Искусственный разум

Искусственный разум

Кто ты, всепонимающий компьютер?

Неужто правда - электронный ум?

Все нити философские запутал

Вокруг тебя неумолимый шум.

В. Захарченко

Ученые многократно убеждались, что возникшие в процессе эволюции живые организмы и отдельные биологические системы нередко поражают своей компактностью, экономичностью, своим совершенством. При этом природа не раз подсказывала пути для наиболее рациональных технических предложений. Так родилась бионика, которую можно рассматривать как применение знаний о биологических системах и методах к решению инженерных задач.

Среди биологических систем наиболее сложной является функционирующий головной мозг человека. Его моделирование исключительно заманчиво: оно могло бы обеспечить создание автоматических систем, способных выполнять то, что ранее было доступно только человеческому интеллекту - усваивать и хранить информацию, логически ее обрабатывать, производить счетные операции, принимать наиболее рациональные решения, то есть помогать человеку мыслить или даже "мыслить" за него.

В 1948 году Н. Винер издал книгу "Кибернетика", в которой были заложены основы новой науки, получившей то же название. Это наука об управлении в различных областях и системах любой сложности. В решении стоящих задач кибернетика использует достижения электронной техники, физики и математики, химии и биологии. Но особенно важны для нее успехи нейрофизиологии, психологии и других разделов науки о мозге, ибо, как и он, кибернетические устройства должны совершать логические операции, имитируя в определенной степени мышление.

Создание кибернетики как науки явилось логическим следствием достижений многих наук, и прежде всего философии, нейрофизиологии и электроники.

Вопрос о возможностях и путях моделирования мышления с помощью кибернетических машин самым тесным образом связан с решением основного вопроса философии. Утверждая первичность материи и вторичность сознания, познаваемость сущности определяющих мышление физиологических процессов, диалектический материализм создает принципиальную основу для разрешения проблемы моделирования мышления. Нейрофизиологи, опираясь на эти философские положения и используя новейшие достижения науки и техники, значительно продвинулись по пути познания биологических процессов, порождающих психическую деятельность. При этом следует еще раз подчеркнуть исключительно важную роль отечественных ученых, и прежде всего И. П. Павлова и П. К. Анохина, а также Н. А. Бернштейна, в развитии нейрофизиологических знаний.

В основе деятельности мозга и работы кибернетических устройств лежат информационные процессы; это обостряет интерес кибернетиков к принципам организации мозга как саморегулирующейся системы. Чтобы моделировать мозг, необходимо прежде всего установить схему его деятельности, выделить в этом сложнейшем органе отдельные участки ("блоки"), специфически осуществляющие ту или иную функцию. Создать такую схему непросто, ибо, как известно, в мозгу не только каждое полушарие, по и каждая отдельная структура в функциональном отношении неравнозначны. При этом функциональная значимость всех отделов мозга определяется не только их морфологическими и нейрохимическими особенностями, но и характером испытываемых в данный момент влияний со стороны других мозговых структур, участвующих в обеспечении общей работы.

С точки зрения кибернетики, мозг может рассматриваться как саморегулирующаяся, самоорганизующаяся система. Входящие в нее элементы при выполнении разных задач могут вести себя неидентично. Но, тем не менее, их функциональные особенности всегда направлены на оптимальное содействие достижению цели, общей для всего мозга в данный отрезок времени. "Каждое мозговое образование (или некоторый их комплекс), - пишет философ Д. И. Дубровский, - хотя и вносит оригинальный вклад в текущую целостную деятельность головного мозга, но в то же время делает это по-разному, в зависимости от ряда внешних и внутренних условий и от решаемой мозгом задачи, а следовательно, характеризуется известной степенью полифункциональности".

Самоорганизация мозга проявляется в том, что он способен активно обеспечивать поведенческие акты, характер которых определяется не только текущими и прошлыми воздействиями на организм, но и возникающими в самом мозгу мотивациями, а также обусловленными ими намерениями, планами действий. Поэтому в своей повседневной жизни человек не ограничивается даже самыми сложными условными рефлексами, а в значительной степени руководствуется мотивациями, возникающими на основе познавательных, этических и других потребностей, и поступает в соответствии с уже смоделированной в сознании программой.

В настоящее время традиционный вопрос, какова функция данной мозговой структуры, формулируется следующим образом: каково участие той или иной зоны мозга в организации и реализации целостной деятельности органа? Если поражение конкретного его участка всегда сопровождается определенным функциональным расстройством, это еще не дает права полностью локализовать в нем данную функцию, а указывает лишь на то, что поврежденная зона является существенным или даже необходимым звеном системы, обеспечивающей реализацию нарушенной функции. Система же эта может включать в себя расположенные на разных уровнях участка мозга, а иногда и весь или почти весь головной мозг, состоящий из миллиардов разнотипных нейронов, которые входят в состав различных его структур и при выполнении определенных функций меняют степень своей активности, оказывая при этом непосредственное или опосредованное влияние друг на друга.

Сформировавшаяся в процессе выполнения определенной функции нейродинамическая система способна к саморегуляции, и благодаря этой способности она обеспечивает изменения собственной активности вплоть до полного ее погашения в случае достижения цели. Если допустить такое обобщение, то мозг в качестве схемы можно рассматривать как некое техническое устройство, имеющее вход, выход, а также чрезвычайно сложный замкнутый контур, нейронные звенья которого расположены на разных уровнях, что и определяет участие не только коры, но и различных подкорковых структур в обеспечении сложных психических процессов - таких, как первичная переработка информации, память, мотивации, эмоции и пр.

Частные функциональные системы со сложным нейронным контуром существуют лишь во время выполнения той или иной функции, а затем входящие в эти функциональные системы элементы включаются в новые системы. Такие практически постоянные переключения отдельных нейрональных групп из одной функциональной системы в другую - необходимое условие осуществления сложных психических и поведенческих актов с многоступенчатой программой. Динамичность организаций функциональных систем определяет их изменчивость и кратковременность, к тому же входящие в состав любой функциональной системы нейронные звенья в каждый момент могут иметь различную степень активности, и когда одни из них возбуждены, другие оказываются в стадии торможения.

Чрезвычайная сложность деятельности мозга, тем не менее, не исключает возможности выделения трех основных функциональных блоков, участие которых необходимо в осуществлении любой психической деятельности (А. Р. Лурия).

Первый блок - энергетический. Он включает в себя ретикулярную формацию и ряд других глубинных структур мозга, обеспечивающих регуляцию тонуса больших полушарий и тем самым влияющих на уровень сознания, а также смену бодрствования и сна. Эти структуры сопряжены с корой больших полушарий через систему обратных связей, они воздействуют на ее состояние и в то же самое время подвергаются контролю со стороны коры.

Второй блок - получения, переработки и хранения информации. В его состав входят в основном структуры задних отделов больших полушарий.

Третий блок - программирование, регуляция и контроль психической деятельности, включающий в себя прежде всего лобные доли больших полушарий. Выходными "воротами" его являются структуры, обеспечивающие двигательные акты, которыми, собственно, и реализуются поведенческие программы.

Выделяя эти основные функциональные блоки, следует опять-таки иметь в виду, что ни один из них не может функционировать самостоятельно, ибо любая форма психической деятельности осуществляется только при условии совместной их работы. При этом каждый из них вносит свой вклад в осуществление психической деятельности в целом.

Современные знания о мозге, и прежде всего о системном принципе его организации, широко используются при разработке кибернетических устройств, позволяющих воспроизводить отдельные действия, которые обычно выполняются человеком. Особенно значимыми в этом отношении явились электронно-вычислительные машины (ЭВМ), обладающие долговременной и оперативной памятью, и основанные на их применении автоматизированные системы управления (АСУ), способные не только производить отбор нужной информации, но и принимать оптимальные решения путем выбора одного из многих возможных вариантов.

Одна и та же ЭВМ может использоваться для выполнения различных научно-технических расчетов: обработки практической информации, решения логических задач, управления технологическими процессами, перевода с одного языка на другой, решения вопроса о клиническом диагнозе, игры в шахматы и пр. Характер выполняемой ЭВМ работы определяет введенная в нее программа, при этом смена задания не сопровождается какими-либо изменениями в конструкции самой машины.

ЭВМ имеют определенные преимущества перед человеком: громадная скорость вычислительных операций, отсутствие утомляемости, отвлекаемости от выполняемого задания под влиянием случайных факторов, способность сохранять в памяти и моментально извлекать из нее огромный запас информации и т. д. Это позволяет машине решать задачи большой трудоемкости и управлять быстродействующими процессами.

Возможности кибернетических устройств значительно повышаются в связи с изобретением электронных преобразователей - перцептронов, предназначенных для автоматического восприятия и опознания оптического образа, обонятельных, слуховых и некоторых других раздражителей. Благодаря перцептронам машина обрела способность реагировать на изменения в окружающей среде, в какой-то степени самостоятельно собирая информацию.

Особый интерес представляют разрабатываемые сейчас самоприспосабливающиеся, самоорганизующиеся, или адаптивные, машины. (Уже имеются основанные на адаптивном принципе кибернетические игрушки.) При смене характера воздействующих на нее факторов такая машина будет способна изменять метод решения задачи и свой образ действий, то есть работа се станет более гибкой. Эти кибернетические устройства будут больше походить на мыслящий мозг, чем ныне существующие ЭВМ. Однако и они не являются пределом научной и инженерной мысли.

И все-таки технические устройства, созданные с целью моделирования функций мозга, работают лишь на принципе формальной логики.

Машина обрабатывает массу фактов, делая это с быстротой, значительно превосходящей темпы человеческого мышления, решает логические задачи, осуществляет, наконец, колоссальный объем рутинной работы точно и без устали. Но осуществляет она все это лишь по определенным, предусмотренным ее создателями правилам и не заботится о последствиях работы, не интересуется ее конечными результатами. Она выполняет приказ.

Возможности решающих устройств ЭВМ жестко запрограммированы, машины не имеют той степени гибкости и подвижности, которые свойственны интеллекту человека. Они не способны к восприятию массы нюансов, которыми изобилуют исходящие из внешней среды сигналы, им чужда чувственная, эмоциональная оценка информации. ЭВМ не в состоянии ставить задачи, выдвигать проблемы, строить гипотезы. А ведь именно эта процессы являются высшим критерием творческих возможностей, интеллектуальности.

Путь от постановки цели до ее осуществления человек способен "пройти" самостоятельно, машина же делает это под его руководством. Человек может сам выдвигать задачи, машина же производит автоматизированные операции, направленные на достижение целей, намеченных человеком.

Итак, процесс отражения кибернетическими машинами внешнего мира опосредован человеческим мышлением. Тем не менее при создании их моделью служили структура и функции нервной ткани, по принципу своего действия ЭВМ во многом напоминают функционирующий, мыслящий мозг. Как и в нервной ткани, в кибернетических машинах осуществляется кодирование и декодирование любой информации.

В нервной ткани - об этом мы уже много раз говорили - вся поступающая информация преобразуется в нервные импульсы, которые в головном мозгу перекодируются, - иначе говоря, происходит переработка энергии внешнего воздействия в факт сознания. Таким образом, человек осознанно воспринимает образы внешних объектов и имеющиеся между ними связи. На основе этих образов формируются восприятия, понятия, которые являются уже не просто отражением действительности, а социальной формой ее отражения. В процессе мышления люди оперируют и образами и понятиями, хотя только понятийное мышление представляет собой четко выраженный логический процесс. Образное мышление порождает фантазию, ассоциации, интуицию, которые подвергаются контролю логического мышления.

Машины также осуществляют логический процесс, являющейся информационной моделью мышления, но оперируют не понятиями и образами, а числами и символами. В каждой ЭВМ имеется устройство, которое переводит, кодирует информацию в серию электрических импульсов, и переработка этих импульсов составляет суть производимых машинами логических операций.

Процесс мышления у человека протекает в значительной степени на основе языковых форм.

Чтобы машина могла обеспечить обработку информации, она должна быть сначала закодирована и переведена на язык, "понятный" машине. Поэтому при создании ЭВМ одной из важнейших проблем, обеспечивающих возможность хотя бы приближенного моделирования мышления, явилась разработка "машинного языка", в основе которого лежит двоичная система, обеспечивающая перевод любой информации в ряд, состоящий из двух цифр или других знаков, по-разному чередующихся.

Надо сказать, что создание ЭВМ не только способствовало облегчению человеческого труда и имело большое экономическое значение, но и дало возможность анализировать сущность процессов мышления уже с позиций кибернетики. Другими словами, между человеческим мышлением и работой ЭВМ возникла обратная логическая связь. Так, например, создание "машинного языка" помогло осознать единство логико-информационного мышления людей, разговаривающих на разных языках, дало возможность проверить "алгеброй гармонию" человеческой мысли, выяснить принципиальные отличия разума человека от формально-логических операций, доступных кибернетическим устройствам. Таким образом, не только наука о мозге породила кибернетику, но и кибернетика, моделирующая человеческое мышление, обогащает науку о мозге.

Остается ответить еще на один вопрос: считать ли кибернетические машины разумными? Вряд ли подобная постановка вопроса правомочна. Дело в том, что ЭВМ, какими бы она ни обладала исключительными, подчас поразительными свойствами, всего лишь исполнитель заданного ей человеком алгоритма - точно составленного предписания о действиях и их последовательности, обеспечивающих решение поставленной задачи. Алгоритм, записанный таким образом, чтобы выполнение его было доступно вычислительной машине, называется программой. Программа и цели определяются людьми. Следовательно, ЭВМ - это по сути дела инструмент (правда, инструмент сложнейший), с помощью которого человек обеспечивает себе возможность быстрее, с меньшими затратами труда и средств достичь желаемой цели.

Таким образом, кибернетические устройства можно рассматривать как модели, обеспечивающие воссоздание отдельных проявлений человеческого разума, основанные на принципах, отчасти заимствованных из нейрофизиологии. Они являются нашими ценными помощниками, но,

помогая человеческому разуму, не способны полностью его подменять. Поэтому когда основателя кибернетики Н. Винера спросили, могут ли кибернетические машины обладать разумом, сопоставимым с человеческим, или даже превосходить по разуму своих создателей - людей, ученый ответил: "Могут. Если люди станут глупыми".

Ну а если говорить об этом всерьез, то, как пишет философ В. И. Алексашин, ставить вопрос о полном, всестороннем воспроизведении мышления в машинах - это значит, по существу, ставить вопрос об искусственном создании человека как члена общества, возможность чего отрицают даже самые горячие сторонники неограниченных возможностей кибернетики. Однако уже в настоящее время можно предвидеть перспективу все более точного воспроизведения в машинах присущих мышлению человека логических процессов, что позволит людям еще шире использовать кибернетические машины как своих помощников.