Системные подходы в проблематике определения искусственного интеллекта

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

транспорта, тенденции его развития показывает, что несмотря на удовлетворительную работу отрасль имеет ряд серьезных проблем. И главная из них — это наметившаяся опасная тенденция оттока квалифицированных кадров и специалистов из отрасли.

В корпоративном образовании, речь идет об обеспечении целесообразных связеИ и единства, в чем собственно и состоит организующая роль управления АО «Локомотив» национальной компании «НК» «КТЖ» и других отдельных АО, обеспечивающих перевозочный процесс.

Вместе с тем человек, будучи активным элементом этой системы и руководствуясь собственными соображениями, может создавать неформальные связи социального и даже производственного характера, которые могут не совпадать с целями данной производственной системы, а порой и нарушать ее нормальное функционирование.

Автор с точки зрения экономической теории, теории рынка, определяя место и роль транспорта в развитии современного общества, рассматривает его как всеобщее средство труда, как одно из общих условий производства.

На долю организационных функций управления вышестоящих звеньев АО «Локо-

мотив» остаются все те же задачи, а именно обеспечение внешних связеИ — технологических, обслуживания, экономических, социальных и управленческих, т.е. создание таких условий, при которых в процессе самоорганизации в трудовом коллективе предприятия или комплексной бригады будут не только соблюдены устанавливаемые или рекомендуемые функциональными службами связи, но и найдены в каждом конкретном случае более рациональные, обеспечивающие конечный результат.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Маслоу, А. Г. Мотивация и личность / А. Г. Маслоу; пер. с англ. СПб.: Евразия, 1999. 478 с.

2. Бондаренко, А. Методы анализа и повышение эффективности труда / А. Бондаренко // Человек и труд. 1993. № 4. С. 95-97.

3. Кудрявцев, В.А. Основы эксплуатационной работы железных дорог / В.А. Кудрявцев, В.И. Ковалев [и др.] — М.: ПОИздат, 2002. - 352 с.

4. Шелдрейк, Дж. От тейлоризма до япониза-ции. / Дж. Шелдрейк; пер. с англ. В.А. Спи-вака. - СПб.: Питер, 2001. - С. 37-57, 85-107, 160-173.

Степаненко А.С. УДК159.9:004.8

СИСТЕМНЫЕ ПОДХОДЫ В ПРОБЛЕМАТИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСКУСТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Наши знания об экзистенции человека и ющие из внешнего сходства в поведении чело-функционировании мозга находятся на таком века и различных технических устройств. уровне, когда еще не создана единая наука о С точки зрения первой метафоры человек человеке. Поскольку же такую науку еще рассматривается в органической связи с ми-предстоит создать — многие проблемы прихо- ром животных. Вторая метафора основана на дится обсуждать, оперируя метафорами. В использовании внешнего сходства в поведе-специальной научной и философской литера- нии человека и различных технических туре достаточно широко используются такие устройств. Именно эта метафора лежит в осно-метафоры, как «человек — это животное», ве исследования возможностей систем иску-основанная на теории эволюции биологичес- сственного интеллекта по имитации творческих видов, и «человек — это машина», вытека- кой и интеллектуальной деятельности человека [1].

Научная картина мира. Наша наука находится в начале «постнеклассического» этапа своего развития. Важнейший признак этого — познание многоуровневых, иерархических, самоорганизующихся систем. Речь идет о «созданных» самой природой активных распределенных нелинейных средах, исследованием которых занимается недавно возникшая синергетика. В ней весьма плодотворно используется представление о «детерминированном хаосе», представляющее собой революционное открытие — оно радикально изменяет наше основополагающее представление о мироздании, что еще только предстоит осознать

[4].

В свое время Г. Лейбниц в своем учении о монадах фактически размышлял о фракталах. В «Монадологии» он писал: «... в наименьшей части материи существует целый мир творений, живых существ, животных, энтелехий, душ... Всякую часть материи можно представить наподобие сада, полного растений, и пруда, полного рыб. Но каждая ветвь растения; каждый член животного, каждая капля его соков есть опять такой же сад или такой же пруд» [2]. Отсюда построенная им метафизика, в которой монада является микрокосмом (вселенной в миниатюре).

Наука не пошла за Лейбницем, она избрала доктрину атомизма, где каждая шкала размеров имеет свой предел и дальше него увеличение бессмысленно (большее состоит из меньшего, внутри обычных вещей вселенных нет). Теперь же обнаруживается, что фрактальный подход все шире распространяется в научных исследованиях.

Широкое распространение систем искусственного интеллекта обусловлено тем, что сейчас происходит смена индустриальной цивилизации на постиндустриальную, с соответствующей последней научной картины мира. Это — стохастическая картина мира, выработанная в современном естествознании, и теперь получающая распространение в социальном и гуманитарном знании [3]. В результате на смену линейному мировосприятию приходит нелинейное, сопряженное с нелинейным мышлением, что выражено весьма рельефно в синергетическом мировидении.

«Все большее число научных дисциплин, -отмечает Г. Хакен, занимается изучением сложных систем [4]. Говоря о сложных системах, мы имеем в виду системы, состоящие из большого числа частей, взаимодействующих

между собой более или менее сложным образом. Одна из наиболее поразительных особенностей многих сложных систем заключается в их способности самопроизвольно образовывать пространственные или временные структуры. Множество таких структур различного вида обнаруживается в живом и неживом мире. В неорганическом мире физики и химии примерами такого рода структур могут служить рост кристаллов, когерентные колебания лазерного излучения и спиралевидные структуры, образующиеся в жидкостях и химических реакциях. В биологии мы встречаемся с ростом растений и животных (морфогенез) и с эволюцией видов. В медицине мы наблюдаем, например, электрическую и магнитную активность головного мозга с характерными четко выраженными пространственно-временными структурами. Психология занимается изучением характерных особенностей человеческого поведения в широком диапазоне от распознавания простых образов до выявления сложных паттернов социального поведения. Примеры структур из области социологии включает в себя формирование общественного мнения и сотрудничество или конкуренцию между социальными группами» [4].

Синергетика сейчас представляет собою нечто большее, чем просто новая парадигма мышления; новая междисциплинарная научная дисциплина, она претендует на статус нового мировидения, мировосприятия. Это кардинальным образом изменяет сами основы мировоззрения, так как дает новую интерпретацию природных и социальных процессов.

В развитии предлагаемых представлений целесообразно исходить из обоснованного в современной науке положения, что человек — это динамическая система, которая описывается параметрами «нелинейность», «сложность», «неопределенность», «многомерность» и пр., и которая органически связана с другими такими же динамическими природными и социальными системами.

Иными словами, каждая система окружающего нас мира есть единство порядка и хаоса, чье взаимодействие имеет нелинейный характер.

Ситуация с научной картиной мира изменилась необратимым образом — аспект фрак-тальности вошел в нее раз и навсегда, в ее «твердое ядро» принципов-постулатов, несмотря на любые последующие научные рево-

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

люции. Вполне естественно, что теперь любые научные исследования не могут быть плодотворными, если они не учитывают фрактальный характер Вселенной на всех ее иерархических уровнях вплоть до физического вакуума.

Ключевым здесь является то, что фрактал способен организовать взаимодействие пространств разной природы и размерности.

Нейронные сети человеческого мозга — это тоже фракталы; взаимодействует же человек ни с чем иным как с окружающей средой фракталов, имеющих иную размерность, нежели он сам.

Для того, чтобы решать проблему соотношения естественного и искусственного интеллектов, следует воспользоваться аналогией между мышлением и распознаванием. Польза этой аналогии в том, что процесс распознавания изучен более детально, механизмы его в основном выяснены и даже построены математические модели. Определение мышления сейчас фактически отсутствует, точнее, есть много определений подобного типа: «мышление - важнейшая познавательная способность, благодаря которой человек получает знание о мире и о самом себе, а также планирует и осуществляет свою практическую деятельность», которое не приближает нас к цели. Вместо определения более плодотворным является перечисление свойств мышления. Во-первых, процесс мышления протекает в нейросетях живых существ; Во-вторых, результат мышления — это прогноз поведения окружающих объектов (как живых, так и неживых). В третьих, аппарат мышления способен пёрерабатывать информацию, поступающую извне. В четвертых, при мышлении информация может генерироваться, с целью использования ее для прогнозирования событий. В пятых, в человеческом обществе люди ставят перед собой цели (как индивидуальные, так и коллективные) и стремятся к их достижению. В этом процессе, разумеется, используется аппарат мышления. Однако способностью к самополаганию цели обладают и низшие организмы. Более того, эта способность — одна из главных особенностей, отличающих живую природу от неживой. Таким образом, самополагание цели оказывается необходимым атрибутом мышления, хотя и не является признаком, характерным только для него. При перечислении признаков мышления важно было провести границу между поведен-

ческими реакциями низших организмов и высших животных. В частности, безусловные рефлексы автор не считает признаком мышления.

Сопоставление свойств мышления и распознавания показывает, что эти процессы близки. Действительно, оба процесса происходят в нейросетях: у животных — в реальных, в компьютерах - в искусственных (речь идет о системах искусственного интеллекта). В этом смысле основные принципы функционирования и нейросетей человека, и нейросетей компьютера можно считать одинаковыми. Прогноз поведения делается либо по прецедентам, либо с помощью решающего правила, причем в обоих случаях происходит обработка информации. Принятие решения при распознавании сводится к выбору класса (из числа обученных), к которому принадлежит данный объект. При недостатке информации принятие решения можно считать актом творчества, и в этом смысле можно полагать, что творчество присуще и нейрокомпьютеру. Не так уж существенно, можно ли будет создать мыслящую систему искусственного интеллекта в ближайшем будущем или нет, однако уже сейчас ясно: «всей нашей культуры мышления, всего нашего языкового и понятийного аппарата недостаточно для того, чтобы отличить идеальную симуляцию человеческого мышления от настоящего человеческого мышления».

Для одних исследователей и методологов такое положение дел свидетельствует в пользу того, что в действительности никакого отличия просто не существует, т.е. что идеальная симуляция представляет собою подлинно человеческое мышление. Другие считают, что следует задуматься над предельными возможностями и особыми формами определенности нашей культуры мышления и наших форм самосознания и самопонимания. Возможно, что дело не столько в отсутствии различия между симуляционным и естественным мышлением, сколько в формах самосознания, которые позволяют человеку вообще понимать вещи, мир, себя?

Согласно позиций представленных в [7], на сегодняшний день никаких концептуальных препятствий на пути создания мыслящей системы искусственного интеллекта не существует: «Это следует понимать так: идея идеальной симуляции человеческого мышления представляется нам вполне реализуемой. Однако, несмотря на то что проект искусствен-

ного разума способен будет прояснить многие моменты «механики» мышления, понятие сознания в результате этого проекта останется практически не проясненным».

Современная построенная на логике тождества культура мысли способна сконструировать «модель мозга», способную симулировать современные формы мышления. Однако этого еще не достаточно чтобы обогатить смысловые резервы. Это обогащение смысловых резервов может быть достигнуто лишь в том случае, когда культура строится на логике аналогий, что присуще искусству.

В искусстве имеется особо важный прием - возможность изобретать аналогии. «Творческое мышление как в области наук, так и в области искусства имеет аналоговую природу и строится на принципиально одинаковой основе, - отмечает Ю.М. Лотман, - сближении объектов и понятий, вне риторической ситуации не поддающихся сближению Из этого вытекает, что создание метариторики превращается в общенаучную задачу, а сама метариторика может быть определена как теория творческого мышления».

Среди ученых, занимающихся проблемой искусственного разума, на очень близких позициях стоит также современный мыслитель Д. Хофштадтер. Весьма разнообразный материал, собранный им и связанный с психологическими экспериментами, с историко-фило-совскими и историко-научными открытиями, дает ему возможность утверждать, что сознательные существа далеко не всегда воспринимают вещи и ситуации в форме, близкой к оптимальной . Процесс восприятия представляет из себя процесс формирования удачных аналогических конструкций, а не процесс

подведения под заранее существующее понятие. Именно эти аналогические конструкции позволяют утверждать, что чисто мыслительной деятельности, не зависящей ни от каких восприятий, просто не существует.

«Если все это действительно так, — резюмирует К.А. Павлов, — то для успешной реализации проекта по созданию искусственного разума основные усилия соответствующих ученых должны быть направлены на изучение логики изобретения аналогий и природы аналогического как такового. Во всяком случае, господствующая ныне в науке логика тождества — в отрыве от логики аналогий — явно не годится ни для создания «искусственного мыс-

лителя», ни для того, чтобы лучше понять устройство мышления человеческого».

Отсюда следует, что для построения мыслящей системы искусственного интеллекта необходимо наличие культуры, основанной на логиках тождества и аналогий.

Бимодальный характер человеческого мышления. Не менее интересным является философская проблема соотношения искусственного интеллекта и бимодального характера человеческого мышления. Деятельность человека в условиях происходящей телекоммуникационно-информационной революции, неразрывно связанной с системами искусственного интеллекта, в немалой степени, зависит от использования им своего потенциала, который распределен между левым и правым полушариями человеческого мозга.

Как известно, мозг человека состоит из двух полушарий, каждое из которых по-своему преобразует информацию. Данная особенность организации мозга, называемая латера-лизацией, с возрастом и развитием человека усиливается и оказывается столь существенной, что постепенно полушария начинают по-разному участвовать во всех психических процессах. Кроме того, динамика работы мозга такова, что они действуют по очереди, т. е. в каждый данный момент с максимальной активностью функционирует одно из них, а другое несколько приторможено (такая особенность их взаимодействия называется рецип-рокностью). Латерализация и реципрокность накладывают свой отпечаток на все высшие психические процессы человека. Отражаются они и на индивидуальных свойствах индивида в связи с доминированием определенного полушария. Существенно то, что модель мира в большей мере строится по законам доминирующего полушария, что сказывается на выработке стратегии деятельности индивида.

Известно, что неравноправие правого/левого просматривается во всех биосистемах от бактерий до высших организмов и человека и в самых разнообразных жизненных функциях и отправлениях, вплоть до сферы психики. Исследования зарубежных и отечественных ученых X. Дельгадо, С. Спрингера, Г. Дейча, Н. Трауготта, Н. Брагиной, Т. Доброхотовой, В. Ротенберга и др. деятельности человеческого мозга свидетельствуют о том, что его левое и правое полушария выполняют свои определенные специфические функции. Правое, управляющее левой половиной тела, отве-

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

тствено за интуитивную, эмоциональную и художественную деятельность. С ним связаны также цветовосприятия, распознавание музыкальных тонов, мелодий и невербальных звуков, причем основным принципом работы этого полушария является голографический принцип. В левом полушарии сосредоточены интеллектуальные функции логики, анализа, действия правой половины тела. Полушария ориентируются на разные шкалы ценностей, пользуются различными логиками, окрашивают в различные эмоциональные тона мировосприятия человека, правое обращено в прошлое, левое — в будующее.

Отечественные исследователи следующим образом характеризуют значимость лево-полушарного и правополушарного мышления в жизнедеятельности человека: «Левополу-шарное, логико-знаковое мышление так организует любой используемый материал (неважно, вербальный или невербальный), что создается однозначный контекст, необходимый для социального общения. При этом из всех бесчисленных реальных связей между многогранными предметами и явлениями активно отбираются только некоторые, наиболее существенные для анализа и упорядоченного отражения реальной действительности. Отличительной же особенностью правополушарного, пространственно-образного мышления является одномоментное «схватывание» всех имеющихся связей, что обеспечивает восприятие реальности во все ее многообразии, принятие ее такой, какой она является сама по себе. Здесь отдельные свойства образов, их «грани» взаимодействуют друг с другом сразу во многих смысловых плоскостях, что и определяет многозначность образа (или символизирующего этот образ слова) в соответствующем контексте. Мозг, разумеется, функционирует как единое целое, интегрируя оба типа мышления как взаимодополняющие компоненты».

История аристотелевой логики — классической метафоры левополушарного мышления - богата примерами торжества «рацио», пустившего глубокие корни во всей западной культуре. Однако эксперименты показывают, что в некоторых ситуациях и в особых состояниях сознания испытуемые ясно видели то, что еще только должно было произойти в ближайшем будущем, слышали еще не произнесенные реплики собеседников, и дальнейший ход событий до деталей совпадал с этим предвидением. Необходимо подчеркнуть, что в данных

экспериментах неприменимо описание обычного прогноза, который основывается на осознанном учете и анализе имеющейся информации. Наоборот, предвидение возникало спонтанно, внезапно, что вызвало даже страх у испытуемых, причем они не могли активно вмешиваться в ход событий. Данный феномен фиксируется только в тех случаях, когда в деятельности индивида доминирует правополу-шарное мышление.

Существенным является и то, что имеется корреляция этого феномена с явлением поэтического предвидения: «Основной принцип сохраняется: как и при «предвидениях» в особых состояниях сознания у левшей, поэтическое пророчество не позволяет предотвратить предсказанное событие и сделать тем самым само предсказание недействительным».

Но ведь сейчас уже видно, что успехи Запада в переходе к постиндустриальному, информационному обществу обусловлены прорастанием поэтического компонента целостного человеческого мышления в научной и технологической деятельности. Запад осуществил на практике методологический вывод крупнейшего физика В. Гейзенберга о том, что язык поэзии более адекватен действительности, нежели язык математики.

Тогда возникает методологическая проблема: возможно ли смоделировать методами искусственного интеллекта бимодальный характер человеческого мышления, который наиболее зримо проявляется в произведениях искусства? Известно, что любое произведение искусства может быть закодировано в виде конечного числа цифр. Например, каждое слово поэмы состоит из букв, которые могут быть закодированы 33 цифрами, понятно, что при таком соответствии одна длинная строка цифр может рассматриваться как кодированная запись поэмы. Аналогично обстоит дело в живописи - полотно картины можно расчертить на мельчайшие клетки и цвет каждой клетки закодировать цифрами. Такое представление произведений живописи, в отличие от оригиналов, не подвержено разрушительному действию времени и может храниться веками. То же самое относится и к произведениям музыкального искусства: из анализа Фурье известно, что все звучание музыкального произведения, от первой ноты до последней, может быть представлено одной единственной кривой на экране осциллографа. Такую кривую можно с любой степенью точности кодировать

цифрами и потом воспроизводить ее на музыкальном инструменте.

Таким образом, любое произведение искусства в любой области можно представить в виде набора конечного числа цифр, причем число возможных комбинаций этих цифр огромно, но не бесконечно. Поэтому можно построить математическую модель, которая существует в виде логических программ, переводимых на язык ЭВМ, т.е. перед нами компьютерная модель. При математическом (компьютерном) моделировании очень важным этапом является установление инвариантов системы.

Творчество, рассматриваемое под таким углом зрения, представляет собой процесс расширения системы, в результате чего невыводимые утверждения становятся выводимыми. Иначе говоря, если некоторая задача не может быть решена в данной логической системе, то необходимо искать другую систему, логически более мощную. Тогда творчество заключается в расширении системы, увеличении ее логической мощи, ее логического «богатства», что дает возможность решения новых задач, не решаемых в старой системе. Итак, можно дать два определения творчества: во-первых, это поиск инвариантов и соотношений между ними, во-вторых, это расширение логической системы с целью решения новых задач. Так с математической точки зрения можно представить процесс творчества.

Не меньшее методологическое значение для понимания и моделирования процесса творчества имеют теоремы Мак-Каллока и Питтса - основателей направления, называемого нейрокибернетикой. Этими авторами введено понятие математического нейрона: если нейрон является основной функционирующей клеткой коры больших полушарий мозга человека, то математический нейрон - это абстрактный логический элемент, в котором формально отражены лишь те свойства живого нейрона, которые связаны с переработкой информации. Принцип действия математического нейрона и его возможности для решения

практических основаны в методологическом плане на теоремах Мак-Каллока — Питтса, смысл которых сводится к тому, что любое функционирование живой нервной ткани, которое можно описать с помощью конечного числа слов в терминах логического исчисления высказываний, может быть описано при помощи искусственной нейроннойсети. Таким образом, существует принципиальная возможность создания сети из математических нейронов, способной к творческой деятельности. Теоремы Мак-Каллока - Питтса являются теоремами существования, которые показывают, как нужно создавать сеть из математических нейронов, чтобы воспроизвести творческую деятельность человека, а только утверждают, что такую сеть принципиально можно построить. В этом состоит методологическое значение теорем Мак-Каллока - Питтса, их значимость для моделирования методами искусственного интеллекта деятельности человеческого мышления.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Арбиб, М. Метафорический мозг. М.: 2004. -54 с.

2. Лейбниц, Г.В. Соч. М. 1982.- 425 с.

3 Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М. 1986.- 436 с.

4. Хакен Г. Основные понятия синергетики// Синергетическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. М. 2000. - 312 с.

5. Лотман Ю.М. Семиосреда. СПб. 2001. -286 с.

6. Грановская, Р.М., Березная И.Л. Интуиция и искусственный интеллект. М. 1991.- 430с.

7. Брагина, Н.И., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. М. 1988.-278с.

8. Ротенберг, В.С., Артавский В.В. Межполу-шарная асимметрия мозга // Вопросы философии. 1984. №4. С.79-86.

9. Ротенберг, В.С. Внутренняя речь и динамизм мышления // Филосовские науки. 1991 №6. С.162-170.