Осознание 1/3
Источник: журнал «Компьютерра», №542 от 17 мая 2004 года. Автор введения Юрий Романов.
«Основное положение материализма гласит, что в мироздании не существует ничего, кроме материи и силы, и что все остальные природные явления можно объяснить, исходя из этих двух начал… Однако совершенно очевидно, что существует третье начало и объект познания во Вселенной – сознание, которое нельзя считать ни материей, ни силой, ни какой-либо производной от того или другого…»
Томас Гексли, английский биолог и педагог
Не могу избавиться от ощущения, что трудности, с которыми сталкиваются учёные, изучающие человеческое сознание, проистекают не столько от необычности объекта исследования, сколько от подспудной боязни таки изучить его! Психологи знают этот синдром – страх разрушения иллюзий, составляющих «комплекс полноценности». Научное познание природы и законов функционирования сознания неизбежно приведёт к выработке математически точных методик определения того, что каждый из нас представляет собой на самом деле. А жить, зная это, ой как непросто!
Понимание механизмов сознания поможет объективно судить о мотивации наших поступков. Правду о своих истинных побуждениях добыть трудно, ещё труднее признаться в них самому себе, а уж открыться кому-то ещё – и вовсе непосильная задача в абсолютном большинстве случаев. И вот представьте ситуацию, когда наши истинные побуждения известны всем! Знаете, ведь это конец политики как роду человеческой деятельности! И не только политики…
Рано или поздно исследователи сознания расскажут нам, как распознавать его состояния. Например, узнать, действуем ли мы по собственной воле или под влиянием извне. Долго ли продержатся тогда многочисленные культы, секты и разнообразные «духовные» направления, маскирующие собой тоталитарные объединения?
Через исследования феномена сознания однажды мы узнаем всю правду о себе. И как же нам жить тогда с этим знанием?
Да, все согласны, что построение теории человеческого сознания и создание его действующей модели ознаменует новый этап в эволюции человечества, положит начало новой исторической эпохе, откроет невероятные, трудновообразимые перспективы. Но…
Никто из серьёзных исследователей, с которыми мне удалось пообщаться, так и не смог внятно ответить на простой вопрос: «Кому всё это нужно?»
Многие [к счастью, не все. И это внушает надежду] представители точных наук, как мне показалось, боятся заниматься исследованиями феномена сознания, «сдав без боя» эту область гуманитариям. Кроме того, как выяснилось, в их среде жива и имеет много сторонников точка зрения на сознание, в своё время сформулированная Дж. Уотсоном, профессором Университета Джонса Хопкинса и одним из основателей бихевиоризма – одной из ведущих школ современной психологии. Он сказал о сознании просто: «Его нельзя увидеть, потрогать, понюхать, попробовать или передвинуть. Это – чистой воды допущение, такое же недоказуемое, как и устаревшее понятие души».
Представители военной науки выразились примерно следующим образом: «Искусственный интеллект в современных системах вооружения – да, это понятно. А искусственное сознание оружию ни к чему. В противном случае, вместо того чтобы отдать приказ, просто-напросто нажав кнопку, нам придётся уговаривать и убеждать ракету, что ей непременно нужно полететь, что это её долг и почётная обязанность…» Ясное дело, что финансировать работы по искусственному интеллекту военные будут, а вот с моделями сознания пока погодят. Им это не нужно. Но я благодарен собеседникам в погонах за столь образную формулировку различия сознания и интеллекта.
Тем не менее, смотря репортаж с места очередного теракта, осуществлённого боевиком-смертником, я с горечью думал, что использование «сознательного оружия» уже, к несчастью, началось. Без всяких высоких технологий. Без какого-либо искусственного сознания…
Гуманитарии меня огорчили тем, что, по-видимому, сговорились вообще «снять с повестки дня» проблему рукотворного разума. Оно, впрочем, и понятно...
Психологи с головой ушли в вопросы прикладного психоанализа…
В какой-то момент подготовка темы номера стала напоминать перемещение по минному полю. Малейшее «неточное» движение – и в моём почтовом ящике оказывался ворох трактатов, для которых пришлось завести две папки – «лжепсихология» и «псевдорелигия». Признаюсь, я был потрясён этой лавиной агрессивного невежества и самоуверенности.
Ещё немного, и я почувствовал бы себя в шкуре Мюнхгаузена из знаменитого Захаровского телефильма: «Ну что ж, – печально говорил барон, – раз ещё один день весны никому не нужен…» Поговорить о сознании было интересно всем, но на что искусственный разум [не искусственный интеллект, а именно – разум, сознание] может сгодиться сегодня, похоже, не знал никто!
Дело в том, подумал я, что мы все – человечество в целом – несмотря на свою многотысячелетнюю историю, ещё пребываем в детском возрасте. А детворе не свойственно задумываться о том, чтобы обзавестись детьми. Вот игрушки – это да! Куклы-роботы и машинки… Подраться, в войнушку поиграть, в «сыщики – разбойники»… Или попугать себя страшилками про привидения, заняться гаданиями или увлечься мистикой… Но вот дитятко вырастает, становится взрослым и в какой-то момент понимает, что ему нужен собственный ребёнок. Тот, кто стал бы наследником его знаний и опыта, преемником его дел.
Мы – Человечество – просто пока не задумываемся о таких вещах. Рано ещё. Молоды.
Тему номера открывает статья Виталия Хлебникова с обзором идей, положенных в основу математических моделей сознания. Владислав Тарасенко, продолжая разговор, выступает в «жанре» философского диалога.
Чёрный ящик или чёрная дыра?
Виталий Хлебников
Сознание – непростой феномен. Уже потому, что не все учёные склонны считать его феноменом и, следовательно, «законным» объектом исследования.
Сложности возникают также из-за того, что человеческое сознание сугубо индивидуально и уникально. Это вообще очень трудная ситуация для науки и научного метода познания. Как исследовать объект, который всякий раз ведёт себя иначе? Как изучать явление, которое нельзя многократно воспроизводить в лабораторных условиях? Представим, что мы пытаемся изучать процесс, зависящий от такого большого количества параметров, что точное повторение их конкретного набора – задача непосильная. Тогда каждый новый эксперимент будет давать новые результаты!
Похожая ситуация складывается, когда изучаются редкие явления. В физике элементарных частиц известно много примеров, когда вероятность некоторого события столь ничтожна, что за время существования Вселенной оно произойдёт, предположим, один или два раза. Как изучать подобные явления? Мало того что мы можем просто не узнать об их существовании, так мы и не сможем экспериментально воспроизвести их и толком разобраться в механизмах, лежащих в основе такого рода явлений. Трудное положение! Конечно же, ряд модельных теорий, в принципе допускающих такие явления, мы разработать сможем, но какова их ценность с точки зрения познания того, как всё происходит на самом деле?
Здесь существует забавный парадокс, суть которого можно понять из шуточного примера. Предположим, используя метод «чёрного ящика», мы пытаемся понять, как устроен и функционирует прибор, который при нажатии на кнопку открывает гаражные ворота. После многочисленных опытов мы заключаем, что в «чёрном ящике» находится электрическое реле, включённое по схеме с самоблокировкой и управляющее электроприводом ворот. Исследование закончено! Мы познали логику работы, создали модель, начертили электрическую схему и можем даже воспроизвести изученное устройство. Очень хорошо. Но на самом деле провода от кнопки идут к звонку, который установлен в каморке сторожа. Когда звонок звонит, сторож начинает вертеть лебёдку, трос которой привязан к воротам.
Другим впечатляющим примером исследования объекта, внутрь которого мы принципиально не можем заглянуть, является, конечно же, чёрная дыра. Все наши представления о процессах, происходящих внутри сферы Шварцшильда, базируются на некоторых моделях, адекватность которых мы пытаемся проверить косвенными методами – исследуя внешние проявления чёрной дыры, и даже не собственно дыры, а всего лишь материи, движущейся вблизи неё! Некоторые исследователи вообще скептически относятся к самой постановке задачи исследования процессов внутри чёрных дыр, полагая, что сами понятия «процесс» или «явления» становятся некорректными в отношении к сингулярностям.
Тем не менее, метод «чёрного ящика» широко применяется при изучении человеческого сознания. Другой подход базируется на конструировании моделей, поведение которых должно максимально воспроизводить внешние проявления разума (как мы их себе представляем).
Функциональный и принципиальный аспекты моделирования
Существует два основных аспекта моделирования сознания: функциональный и принципиальный.
Первый, как можно догадаться, связан с анализом функций сознания и включает в себя подзадачу их воспроизведения при помощи технических средств. Не будет преувеличением сказать, что практически все попытки воспроизвести мыслительную деятельность человека при помощи механических, электрических и электронных средств находятся «в сфере компетенции» этого аспекта. Именно благодаря интенсивным исследованиям в области функционального анализа сознания мы к сегодняшнему дню отчётливо видим разницу между интеллектом и собственно сознанием.
Второй аспект включает в себя исследования, направленные на создание математических моделей принципиальных с точки зрения философии черт сознания – его свойств отражения окружающих сущностей, самоопределения, целеполагания и морально-этических установок. Сюда же можно отнести исследования, целью которых является поиск математических объектов, адекватно отображающих свойства сознания. Эти исследования можно считать попытками построить абстрактную теорию сознания – теорию математических объектов, представляющих собой образы разнообразных сознаний, а не только человеческого. По существу, главный вопрос здесь – может ли быть сознание фундаментальным свойством некоторого класса математических объектов? Ясного ответа на этот вопрос пока нет.
Математика моделей сознания
Существование различных аспектов моделирования сознания оказывает влияние на выбор математического аппарата, используемого исследователями.
Большинство современных моделей интеллектуальной деятельности базируется на классических теориях алгоритмов и теории автоматов. Можно утверждать, что в практических разработках используется очень малая часть «теоретического багажа», накопленного в этих областях, что, вероятно, связано с неразвитостью междисциплинарных подходов в деле исследования сознания. Уровень фундаментальной математической подготовки даже инженеров, занимающихся реализацией конкретных проектов искусственного интеллекта, всё-таки недостаточен, а специалисты-математики уделяют очень мало внимания этой проблематике. Видимо, здесь должен произойти некий эволюционный процесс «сращивания» дисциплин, аналогичный тому, который породил в своё время такую отрасль математики, как математическая физика, давшая ряд глубоких результатов, относящихся к теории уравнений в частных производных. Так или иначе, но столь же глубокой дисциплины, которую можно было бы назвать математической психологией, пока нет.
Тем не менее, на сегодняшний день мы имеем исключительно интересные результаты, касающиеся математического моделирования сознательной деятельности и психологии. В частности, существует множество работ, посвящённых математике искусственных нейронных сетей и моделей принятия решений на основе нейросетевого подхода. Получены важные результаты в области динамики обучения нейронных сетей и проблем анализа их состояний. В настоящее время внимание исследователей привлекают некоторые специальные классы нейронных сетей – так называемые нечёткие сети, сети с забыванием, нелинейные аналоговые сети. Теоретически исследуются квантовые аналоги нейронных сетей.
В моделях процессов смыслообразования издавна применяется теория функций комплексного переменного. Особенно распространён подход, основанный на использовании специальных видов отображений в многомерном пространстве комплексных чисел. Этот же аппарат находит применение для моделей одного из главных свойств сознания – отражения окружающего.
Очень плодотворно используются топологические подходы к моделированию процессов индивидуального сознания и психологии коллективов. Базовые представления о том, что процессы мышления происходят не в физическом трёхмерном пространстве, но в абстрактном многомерном пространстве состояний мозга, дали «богатый улов». Стоит упомянуть работы В. Ю. Крылова [1] о моделировании субъективных семантических пространств, а также работы А. Ю. Хренникова [2].
В 1996 году А. Хренников предложил подход, основанный на использовании положений адических топологий для представления процессов мышления. В частности, он обосновал целесообразность использования р-адических чисел для моделирования структуры суждений.
Математические модели мышления, основанные на принципах хаотической динамики, позволили А. Хренникову и его коллегам нетривиально подойти к вопросу о сущности такого понятия, как сформулированная мысль. С их позиций мышление представляет собой типичный хаотический процесс в фазовом пространстве состояний сознания с аттракторами. Фазовые траектории, «притянутые» аттракторами, становятся осознанными мыслями. Переходные процессы нами осознанно не воспринимаются, поэтому мы их относим к сфере подсознания.
Более утончённые методы – с точки зрения применяемой математики и глубины абстракций – используют исследователи, принявшие гипотезу о неклассической (квантовой) природе сознания.
Разумеется, здесь не идёт речь о том, что функционирование человеческого мозга, как носителя сознания, происходит на принципах квантового компьютера. Главным образом, тут используются представления о наличии некоторой функции состояния сознания, которая имеет много общего с функцией состояния квантовых объектов в физике. Модель сознания, основанная на представлениях о спектре его состояний, даёт возможность увидеть, что все проявления функционирующего сознания не жёстко заложены в нем, а проявляются только в момент взаимодействия с окружающим. Иными словами, мы видим здесь процесс, аналогичный редукции волновой функции микрочастицы к некоторому состоянию в момент измерения или взаимодействия.
Надо отметить, что математическое описание сознания как квантового объекта сопряжено с рядом трудностей. Дело в том, что «обычная» квантовая механика имеет дело со статистическими характеристиками исследуемых объектов. В ней отсутствует аппарат, позволяющий адекватно описывать единичные квантовые объекты. Даже решив уравнение состояния, мы не можем однозначно сказать, как себя поведёт в данном эксперименте квантовый объект. Аналогичная ситуация возникает и в случае квантовой модели сознания. Имея функцию состояния сознания и модель его взаимодействия с окружающим, мы, тем не менее, лишены возможности путём вычисления точно определить реакцию (поведение) сознания в той или иной ситуации. Что это – недостаток модели или же фундаментальное свойство сознания как элемента Реальности? Сходная ситуация имела место на заре квантовой физики. Вспомним жаркие споры о том, является ли вероятностное описание микрочастиц следствием нашего незнания каких-то «скрытых» параметров или же оно представляет собой фундаментальное свойство нашего Мира?
При создании моделей коллективных взаимодействий сознаний часто используется математический аппарат, первоначально предложенный Л. Д. Ландау и Ф. Блохом для описания так называемых смешанных состояний квантовых систем. В этом случае отдельным сознаниям, входящим в ансамбль, не могут быть поставлены в соответствие индивидуальные функции состояния.
Модель сознания как модель интеллекта с обратной связью
Один из подходов к моделированию функционирующего сознания берет начало из теории автоматического регулирования. Основной его постулат заключается в том, что сознание рассматривается как свойство системы автоматического управления, в которой объектом управления является поведение самой системы.
Напомним, что «классическая» система автоматического управления включает в себя объект управления, датчики, автомат управления, реализующий некоторый закон управления, и исполнительные органы, воздействующие на объект управления. Сегодня автомат управления – это чаще всего компьютер, рассчитывающий управляющее воздействие по некоторой программе. В современных сложных адаптивных контурах управления применяются изощрённые алгоритмы выработки управляющих воздействий, которые давно и уже привычно носят название интеллектуальных. Собственно, так оно и есть, ведь в понятие искусственного интеллекта входит «умение» находить решение поставленной задачи – например, наиболее эффективно управлять поведением объекта управления.
Проще говоря, система управления, выполняя свои функции, может проявлять все признаки присутствия интеллекта, но не может «похвастаться» тем, что она осознает себя. В ней отсутствуют механизмы, ответственные за выделение себя из объектов окружающего мира. Именно в качестве такого механизма и предполагался контур измерения, оценки и коррекции собственных параметров.
Попытка решить задачу моделирования сознания «в лоб» – путём введения внутреннего контура обратной связи и дополнительных алгоритмов управления параметрами основного автомата – позволила яснее увидеть главную проблему этого подхода: каждый дополнительный контур управления для реализации основного постулата моделирования (см. выше) нуждается в следующем «вложенном» в него контуре, обеспечивающем управление им, и так до бесконечности… Впрочем, сторонники этого подхода утверждают, что так и должно быть, а получающаяся иерархическая структура управляющих контуров отражает действительную структуру любого сознания.
Итак...
Что такое сознание, мы по-прежнему не знаем. Мы не можем предложить ни одной методики проверки наличия сознания у некоторой материальной системы. У нас нет ни одной экспериментальной модели сознания, но есть огромное количество научных статей о том, как эти модели можно было бы создать. Позиция оптимиста: мы находимся в самом начале пути, сулящем удивительные открытия.
Не будет преувеличением считать, что от результатов научного поиска разгадки феномена сознания зависит не только мировоззрение Человечества, но и его будущее, его судьба.
[1]Доктор психологических наук, профессор. Заведующий лабораторией математической психологии Института психологии РАН. Монография "Психология и синергетика" (соавт. С. П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий, препринт №41 Института прикладной математики им. М.В.Келдыша, 1990).
[2] Khrennikov A. Yu. Non-Archimedean Analysis: Quantum Paradox, Dynamical Systems, Biological Models. Kluwer Academics, 1997. Khrennikov A. Yu. Human unconsciousness as a p-adic dynamics system//Journal of Theoretical Biology. 1998. V. 37.