5. Разум.

5. Разум.

В связи с этим стоит понятие Истины.Теоретически - истина - это сам объект, его структура, функции, качества. Практически - это модели объекта, от словесных описаний и математических формул до физических устройств, имитирующих оригинал. Истины создаются разумом, являются его принадлежностью, и понятны только другим разумам имеющим в памяти элементы моделей.

Разум - это аппарат управления объектами через действия с моделями, по критериям оптимальности, отражающими Целевые Функции (ЦФ) субъекта Разума.

В разуме нет никакой мистики, он воспроизводим техническими средствами. Вопрос лишь в доступной сложности.

Эволюция разума соответствует биологической: происходит наращивание ЦФ и потребностей, то есть критериев, появляются новые "слои" структур и функций, новые коды моделей ( гены, нейроны, слова, техника) и усложняются программы управления. Простейший разум есть уже в клетке в виде набора генов. Следующим уровнем стал мозг животных, потом мозг человека, а еще дальше - правительства государств. В перспективе - Искусственный Интеллект техногенных сообществ.

Атрибутами разума служат - а) "Мозг" - вместилище моделей в памяти и программ. б)Рецепторы - органы восприятия. в)Эффекторы - органы воздействия (например, мышцы). г)"Тело" - как источник энергии. д)"Критерии" в виде ЦФ выраженных моделями потребностей и мотивов, заложенных в особых "центрах" мозга связанных с телом и внешним миром.

В дальнейшем описании механизмов разума я буду ориентироваться на разум человека.

Пользуясь понятиями лингвистики, модель в разуме можно обозначить как "слово", активность - как одна дополнительная "буква". Если она со знаком минус, то это указывает на торможение модели, снижение ее возбудимости, препятствующее активации. Связи - это "адреса" слов, сопротивление связи - это "буква" при адресе. Несколько моделей-слов объединенных хорошо проходимыми связями, могут выступать как единое целое - это "фраза". Слова и фразы с разной активностью и объединяющие их связи с разной проходимостью образуют сеть "со значением" - "текст". На "входах" в нее находятся рецепторы, на "выходах" - эффекторы, органы воздействия на среду. Модели - "слова", "фразы" и короткие "тексты" могут взаимодействовать друг с другом как по отдельности, так и слитно, с акцентами - "буквами" усиления - на некоторых частях ансамбля, определяющих новые смыслы.

Действия с моделями в мозге - это изменение их активности - возбуждения. Она генерируется элементами (нейронами), вызывается воздействием от рецепторов, критериев-чувств, соседних нейронов, передаётся по связям в виде сигналов - нервных импульсов - на другие модели - ("букв, слов, фраз, текстов"), активируя их, и затухает в преодолении сопротивления связей - синапсов. В "живых разумах" наряду с возбуждением присутствует ее антипод - торможение. Оно активно "глушит" возбуждение и важно для обеспечения последовательности включения моделей и блокирования помех со стороны других, "отработавших" и конкурирующих моделей.

Главным источником активности являются центры чувств, производных от потребностей и желаний, воплощающих ЦФ. Они направляют движение активности по моделям сети от "входов" к "выходам". Получается так: Разум управляет объектами, а чувства управляют самим разумом.

Нейронные модели имеют одно важнейшее свойство: они способны к тренировке, повышающей их собственную активность, причём между ними проторяются новые связи. За счёт этого разум (сеть!) все время изменяется, преобразует себя. В этом суть приспособления и творчества. И это тоже самоорганизация.

Эволюция выработала Общий Алгоритм Разума (ОАР), воплощаемый в последовательной активации моделей по программам, реализующим "порции управления", я назвал их Функциональными Актами (ФА). Вся деятельность разума представлена ФА разной сложности (и обобщенности), от простого рефлекса до творчества, манипулирующих как моделями образов, так и моделями из слов (у человека). Физиологической основой для ФА является введенное П.А.Анохиным понятие"Функциональная Система".

Типовой ФА состоит из самостоятельных этапов: восприятие, распознавание, прогнозирование, оценка, целеполагание, планирование, решение, действия, запоминание. Каждый этап ФА имеет свою программу, и нуждается в активации своих моделей от предыдущих этапов, от обобщенной модели целостного ФА, от потребностей и мотивов, производных от ЦФ субъекта разума.

Потребность - это чувство, выступающее как регулятор, отражающий степень достижения ЦФ. Например, голод или страх для ЦФ выживания. Насыщение потребности измеряется чувством "Приятно" от сигналов органов тела (например, от желудка) или из внешней среды (исчезновение врага). Суммация компонентов "Приятно - Неприятно" от потребностей всех ЦФ на данный момент, составляет "Уровень Душевного Комфорта" (УДК) субъекта Разума - со знаками "плюс" или "минус".

Мотивы (или желания) - это "чувства действий". Для удовлетворения каждой потребности, выраженной специфическим чувством, есть своё "элементарное действие" - желание, мотив. Для голода это - "есть" (питаться), для страха - бежать, драться, для любопытства - искать, исследовать, для лидерства - командовать. И так далее. Мотивы дают энергию дляпрограмм движений.

Подробнее этапы ФА выглядят так:

1.Восприятие представляет собой кодирование рецептором энергии от объекта (раздражителя) и создание его "первичноймодели" во временной памяти , "привязка" ее к координатам пространства и настройке рецептора .

2.Распознавание - поиск в постоянной памяти и активация похожей модели - эталона, "привязанной" связями к моделям потребностей и среды - ее объектов, свойств, функций. Через модель - эталон первичная модель сама определяется в системе других, в том числе и моделей потребностей и мотивов.

3.Прогнозирование: динамика первичной модели по аналогии с моделью- эталоном .

4.Оценка - определение степени "желанности" (ценности) объекта для удовлетворения потребностей и мотивов.

5.Целеполагание - выбор цели для действий - создание "модели будущего" для объекта, исходя из его первичной модели, оценки, трудностей действия и возможностей эффекторов (мышц).

6.Планирование - выбор последовательности самих действий исходя из первичной модели, модели цели, с оценкой "трудностей" этапов действий и "мощности" эффекторов. Составляется четыре плана: порядок действий, необходимые усилия, промежуточный результат, оценка по чувствам. Производится расчет: если ожидаемое приращение "приятного" в результате ФА (от удовлетворения потребности) превышает предполагаемые трудности его выполнения - то принимается.

7.Решение - включение плана действия.

8.Выполнения плана через активацию моделей управляющих мышцами, механизмов слежения за выполнением каждого этапа ФА, его результатов. с сигналами обратной связи - "назад", и "вперед" - на следующий этап.

9.Пересчет "трудностей и возможностей " производится перед включением каждого этапа. Если трудности больше возможностей - ФА прерывается.

10.Окончание ФА отмечается степенью "удовлетворения потребности", приращением суммарного чувства "Приятного" и запоминанием всего ФА. Он остается в постоянной памяти как модель-этелон для последующих ФА. Наряду с исполненными ФА сохраняются и незаконченные, если они были связаны с сильными чувствами.

Движение активности по этапам происходит внутри "фразы" целостного ФА. Активация "слова" очередного этапа не сопровождается "вычеркиванием" предыдущих, а только понижает их активность. С течением времени, "фраза" ФА в постоянной памяти укорачивается до нескольких самых активных "слов" - этапов, которые и представляют ФА в постоянной памяти.

В реальном мышлении есть еще несколько вспомогательных критериев. Например, такие: а)Вероятностное сравнение временных моделей с постоянными из памяти. б)"Буква реальности" - отличающая "мысленные этапы" ФА (вспоминание, планирование, воображение) от "реальных действий" с мышцами или восприятия рецепторами реальной среды. в)"Коэффициент будущего" - уменьшение значимости моделей будущего (с "буквами" прогнозов или планов) при оценке по потребностям в сравнении с реально воспринятым.

ФА очень разнообразны: они включаются от внешних раздражителей, с " тела", от моделей из постоянной памяти - воспоминаний, от центров потребностей ("ФА поиска"). Для сложных и длительных действий выстраивается целая иерахия ФА. Например, "Окончить институт. Окончить 1 - 2 :-5 курсы. Сдать экзамен. Приготовить текущий зачёт" и так далее, детализация вплоть до прочтения фразы, слова, буквы из учебника.

Модели - "фразы" ФА высшего этажа включают главные "слова" из моделей низших ФА. Они имеют свою "привязку" к объектам, ко времени и пространству. Так реализуется их вертикальная структура в памяти .

Одновременно разум прорабатывает "мысленные этапы" (распознавание, прогнозирование, планирование) многих ФА разной направленности, значимости и продолжительности .

Чтобы выбрать из них самый важный для ЦФ и довести его до конца, то есть до действия, должен существовать механизм приоритетов, который в каждый данный момент дополнительно усиливает избранный ФА, притормаживая все остальные. В наших моделях Искусственного Интеллекта (ИИ) для этого задействована Система Усиления Торможения (СУТ). Она моделирует важнейшую функцию сознания, о котором так много говорят психологи и философы.

Рис.1. Схема "СУТ".

Схема системы усиления-торможения (СУТ).

Модели образов и действий М₁, М₂, М₃... М₈, имеющие связи между собой, еще имеют связи с системой усиления-торможения, по которым они сигнализируют об уровне своей активности.Система усиления - торможения на каждый момент выбирает самую активную модель и дополнительно ее усиливает, а все другие - соответственно тормозит. В следующий момент обязательно происходит переключение на другую самую активную модель.

В содержательном плане сознание - это постоянное отражение положения субъекта разума (модель "Я" ) в координатах: пространства, времени, отношений с другими объектами, чувств и мотивов связанных с ЦФ. В информационном плане - сознание - это выборочное усиление активности "фраз" из моделей - "координат", в которых обязательно присутствует главное "слово" - модель "Я". Механизм сознания обслуживается постоянным слежением за "координатами", со сравнением их активности и выбором самой активной модели для представления в СУТ. Она в свою очередь, дает избранной модели дополнительное усиление и она становится "мыслью". В следующий момент времени СУТ обязательно переключится на другую модель. Это и есть "поток сознания".

Мне кажется важным обозначить понятие "уровень сознания". Он определяется по объектам слежения и управления "мыслями" со стороны модели "Я". Первый уровень - у животных и малых детей - слежение за внешним миром, выделение его раздражителей. Ответные действия включаются автоматически. Второй - добавляет планирование и исполнение действий - полный ФА, включая речь. Третий - обозначает слежении за мыслями, управление ими, включая переключение в сферу нереальности, или перевоплощение в мысли другого человека. "Верхняя граница" этого уровня нечеткая - вплоть до полного отрыва от реальности.

Подсознание - представлено движением активности по приторможенным (от СУТ) моделям. Оно осуществляет выбор "кандидатов" в сознание на следующее переключение СУТ, обеспечивает автоматическое слежение за внешним и внутренним миром, а так же выполнение простейших ФА. Однако, возможно, что в подсознании происходят даже сложные психические процессы, включая творчество. Иллюстрация этого - в сновидениях, интуиции и актах озарения. Учение о подсознании, с легкой руки З.Фрейда, получило большее развитие. Психологи ищут способы использования подсознания для лечения болезней и даже для повышения "мощности" интеллекта. На него замыкаются: гипноз, внушения, управляемые сновидения, медитация, йога, и еще много методов психотехники. В частности даже компьютерные игры вплоть до создания виртуальной реальности. Привлечение для этого новых технологий обещает стереть грань между действительным и вымышленным мирами.

Физиология мозга предлагает аналоги нашей СУТ в виде сочетания функций Ретикулярной Формации, механизмов доминанты А.А.Ухтомского, индуктивного торможения ансамблей нейронов в окружении ансамбля возбужденного и последовательного торможения самой активной модели.

Самоорганизация разума выражается в образовании новых моделей - нейронных ансамблей - за счет проторения связей между случайно возбужденными моделями (академик И.П.Павлов!) и повышения их активности в результате тренировки. Важным является "феномен навязчивой мысли" - движения возбуждения по кругу избранных (попавших в сознание) моделей с усилением их активности и тренировкой. Когда это касаются моделей оценок и программ взаимодействия с людьми, то могут произойти сдвиги в "разумности" разума, выражающиеся в потере соответствия поступков субъекта общественным нормам и даже биологическим ЦФ. В этом видятся основания психопатологии.

Элементарный разум животных обеспечивает реализацию инстинктов через модели образов и движений. Усложнение ОАР у человека выражается в программах речи, творчества и высших уровнях сознания, когда предметом слежения, управляемым от активной модели "Я", служит не только внешний мир, но и собственные мысли и перевоплощение в мысли других лиц. Таким образом, они, мысли, получают возможность автономной жизни и саморазвития - это "мир мыслей" - сфера нереального: воображение, гипотезы, творчество, наука, искусство.

Разум человека "метафоричен". Это значит, что одной обобщенной, словесной или образной, модели ("фразе") могут соответствовать различные "тексты" из моделей детальных. Вспомним хотя бы пословицы и поговорки, заменяющие большие куски текста несколькими остроумными словами "из другой оперы", выражающими их смысл, понятный, однако, только посвященным. Метафоричность участвует в процессах творчества. На ней же основаны фантастические сновидения, когда отключен критерий реальности образов, довлеющий над воображением в состоянии бодрствования. Юмор и красота, видимо, тоже относятся к этому кругу явлений.

На иерархии обобщенности моделей и метафоричности основан и алгоритм творчества, при котором по обобщенной модели задачи перебираются варианты ("тексты") из моделей детальных, пока один из них - оптимальный - не удовлетворит критериям задачи и выполнимости.

В сообществах людей существует Коллективный Разум (КР) состоящий из иерархии разумов участников, и действующий через их речь.

Любой разум имеет недостатки:

Ограниченность (модели всегда проще объектов).

Субъективность (оценки и решения зависят от чувств).

Увлекаемость: изменение активности моделей от тренировки, самоорганизации, смещающих критерии оптимальности.

Эти недостатки объясняют трудность "доказать истину", убедить скептика. Дело в том, что на один и тот же сложный объект по разному реагируют люди с различными оценками и возможностями познания, формируя для него разные обобщенные модели, плохо сопоставимые, а часто и непохожие.

На эту же тему - о сопоставимости истин - замыкается проблема знания и веры, науки и религии.

Всякое знание о сложных системах "типа живых" - вероятностно: наш разум способен создавать для них только обобщенные, а не детальные модели. Это значит, что признавая эти модели идентичными оригиналу, мы включаем механизм веры. Доля веры зависит от того, сколько "тонкостей" системы мы опустили (или пренебрегли) в процессе познания. Чем ограниченнее разум, тем проще модели, которые он создает, тем дальше они от оригинала, тем больше нужно веры, что бы выдавать одно за другое.

Разум человека и высших животных включает веру, доверие - (родителям, вожаку, "авторитетам"), в число потребностей для ЦФ выживания. Как всякая потребность, она различна: скептик во всем сомневается, доверчивый - всему верит. Соответственна и разборчивость в авторитетах. Для истинно верующего слова из библии больше значат, чем собственные чувства и оценки.

Наука стремится получать точные модели. Для этого она создала аппарат доказательств, уменьшающих долю веры в познании истины. Религия все доказательства заменяет словами авторитетов. Вера в Бога становится главным инструментом познания.

ОАР универсален - он годится для любого "субъекта разума" или ИИ любого назначения. В его описании я пользовался терминами, относящимися к области психологии. С таким же успехом можно вообразить Разум робота, самостоятельно действующий на другой планете. Важно создать "аппарат" (сеть или программы) с атрибутами, механизмами восприятия и моделирования среды, "тела", переменную активность моделей, зависящую от заданных ЦФ с детализацией потребностей и мотивов действий. Пусть их будет всего несколько. Конечно, нужна некая начальная постоянная память, механизм образования новых моделей, и обязательно - СУТ - для функции сознания как механизма выбора приоритетов.

К сожалению, все это легко сказать, но очень трудно воплотить "в железе". В 60 - 80-х годах ХХ века в нашем Отделе биокибернетики, в Институте кибернетики имени В.М.Глушкова, были сделаны примитивные модели некоего существа передвигающегося по лабиринту к цели с препятствиями, опасностями, пищей (А.М. и Л.М.Касаткины, Э.М.Куссуль, С.А.Талаев, Д.Н.Галенко), "разум" его был представлен сетью из элементов и связей "со значением", активность которых просчитывалась на компьютере по тактам времени с использованием СУТ. Нам хотелось именно воспроизвести ОАР, с основными элементами психики: потребности, действия, "мысль", "сознание", "подсознание", хотя бы на очень простой среде. Казалось, что это удалось. В конце работы тележка с "разумом" на "нейронных сетях" из физических элементов путешествовала по институтскому саду по направлению к цели, обходя препятствия. Работы многократно докладывались и публиковались. Например, в книге "Моделирование мышления и психики", изданной так же в США. Что бы создать более мощный и доказательный "аппарат" у нас не хватило ресурсов, но я уверен, что это возможно.

Вопрос об ИИ требует отдельной статьи. В то же время, попробовав его "на зуб", мы воочию убедились, что до достижения уровня человека ещё бесконечно далеко: природа сконцентрировала в нашем разуме сложности трех систем: отдельного нейрона, целого мозга и общества, наполняющего мозг граждан моделями. И каждый с колоссальным числом элементов. Тем не менее, ИИ с ограниченными функциями и критериями уже работают. И даже лучше человека. Хорошо, что Алгоритм Разума можно воплощать частями - как это делала природа в процессе эволюции живых существ - от примитивных рефлексов до разума человека.