим внимание на важность понимания принципов и «технологии» нелинейного порогового перехода «количества в качество». Это касается не только проблемы «коллективного разума», но и отличий интеллектов живых организмов как следствия различий в количестве составляющих нервную систему
элементов.
28
нужно всегда самое лучшее? Ведь известно, что лучшее проявляет себя в более узких условиях, так что робастность и живучесть зачастую гораздо важнее оптимальности. И в
этом – тоже минимальность.
Конечно, в рамках одной статьи, даже такой несколько перегруженной и объемом
материала, и его широтой, невозможно подробно и, главное, доказательно для всех изложить все аспекты рассмотрения проблемы сознания, искусственного интеллекта, проявлений ПМ, его места и роли в их появлении и развитии. Но основные идеи, подтверждающие целесообразность использования принципа минимальности и вытекающих из него
проявлений-следствий для приближения к пониманию природы сознания и создания «настоящего» искусственного интеллекта, надеюсь, были изложены достаточно подробно.
Список литературы
1. Проблема сознания в философии и науке». // Под общей редакцией проф. Д.И.
Дубровского. - М.: Канон+РООИ «Реабилитация», 2009. – 472с.
2. Курцвейл Р. Эволюция разума. / Пер. с англ. – М.: Издательство «Э», 2015. – 352 с.
3. Меркулов И.П. Эволюционирует ли человеческое сознание? // Философия науки,
2006, № 12, С. 45...69.
4. Нагель
Т.
Каково
быть
летучей
мышью?,
1974
(http://booksonline.com.ua/view.php?book=115518).
5. Patricia Smith Churchland. Neurophilosophy: Toward a Unified Science of the MindBrain. (1986) Cambridge, Massachusetts: The MIT Press.
6. Бугаков И.А. Нейрофилософия как философия нейронауки. // «Известия Института
инженерной физики», 2014, №2, С. 43…45103.
7. Бугаков И.А. Еще раз о нейрофилософии: что это такое? // «Известия Института
инженерной физики», 2015, № 1, С. 95…96.
8. Бугаков И.А. Заметки о системах простых и сложных. // В сборнике трудов ХХIII
Межведомственной НТК, часть 4. – Серпухов, 2004.– 256 с., С. 134…136.
9. Бугаков И.А. Обобщенный ряд Фурье как универсальный образ действия. // Сборник трудов XXV Межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных
систем», часть 2. - Серпухов, 2006, С. 261…267.
10. Кар
Тит
Лукреций.
О
природе
вещей.
http://www.ereading.by/bookreader.php/1027991/Lukreciy_-_O_prirode_veschey.html
11. Юлина Н.С. Что такое физикализм? Сознание, редукция, наука. // Философия науки, 2006, № 12, С. 9...42.
12. Ануашвили А.Н., Прангишвили И.В. Фоновый принцип обнаружения подвижного
объекта. // Автоматика и телемеханика, 1997, № 5, С.195…201.
13. Деннет Д. С. Виды психики: На пути к пониманию сознания. - М.: Идея-Пресс,
2004. -184 с.
14. Дубровский Д.И. Явления сознания и мозг: проблема расшифровки их нейродинамических кодов. // Вестник Российской Академии наук, 2010, №5-6.
15. Бугаков И.А. Информация: появление, существование, восприятие. // Датчики и
системы: 2001, № 2, С. 41…47 – часть 1; 2001, № 3, С.61…68 – часть 2.
16. Иваницкий А. М. Сознание и мозг. // В мире науки, 2005, ноябрь, С.3…11.
17. Пенроуз Р. Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физики: Пер. с
англ /Общ. ред. В.О. Малышенко. – М.: Едиториал, УРСС, 2003.- 384 с.
103
Статья представляет собой краткое изложение доклада Бугакова И.А. «Нейрофилософия: назад в будущее», сделанного на XII Всероссийской научной конференции «Нейрокомпьютеры и их применение»,
секция «Нейрофилософия», 18.03.2014 года, г. Москва, Московский городской психолого-педагогический
университет.
29
18. Пенроуз Р. Тени разума. В поисках науки о сознании. – Москва – Ижевск: Институт компьютерных исслдеований, 2005. – 688с.
19. Амосов Н.М. Алгоритмы разума. – Киев: Наукова думка, 1979. – 224 с.
20. Дубровский Д.И. Проблема идеального. – М.: Мысль, 1983. – 228 с.
21. Баррат Дж. Последнее изобретение человечества: Искусственный интеллект и конец эры HomoSapiens. / Пер. с англ. – М.: Альпина нон фикшн, 2015. – 304с.
22. Бугаков И.А. Принцип минимальности и деятельность мозга. // Сборник научных
трудов юбилейного симпозиума, посвященного изданию статьи И.М. Сеченова «Рефлексы
головного мозга», - М: ИИнтеЛЛ, 2014г. С.291-316.
23. Бугаков И.А. Минимальность как «кредо» мозга. //Нейрокомпьютеры. Разработка и
применение, 2014, №4, С. 13…15.
24. Лима-де-Фариа. Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции: Пер. с
англ. – М.: Мир, 1991. – 455с.
25. Шноль С.Э. Физико-химические факторы биологической эволюции. М., 1979. – 263 с.
26. Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации. Путь Разума. М.: Языки русской культуры,
2000. – 224с.
27. Вайнцвайг М.Н., Полякова М.П. Об одном подходе к проблеме создания искусственного интеллекта». // Моделирование обучения и поведения. М.: Наука, 1975. С. 209-235.
28. Хокинс Д., Блексли С. Об интеллекте: Пер. с англ. – М.: ООО «И.д. Вильямс»,
2007. –240с.
29. Бугаков И.А. Царьков А.Н. Базовая универсальная технология интеллектуализации
ВВСТ: концептуальны идеи. // «Известия Института инженерной физики», 2015, № 2,
С.65…72.
30. Бугаков И.А. Базисные структуры интеллектуальной робототехники (бионический
подход). Часть 1. Интеллект и поведение. // Сборник трудов участников V Всероссийской
научно-практической конференции «Современное непрерывное образование и инновационное развитие» // Под редакцией профессора А.Н. Царькова и профессора И.А. Бугакова.
– Серпухов: МОУ «ИИФ», 2015. – 966 с., С. 102…109.
31. Бугаков А.И., Бугаков И.А., Котов А.А., Умников Е.В., Царьков А.Н. Принцип минимальности и интеллектуализация робототехники: на пути к универсальной технологии.
// Материалы Десятой Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные
системы и задачи управления». Ростов-на Дону: Изд-во Южного федерального университета. 2015, т.2. – 314 с, С.133…146.
32. Анохин П.К. Опережающее отражение действительности. // Вопросы философии,
1962, № 7.
33. Сеченов И.М. Рефлексы головного мозга. – СПб: Типография А. Головачева, 1866.
– 186 с.
34. От моделей поведения к искусственному интеллекту. Под ред. Редько В.Г. М.:
УРСС, 2006.
35. Редько В.Г. Моделирование когнитивной эволюции: взгляд из искусственного интеллекта: http://www.intelros.ru/pdf/logos/2014_01/7.pdf
36. Rodney A. Brooks. Planning is just a way of avoiding figuring out what to do next. //
Massachusetts instinutejf technology artificial intelligence laboratory? WorkingPaper 303, September 1987.
37. Гаазе-РапопортМ.Г., ПоспеловД.А. От амебы до робота: модели поведения.М.:
Наука, 1987.
38. Рамачандран В.С. Мозг рассказывает. Что делает нас людьми. / Пер.с англ. - М.:
Карьера Пресс, 2012. - 422 с.
39. Матурана Умберто, Варело Франциско. Древо познания. Биологические корни человеческого понимания. // Пер. с англ. Ю.А. Данилова. – М.: Прогресс-Традиция, 2001. –
224 с.
30
40. Анохин П. К. Философские аспекты теории функциональной системы. Избранные
труды. – М.: Наука, 1978. — 399 с.
41. Бугаков И.А. Система принципов построения сложных технических систем и их
элементов, подвергающихся экстремальным воздействиям в процессе функционирования,
на основе антропологического подхода. // Датчики и Cистемы, 2000 г.,№10, С. 67…71.
42. Норман Дойдж. Пластичность мозга. М.: Эксмо, 2010. – 544с.
43. Кандель Э. В поисках памяти: Возникновение новой науки о человеческой психике.
Пер. с англ. П.Петрова. – М.: Астрель: CORPUS, 2012. – 736 с.
44. Маркус Г. Несовершенный человек: Случайность эволюции мозга и ее последствия. /Пер. с англ.. – М..: Альпина нон фикшн, 2011. – 255 с.