Напалков А.В., Прагина Л.Л. - Мозг человека и искуссвенный интеллект (960686), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Поднятый нами вопрос относится к одной из важнейших проблем теории познания — проблеме использования абстракции в изучении окружающей нас действительности. На многочисленных примерах было показано, что эффективные результаты достигаются в том случае, если удается абстрагироваться от несущественных, маскирующих основной процесс элементов и свойств изучаемых объектов. Однако значение абстракция заключается не только в исключении чего-то лишнего, а в выявлении той «сущности явлений», которая не может быть раскрыта непосредственно в эксперименте.

Ф. Энгельс писал: «Паровая машина явилась убедительнейшим доказательством того, что из теплоты можно получить механическое движение. 100000 паровых машин доказывали это не более убедительно, чем одна машина, они только все более и более заставляли физиков заняться объяснением этого. Сади Карно первый серьезно взялся за это, но не путем индукции. Он изучил паровую машину, проанализировал ее, нашел, что в ней основной процесс не выступает в чистом виде, а заслонен всякого рода побочными процессами, устранил эти безразличные для главного процесса побочные обстоятельства и сконструировал идеальную паровую машину (или газовую машину), которую, правда, так же нельзя осуществить, как нельзя, например, осуществить геометрическую линию или геометрическую плоскость, но которая оказывает, по-своему, такие же услуги, как эти математические абстракции: она представляет рассматриваемый процесс в чистом, независимом, неискаженном виде» ¹.

В наши дни эти важнейшие положения, связанные с выявлением роли абстракции, были развиты в трудах советских ученых. Известный исследователь

_______________________________________________

¹ Маркс К., Энгельс Ф. Соч., 2-е изд, т. 20, с 543—544

в области теории познания С. Л. Рубинштейн писал: "Абстракция... менее всего заключается в субъективном акте негативного порядка — не учета, не обращения внимания на те или иные обстоятельства; она состоит в выявлении того, какими выступают вещи, явления и их зависимость от других явлений, когда выключаются маскирующие или видоизменяющие их внешние обстоятельства. Собственные внутренние свойства вещи — это те, которые выступают в «чистом виде», когда выключается маскирующий их эффект всех привходящих обстоятельств, в которых они обычно бывают даны в восприятии. Эти собственные, внутренние свойства вещи в отличие от осложненной привходящими обстоятельствами формы их проявления на поверхности действительности и составляют то, что обычно на философском языке обозначают как «сущность» вещей, их существенные свойства в их закономерных связях» ².

Построение абстрактных систем связано с преодолением серьезных трудностей. Этот процесс не может быть осуществлен на основе простого обобщения имеющихся фактов и использования сложившихся в той или иной области науки систем понятий и языка описания явлений. Так, например, на определенном этапе изучения движения небесных тел имело место непосредственное наблюдение за движением отдельных планет. Ученым в этот период времени, наверное, показалось бы странным, если бы им сказали, что успехи в развитии этой области науки будут достигнуты на основе построения абстрактной теории, которая не будет рассматривать данные о движении каждой планеты в отдельности. При этом не будут использоваться и созданные ранее понятия, например, названия планет. Однако мы знаем, что решить многие проблемы удалось благодаря построению абстракции. На основании созданной Ньютоном теории оказалось возможным вывести как следствие все выявленные ранее закономерности и сделать точный расчет траектории движения небесных тел. Конкретное исследование движения каждой планеты потеряло свое значение. Далее в результате создания

_____________________________________

² Рубинштейн С. Л Бытие и сознание. М, 1957, с. 107—108. (Вышло новое издание в серии "Мастера психологии", 2003, изд. ПИТЕР.)

Эйнштейном теории относительности была создана теория еще более общего типа.

В чем же заключалось значение учения великого советского исследователя И. П. Павлова? В том, что-он установил соотношение условного рефлекса и временной связи, или в том, что он создал экспериментальные методы, позволяющие учитывать количественную сторону процесса формирования условного/ рефлекса? Да, безусловно, это было очень важно. Однако наиболее существенным моментом, по нашему убеждению, являлось то, что он ввел элемент абстракции в изучение работы мозга. Учение И. П. Павлова позволило абстрагироваться от конкретного смыслового значения, исключить маскирующие основной процесс факторы и создать возможность изучать общие инвариантные законы и механизмы деятельности мозга, понять скрытую от непосредственного восприятия сущность явления. И так же, как это было в прошлом, в наши дни трудно понять, каким образом, изучая интеллектуальную деятельность человека, можно абстрагироваться от смысловой, содержательной стороны явления, исключить использование таких понятий, как «решил», «поставил цель», и др. Однако такой переход неизбежен для того, чтобы понять истинные механизмы работы мозга.

Следует отметить, что построение абстрактных систем не означает отход от анализа конкретных фактов. После того как на основе использования этого метода удается выявить общие законы и механизмы явления, осуществляется возврат к рассмотрению реальности. Важно увидеть проявление законов в конкретной действительности, применить их в практической деятельности человека. Так, например,, эффективность теоретической механики была доказана в результате применения выявленных общих законов к анализу движения конкретных небесных тел„ а в наши дни. — на основе расчета траекторий движения спутников.

Теория И. П. Павлова не составляет в этом отношении исключения. Ее сила и значимость определяются созданием абстрактной системы, возможностью абстрагироваться от конкретных свойств объектов. В результате удалось выявить общие законы

38

работы мозга. Однако это не исключает необходимости рассмотрения реальных форм поведения, в которых следует показать роль и конкретное воплощение работы полученных закономерностей.

Вернемся теперь к проблеме выявления алгоритмов. Основные трудности их изучения заключались в том, что специфика частных форм поведения (внешнего проявления) приводила к маскировке лежащих в их основе алгоритмов. Естественно напрашивается вывод о том, что единственный путь преодоления этих трудностей — построение абстрактных систем, которые могли бы обеспечить представление рассматриваемых процессов и явлений (работы алгоритмов) в чистом, неискаженном виде. Вместе с тем становится очевидным, что построение такой абстрактной системы и составляет одну из существенных особенностей учения И. П. Павлова. Таким образом наметились общие проблемы в' различных областях науки. Выявляемые в опытах правила работы мозга, например, правила формирования новой системы подкреплений, правила использования этой системы при формировании нового поведения, обладали многими свойствами, которые определяют работу алгоритмов. Эти правила оказывались детерминированными. Их сущность не зависела от того, какая именно система будет реализовывать эти правила. Совокупность правил обеспечивала формирование нового поведения в различных конкретных условиях среды, т. е. решение определенного класса задач (свойство массовости).

Появление способностей к исследовательской деятельности, обучению и формированию нового поведения можно было рассматривать как некоторое качественно новое явление, возникающее при работе совокупности правил. Таким образом, можно было говорить и о наличии свойства результативности.

Новые тенденции в развитии науки, связанные с изучением систем условных рефлексов и использованием методов кибернетики, привели к более полной оценке значимости учения о высшей нервной деятельности для развития современной науки. Справедливость этих выводов подтверждалась сходством между результатом, полученным при изучении

39

системы условных рефлексов, и определением понятия «алгоритм».

Вместе с тем ^концепция алгоритмического анализа давала возможность понять причины возникших ранее трудностей и наметить пути их преодоления. Мы говорили о том, что при изучении систем условных рефлексов было трудно определить полноту выявленных правил и понять, действительно ли эти правила результативны. Концепция работы алгоритмов позволяла решить эти проблемы. В том случае, если правила объединялись в алгоритм и доказывалась эффективность работы алгоритма, можно было говорить об определенной завершенности процесса ис-следования.

Мы упоминали также о трудностях, возникающих в связи с изучением соотношения правил работы мозга и реализующих их осуществление нейрофизиологических механизмов. Преодолеть их позволяла концепция алгоритмического анализа. Алгоритм мог быть реализован на различном физико-химическом субстрате, поэтому его структура не обязательно совпадала с организацией физико-химической системы. Возникло предположение о том, что в процессе эволюции головного мозга был использован более сложный принцип организации, который предусматривал отсутствие прямого соответствия между выработкой условного рефлекса и формированием определенной временной связи.

Казалось бы, находила свое решение проблема соотношения информационной деятельности и организации нейрофизиологических систем живых организмов. В процессе исследования было выявлено большое количество алгоритмов, которые в целом, как совокупная система, реализовались на физико-химическом субстрате. При этом морфофизиологическая система головного мозга приобретала специфические новые функции. Она не была связана непосредственно с реализацией процесса обучения, памяти, принятия решения, формирования систем условных рефлексов. Ее функции определяли другие задачи, задачи создания условий для работы алгоритма.

Подобно тому как устройство универсальной вычислительной машины было рассчитано на работу

40

различных программ, по-видимому, и при функционировании мозга решалась задача обеспечения совокупности работы многих алгоритмов, что исключало возможность непосредственной связи организации морфофизиологического субстрата информационной деятельности с каким-либо одним информационным механизмом. Сложные формы психической деятельности, в том числе явления обучения, памяти, исследовательской деятельности, поведение животных, возникали не непосредственно в результате работы нервных центров, а как следствие функционирования большого количества алгоритмов.

Приведенное выше более полное понимание учения И. П. Павлова поставило перед учеными новые вопросы. Стала очевидной необходимость выявить все основные правила работы мозга и закономерности, определяющие его взаимодействия с внешним миром, и доказать, что в результате их совокупной деятельности возникают такие явления, как способность человека к принятию решений, к построению новых систем понятий, концепций. Все более настойчиво давала о себе знать проблема построения таких форм аналитических экспериментов, которые бы в абстрактном виде отражали все особенности работы мозга человека и животных в различных реальных условиях. Наконец, определилась задача выявления элементарных единиц информационной деятельности и доказательство того, что все сложные формы работы мозга могут быть представлены как результаты взаимодействия конструкций, которые состоят из этих единиц.

При использовании учения И. П. Павлова для анализа сложных форм работы мозга было необходимо усовершенствовать методику исследования. Б опытах И. П. Павлова были реализованы достаточно простые формы соотношения внешней среды н организма. Подавались отдельные сигналы, которые сочетались с появлением безусловного подкрепления (с удовлетворением какой-либо потребности животных). Фактически имело место изучение работы мозга только в условиях внешней среды, в которых присутствовали изолированные причинно-следственные отношения.

Если все сигналы обозначить буквами а₁ a₂, ...,а_п, а действии — буквами б₁ 6₂, ... б_m, то эти отношения можно представить схемой а₁->б₁-> подкрепление. Такие условия реальной внешней среды встречаются относительно редко. Чаще всего человек и животное сталкиваются с наличием сложной системы взаимосвязей между явлениями и объектами и возможностью осуществления живыми организмами воздействий на внешний мир. Так, большое значение имеют отношения взаимозаменяемости, взаимного дополнения и взаимного исключения компонентов. Примеров таких отношений можно привести очень много. Например, наличие определенных веществ может привести к торможению целой системы химических. реакций (отношение взаимного исключения).

Для того чтобы изучить основные законы высшей нервной деятельности, оказалось необходимым перейти от рассмотрения таких конкретных примеров-отношений к их абстрактному представлению в виде целостной модели, к описанию таких условий среды, в которых данные отношения объединялись бы в более сложные системы.

Характеристики

Список файлов книги