17.1. Психические процессы с точки зрения кибернетической науки

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 

Психика играет исключительно важную роль в обеспечении существования человека как биологического объекта. Ее особое положение среди других систем организма вызвано тем, что психика обеспечивает возможность целенаправлен­ного поведения и регуляцию эмоционального состояния человека. Именно нали­чие у психики данной функции — функции управления и регуляции — позволяет провести определенные параллели между психическими явлениями и общими кибернетическими законами и закономерностями.

Кибернетика — это наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых объектах и обществе. Пик развития ки­бернетики приходится на середину XX века, что было связано с бурным развити­ем науки и техники. С точки зрения кибернетики, любой самореализующийся объект, т. е. объект, обладающий определенной программой действий, должен со­стоять, как минимум, из двух систем. Во-первых, он должен обладать системой, которая была бы в состоянии осуществлять реализацию данной программы. Во-вто­рых, должны существовать системы, которые непосредственно выполняли бы за­ложенные в программе действия. Таким образом, речь идет об управляющих сис­темах и системах (объектах) управления. Объект управления имеет целевое на­

значение, которое состоит в выполнении определенных действии, а в ряде случаев он может изменяться сам. Управляющая система имеет целевым назначением управление объектом. Процесс управления осуществляется как обмен информа­цией между управляющей системой и объектом управления. Причем обмен ин­формацией между управляющей системой и объектом управления осуществляет­ся по двум каналами. По каналам прямой связи поступает информация от управ­ляющей системы к объекту управления. В этой информации содержатся указания и команды для объекта управления, в соответствие с которыми происходит осу­ществление того или иного движения, операции и т. д. По каналам обратной связи поступает информация от объекта в управляющую систему о результатах выпол­нения той или иной команды.

Наиболее простым примером такого самореализующегося объекта являются станки с программным управлением, которые обладают определенной програм­мой, или системой управления, и механизмами, которые эту программу выполня­ют. Более сложным кибернетическим объектом является робот, самостоятельно выполняющий программу в условиях какого-либо поля (физического, информа­ционного, природного и т. п.). В условиях поля он должен не только выполнять заложенные в программе действия, но и вносить соответствующие изменения в ха­рактер выполняемых действий в зависимости от внешних условий. Подобный объект можно было бы рассматривать как самоактуализирующийся, поскольку он стремится наиболее полно выполнить программу в постоянно изменяющихся условиях внешней среды (рис. 17.1).

Живой организм — это еще более сложный объект. Под воздействием внешних условий происходят изменения не только в характере совершаемых им действий, но и в самом организме. Следовательно, живой организм не только самоактуали­зирующийся, но и саморегулируемый объект. Человек, вероятно, один из самых сложных объектов реального мира, известных науке в настоящее время. Он не только самоактуализирующийся и саморегулируемый, но и саморазвивающийся объект. Его свойство как саморазвивающегося объекта состоит в том, что он в со­стоянии самостоятельно создавать и изменять программу своих действий.

У человека как живого объекта процесс управления реализуется через психи­ческую деятельность. Поэтому психика рассматривается как управляющая систе­ма человеческого организма. Такое понимание роли психики было вызвано не только развитием техники, но и всем ходом развития наук, изучающих человека. Особенно важен был период, когда утвер­дилось мнение о том, что человек суще­ствует в объективном мире и не может быть от него изолирован. Человек вынужден постоянно приспосабливаться к окружаю­щему миру. Этот процесс приспособления впоследствии стал называться адаптаци­ей. Рассмотрению проблемы адаптации с позиции медико-биологических наук и психологии посвящена отдельная глава. В данной главе наша задача заключается в раскрытии той роли, которую играют

Сможет ли «искусственный интеллект» заменить мозг человека?

Развитие кибернетической науки по-новому заставило человека посмотреть на самого себя. Особенно много вопросов возникло, когда по­явились первые компьютеры. С их появлением люди стали задумываться о возможности созда­ния «искусственного разума», или «искусствен­ного интеллекта». С тех пор прошло достаточ­но много времени, а количество вопросов не только не уменьшилось, но и многократно уве­личилось. Человек стал не только задавать во­просы, но и сравнивать себя с компьютером. Вопрос о том, кто умнее — человек, создав­ший компьютер, или его собственное созда­ние — компьютер, — становится одним из са­мых интересных. Вот как на этот вопрос отве­чают Том Харрингтон и Дениза Квон

«Подобно Нарциссу, восхищавшемуся сво­ей собственной красотой, человек с тоской гля­дит в нечто вроде интеллектуального увеличи­тельного стекла и отходит со словами "Да, ты действительно самый разумный из них всех!" Наш мозг в 10 биллионов раз менее эффекти­вен энергетически, чем теоретически он мог бы быть, и его клетки реагируют в тысячи раз мед­леннее, чем ячейки цифрового компьютера, и тем не менее он продолжает находиться под нарциссическим впечатлением от своей соб­ственной работы, обычно относя все недостатки на счет своей огромной сложности. В 1968 году мозг Джона Кемени, заметив, что между ним самим и машиной нет существенной разницы, сделал утверждение, показавшееся в то время здравым. Даже на базе транзисторов... конст­руктивные трудности едва ли позволят сделать машину более чем из миллиона частей. Так что мы можем свободно сказать, что человеческий мозг надолго останется примерно в 10000 раз более сложным, чем самые сложные машины».

С тех пор компьютеры развились невероят­но. Но мозг по генетическим причинам застрял на обочине интеллектуальной дороги, посколь­ку он мутирует медленно. К счастью, наши ког­нитивные способности не застряли вместе с ним. Каждый день мы встраиваем в компьютеры но­вые мутации и, навязывая им наше собственное направление естественного отбора, развиваем «мыслительную» силу человека.

Как может компьютер практически конку­рировать с нами? Лучше сначала спросить, а смог бы компьютер хранить и обрабатывать то коли­чество информации, какое мы сами восприни­маем. Насколько это много? Информацию, вос­принимаемую нами за одно мгновение текущей зрительной сцены, можно оценить, исходя из интенсивности, с которой этот мир стимулиру­ет каждую из ваших 250 000 000 палочек и кол­бочек. При наличии 100 возможных уровней интенсивности стимуляции каждой из них мы по­лучим достаточно верное повторение воспри­нимаемого мира, так что для каждой колбочки или палочки нам пришлось бы записать по две цифры. Это составило бы 2 х 250000000 еди­ниц информации — т. е. средняя ванная комна­та, заполненная перфокартами. Обновляя сти-мульную зрительную сцену 100 раз в секунду на протяжении ста лет жизни, мы бы оказались затопленными в таком количестве зрительной информации, какого хватило бы, что­бы заполнить перфокартами куб с ребром в 34 километра. Компью-

психические познавательные процессы как структурные элементы системы управ­ления в обеспечении адаптации человека с точки зрения кибернетики.

Существенный прорыв в развитии научного представления о человеке произо­шел тогда, когда пришло понимание того, что живой организм обладает таким свойством, как саморегуляция. Этим, вероятно, мы в первую очередь обязаны К. Бернару и У. Кэннону, которые стали говорить о саморегуляции организма как важнейшем условии поддержания постоянства параметров внутренней среды, а следовательно, как об одном из основных условий жизни биологических объек­тов. Дальнейшая разработка данной проблемы привела к тому, что было доказано наличие взаимосвязи между психическими и физиологическими явлениями.

Дело в том, что до середины XIX века головной мозг как носитель психическо­го противопоставлялся всем остальным системам организма, в том числе и спин­ному мозгу, который в то время рассматривался в качестве источника многих фитерная память такого объема оказалась бы безнадежной, как это случилось в 1968 году, но тусклый свет надежды идет к нам из 1926 года, когда Эмануэль Голд-берг смог записать на микрофильме буквы ве­личиной в один микрон; такая плотность озна­чает, что на большой почтовой марке можно расположить 50 Библий. При такой записи ин­формации наш столетний опыт зрительного вос­приятия уместился бы в кубе из марок с ребром в 20 метров.

Объемные голограммы имеют более лег­кий доступ и гораздо большую плотность. Но если бы мы могли хранить информацию так, как это делает природа, ваш зрительный опыт за 100 лет смог бы уместиться в кубике с ребром в 1мм — с булавочную головку. Генетическая информация, необходимая для воссоздания лю­бого человека ... хранимая в виде 4-битового РНК-кода, уместилась бы в слое над одним ног­тем. В таком случае хранение информации, превышающей по объему все, что когда-либо мог собрать мозг, кажется легким, но как быть с обработкой, воспроизведением и передачей? Такие компоненты, как макромолекулярные транзисторы и оптические компьютеры на трансфазерах и технология производства опти­ки с сопряжением фазы скоро превзойдут все, что имеется сегодня. Компьютеры будут более плотными, и в них, возможно, не будет прово­дов, а только световые лучи, которые могут проходить друг сквозь друга. И они будут спо­собны обрабатывать целые поля оптической информации и мгновенно формировать с ней ассоциации, избегая в некотором смысле необ­ходимости в интерактивных соединителях, име­ющихся в мозге. Такие компьютеры легко пре­взойдут мозг. Как насчет передачи информа­ции? Новые оптические зеркала с сопряжением фазы позволят нам посылать трехмерные наби­тые информацией голограммы по отдельным стеклянным волокнам. Физики говорят, что по одному стеклянному волокну теоретиче­ски возможно транслировать продолжитель­ный зрительный входной сигнал от примерно 10 000 абонентов. Видимо, в неполноценности мозга нет сомнений. Даже по сравнению с су­ществующими машинами он по многим пара­метрам выглядит, как игрушка. Нам только нуж­но побольше людей (и компьютеров), чтобы писать гибкие и тщательно разработанные про­граммы, или сделать специальные компьютеры, которые сами были бы своей программой. По­этому спросим, а хорошо ли умеет мозг ду­мать? Если мы нарисуем длинную ось, отмеря­ющую сложность мышления, то похоже, что мы все-таки сможем поместить себя на ней хоть на бит повыше абака. Может ли абак мыслить? Наверно, нам лучше думать, что да.» зиологических функций, т. е. деятельность головного мозга в большинстве случа­ев никак не связывалась с деятельностью спинного мозга. Постановка вопроса о саморегуляции организма повлекла за собой необходимость найти структуры и механизмы, обеспечивающие эту регуляцию. Одним из первых в качестве систе­мы регуляции внутренней среды организма был назван спинной мозг. Однако экс­периментальные исследования, проведенные Э. Пфлюгером по изучению реак­ций, управляемых лишь спинным мозгом (реакции обезглавленных животных), позволили обнаружить признаки актов психически регулируемого поведения. Было высказано предположение о том, что спинной мозг задействован в осуще­ствлении психических актов. Поэтому не случайно Э. Пфлюгер назвал свою рабо­ту «Сенсорные функции спинного мозга».

С другой стороны, исследования К. Бернара, И. М. Сеченова, Э. Вебера показали, что головной мозг, в свою очередь, участвует не только в осуществлении психических

функций, но и в регуляции внутренней среды организма. Таким образом, в каче­стве основной системы регуляции организма стали называть центральную нерв­ную систему, включающую в себя и головной мозг, и спинной мозг с присущими им психическими и физиологическими функциями.

В то же время любая система для осуществления своих функций должна обла­дать определенными механизмами. В качестве такого механизма в физиологии стал рассматриваться рефлекс. Первоначально рефлекс было принято понимать как механизм взаимодействия отдельных систем организма для осуществления биологически целесообразной реакции на какое-либо воздействие. Причем явле­ние рефлекса в большинстве случаев связывалось со спинным мозгом. Между тем в процессе теоретических и экспериментальных исследований стало ясно, что со­матические и гомеостатические функции, выполняя роль биологически целесооб­разных реакций, являются управляемыми, а управляющими устройствами явля­ются соответствующие нервные центры, в том числе расположенные в головном мозге. Следовательно, головной мозг также задействован в образовании рефлек­сов. Более того, было установлено, что он играет при этом ведущую роль. А как мы знаем, в данный период психическая деятельность напрямую связывалась с функ­ционированием головного мозга. Но если это так, то возникает вопрос, задейство­вана ли психика в регуляции организма? Если задействована, то какова ее роль? Как увязать психические явления, присущие головному мозгу, с проблемой регу­ляции организма? Ответ на эти и многие другие вопросы дал И. М. Сеченов, кото­рый стал рассматривать рефлекс как более обобщенное явление.

Сеченов известен современным ученым не только как талантливый физиолог, но и как психолог. Он пытался дать объяснение многим психическим явлениям, к числу которых относится и мотивированное поведение. В ходе своих психоло­гических и физиологических исследований Сеченов пришел к радикальному за­ключению — нельзя обособлять центральное, мозговое звено психического акта от его естественного начала и конца. Нельзя рассматривать психические явления, связывая их только с деятельностью головного мозга, отрывая их от периферии и других систем организма. В формировании психических и психофизиологических явлений задействована вся нервная система. Это единство, по мнению Сеченова, обусловлено тем, что психический акт — это процесс, который имеет свое начало и конец. Он писал: «Как основа научной психологии мысль о психической деятель­ности с точки зрения процесса, движения... должна быть принята за исходную ак­сиому, подобно тому, как в современной химии исходной истиной является мысль о неразрушаемости материи».

Если согласиться с этим высказыванием, то необходимо согласиться и с тем, что психические явления не могут быть вызваны лишь одной деятельностью го­ловного мозга. Если внутримозговое звено является центральным не только в том смысле, что его роль — главная, но и в том, что в общей структуре всего акта оно является серединой, то по отношению к нему началом и концом по необходимости могут быть лишь внемозговые компоненты на периферии. Исходным звеном явля­ется раздражающее воздействие объекта, а, соответственно, конечным звеном яв­ляется опосредованное центром действие человека, направленное на этот объект.

По мнению Сеченова, такой целостный акт с его внутримозговым звеном и вне-мозговой соматической периферией, смыкающей организм с объектом, и есть реф­

леке. И если центральное звено с его психическими функциями нельзя обособ­лять от соматической периферии, то это означает, что субстратом психического акта является не только мозговое звено, но вся эта трехчленная структура, в кото­рой исходный и конечный периферические компоненты играют не менее суще­ственную роль, чем компонент центральный. А если это так, то мы должны сде­лать по крайне мере два логических вывода.

Во-первых, психические явления (акты) являются неотъемлемой частью реф­лексов, которые охватывают все иерархические уровни нервно-мозгового аппара­та и выражают общую форму работы нервной системы. Следовательно, психиче­ские акты включены в осуществление регуляции организма.

Во-вторых, поскольку концевые компоненты рефлекторного акта по своей при­роде неотделимы от раздражителя, то рефлекс — это не только внутриорганиче-ское образование, но и механизм физического взаимодействия между организмом и объектом. Следовательно, психические процессы включены в организацию вза­имодействия организма и внешней среды.

Исходя из этих выводов, можно сделать предположение о том, что, поскольку психические процессы связаны не только с центральным звеном, но и с концевы­ми компонентами рефлекса, вероятно, именно они являются той структурой, ко­торая связывает воедино все компоненты рефлекса, а следовательно, осуществ­ляет взаимодействие организма и среды. Однако такое понимание роли психики возникло значительно позднее. Этому предшествовали работы И. П. Павлова, Н. А. Бернштейна, П. К. Анохина и др.

Очень часто в психологической литературе, когда авторы оценивают вклад Павлова в развитие психологии, говорят об открытии им условного рефлекса как физиологического принципа организации поведения. Однако не меньшая, а, мо­жет быть, даже большая заслуга Павлова заключается в том, что он рассматривал рефлекс как принцип уравновешивания организма и среды. Он писал: «Первое обеспечение уравновешивания, а следовательно, и целостности отдельного организ­ма, как и его вида, составляют безусловные рефлексы, как самые простые... так и сложнейшие, обыкновенно называемые инстинктами... Но достигаемое этими рефлексами уравновешивание было бы совершенным только при абсолютном по­стоянстве внешней среды. А так как внешняя среда при своем чрезвычайном раз­нообразии вместе с тем находится в постоянном колебании, то безусловных свя­зей как связей постоянных недостаточно, и необходимо дополнение их условными рефлексами, временными связями»*.

Таким образом, рассматривая рефлекс как механизм уравновешивания орга­низма и среды, Павлов разделил рефлексы на два основных вида: безусловные, или видовые, т. е. свойственные для всех представителей данного биологического вида, являющиеся проводниковыми, т. е. обеспечивающими биологическое суще­ствование организма, и условные, которые носят временный характер и по необхо­димости являются замыкательными, т. е. обеспечивающими замыкание и размыка­ние «проводниковых цепей» между явлениями внешнего мира и реакциями на них живого организма. Но за счет чего происходит это «замыкание»? Вероятно, для того чтобы начал формироваться условный рефлекс, необходима информация

о соответствующих изменениях внешней среды, а также необходимы механизмы, которые могли бы осуществить переработку данной информации.

Отвечая на эти вопросы. Павлов выделяет целостный механизм анализатора, включающий периферическое, промежуточное и центральное звенья, а также го­ворит о существовании высшей нервной деятельности, обладающей своими кана­лами получения информации, называя их первой и второй сигнальной системой. К первой сигнальной системе он относил психические образы, которые возника­ют вследствие воздействия на организм физических раздражителей. Ко второй сигнальной системе он относил речемыслительные процессы. В качестве второ-сигнального раздражителя им рассматривался внешний социальный и вместе с тем физический агент. Таким агентом является слово, которое воспринимается с по­мощью анализаторов, но вместе с тем оно наполнено социальным содержанием.

Следовательно, Павлов рассматривал психические явления в качестве одного из компонентов регуляции жизнедеятельности человека. Для него психические явления выступали как носители информации, как сигналы, включающие систе­му регуляции организма и поведения человека, а в качестве основного механизма системы регуляции он рассматривал образование рефлекса (или рефлекторной дуги), который в свою очередь был не чем иным, как результатом сигнализации. Таким образом, Павлов одним из первых связал психические явления с поступаю­щей извне информацией — сигналами внешнего мира. А именно сигналы являют­ся одним из важнейших структурных элементов современных кибернетических теорий. Поэтому мы вправе утверждать, что труды И. М. Сеченова и И. П. Павло­ва в значительной степени предопределили возможность рассмотрения психиче­ских явлений с позиций кибернетической науки.

Однако в ходе развития науки стало понятно, что механизмы регуляции имеют более сложную структуру, чем рефлекторная дуга, предложенная Павловым. Было высказано предположение, что, скорее всего, эти механизмы имеют вид реф­лекторного кольца.

Идея рефлекторного кольца была предложена и теоретически разработана из­вестным отечественным ученым Н. А. Бернштейном. По его мнению, регулятив­ный акт не заканчивается ответной реакцией организма. Для того чтобы совер­шить сложное действие, необходимо не только сформировать команду на его вы­полнение, но и проследить его выполнение, а также внести в случае необходимости соответствующие изменения в ход его выполнения. Поэтому, говоря о регуляции организма и деятельности, необходимо вести речь не о рефлекторной дуге, а о реф­лекторном кольце, по отношению к которому условный рефлекс является лишь частным случаем.

Обоснование Бернштейном концепции рефлекторного кольца принципиаль­ным образом изменило представление об участии психики в регуляции состояний организма и поведения человека в целом. В рамках данной концепции психика стала рассматриваться не как носитель информации, а как непосредственное управляющее звено, имеющее свою структуру и механизмы.

Таким образом, к середине XX века стало ясно, что в живом организме суще­ствует целая система регуляции, которая учитывает поступающие извне сигналы и на их основе формирует программу уравновешивания организма со средой в ви­

де регуляции внутренней среды организма и внешнего поведения. Однако по-преж­нему оставались без ответов вопросы о том, как все это реально происходит. Дать ответ на эти вопросы не представлялось возможным, потому что человек оставал­ся объектом, «в который нельзя залезть и пощупать все своими руками». Этого нельзя сделать, не нарушив целостность организма, не вызвав его гибель, но когда в биологическом объекте останавливается жизнь и прекращается функциониро­вание его систем, ответы на поставленные вопросы не могут быть найдены. Поэто­му организм человека и его психику стали называть «черным ящиком» — объек­том, не поддающимся всестороннему и полному изучению.

Другое дело технические системы. В отличие от живого организма все можно оценить и исследовать с момента их создания. Можно установить закономерно­сти их функционирования. Поэтому, в отличие от живых организмов, технический объект очень часто, по выражению создателя кибернетической науки Н. Винера, называют «белым ящиком». С развитием электронно-вычислительной техники, созданием сложных технических систем, построенных на законах кибернетики, стало ясно, что существует очень много общего между принципами организации регуляции живых организмов и кибернетических систем. Исходя из этого были предприняты попытки создания концепций и теорий регуляции биологических организмов по аналогии с кибернетическими системами. Некоторые из них оказа­лись в состоянии объяснить ряд психических явлений. К числу таких работ в пер­вую очередь необходимо отнести труды представителя санкт-петербургской пси­хологической школы Л. М. Веккера.

Рассмотрим более подробно некоторые положения, на которых основываются данные концепции.