WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 20 |

Возможность прогнозирования еще не наступивших событий в реальной жизни определяет применение антиципации и в виртуальной жизни – живописи, музыке, литературе, искусстве театра и кино. Способность предсказывать будущее всегда казалась чудом, поэтому, как отмечает И.А. Евин, в произведениях искусства этим даром обычно наделены либо очень необычные люди, либо представители потусторонних сил. Таковы, например, «кудесник, любимец богов», в стихотворении «Песнь о Вещем Олеге» А.С. Пушкина, Воланд и члены его свиты в романе М.А. Булгакова «Мастер и Маргарита» и другие персонажи.

Ч А С Т Ь III Синергетические модели механизмов творчества Г л а в а Мышление. Сознание. Интеллект Заметил лишь, как всякий замечает, Что мысль пришла, когда она придет.

Данте 11.1. Мышление, его ступени и формы Эволюционируя по пути прогрессивного усложнения структуры, живая природа создала мозг – орган, регулирующий жизненные функции организма, в том числе высшую нервную деятельность, включая мышление. Под мышлением понимается процесс познания окружающего мира на основе его обобщенного отражения и внутренних переживаний. Начинается этот процесс с построения сенсомоторных схем – организованной последовательности действий, составляющих определенную форму поведения. С развитием способности мысленно активировать сенсомоторные схемы, не совершая конкретного действия, формируется собственно мышление. Различают три ступени или фазы мышления. Особенностью первой фазы является способность предсказать результат действия, не совершая его фактически. Вторая фаза представляет собой способность к логическим рассуждениям и использованию конкретных понятий в пределах реальных событий. Третья фаза – это способность к абстрагированию, построению и оценке гипотез.

По-видимому, первая фаза мышления свойственна уже высшим животным. На основе повторяющихся раздражителей из внешнего мира и в процессе научения в памяти формируются устойчивые образы предметов и действий – архетипа мышления. Иначе говоря, это образное мышление, не связанное с анализом поступающей информа ции, ее разложением на дискретные составляющие и последовательным перебором вариантов отклика системы на характер входного сигнала. Это в чистом виде аналоговое кодирование информации, предполагающее подобную реакцию на подобный раздражитель. В дискретной математике идея о том, что использование памяти при кодировании повышает его эффективность за счет сжатия в блоки, была высказана лишь во второй половине XX века К. Шенноном.

Особенностью человеческого мозга является его функциональная асимметрия, состоящая в том, что каждое полушарие головного мозга имеет в определенном смысле свое собственное мышление: левое обрабатывает информацию аналитически и последовательно, выражая ее в словах или знаках, составляющих некоторый язык, а правое – одновременно и целостно, выражая информацию в образах.

Изучение коры головного мозга обнаружило и структурные различия в его левой и правой части. В частности, оказалось, что у подавляющего числа людей (праворуких) участок коры височной доли, примыкающий к зоне Вернике, слева значительно больше, чем справа.

Асимметрия полушарий имеет место уже у новорожденных. Она обнаружена при изучении ископаемых черепов даже у неандертальцев и, следовательно, закреплена генетически.

Вместе с тем, мозг обладает определенной пластичностью. При удалении височных зон левого полушария у взрослых людей развивается необратимый дефект речи – афазия. Подобная операция у детей младенческого возраста не приводит впоследствии к нарушениям речи. Функции поврежденной части берут на себя другие участки мозга.

Кора головного мозга является продуктом наиболее поздней эволюции животного мира. Поэтому высшие фазы мышления, связанные с анализом, понятийным и абстрактным мышлением – то, что составляет функцию левого полушария, сложились лишь в ходе эволюции человека. Материально они осуществляются в модульных колонках, образованных вертикально связанными нейронами разных слоев коры мозга. Многократное поступление информации в корковые модули, ее циркуляция в них приводит к электрическим и химическим изменениям в синапсах. Вырабатываются специфические ферменты, изменяющие проницаемость синаптических мембран и обеспечивающие изменение структуры нейронной ткани по принципу «замок – ключ», что составляет основу долговременной памяти.

Для чего природе понадобилось пространственно разделить участки мозга, управляющие аналитическим (знаковым, словесным, цифровым) и синтетическим (образным, континуальным) способами распознавания и хранения информации Понятно, что поблочное хранение аналоговых образов или архетипов однажды полученной и обработанной информации требует иной организации памяти, чем ее сравнение с уже имеющейся информацией, анализ, оценка и определение места в иерархии понятий. В первом случае мы имеем дело с подобием библиотечного каталога с множеством подкаталогов. Во втором – с подобием рабочего места служащего отдела первичной обработки и комплектации в библиотеке. Ясно, что потребность в последнем возникает лишь тогда, когда библиотека достаточно велика.

11.2. Сознание и интеллект Субъективный образ реального мира, построенный на основе всей совокупности знаний (со-знание), накопленных путем мышления, в философии называется сознанием. Оно делится на общественное и индивидуальное сознание. Первое представляет собой отражение общественного бытия в форме религии, науки, искусства и т. п. Второе – отражение объективного мира в мозге субъекта познания. Индивидуальное сознание проявляет себя с двух сторон: как самосознание – оценка самого себя с социальной точки зрения, что является основой внутреннего мира человека (души), и как миросознание – построение гипотез и попытка понять строение окружающего мира. Наличие способности к абстрагированию, построению и оценке гипотез называется интеллектом или умом (от лат. intellectus – ум).

Отсюда ясно, что душа и интеллект не одно и то же. Душа – это та часть индивидуального сознания, которая ориентированна на самого субъекта. Интеллект – та часть, которая ориентирована на внешний мир. И душа, и интеллект нематериальны. Это базы знаний в информационной системе «человек» или иное существо, обладающее сознанием. Они являются виртуальной реальностью, доступной к интерактивному общению в той мере, в которой сами того желают.

Душа и интеллект имеют информационную природу. Информацию можно передать на расстояние или сохранить в том или ином виде, например, напечатать на бумаге. Однако, сами по себе, душа и интеллект не передаются в готовом виде от одного субъекта к другому, тем более не сохраняются в неизменном виде на каком-либо материальном носителе. Это означает, что они представляют собой информацию в действии, т.е. являются системами типа информация плюс ее энергетический носитель.

Таким образом, совокупность душа – интеллект весьма близко подходит по своему содержанию к древнеиндийскому понятию атман или, говоря современным языком, к энергоинформационной сущности человека. Сама же человеческая личность представляет собой триаду физическое тело – душа – интеллект.

В следующей главе мы продолжим анализ понятий душа и духовность, а сейчас сосредоточим внимание на генезисе естественного интеллекта и методах создания искусственного интеллекта.

11.3. Синергетическая модель интеллекта Характерным признаком человеческого мышления является построение вначале грубой версии входной информации, а затем ее последовательное уточнение все более мелкими деталями. Автором было показано, что этот процесс аналогичен ортогональному вейвлетанализу, требующему наличия двух фильтров – сглаживающего (низкочастотного) и детализирующего (высокочастотного), роль которых выполняют, соответственно, правое и левое полушария.

Из этих представлений автором была предложена синергетическая модель формирования интеллекта: естественного (рис. 11.1) и искусственного (рис. 11.2). В ее основе лежит раздельная аналоговая и цифровая обработка информации с использованием низкочастотного и высокочастотного фильтров и ее сведение воедино через фрактальное (промежуточное между дискретным и непрерывным) представление. При этом семантическая неполнота информации компенсируется самоподобием деталей. Материальные структуры мозга (системы) обозначены на рис. 11.1, 11.2 прямоугольниками со скругленными углами, а их функции – просто прямоугольниками.

Дефицит информации о подробностях отображаемого объекта побуждает систему к субъективной оценке уровня сглаживания деталей на основе сравнения характеристик сигнала и накопленного в памяти словаря «форм». Такое отражение действительности с учетом состояния системы можно назвать психикой. На основе психики строится вся дальнейшая самоорганизация памяти и функций мозга.

*Браже Р.А. Мозг осуществляет вейвлет-анализ сигналов // Тр. Межд. науч.-техн. конф. «Современные информационные технологии». – Пенза. – 2000. – С.17 – 18; Браже Р.А. Фрактальное сжатие информации в мозге на основе ортогонального вейвлет-анализа // Там же. – С.19 – 20.

**Браже Р.А. Взаимодействие естественного и искусственного интеллектов.

Ч.1. Эпистемологический аспект // Поволжский журнал по философии и социальным наукам. – 2001. – № 9. – http://www.ssu.samara.ru/research/philosophy/; Браже Р.А. Генезис естественного интеллекта и методы создания искусственного интеллекта // Тр. Межд. конф. «Континуальные логико-алгебраические исчисления и нейро-математика в науке, технике и экономике». – Ульяновск, 2001. – Т. 1. – С. 35 – 38; Браже Р.А. Синергетическая модель искусственного интеллекта // Синергетика, философия, культура. – М.: Изд-во РАГС, 2001. – С. 90 – 92.

Психика Интеллект Левое Правое Внутренний мир полушарие полушарие Миросознание (душа) Вторая Таламус Индивидуальное сигнальная Самосознание сознание система Обобщенное отражение Сознание Активный действительности жизненный опыт Общественное Первая Непосредственное Условные сознание сигнальная отражение рефлексы система действительности Пассивный Жизненный опыт Вх.

инф.

Нервная Безусловные система Рефлексы Рис. 11.1. Схема эволюции мышления и формирования естественного интеллекта Интеллект Внутренний мир Миросознание (душа) Индивидуальное Самосознание сознание Обобщенное отражение Сознание действительности Высокочаст.

фильтр Вх.

инф.

Общественное Система Диспетчер Машинная сознание самоорганизации сигналов психика памяти Низкочаст.

фильтр Рис. 11.2. Схема формирования искусственного интеллекта Здесь важно отметить, что асимметрия мозга появляется и генетически закрепляется у животных с достаточно хорошо развитой нервной системой в процессе накопления активного жизненного опыта и перехода к целевым действиям. Они впервые обнаруживаются у хордовых животных: в зачаточной форме у рыб и амфибий, а начиная с птиц, левое полушарие берет на себя функции анализа звуковых сигналов. Психика млекопитающих, особенно приматов, уже достаточно хорошо развита, а их мозг оказывается в состоянии запомнить звучание до нескольких сотен слов, обозначающих конкретные понятия. Однако неразвитая гортань не позволяет им их произносить. Но известны успешные попытки обучения горилл и шимпанзе пальцевой азбуке глухонемых с целью активного пользования своим «словарным запасом».

Революционным шагом на пути очеловечивания мышления стало формирование второй сигнальной системы, где информация кодируется через ее словесное представление. В генезисе рода Homo это стало едва ли не главным событием, позволившем выжить биологически столь слабо защищенному существу, не имеющему ни мощных клыков, ни острых когтей, не способному настолько быстро бегать, чтобы убежать от хищных зверей или догнать и добыть в пищу более слабых животных. Как метко сказал выдающийся американский биохимик А. Сент-Дьерди: «Мозг не есть орган мышления, а орган выживания, как клыки или когти».

Вторая сигнальная система и явилась основой для обобщенного отражения действительности, которое мы называем мышлением. Для искусственного интеллекта необходимо иметь ее некий аналог. Таковым должна стать система самоорганизации памяти самообучающегося компьютера.

11.4. Нейронные сети Модным термином нейронные сети сейчас называют как реальные сети нейронов нервной системы, так и область прикладной математики, практически никак не связанную с биологией. В последнем случае под нейронной сетью понимают систему из большого числа нелинейных функциональных элементов с определенной архитектурой нелинейных связей между ними. Эта архитектура прошла долгий путь от классической последовательной архитектуры Тьюринга – фон Неймана к многослойному персептрону Мак-Каллока – Питса – Розенблатта (рис.11.3) и топологически более сложным системам связей.

Вх. Вых.

Рис.11.3. Схема персептрона Мак-Каллока – Питса – Розенблатта. Персептон (от лат. perseptio – восприятие) – устройство, моделирующее восприятие и распознавание образов, предложенное американским ученым Ф. Розенблаттом в 1957 г.

после того, как его соотечественники У. Мак-Каллок и У. Питс ввели понятие формального нейрона Нейросетевые методы позволяют решать задачи прогнозирования временной зависимости функций многих переменных, каждая из которых, в свою очередь, зависит от времени. Сигнал к некоторому элементу нейронной сети приходит не только от элементов своего слоя, но с запаздыванием во времени – лагом (от англ. lag – запаздывание) – от элементов других слоев. Согласно теореме Такенса, для любого временного ряда значений всегда существует такая глубина погружения в лаговое пространство, которая обеспечивает однозначное предсказание следующего значения этого ряда.

Нейросетевые методы вычислений – нейрокомпьютинг – успешно используются для предсказания поведения финансовых временных рядов, например, курса акций. В плане создания искусственного интеллекта нейрокомпьютинг интересен тем, что прогнозирование осуществляется по результатам предыдущих или пробных испытаний динамической системы, описываемой данной нейронной сетью.

Таким образом, нейрокомпьютинг позволяет решать задачи самообучения и являются хорошей моделью процессов, происходящих в головном мозге. При этом, в силу параллельной обработки информации и континуальной природы нейронных сетей, нейрокомпьютинг моделирует функции правого полушария мозга.

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 20 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.