Алгебра эмоций и революция в этике
advertisement
О формализации гуманитарного знания И.Б.Фоминых ГУ РосНИИ ИТи АП В статье рассматривается информационный подход к формализации гуманитарного знания на основе принципа максимума взаимной информации. Последовательное применение информационного подхода позволяет вводить конструктивные определения таких гуманитарных понятий как культура и искусство, строить информационные модели эмоций и модели образного мышления. Введение Одна из главных проблем в развитии современной культуры все углубляющееся расхождение между двумя ее ветвями — гуманитарной и естественно-научной. Расхождение в методах, темпах развития, результатах, а главное — в эффективности. Сегодня мы можем управлять весьма сложными техническими системами и процессами, но сам человек по-прежнему остается существом неуправляемым. Почему столь различными оказались методы и результаты в этих двух ветвях? Является ли причиной случайное стечение обстоятельств или в основе лежит какое-то фундаментальное различие функций, производным от которого и является различие методов? Возможна ли какая-то «реинтеграция» этих культур? Все эти проблемы с большой остротой были поставлены в работах Ч.Сноу [Сноу, 1973], Ю.С.Мейлаха [Мейлах, 1971], Е.Л.Фейнберга [Фейнберг, 1981] , С.Ю.Маслова [Маслов, 1983], Д.А.Поспелова [Поспелов, 2008] и других авторов. Искусство и наука — это два полюса, вокруг которых концентрируются гуманитарная и научно-техническая культуры, и где различия методов проявляются в наиболее чистом виде. Кратко рассмотрим эти различия, используя идеи информационного подхода [Голицын и др., 1991]. Наука. Источником информации (представлений о внешнем мире) является эксперимент и наблюдение. Надежность, определенность и достоверность представлений обеспечиваются их обобщенностью, опорой на коллективный опыт. Особую роль при этом играет разветвленная система логических связей между представлениями. Благодаря жесткости, определенности и достоверности этих связей каждое отдельное представление науки опирается уже не только на непосредственно относящиеся к нему факты, но по сути дела на всю совокупность фактов, даже если связь с ними опосредована большим числом промежуточных логических звеньев. Именно наличие системы логических связей обеспечивает любому представлению, включенному в эту систему, поддержку всей совокупности включенных в нее фактов. Представляется, что задача логики состоит не столько в том, чтобы доказать какое-то утверждение с абсолютной достоверностью (что невозможно), а в том, чтобы обеспечить ему опору на максимально широкое эмпирическое основание. Искусство. Источником информации является внутренний мир, фантазия художника. Соответствие объективной реальности (а значит, и познавательная функция искусства) имеют подчиненное значение (это особенно очевидно для искусств неизобразительных, например, для музыки). Не играет решающей роли и логическая связность представлений. Главным средством утверждения представлений в сознании индивида, их авторитета, превращающего их в детерминанты поведения, является их образность, включающей с необходимостью такие моменты, как эмоции и сотворчество. Сотворчество ведет к идеализации, упорядочению и закреплению однажды возникших образных представлений, а эмоции играют в этом процессе важнейшую роль движущих сил. В эпоху первоначального синкретизма культуры различие ее методов в значительной степени маскировалось. Логические системы в науке и технике не были достаточно развиты, эксперимент как источник информации еще не был известен. С другой стороны, в искусстве фантазия художника во многом сдерживалась канонами и правилами, а технические средства искусства также были ограничены. Однако за последние столетия быстрый прогресс культуры по всем направлениям привел к тому, что эти направления значительно разошлись. Это сделало явным разрыв в структуре и методах этих двух культур. 1.Информационный подход к формализации гуманитарного знания Одним из факторов размежевания двух культур является глубоко уходящая в историю двойственность самой человеческой природы. В частности, она проявляется в функциональной асимметрии полушарий человеческого мозга: правое полушарие отвечает в основном за образные, интуитивные формы обработки информации, левое — за понятийные, логические. Эта двойственность, различие образного и понятийного, интуитивного и логического коренится в фундаментальных свойствах самой информации. В работах Г.А.Голицына [Golitsin and other, 1995] была выдвинута и развита идея, что именно информационный подход к этой проблеме позволит продвинуться в ее разрешении. В таком контексте под культурой понимается система производства, распространения и усвоения информации, использующую внешние для индивида материальные носители орудия и знаки. Информационное определение культуры позволяет дать количественное 2 выражение многим важным ее аспектам (богатство культуры, уровень ее развития и т.п.) и обеспечивает конструктивный подход к различным ее проблемам. Попытки рассматривать явления жизни и культуры с позиций теории информации возникли практически одновременно с возникновением самой теории информации. При своем появлении на свет теория информации породила среди биологов, психологов, социологов, лингвистов и представителей других гуманитарных дисциплин большие надежды: казалось, что скоро эти дисциплины обретут статус точных наук. В этой связи следует отметить работы И.И.Шмальгаузена [Шмальгаузен, 1968] , А.Н.Колмогорова [Колмогоров, 1987], А.Моля [Моль, 1966] и других. Однако этого не произошло. В сущности, во всех подобных работах теория информации сводилась к совокупности приемов, которые позволяли количественно оценить то, что раньше такой оценке не поддавалось. Если что и выходило за рамки этих приемов, то оно совершалось традиционными, внеинформационными методами. Неудачи в использовании теории информации в гуманитарных науках во многом проистекают из того, что нет четкого представления, какая теория необходима. В механике, наиболее завершенной из точных наук, различают три типа теорий: статика, которая исследует силы и состояния системы, но не занимается движением ее во времени; кинематика, которая описывает общие свойства движения, но не занимается силами, его обуславливающими; динамика, которая охватывает обе стороны явлений и исследует как движение, так и силы в их взаимосвязи. Подобно механике теория информации тоже должна иметь динамическую составляющую, поскольку приходиться иметь дело с такими вещами, как цели, мотивы, силы, движение во времени, развитие. И сама культура - это динамический процесс. Здесь в результате творчества непрерывно рождается новое, оно тиражируется, транслируется, потребляется. С другой стороны, культура - это традиции, память, наследство. С точки зрения динамики важнейшее значение имеет именно дихотомия «привычное - новое». Мы постоянно наблюдаем с одной стороны жажду новизны, отвращение к привычному, надоевшему; с другой - стремление держаться привычного, боязнь нового. Можно только удивляться, как сочетаются в человеке - а значит и в творчестве и в культуре — эти противоположные стремления. Главная причина неудач теории информации, по мнению Г.А.Голицина, заключается в том, что она сама еще не является динамической теорией и, в частности, не обрела своего центрального динамического ядра - принципа, который определял бы направление и характер движения в этой сфере По этой причине она является лишь «кинематической 3 схемой», которая только связывает между собой переменные, но ничего не говорит о том, как они должны изменяться. Как будет ясно из дальнейшего изложения такой принцип был им предложен. Культура, рассматриваемая как информационный процесс, включает в себя три основных звена, характерных для любого канала информации: 1) «производство» информации (творчество); 2) распространение, передача информации; 3) усвоение («потребление») информации индивидом. При этом наиболее важными проблемами являются усвоение и производство информации. Через процесс усвоения коллективный опыт ( идеалы, нормы, цели и ценности, выработанные культурой) становится детерминантой человеческого поведения. При множественности и, нередко, противоречивости этих представлений важнейшей чертой, обеспечивающей их «выживание», становится их способность завладевать вниманием, закрепляться в памяти и определять поведение индивида. Закономерности усвоения культуры во многом определяют и процесс ее производства - творчество. Всякий творец должен считаться с потребителем, если хочет иметь успех. Именно в среде потребителей происходит «естественный отбор» производимых культурных ценностей. Кроме того, всякий творец является одновременно и первым получателем произведенной информации, первым ее критиком и «фильтром» в системе отбора, а потому закономерности восприятия влияют и на процесс творчества. Конечно творчество, помимо этого, имеет и свои, внутренние детерминанты, проблемы и специфические закономерности. 2. Структура научной теории Как известно, одно из проявлений кризиса гуманитарного знания состоит в отсутствие в этой сфере теорий, подобных тем, которые существуют в естественных науках (например, физики); теорий, которые позволяют однозначно объяснять и предсказывать факты и на этой основе - управлять ими (заметим, что речь не идет о формальной теории). Известно также, что эта теория имеет два уровня. На первом уровне в роли объясняемых объектов выступают изменения некоторых переменных («явления», «факты»), а в роли связей, объясняющих эти изменения - законы. Таков второй закон Ньютона, связывающий силу и ускорение; или закон Ома, связывающий напряжение и силу тока, и т.п. На втором - сами законы становятся объектами объяснения, а в роли объясняющих связей выступают логические рассуждения, посредством которых один закон можно вывести из другого, «понять эмпирическую закономерность как логическую необходимость» (А.Эйнштейн). Если 4 второй уровень отсутствует, то данная область может рассматриваться только как совокупность эмпирического знания, но не как теория. В качестве примера гуманитарного знания возьмем психологию. Психологами найдено огромное количество закономерностей и фактов, многие из них выражены в математической форме (закон Вебера - Фехнера, закон Иеркса - Додеона и др.). Но теории - в том строгом смысле, в каком употребляется это слово в точных науках, - не существует. Причина в том, что эти законы разрознены, не образуют системы, не выводятся друг из друга или из каких-либо общих принципов. То же самое можно сказать относительно большинства других гуманитарных дисциплин. Наличие жесткой дедуктивной структуры, «логического скелета» есть необходимый компонент научной теории. Именно существование такого логического скелета делает теорию эффективной, обеспечивает ее «предсказательную силу» - возможность теоретическим путем предугадывать новые, нетривиальные закономерности и факты. Важно, что такая теория становится независимой от своего творца, отчуждается от него. Благодаря этому становится возможной преемственность, продолжение теоретической работы и накопление результатов. На этой основе в точных науках достигается единство знания, недоступное пока наукам гуманитарным: философий столько, сколько философов; физика - одна. Независимость теории от ее создателя проявляется и в таком поразительном явлении, когда теория становится, так сказать, «умнее своего творца» и принуждает его порой к выводам, которых он не только не предполагал, но порой и прямо не желал, заставляет принять с логической неумолимостью факты, которые противоречат его интуиции. История точных наук знает множество примеров подобного рода. Так, М.Планк для разрешения логического противоречия между различными законами излучения вынужден был ввести понятие кванта, которому противилась вся его натура, воспитанная в понятиях классической физики. Всю жизнь он рассматривал его как вспомогательное понятие; однако, логика оказалась сильнее, и квант остался в физике вопреки воле своего творца. Эффективность точного знания и наличие «логического скелета» у научной теории позволяет сделать вывод, что существование такой логической структуры есть вероятная предпосылка эффективности и для гуманитарного знания. Но это еще не все. Как показывает история науки, однажды возникнув, логическая структура теории не остается постоянной, она эволюционирует, и эта эволюция направлена к определенной оптимальной, наиболее эффективной форме. Этот идеал научной теории кратко обрисовал еще И.Ньютон: «Объяснить как можно большее количество фактов как можно меньшим 5 числом исходных положений». В итоге оказывается, что все теории, завершившие свое развитие (такие как механика, термодинамика, геометрическая оптика и т.п.), сходны по своей логической структуре: их дедуктивные связи, образующие второй, логический уровень теории, централизованы; все частные закономерности выводятся из одного центрального принципа. Анализируя эти теории, можно обнаружить, что в центре каждой из них находится принцип оптимальности (экстремальный или вариационный принцип): утверждение о минимуме или максимуме некоторого функционала («целевой функции»). В оптике это принцип скорейшего пути Ферма, в механике - принцип наименьшего действия, в термодинамике принцип максимума энтропии. 3. Принцип максимума взаимной информации и его использование в гуманитарной сфере В работах Г.Голицина предложен такой принцип для весьма широкого класса адаптивных систем – принцип максимума информации. Он формулируется следующим образом. В процессах эволюции, адаптации, развития, поведения, восприятия, решения задач система выбирает такие реакции у, которые обеспечивают максимум средней взаимной информации с заданными условиями среды («стимулами») х: I(X,Y) = y p(y) x p(x/y) log [p(x/y)/ p(x)] = H(X)-H(X/Y), где I(X,Y)- средняя взаимная информация; H(X) = - x y p(x,y) log p(x) - безусловная энтропия (разнообразие или собственная информация, содержащаяся в x); H(X/Y) = -x y p(x,y)log p(x/y) = - y p(y) x p(x/y)log p(x/y) - условная энтропия, отражающая наличие помех в “информационном канале”, неоднозначностей в связях между Х и Y или “разнообразие ошибок”, возникающих при передаче информации между X и Y; X,Y - случайные дискретные переменные; p(x), p(x) - безусловные вероятности событий x и y соответственно; p(x,y) - вероятность комбинации событий (x,y) или взаимная вероятность; p(x|y)- условная вероятность наступления события x при условии наступления события y; Этот принцип, по сути, определяет меру адаптации системы к среде и возможность выживания системы в данной среде. Однако надо иметь в виду, что адаптируется система как целое: что касается составляющих ее элементов, то они могут вести себя отнюдь не 6 адаптивно. Их поведение выглядит как «мутация», изменение, поиск нового, порой приводящий к гибели элемента. Если новация оказывается удачной, то она тиражируется и распространяется, если нейтральной - то сохраняется до лучших времен, если вредной то устраняется. Генерация нового и отбор на уровне элементов и обеспечивает адаптацию системы в целом. Например, если речь идет о такой системе, как поведение индивида, то элементами, подлежащими отбору, являются отдельные реакции, а сам процесс адаптации выглядит как обучение, закрепление правильных реакций и отбрасывание неправильных. Пример: некто переводит русский текст на английский язык. В этом случае разнообразие стимулов Н(Х) - это разнообразие слов русского текста, разнообразие реакций H(Y) это запас английских слов переводчика, энтропия H(X/Y) - это то разнообразие русского текста, которое переводчик не может передать с помощью своего ограниченного словарного запаса, энтропия ошибок H(Y/X) характеризует неточность перевода. Мастерство переводчика состоит в том. чтобы передать максимум информации при минимальной затрате ресурсов (слов, а значит времени и энергии). Для этого он должен увеличивать разнообразие H(Y) и точность H(Y/X) своих реакции, а также избегать лишних слов и переходить от буквального перевода к идиоматическим словесным оборотам, как правило, более лаконичным и экономным. Адаптация в этом случае означает повышение мастерства: разнообразия, точности и экономности своих реакций. Если речь идет об адаптации какой-то культурной подсистемы, то отбору подвергаются отдельные представления, нормы, ценности, обычаи, обряды, ритуалы, приемы, и т.п. Другой пример адаптивной системы - искусство. Далеко не адаптивное поведение отдельных художников, их новаторство, вызов традициям, служение идеалам красоты и гармонии - все это подвергается отбору и позволяет системе как целому адаптироваться к характеру общества, в котором она существует. Известно, что существует огромное количество исследований, посвященных тому, как меняются общие элементы искусства («бродячие» сюжеты, архитектура жилищ и храмов, колорит картин, формы романа, театра, оперы и т.д.) при переходе от одного народа к другому. Заключение С позиций информационного подхода и принципа максимума информации могут быть построены ( и первые шаги в этом направлении уже сделаны) методы обработки образной информации и способы их интеграции с символьно-логическими методами [Голицын и др., 1996] . Сформулированы первые информационные модели эмоций, объясняющие их основные свойства и функции[Фоминых, 2006] . Рассмотрена природа творческих задач, роль интуиции и логики в их решении[Фоминых, 2002] . 7 Ясно также, что вся работа еще впереди. В качестве перспективных направлений деятельности можно предложить следующие: исследование свойств и характеристик образного мышления на основе анализа процессов правостороннего, детского (наивного), визуального (Р. Арнхейм) и продуктивного мышления (М. Вертгеймер); выделение и анализ операций и процедур образного мышления и интуиции. Разработка принципов построения языка образного мышления; компьютерная имитация важнейших характеристик образного мышления, опирающаяся на определение основных процедур и операций с образами различных модальностей; разработка концепции инженерии образов и построение новых архитектур интеллектуальных систем, основанных на образах. Список литературы [Сноу, 1973] Сноу Ч.П. Две культуры. - М.: Прогресс, 1973. [Мейлах, 1971] Мейлах Б.С. На рубеже науки и искусства (спор о двух сферах познания и творчества). - Л.: Наука, 1971. [Фейнберг, 1981] Фейнберг Н.Л. Кибернетика, логика, искусство. - М.: Радио и связь, 1981. [Маслов, 1983] Маслов СЮ. Асимметрия познавательных механизмов и ее следствия. // Семиотика и информатика, вып. 20. - М., 1983. [Поспелов, 2008] Поспелов Д.А. Избранные труды, т.1. М.,: УРСС, 2008 (в печати). [Голицын и др., 1991] Голицын Г.А., Петров В.М. Информация поведение творчество. М.: Наука, 1991. [Golitsin and other, 1995] Golitsyn G.A., Petrov V.M. Information and Creation. Basel: Birkhauser Verlag, 1995. [Шмальгаузен, 1968] Шмальгаузен И.И. Кибернетические вопросы биологии. Новосибирск: Наука, 1968. [Колмогоров, 1987] Колмогоров А.Н. Три подхода к определению «количества информации». // Колмогоров А.Н. Теория информации и теория алгоритмов. - М.: Наука, 1987. [Моль, 1966] Моль А. Теория информации и эстетическое восприятие. - М.: Мир, 1966. [Голицын и др., 1996] Голицын Г.А., Фоминых И.Б. Нейронные сети и экспертные системы: перспективы интеграции//Новости искусственного интеллекта. - М.: АИИ, №4, 1996. [Фоминых, 2002] Фоминых И.Б. О технологии решения творческих задач. – В сб. трудов 8 Национ. конф. по искусств.интеллекту “КИИ-2002”, т.2, М.:изд.физ.-матлит., 2002. [Фоминых, 2006] Фоминых И.Б. Эмоции как аппарат оценок поведения интеллектуальных систем – В сб. трудов 10 Национ. конф. по искусств.интеллекту “КИИ2006”, т.2, М.:изд.физ.-матлит., 2006. 8
