книги из ГПНТБ / Жуков Н.И. Философские основы кибернетики

В отличие от животного у человека определяющим выступает не биокибернетический, а социальный аспект: мышление, сознание в целом возникает лишь на высшем

ный, онтологический и гносеологический аспекты сле­ дует дополнять кибернетическим, учитывать принцип положительной обратной связи, что позволит лучше от­ разить специфику взаимодействия субъекта с объектом, показать динамику, момент непрерывности и направлен­ ности процессов регуляции в указанной системе, единство сознания и внешней деятельности.

Подобно тому, как стадия анализа необходимо завер­ шается синтезом, так указанные аспекты подчинены об­

ческом, гносеология — на отражательном, а кибернетика на информационно-регулятивном аспекте, то философия берет их все в единстве. Определение сознания как про­ дукта общественно-исторического развития, функции мозга, отражения бытия, регулятора активной предмет­ ной деятельности человека вполне соответствует духу марксистско-ленинской теории познания, в которой познание «замыкается» на практику.

Без обращения к принципу обратной связи при ха­ рактеристике сознания невозможно понять, как психиче­ ское, будучи свойством физиологического, выходит за пределы последнего. В связи с этим утверждения типа «высшая нервная деятельность суть единство физиоло­ гического и психического», «сознание находится в мозгу человека» представляют собой некоторое огрубление, упрощение, но упрощение вынужденное и в известных пределах правомерное, так как главным образом кора мозга отвечает за формирование психических процессов в сложной многоуровневой системе «субъект — объект». Кибернетика, как видим, помогает ликвидировать ту «разноголосицу» в трактовке ВНД, которая «никак не украшает нашу науку»1.

1 П. Н. Ф е д о с е е в . Диалектика современной эпохи. М., 1965,

стр. 409.

90

Таким образом, кибернетический подход в полном соответствии с основными принципами марксистско-ле­ нинской гносеологии создает новые возможности для более глубокого познания природы и сущности сознания.

Философские вопросы физиологии высшей нервной деятельности

ипсихологии. М., 1963.

10.МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СОЗНАНИЯ

Понятие модели в литературе толкуется неоднознач­ но. Нет единодушия даже в трактовке объема этого понятия, не говоря уже о его содержании.

В основе моделирования, как известно, лежит сход­

предполагает не только сходство, но и различие ориги­

Кроме того, по характеру воспроизводимых сторон ори­

91

гинала (субстрат, структура и поведение) различают соответственно субстратные, структурные, функциональ­ ные (информационные) и смешанные модели1. Следует заметить, что формирующаяся в мозгу человека идеаль­ ная модель является необходимой предпосылкой моде­ лирования в технике, ибо, прежде чем создать техниче­ ское устройство, человек вначале конструирует ее психи­ ческий прообраз.

В гносеологии под моделированием понимается ме­ тод познания, когда изучаемый объект замещается есте­ ственным или искусственным аналогом с целью более глубокого познания оригинала через его упрощенную модель. Однако понятие модели используется в литера­ туре и более широко — как категория кибернетики. В этом случае любой информационный процесс незави­ симо от его сложности рассматривается как моделирую­ щий (в живой клетке, в работающем кибернетическом устройстве и т. д.).

Ограничиваясь в дальнейшем рассмотрением моде­ лирования некоторых психических функций мозга с по­ мощью машин, заметим, что бионическое моделирование объектов и процессов живой природы производилось человеком издавна, и на этом поприще он добился боль­ ших успехов, как правило, превосходя в ряде отношений сам оригинал (самолет летает значительно выше, даль­ ше и быстрее птицы, ЦЭВМ по скорости и точности счета превосходит человеческий мозг и т. д.). Даже создание энергетических устройств не без основания рассматри­ вается как результат моделирования объектов живой природы, поскольку в любом техническом агрегате так или иначе осуществляется управление и регулирование (хотя последние и играют здесь второстепенную роль). Так, в работе генератора с компаундным (смешанным) возбуждением обеспечивается постоянство напряжения на выходе при изменении нагрузки в сети.

в кн.: Кибернетика электрических систем. іВ. А. Штофф органически связывает модель с наглядностью (В. А. Ш т о ф ф . Моделирование и философия. М.—Л., 1966, стр. 44). В литературе встречаются и другие различия в понимании моделирования и классификации мо­ делей.

9 2

чески закономерный этап развития техники, когда чело­ век стал механизировать и автоматизировать не только физический, но и умственный труд.

В настоящее время наибольшее развитие получили информационные устройства цифрового действия, хотя делаются попытки создать машины-гибриды, сочетаю­ щие в себе преимущества цифровых и аналоговых устройств.

Если работа ЦЭВМ основана на обработке цифровой информации, то в аналоговых машинах мы имеем элек­ трическую или пневматическую1 модель исследуемого процесса (состояния плотины, к примеру). Отсюда узкая «специализация» этих устройств, а также сравнительно небольшая точность и скорость их работы. Избавиться от этих ограничений очень трудно в силу «привязан­ ности» функций машины к свойствам протекающего в ней физического процесса.

Электронные аналоговые машины способны решать лишь определенный класс уравнений. Будучи специали­ зированными устройствами, они требуют предваритель­ ного соединения функциональных блоков в соответствую­ щую решаемому уравнению электрическую схему. Роль сигналов в них обычно выполняют величины электриче­ ских напряжений.

В отличие от информации непрерывной формы энер­ гетических и аналоговых устройств информация цифро­ вых электронных машин (ЦЭВМ) дискретна. Ее исполь­ зование представляет собой важнейшую сторону протекающих там процессов. Дискретная информация не что иное, как упорядоченная совокупность, систе­ ма элементарных сигналов различной физической мо­ дальности (импульсы тока, отверстия на перфоленте и т. п.).

Потребности практического использования ЦЭВМ (и математических методов вообще) делают часто необ­ ходимым перевод информации непрерывного вида в ди­ скретную и наоборот. Для этой цели используются раз­

н ыше в . Пневматические вычислительные приборы непрерывного действия. М,—Л., 1962, стр. 72.

93

личные копировальные устройства, а также специальные аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразова­ тели.

Примечательно, что в ЦНС циркулирует информация дискретно-непрерывного вида, значительно более слож­ ная, чем в ЦЭВМ. Нет в технических устройствах и той нераздельности вещественных, энергетических и инфор­ мационных явлений, которая свойственна всему живо­

(в силу разделения вещественных, энергетических и ин­ формационных процессов вероятностный характер имеют там только те информационные явления, которые представляют собой само решение задачи, вычисление ее с использованием математической теории вероят­ ностей, а не информационные, вещественные и энергети­ ческие процессы самого технического устройства)1. Вот почему машине в принципе доступно лишь «символиче­ ское» мышление, которое выступает у человека дополне­ нием к понятийному (Г. А. Брутяи, П. Д. Пузиков), а лучше сказать, является формально-логической, «маши­ ноподобной» стороной мышления. Рассмотрим принци­ пиальную схему переработки машинной информации в плане аналогии с таковыми в ЦНС организма.

Запоминающее устройство ЦЭВМ имеет, как и мозг человека, несколько уровнен. Оперативная «память» слу­ жит для временной фиксации промежуточных результа­ тов и выполняется, например, из электронно-лучевых трубок, работающих подобно кинескопу телевизора: время свечения (порядка 0,1 сек) выбитой на экране электронным лучом точки оказывается вполне достаточ­ ным для хранения промежуточного результата. В долго­ временной «памяти», которая выполняется из магнитных дисков, ферритовых сердечников и т. п., прочно и на­ долго фиксируется необходимый для работы машины объем начальной информации. Кроме внутренней «па­ мяти», в ЦЭВМ часто предусматривается обширная внешняя (тоже долговременная) «память», играющая роль «библиотеки», в которую можно при случае обра­ титься за недостающей информацией.

1 В данном случае имеется в виду математическая вероятность, которая дает количественное выражение простейших вероятностных ситуаций.

94

На вход ЦЭВМ подается информация, которая явля­ ется закодированной на «понятном машине языке»

•программой решения данной задачи, составленной чело­ веком на основании найденного математического алго­ ритма — последовательности этапов ее решения. Если эта задача закодирована на перфоленте, то при движе­ нии последней мимо фотоэлемента информация в виде ■определенной совокупности отверстий на ленте считы­ вается и преобразуется (по принципу соответствия каж­ дому отверстию перфоленты импульса тока) в каче­ ственно иную форму машинной информации — опре­ деленную совокупность импульсов, направляемых в арифметическое устройство, где и происходит «счет». Кроме того, необходимая для решения задачи информа­ ция может поступать автоматически от выполняющих роль «органов чувств» различных датчиков ЦЭВМ, от других машин и даже непосредственно от вступающего

сней в связь человека.

Винформационном плане сущность работы ЦЭВМ заключается во взаимодействии начальной информации запоминающего устройства с поступающей в машину рабочей информацией при общем «руководстве» со сто­ роны управляющего блока, обеспечивающего синхрон­ ную, согласованную работу всех частей машины (в моз­ гу, кстати, нет отдельных блоков). В результате такого взаимодействия вырабатывается новая информация, ко­ торая и является решением задачи. На выходе она по­ дается в форме, соответствующей той роли, которая отведена счетной или управляющей машине (в послед­ нем случае ЦЭВМ сама осуществляет управление на основе вырабатываемой информации).

На первый взгляд кажется, что ЦЭВМ — это просто «большой арифмометр», что она «проигрывает» только те информационные преобразования, которые до мель­ чайших подробностей разработаны человеком в про­ грамме. Это не совсем так. Дело не только в том, что благодаря огромной скорости счета лишь ЦЭВМ способ­ на управлять некоторыми быстротекущими процессами (космические полеты и т. п.), что однажды составлен­ ная программа решения типовой задачи (вычисление погоды, расчет полотна железной дороги и другие проектные работы) используется многократно с учетом лишь некоторых данных о конкретной ситуации. Машине

95

свойственны самопрограммирование и научение. Состав­ ление программы, осуществляемое человеком с исполь­ зованием типовых подпрограмм, уже сегодня до некото­ рой степени автоматизировано. Правда, оно ограничено рамками математической логики, с одной стороны, и за­ данными человеком ведущими критериями программы — с другой. Иными словами, самопрограммирование про­ изводится частично, и такая возможность должна быть заранее предусмотрена человеком.

Научение тоже заранее определяется конструкцией машины и соответствующей программой. Причем необ­ ходимым условием его является использование обратной связи, как это имеет место в случае деятельности чело­ века. В противном случае устройство действует по же­ стко фиксированной программе (станки с цифровым управлением без обратной связи, например) и не в со­ стоянии учитывать даже явные «ненормальности» в ра­ боте: поломку режущего инструмента, отсутствие обра­ батываемой детали и пр.

ЦЭВМ моделирует операции счета. При этом непо­ средственно моделируются лишь четыре простейших арифметических действия. Все остальные предваритель­ но приводятся к ним.

Техническое исполнение блоков машины может иметь различные варианты решения. Так, если первое поколе­ ние машин создавалось на радиолампах, второе — на полупроводниках, то третье поколение монтируется на твердых (интегральных) схемах. Созданы машины, для которых посильна десятичная система счисления (на­ пример, «Минск-23», ориентированная преимущественно на решение задач по учету и организации производства), предусматривается возможность выполнения параллель­ ных программ («Мир-2»), работа без транслятора и т. д.

Важно отметить некоторые существенные различия в работе машины и деятельности мозга, представляющие значительный методологический интерес.

В человеческом мозгу память используется по ассо­ циативному принципу, тогда как в машине, как правило,

96

Далее. Использование информации, зафиксирован­ ной в памяти человека, приводит не к ее постепенной де­ струкции (как это имеет место в ЦЭВМ), а наоборот, к закреплению.

В результате действия естественного отбора, создав­ шего в высшей степени целесообразные функциональные системы в живой природе, блестяще разрешена пробле­ ма надежности. Эта надежность обусловлена вероятно­ стным характером мозговых процессов и единством ве­ щественных, энергетических, информационных сторон обменного процесса. «Сбои» в работе отдельных клеток и даже их гибель практически ничего не значат: мозг человека нормально функционирует в случае гибели даже миллионов клеток.

Наконец, мозг удивительно оптимально фильтрует информацию, в известном смысле способен уплотнять ее, а при эмоциональном напряжении и резко увеличивать скорость ее восприятия.

Моделирование логических операций (машинное мышление) в ЦЭВМ осуществляется тоже формально, по правилам математической логики. Все наши сужде­ ния соединяются связками «и», «не», «или», «если .., то», «тогда и только тогда, когда»1. Моделируя их при по­ мощи самых различных технических устройств (лампы, реле и пр.), а суждения, например, определенными бук­ вами (в итоге импульсами), машина может, согласно введенным в ее программу правилам исчисления сужде­ ний, «вычислить» соответствующие умозаключения, вы­ дать новую информацию.

Широко известны эксперименты по моделированию доказательств теорем эвклидовой геометрии (получены доказательства 400 теорем), сочинению музыки, стихов, переводу с одного языка на другой, реферированию ста­ тей и пр. Существенно, что все это требует предвари­ тельной логической формализации определенного фраг­ мента знаний при помощи искусственного языка и средств математической логики.

Важно отметить, что формальная логика, выражая момент устойчивости логического мышления, принцн-

1 Этим связкам соответствуют «конъюнкция (рдд), «отрицание» (p'), дизъюнкция (рѴ д), «импликация» (р->д), «эквивалентность» высказываний (р*—>д).

97

пиально не в состоянии Е-оспропзвести, исчерпать кон­ кретную по своему характеру диалектическую логику (Э. Кольман, А. Г. Спиркин). Всякая математическая теория строится дедуктивно, аксиоматически, без про­ тиворечий, которые являются душой диалектической ло­ гики. Вот почему в пределах любой формальной системы нельзя полностью формализовать логическое мышление (В. М. Глушков). Значит, машина обречена быть по­ мощником человека, а не его конкурентом пли сопер­ ником.

При моделировании на ЦЭВМ реальных жизненных ситуаций человек сталкивается с тем, что практически невозможно на каком-то определенном этапе полностью математически описать конкретное явление во всех его бесконечных связях, что ни в коем случае не означает его принципиальной непознаваемости. Как и познание абсолютной истины, это можно осуществить лишь «в бесконечном ряду поколений» (Ф. Энгельс). В этих условиях человеку приходится часто «дорешивать» мо­ делируемые машиной задачи (при постановке диагноза заболевания, например).

Возникает вопрос, может ли в машинах возникнуть сознание?

Представляется, что, несмотря на определенное струк­ турно-функциональное сходство в работе машины и дея­ тельности мозга, в машине принципиально не может возникнуть сознание, ибо оно, по К. Марксу, с самого начала есть общественный продукт и остается им, пока вообще существуют люди. Сознание могло бы возник­ нуть лишь в результате искусственного синтеза живого организма и его длительной эволюции, создания обще­ ства искусственных существ. Но это было бы уже не моделирование, а воспроизведение живого организма. Мозг всегда будет качественно отличаться от «электрон­ ного мозга», хотя по числу элементов и их миниатюр­ ности техническое устройство может превзойти мозг че­ ловека.

В связи с этим нельзя не отметить ошибочности утверждений, согласно которым будущие кибернетиче­ ские машины — это люди с присущими им эмоциями. Подобного рода механицизм в истории философии от­ нюдь не нов и давно преодолен марксизмом. Когданибудь, говорил по этому поводу Ф. Энгельс, экспери­

98

ментальным путем мы сведем «мышление к молекуляр­ ным и химическим движениям в мозгу; но разве этим исчерпывается сущность мышления?»1

Сказанное вовсе не означает, что ставится какой-то предел возможностям «думающих» машин по моделиро­ ванию психических функций мозга. Возможности эти нельзя априорно ограничивать: речь идет только о невоз­ можности возникновения сознания в машинах. Киберне­ тические устройства уже сегодня в решении отдельных за­ дач превосходят человека и даже человечество. Однако указанное обстоятельство не дает оснований считать, как это зачастую делается в работах зарубежных ки­ бернетиков (Н. Винер, Р. Эшби, А. Тыорпнг), будто ма­ шина становится умнее своего «создателя». Как спра­ ведливо замечает академик А. И. Берг, в машине нет и не может быть сознания. Мы не знаем, что машина мо­ жет, но знаем, что она не может.

Существуют попытки прямого моделирования функ­ циональной деятельности нейронов мозга с помощью «формальных нейронов». Но и подобным способом воз­ можно воспроизведение лишь отдельных сторон психиче­ ской деятельности. Это и понятно. Ведь в теории нерв­ ных сетей постулируется (Мак-Каллок, Пите и др.), что нейрон работает сугубо по принципу «все или ничего», тогда как на самом деле его работа основана на значи­ тельно более сложных закономерностях. Имеет место ряд других упрощений, в результате чего структурное различие ведет к функциональным отличиям качествен­ ного порядка.

Например, образование условного рефлекса у чело­ века и животных происходит с разной скоростью, зави­ сящей от ценности воспринимаемой информации, эмо­ ционального состояния организма, окружающей обста­ новки. Отсутствие психического уровня регуляции в технических устройствах обусловливает формальный, ме­ ханистический характер моделирования любой стороны деятельности животного, в том числе и научения. Поло­ жение не меняется и при создании «блоков эмоций»12. Не лишенной оснований в связи с этим нам представляется

99