Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

какую-то общую теорию, которая позволила бы эффективно оценивать саму структуру ФРЭЙМов, давать прогнозы о том, какая именно их организация является наиболее оптимальной в том или ином случае, какие свойства привбретает система в результате построения из ФРЭЙМов более сложных структур. Так, были созданы эвристические программы, которые обеспечивали диагноз при ремонте радиоаппаратуры, эвристические программы управления производством и т. д. При этом каждый раз человек сам определял характер связей между понятиями (например, понятие города связывалось с понятием уличного движения, освещения и т. д.). Все это воспроизводилось в виде структуры ФРЭЙМа. При этом ФРЭЙМ обеспечивал достаточно высокий уровень «интеллектуальной деятельности». Однако характер одной программы значительно отличался по своим конкретным формам от характера другого ФРЭЙМа, поэтому было трудно сопоставить эти программы друг с другом и найти какие-то более общие законы, принципы функционирования ФРЭЙМов.

Интересна сама форма изложения работы в этой области. Обычно специалист рассказывает общую идею ФРЭЙМов, а затем начинает описывать кон- ' кретные программы в той или иной области. Естественно, слушатель, привыкший к более развернутым исследованиям в области «искусственного интеллекта», ожидает, что, после того как будет приведен ряд примеров, последует обобщение, которое будет представлено на абстрактном языке. Слушатель ждет ответа на вопрос, каким же образом идет выбор различных ФРЭЙМов, их создание, построение новых композиций из ФРЭЙМов. Однако оказывалось, что доклад уже окончен. Вопрос о том, были ли попытки использования какого-либо математического аппарата для создания теории более общего типа и более высокого уровня абстракции, приводил к отрицательному ответу.

Отмеченные выше неудачи и трудности, с которыми столкнулись исследователи, привели к тому, что в основном работы в этой области группировались вокруг проблемы построения модели «системы знаний» (памяти), в то время как целый ряд других форм работы мозга живых организмов оставался вне

86

поля зрения. Замедлился темп исследований в области создания целого ряда типов моделей интеллектуальной деятельности, связанных с формированием систем понятий, систем представлений.

Специалисты в области построения «искусственного интеллекта» иногда высказывают мнение о том, что изучение работы мозга, естественного интеллекта, созданного природой, не имеет большого значения. Вычислительная машина превосходит мозг человека по скорости осуществления операций перера-ботки информации. В связи с- этим для нее, видимо, будут оптимальны такие алгоритмы решения задач, которые не использует мозг человека. Поэтому удобнее непосредственно создавать новые алгоритмы интеллектуальной деятельности, а не копировать то, что создала природа. Развивая такую систему аргументов, обычно ссылаются на примеры развития других областей науки и техники. В наши дни развитие техники не пошло по пути создания самолета с машущими крыльями, автомобилей» использующих конечности. Был избран новый путь, который не копировал то, что создала природа. Между тем современные самолеты летают быстрее птиц, а автомобили передвигаются быстрее животных и оказываются более экономичными с точки зрения затраты энергии, — говорят сторонники чисто технического пути построения «искусственного интеллекта»,

С такими аргументами можно было согласиться, если бы уже существовала теория интеллекта человека, на основе которой можно выбирать оптимальные варианты путей построения полезных для человека технических систем. Однако в наши дни такой теории нет. Главная проблема — это проблема понимания основных механизмов интеллектуальной деятельности. При ее решении, видимо, следует использовать как путь построения технических систем, так и изучение тех примеров интеллектуальной деятельности, которые создала природа.

Возвращаясь к рассмотрению приведенных -выше аргументов, можно, вероятно, согласиться с тем, что конкретная реализация законов аэродинамики, воплощенная в полете птицы, не оказалась удобной для развития современной техники. Однако не следует забывать, что при разработке теории великий

87

советский ученый Н. Е. Жуковский опирался на изучение крыла птицы. При этом он не стремился построить точную его копию. Как- писал сам ученый, он шел по _t пути построения многостепенной идеализации. При этом на каждой стадии он исключал те или иные частные свойства объектов, строение крыльев отдельных видов птиц, насекомых и выявлял все более и более общие законы, создавал основу построения абстрактной теории. Затем, после того как теория была создана, открылись возможности для построения таких летательных аппаратов, которые нужны человеку, и одновременно удалось объяснить, как летают птицы, насекомые, понять, почему именно в процессе эволюции животного мира был избран тот или другой путь построения летательного аппарата.

Самый эффективный и прямой путь построения «искусственного интеллекта» — это, по-видимому, путь построения идеализации, путь создания абстрактной теории. Попытки непосредственного конструирования моделей в условиях отсутствия понимания сущности явлений интеллектуальной деятельности могут привести к удачным внешним имитациям. Однако при таком способе работы один тип моделей быстро заменяет другой. 'При этом работа над отдельными вариантами «искусственного интеллекта» не создает базы для разработки общей теории.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАБОТЫ МОЗГА

В результате использования описанных выше новых методов наметились пути преодоления основных трудностей, в течение многих столетий воздвигавших непреодолимые преграды к раскрытию механизмов работы мозга. Открылись возможности организации комплексных исследований, объединяющих изучение информационных систем и реализующего их функционирование нейрофизиологического субстрата. Однако по мере реализации этих возможностей стали открываться новые картины сложной организации. Выяснилось, что алгоритмы не являются основными компонентами, определяющими работу мозга. Они объединяются в более сложные организации, имеющие характер специфических информационных механизмов. Были выявлены другие компоненты, составляющие основу построения таких организаций. Далее было выяснено, что и информационные механизмы не представляют собой той основы, на которой строится сложная работа мозга. Они имеют производный характер и возникают в результате преобразования особой категории информационных структур абстрактного вида.

Этот вывод оказался неожиданным. Исследователи привыкли использовать термин «структура» для описания морфологических, физических, химических систем. Информационные структуры имели ряд особенностей. Они могли быть реализованы на различном физико-химическом субстрате и не могли существовать вне такого субстрата. В то же время законы их построения и функционирования не сводились к законам морфофиэиологической организации. Такие структуры одновременно и существовали, проявляя свою деятельность в форме способности к

89

обучению, принятию решений, и как будто бы не существовали, так как их нельзя было обнаружить и описать в привычных для естественных наук формах. В связи с этим они ускользали от исследователя.

После того как были найдены способы обнаружения таких структур, их стали изучать. Один из наиболее важных принципов построения информационных структур — принцип многоуровневости. Наука уже давно столкнулась с проблемой изучения таких систем. Известны такие уровни исследования, как уровень изучения структуры атома, структуры молекулы, структуры химического соединения. Понятны сложные принципы соотношения уровней, необходимость их исследования специальными методами и описания результатов на различных языках. Однако наличие подобных принципов организации информационных систем все же могло показаться неожиданным.

Только после того, как были пройдены все перечисленные этапы исследования, открылись перспективы раскрытия механизмов работы мозга.

блоки информационных

СИСТЕМ

Мы уже говорили о том, что многие ученые-физиологи свои надежды на разгадку тайны интеллекта тесно связывали с разработкой новых методических приемов исследования. Они полагали, что если окажется возможным изучать функции нервных клеток в условиях свободного передвижения животных, если будут найдены средства, позволяющие одновременно исследовать работу многих элементов в нескольких отделах мозга, то тайны мышления будут раскрыты.

На путях достижения этой цели в прошлом возникали, казалось, непреодолимые препятствия. Было трудно представить себе, каким образом можно регистрировать активность отдельных нервных клеток в процессе работы мозга. Удалось записывать только биоэлектрические явления, возникающие при совокупной работе многих тысяч элементов. Такие методики исследования не обеспечивали возможность анализа динамики активности и взаимодействия элементов

90

, они также не позволяли регистрировать активность элементов при осуществлении сложного поведения. Само движение вызывало такие большие изменения потенциалов, которые маскировали процессы, происходящие при работе нервных клеток. Казалось, что причина трудностей заключается именно в невозможности расчленить мозг на элементы, изучить, как реагируют отдельные нервные клетки и как они взаимодействуют друг с другом.

Шаг за шагом ученые преодолевали эти трудности. Новые методики позволяли регистрировать активность нервных клеток в условиях свободного передвижения животных. Был создан специальный станок, в котором обезьяна могла свободно двигать лапами. Чтобы получить лакомый кусочек апельсина или банан, обезьяна в этом станке могла производить различные действия, решать поставленные перед ней задачи, открывать крышки, заслонки, выдвигать ящики. Обезьяна могла обучаться новым системам действий, и в этих условиях эксперимента оказывалось возможным изучать работу нервных элементов одновременно во многих отделах мозга. Было достигнуто то, о чем ранее могли только мечтать исследователи.

Однако, когда казалось, что разгадка тайн механизмов работы мозга близка, выяснилось, что перед исследователями стоят новые мощные заслоны и преграды. В результате экспериментов было показано, что в основе даже самых простых форм поведения лежит комплексная работа многих отделов мозга. На различных стадиях формирования поведения изменяется характер констелляций, возникающих при функционировании нервных центров. Можно было выявить большую или меньшую степень участил того или иного отдела. Но оставались закрытыми пути для решения основных проблем: какую роль в общей системе играет каждый отдел мозга, почему создается та, а не другая констелляция, каким образом совокупная работа нервных центров приводит к формированию поведения? Без решения этих вопросов процесс исследования вряд ли можно было считать завершенным. Одно из перспективных направлений исследования, как уже говорилось, было связано с изучением нейрофизиологических механизмов

91

выработки условного рефлекса. Исследователи исходили при этом из предположения, что поскольку этот процесс — одна из основ работы мозга, то раскрытие физико-химических явлений, определяющих формирование временных связей, может привести к раскрытию механизмов высшей нервной деятельности. Однако и на этом пути ученых ожидали неожиданности и новые трудности.

Большой объем приведенных в этом направлении исследований показал, что при выработке условного рефлекса можно обнаружить активность нервных клеток практически во всех исследованных отделах мозга. Работами известного советского ученого Б. И. Котляра и его учеников было доказано, что при этом имеет место не только возникновение активности нервных элементов как ответа на включение сигналов, но и развитие комплекса длительных стационарных изменений в работе ансамблей нейронов (явление центрального тонуса).

Вместе с тем не удалось установить, какую именно роль играет каждый отдел и почему складывается та, а не иная интеграция в работе нервных центров. Оставалось неясным, почему для реализации простого явления, в котором как будто бы должны участвовать два нервных элемента, между которыми возникает временная связь, оказывается необходимой работа всего мозга в целом, всех его отделов. Фактически ученые не получили ответа на вопросы, которые составляют основу любого физиологического исследования. Создавалось впечатление, что полученные экспериментальные данные переросли те рамки, которые были созданы исходной теоретической концепцией. В таких условиях ни новые физические приборы, ни уникальные методы вживления тончайших электродов в структуры мозга не смогут обеспечить решение возникающих проблем.

По мере накопления данных нейрофизиологических исследований некоторые ученые стали сомневаться в том, что такой путь, определяемый старой концепцией, в конце концов может привести к раскрытию механизмов работы мозга. Академик П. К. Анохин в своей статье «В наших силах предотвратить угрозу», опубликованной в «Литературной газете», так охарактеризовал положение,

92

сложив-шееся в этой области науки: «Мы должны признать, что современная нейрофизиология — наука о мозге — не имеет большой теории, которая могла бы вывести исследователя из тупика, образованного нагромождением неорганизованных фактов.

В такой ситуации нет ничего необычного. Отсутствие развернутой теории — довольно распространенный дефект в науке. Среди крупных ученых, подходящих к изучению мозга с совершенно различных позиций, укрепляется мнение, что дальнейшая детальная разработка отдельных вопросов приносит все меньше и меньше пользы, что надо заняться поисками общих принципов организации головного мозга. Многие выдающиеся исследователи с прискорбием констатируют нашу неспособность хотя бы в общих чертах описать эти общие принципы. И хотя ученые, исследующие работу мозга, трудятся не покладая рук, значительная часть их работы никогда и никем не будет использована, потому что опыты ставятся без всякой системы и специальная литература буквально наводнена сообщениями о весьма бессодержательных экспериментах» ¹.

П. К. Анохин и его ученики предприняли смелые и решительные шаги, для того чтобы вывести нейрофизиологию из возникшего тупика. Была создана концепция о работе функциональных систем и поставлена задача их теоретического и экспериментальногс исследования. Функциональная система — явление, которое не сводится к рассмотрению закономерностей формирования поведения или к рассмотрении нейрофизиологических систем. Это особая категория системных явлений, которые отражают функциональную сторону работы мозга. К их числу относится явление афферентного синтеза, формирования домини-рующей мотивации, акцептора результата действия, принятие решений.

П. К. Анохин пришел к выводу о том, что про стая система представлений об осуществлении реакций на внешние сигналы недостаточна для объяснения механизмов работы мозга. Любой деятельности мозга человека и животных предшествует процесс

¹Анохин. П. К В наших силах предотвратить угрозу — Литературная газета, 1969 г., 30 апреля

Характеристики

Список файлов книги