Юрий Берков – Наука и техника будущего (страница 3)

– А как же думает наш мозг? – спросите Вы.

Начну издалека.

Ребёнок рождается с сознанием чистым как белый лист бумаги. Никаких мыслей у него нет. Это видно по отсутствующему блуждающему взгляду, по поведению. Но у него в голове уже есть прекрасный биологический компьютер – его мозг! Большинство нейронных цепей памяти мозга пусты, за исключением тех, которые содержат наследственные программы управления процессами в организме и органами чувств. Эти программы передаются генетически и представляют собой вегетативную нервную систему.

Как только ребёнок попадает в этот мир и открывает глаза, на него обрушивается поток информации. Он начинает видеть предметы, слышать звуки, чувствовать прикосновения, тепло, холод. Но это ему ещё ни о чём не говорит. Он ещё не умеет думать, он не умеет обрабатывать информацию. Однако в его память уже закладываются зрительные образы, звуковые сигналы и тактильные ощущения. Изо дня в день они повторяются и сочетаются с различными воздействиями, положительными или отрицательными. Так в мозгу ребёнка формируются устойчивые связи. Лицо матери, её голос, грудь, связаны с приятными ощущениями тепла, сытости, комфорта. Лицо отца, его руки, голос – и возникают приятные ощущения купания в тёплой воде, ласки.

Запоминаются и отрицательные эмоции: чувство голода, пощипывание в промежности от мокрого подгузника, усталость от лежания в одной позе. Позже ребёнок запоминает облик отца, матери, их манеры говорить, двигаться. Выделяет отдельные звуки и определяет, что за ними должно последовать. У него образуются прочные причинно-следственные связи: звук – действие, предмет – свойства. Он начинает двигать ручками, учиться брать и бросать игрушки. Так он познаёт силу тяжести, движение. И опять в мозгу возникают прочные связи, поступок – последствия. Но пока это ещё не думанье. Это процесс накопления информации, познания предметов, их свойств и возможного применения. Например, ложкой можно есть, из чашки можно пить, на стуле можно сидеть. Пока работает только память, и опытным путём устанавливаются причинно-следственные связи. Но ребёнок уже способен предвидеть результаты своих действий, моделировать, т.е. проигрывать в уме ситуацию.

Например, если разжать пальцы, то игрушка упадёт на пол и раздастся соответствующий звук, если стукнуть по чашке, то она опрокинется, и т. д. У ребёнка в голове создаётся множество моделей последствий тех или иных его действий. Многие из них похожи. Бросить яблоко и бросить игрушку – результат примерно одинаковый. Так ребёнок начинает различать сходные модели действий и их результаты. Возникают мысленные аналогии, обобщения. Например, стол в гостиной и стол в кабинете отца отличаются, а называются одним словом. У бабушки же вовсе другая мебель, но тоже есть стол, стулья, кровать, шкаф. Сходство лишь в назначении предметов и в их конструкции – они имеют общие конструктивные признаки. Так у ребёнка формируются общие абстрактные понятия: образы стола, стула, шкафа, кровати. Он уже безошибочно в любой квартире определит, где стол, где стул, а где шкаф, хотя эти предметы могут значительно отличаться по форме, по цвету, по размерам. В его мозгу уже сформировались отличительные признаки предметов, по которым ребёнок относит их к той или иной категории. Но самое интересное, что слова «стол», «стул» вызывают те же ассоциации, что и зрительные образы. Слово заменило предмет! Это уже работа второй сигнальной системы – больших полушарий мозга. Ребёнок слышит слово и мысленно воспроизводит образ предмета, обобщённый, абстрактный. Так слова могут порождать зрительные образы, идентифицироваться с ними. Значит, оперируя словами, можно оперировать зрительными образами, хотя реальные предметы отсутствуют. Это уже мыслительный процесс!

Зрительные образы конкретны, ими думают животные, а человек мыслит словами. Вдумайтесь в эту разницу. Мы произносим всего лишь два слова: «бросил камень», а представляем себе, что человек нагнулся, взял в руку камень, размахнулся и пустил его в определённом направлении. Мы представляем себе полёт камня и его приземление. А дальше мы произносим другие слова, и идёт новая абстрактная модель: поступок (причина) – результат (следствие). Так возникает цепочка событий: предмет – действие – новое состояние предмета. Это уже абстрактное мышление. Моделирование процессов в общем виде, без деталей, а если надо, то и привязка к деталям, к частностям. Умение абстрагироваться, видеть в частном общее и переходить от общего к частному, конкретному – это уже мышление.

Мы объединили все предметы в группы, назвав их словом «существительные». Мы объединили все действия с предметами в группы, назвав их словом «глаголы». Мы объединили все свойства предметов в группы, назвав их «прилагательными», и т. д. (включая все части речи). Теперь, не имея самих предметов, мы можем мысленно проделывать с ними всё что угодно и, пользуясь различными аналогиями, ассоциациями, предвидеть, что будет с предметом в результате тех или иных действий.

Мало того, вообще не имея образа предмета, скажем, атома или электромагнитной волны, мы можем иметь слова, обозначающие эти предметы и их свойства, и из этих умозрительных образов рождать какие-то умозаключения. Это уже познание неизведанного, скрытого от наших органов чувств. Это уже наука, творчество. Мы можем полностью отрешиться от реальности и оперировать только с вымышленными образами. Так создаются мифы, произведения искусства. На это способен только человек. Вот какая огромная роль принадлежит абстрактному, символьному мышлению!

А ещё человек мыслит понятиями: «много-мало», «тепло-холодно», «быстро-медленно» и т. д. Эти понятия выработаны им на основе ощущений и субъективных оценок. В отличие от машины, человек очень плохо считает, и эти понятия заменяют ему массивы числовых данных.

Он оперирует с нечёткими множествами, как сказал бы математик, границы которых размыты и субъективны. В результате человек часто ошибается в своих оценках, поэтому учёные предпочитают всё оценивать числами.

Машина-компьютер не имеет ощущений и ей непонятны субъективные оценки человека. Поэтому различные понятия приходится заменять массивами данных и описывать их статистическими характеристиками. Но машину научили оперировать с массивами как с единым целым. В результате скорость мышления машины значительно возросла.

Вот я, например, задал машине оператор «тау», который определяет количество осадков в Москве за лето. Я задал диапазон от «очень мало» до «очень много». Машина будет оперировать с массивами «очень мало», «мало», «норма», «много» и «очень много», интерпретируя их числовыми величинами.

– И всё-таки, как же научить машину думать? – спросите Вы.

– Ну, прежде всего в неё нужно заложить информацию о внешнем мире, обо всех предметах и их свойствах. Но как это сделать? Как объяснить машине, что такое стол, если она никогда его не видела? Для неё это пустой звук, символ.

Можно заложить описание стола. Объяснить, что он состоит из столешницы, трёх или четырёх ножек. Но машина не знает что такое столешница, ножки. Ей надо объяснить, что столешница – это прямоугольная или круглая доска. Но тогда она спросит: «а что такое доска?» И ей опять придётся долго объяснять. Но и в этом случае она ничего не поймёт, поскольку ей непонятен смысл слов «дерево», «прямоугольник», «толщина» и т. д. Мы создаём понятия на основе зрительных образов и ощущений, но у машины нет органов чувств, нет ощущений и для неё любые понятия не более чем набор символов, которые она не понимает. Словами нельзя определить слова.

– Значит, машине надо дать органы чувств? – спросите Вы.

– Да. Можно дать машине глаза – телекамеры, микрофон для записи звуков. Можно записать в память изображения многих предметов, но это сложно и долго. Ведь нужно предъявить машине десятки столов и научить её вырабатывать главные отличительные признаки стола, создавать абстрактный образ. Но можно поступить проще. Дать систему координат и семейство точек в разных плоскостях, т.е. простые геометрические формы изображающие абстрактный стол. Потом указать возможные, наиболее вероятные пределы изменения положения этих точек, этих фигур, их разброс. Получается размытая, абстрактная модель стола. Затем можно дать варианты конструкции: «стол письменный», «стол журнальный», «стол круглый обеденный» и т. д. Теперь, в случае необходимости, при появлении в операционной системе машины идентификатора: «стол круглый», из памяти её будет извлечён трёхмерный образ стола с круглой столешницей, с которым далее ей следует совершить какие-то действия. Конечно, это относится не только к столу, но и к любому известному людям предмету. Если нельзя точно описать предмет, то даётся его схематический, условный образ более или менее соответствующий реальному. Так, в машину необходимо занести описания всех известных нам предметов во Вселенной.

– Но это же очень много! – скажите Вы.

– Да. На это уйдёт немало времени. Это всё равно, что годами учить сначала ребёнка, потом подростка, а затем и юношу. Поэтому целесообразно создать Мировой банк данных по всем предметам. Мало того, машине нужно объяснить свойства предметов: мягкий, твёрдый, тёплый, холодный и т. д. Как это сделать? Ведь у неё нет тактильных датчиков, она не может пощупать предмет. С длиной, шириной, высотой проще. Их можно задать на осях координат в трёх измерениях, а тут придётся вводить дополнительные оси, дополнительные измерения.