Полосухин Б.М. Феномен вечного бытия. Некоторые итоги размышлений по поводу алгоритмической модели сознания

Подождите немного. Документ загружается.

алгоритм интерпретирующий. Поэтому обработка левого слова факти-

чески сведется к его интерпретации и, следовательно, выполнению как

алгоритма. Это приведет к тому, что считывающая головка машины U

будет перемещаться в зоны ленты, расположенные левее тех, которые

изображены на рис.13. Если там ничего не записано, то головка будет

двигаться влево неограниченно долго, что и приводит к заключению о

несамоприменимости универсальной модели, если ее лента будет органи-

зована, как показано на рисунке.

Однако несамоприменимая интерпретирующая модель может быть

сделана само применим ой, если левее двух зон, указанных на рис. 13,

расположить еще две зоны, в одной из которых записать алгоритм некой

специализированной машины, а в другой - (самой левой) некоторое вход-

ное слово, обрабатываемое этим специализированным алгоритмом (см.

рис. 14). Мы не можем сообщить что-либо конкретное об этом алгоритме и

слове, которое он обрабатывает; но если исходить из принципа самокон-

тролируемости системы, то это должен быть, как принято называть,

тестирующий алгоритм, обрабатывающий некие тестирующие данные

(входной тест). Если принцип самоконтроля проводить последовательно,

то необходимо признать, что входное тестирующее слово должно

совпадать с собственным описанием специализированной тестирующей

машины. Таким образом, мы приходим к своеобразной двойной самопри-

менимости, складывающейся из самоприменимости универсальной

интерпретирующей машины, самоприменимость которой в свою очередь

возможна при условии самоприменимости некоторой специализированной

тестирующей машины, "встроенной" в ленту машины интерпретирующей.

Ранее было отмечено, что самоприменимость универсальной тьюринго-

вой модели реализуется на некотором внутреннем языке, что является

следствием принципа интерпретации. Теперь этот вывод должен быть

уточнен, так как приходится говорить о самоприменимости также и тести-

рующей машины. Принципы построения тестирующих программ для

проверки работоспособности искусственных кибернетических систем, в

частности ЭВМ, показывают, что эти тесты основаны на использовании

внутренних функциональных и структурных свойств проверяемых уст-

ройств. Таким образом, введение тестирующей машины не нарушает наш

вывод о том, что процесс самоприменимости универсальной тьюринговой

модели целиком выполняется на ее внутреннем языке.

Если еще раз вернуться к зеркальной аналогии, которой мы восполь-

зовались при описании самоприменимости специализированной модели, то

самоприменимости универсальной модели соответствует обычное зеркало,

в котором мы четко видим себя отделенным от окружающего фона.

Два процесса

Нетрудно догадаться, что коль скоро было сделано предположение о

том, что в основе информационных процессов, протекающих в мозге

животных, лежит специализированная тьюрингова модель, то естественно

заключение о сопоставлении универсальной тьюринговой модели с мозгом

человека. Такие сопоставления и будут делаться в ряде последующих

разделов книги. Однако в данном разделе ради строгости изложения и

нежелания дать повод читателю упрекнуть автора в предвзятости мы

будем вести разговор только о моделях.

Если рассматривать упомянутые ранее процессы самоприменимости с

точки зрения их контролирующих функций в специализированных и

универсальных моделях, то нужно отметить следующее. Модель сущест-

вует не изолированно, а находится в некоторой среде и подвергается со

стороны этой среды, в частности, информационным воздействиям. Более

"жизнеспособной", естественно, оказывается такая модель, которая свои

контролирующие функции реализует не от случая к случаю, а постоянно

или - почти постоянно. Иными словами, процесс самоприменимости,

поскольку он имеет длительность, должен быть периодическим.

Кроме процесса контроля в модели происходят и другие информа-

ционные процессы, и поэтому немаловажен вопрос и ответ на него - как

осуществляется взаимодействие контроля с остальными процессами. По

поводу периодичности (например, каково значение этого периода в разных

типах моделей) сказать что-либо определенное в настоящее время не

представляется возможным. Ясно одно, что величина этого периода

обусловлена как параметрами модели (например, скоростью обработки

информации), так и какими-то параметрами среды (например, частотой и

интенсивностью внешних воздействий). Более определенные суждения,

нам думается, можно сделать относительно взаимодействия процесса

контроля (самоприменимости) и остальных информационных процессов,

имеющих место в модели.

Рассмотрим сначала это взаимодействие на примере специализиро-

ванной тьюринговой модели. Пусть в некоторый момент времени модель

начинает преобразование слова, являющегося собственным описанием.

Если она самоприменима, то за конечное число шагов произойдет обработ-

ка этого слова, и считывающая головка модели остановится в определен-

ном стандартном положении относительно какой-то фиксированной

позиции. Пусть эта позиция будет совпадать с левым символом входного

слова, записанного на ленте и являющегося кодовым отображением

информации, поступившей к этому времени в модель из внешней среды.

Согласно алгоритма, предписанного таблицей модели, последняя

преобразует входное слово, запишет на ленте результирующее слово и

вновь перейдет в режим самоприменимости. Затем начнется обработка

следующего входного слова и т.д. Закономерен вопрос: что произойдет,

если входное слово в соответствующую зону ленты не поступит. Очевид-

но, что модель не будет выполнять предписанный ей специализированный

алгоритм, хотя процесс самоприменимости будет периодически выпол-

няться. Таким образом, закономерен вывод: информационные процессы в

специализированной тьюринговой модели (кроме процесса самопри-

6. Полосухин Б.М. 81

менимости) активизируются внешней средой. Мы рассматривали однолен-

точную специализированную модель, в которой процессы самоконтроля и

обработки внешней информации протекали последовательно. В многолен-

точной модели можно говорить о параллельном, т.е. одновременном их

выполнении. Однако сделанный выше вывод о независимости процесса

самоприменимости и процесса реализации специализированного алгоритма

остается справедливым.

Обратимся теперь к универсальной модели. Уточнение, сделанное в

предыдущем разделе, говорит, что универсальная модель будет самопри-

менима только тогда (при условии исправной работы механизма интерпре-

тации), когда головка модели после чтения на ленте "собственных описа-

ний" переместится в ту зону ленты, где записан какой-то специализи-

рованный алгоритм. В частном случае, как отмечено ранее, это может

быть некий тест. Напрашивается, вообще говоря, интригующий вывод.

Поскольку на ленте универсальной модели записаны специализированные

алгоритмы, то для их активизации не обязательно поступление на ленту

входного слова непосредственно из внешней среды; алгоритмы могут

активизироваться внутренним процессом самоприменимости. Иными

словами, универсальная самоприменимая тьюрингова модель обладает

свойством внутренней информационной активности. В то же время в этой

модели не запрещена ситуация, когда какой-либо специализированный

алгоритм, записанный на ленте, начнет свою реализацию с помощью

интерпретирующего механизма после подачи входного слова, т.е. будет

активизирован непосредственно внешним воздействием. Последняя ситуа-

ция, правда, станет возможной, если процесс самоприменимости не выпол-

няется.

Таким образом, универсальная тьюрингова модель допускает два

принципиально различных режима реализации алгоритмов, записанных на

ленте. Если процесс самоприменимости не осуществляется, то алгоритмы

активизируются внешними воздействиями. Если самоприменимость имеет

место, то информационные процессы, соответствующие различным

специализированным алгоритмам, обусловлены этой самоприменимостью

и опосредованы ею. При таком режиме работы модели идут совместно

как бы два взаимоувязанных процесса: процесс самоприменимости и про-

цесс преобразования информации; при этом первый процесс не может

состояться без второго, а второй - вызван первым.

Дань трудному моменту

Итак, мы познакомились с двумя моделями машины Тьюринга -

специализированной и универсальной - и убедились, что при той

детализации рассмотрения, которой мы ограничились, все там просто, все

на виду. Теперь самое время задать тревожный вопрос: а где же здесь

сознание, где Я? Что их нет в модели, это понятно: на то она и модель; но

тем не менее если выбранная нами модель адекватно описывает сущность

процесса обработки информации мозгом, то она должна, по крайней мере,

содержать элементы, которые в реальном мозге обусловливают проте-

кание процессов, с которыми можно было бы связать появление сознания.

Если перевести приведенную ранее разбивку зон ленты универсальной

модели с языка специальных терминов на общепринятый язык, то с

перечисленными несколько ранее шестью зонами можно соотнести

следующее:

- зрительную, слуховую, тактильную и прочую информацию,

поступающую в мозг через органы чувств из внешнего мира (в том числе

и своего собственного тела);

- данные, обеспечивающие протекание в мозге процессов, которым мы

ставим в соответствие такие понятия, как мышление, думание;

- информацию о том, что человек на данный момент знает о внешнем

мире: его научные знания, мировоззрение, культура, социально-нравствен-

ные нормы и т.д. и т.п., т.е. все данные о внешнем мире, хранящиеся в

памяти;

- аналогичную информацию, но только уже не о внешнем мире, а о се-

бе, также хранящуюся в памяти;

- данные о текущих реакциях в модели, которым можно поставить в

соответствие постоянно присутствующие в мозге человека проявления его

жизнедеятельности (имеется в виду не деятельный или физиологический

уровень, а скрытые от наблюдателя мозговые "команды", являющиеся

источником деятельности).

Читатель, конечно, заметил, что перечислено пять пунктов и отсутст-

вует соответствие зоне "собственного описания". Это не забывчивость

автора, а дань трудному моменту. Трудность заключается в том, что, во-

первых, собственное описание - это не то, что модель (или человек) знает

о себе, ибо знание о себе может быть переменчивым, а собственное

описание - это константа. На языке модели, мы это уже знаем, оно

соответствует описанию таблицы (алгоритма) функционирования управ-

ляющего устройства. Возможно, в мозге ему соответствует неизвестная

нам структура или функциональное образование. Во-вторых, наличие в

модели, на ленте собственного описания само по себе еще ничего не

означает. Оно никакими, скажем так, преимуществами перед дру-

гими зонами не обладает, кроме одного отличительного признака: оно

записано на внутреннем языке, нигде, ни в чем не совпадающем с языком

других зон ленты. Нам неизвестен пока какой-либо "внутренний" язык

мозга, который мы могли бы сопоставить с внутренним языком мо-

дели.

Внимательный читатель заметил также, что среди отмеченных выше

признаков и свойств функционирования человеческого мозга отсутствует

такое понятие, как сознание. Можно возразить, что уже была указана

зона информации, содержащая данные о самом себе и способная пред-

положительно образовать качественно новую категорию, которую можно

было бы сопоставить с понятием сознания. Однако это возражение па-

рируется следующим образом. Информация о себе накапливается только

через постижение внешнего мира, посредством общения с другими

людьми. Знание о наших достоинствах или недостатках, способностях,

наклонностях, словом, знание о том, "что есть я", образуется на основе,

одинаковой с образованием знания "что есть он", ибо все мы находимся в

одной природной среде, в одном социуме. Другое дело, что знание о себе

может характеризоваться иногда большей полнотой, чем знание о других,

но это тема из другой плоскости рассмотрения. Таким образом, природа

появления в модели "совокупности данных о модели" та же, что и

"совокупности данных о внешней среде". Отсюда напрашивается вывод,

что так как нет качественного различия между процессами обработки

информации в названных зонах, то, скорее всего, не следует ожидать

появления нового качества при чтении информации из зоны "совокупность

данных о модели".

Время вернуть небольшой долг: во второй главе мы обещали

подробнее рассмотреть "синдром множественности личности". Мы, конеч-

но, не можем объяснить его на языке психологии или физиологии. Однако

объяснение в терминах универсальной тьюринговой модели выглядит

достаточно простым. Упомянутая выше зона "совокупность данных о

модели" в случае рассматриваемого синдрома фактически должна состоять

из нескольких подзон, обмен информацией между которыми невозможен.

Каждая такая подзона соответствует определенной "личности".

Что мы видим и что мы выбираем

А теперь вернемся к сознанию - это не какое-нибудь заурядное свой-

ство, а совершенно уникальное, особое качество, не имеющее никаких

аналогов, поэтому естественно ожидать в модели наличие каких-то

особых свойств, принципиально отличающихся от всех остальных,

которые можно было бы попытаться связать с механизмом появления

сознания. Однако что мы видим в модели, особенно в ее универсальном

варианте? На ленте можно записать или создать какое угодно количество

самых разных алгоритмов: они могут отличаться один от другого по

объему памяти, по времени реализации, между ними, в конце концов,

могут быть какие-то качественные различия. Но к стандартному

управляющему устройству все они находятся в одинаковом отношении -

их все оно обрабатывает по одному и тому же алгоритму.

От универсальной тьюринговой модели мы вправе ожидать не только

"выдающихся" ученических способностей и особых эволюционных

свойств, но также элементов, из которых строится сознание. По сути

дела, при сегодняшнем уровне знания универсальная тьюринговая моде-

ль - это рубеж, находясь на котором нужно честно задавать вопросы и

честно на них отвечать.

Может быть, работа мозга имеет естественную и алгоритмическую

природу и следует в тьюринговой модели искать элементы, модели-

рующие сознание?

Может быть, работа мозга имеет естественную, но не алгоритми-

ческую природу и нечего от тьюринговой модели требовать того, чего в

ней нет?

Может быть, работа мозга имеет естественную и алгоритмическую

природу, но машина Тьюринга - это не то, за что мы ее принимаем?

Может быть, мы вообще слишком сузили поле исследований, сосредо-

точившись только на процессах обработки информации? На этот счет

можно привести и предостерегающие высказывания, например: "...сейчас

все отчетливее становится понимание, что попытки моделировать работу

"голого" мозга к успеху не приведут, нельзя отрывать "душу" от "тела"

[41.С.140].

Может быть, работа мозга имеет сверхъестественную природу и нам

остается сказать - "аминь!"?

И вот на той стадии, когда нужно честно выбирать (а выбирать

фактически нужно между первым, третьим, четвертым и пятым

вопросами, ибо Тьюринг, как и жена Цезаря, выше подозрений), можем,

разряжая драматизм ситуации, сказать, что мы выбираем первую

альтернативу.

Побочный эффект

Читатель, ознакомившийся со свойством самоприменимости специа-

лизированной модели и проанализировавший сопоставление зон ленты в

универсальной модели, уже догадывается, что решающий вклад в

механизм возникновения сознания должен внести неясный пока для нас,

протекающий в реальном мозге процесс, моделью которого может

оказаться самоприменимость универсальной тьюринговой модели.

Мы полагаем, что в процессе реализации самоприменимости, основная

цель которой - контроль за устойчивостью структуры управляющего

устройства, появляется "побочный" эффект. Когда модель считывает

сигналы внешнего мира, она "постигает" внешний мир. Когда модель

читает информацию о себе, она постигает себя в той части, которая

также обусловлена внешней средой. Наконец, когда модель читает свое

собственное описание, она "постигает" себя в той части, которая связана с

описанием управляющего устройства. В наличии как бы две цепи обрат-

ной связи, два цикла, информация в которых передается разными кодами:

первый цикл - это работа со всеми зонами ленты, кроме зоны "собст-

венное описание"; в другом цикле идет обработка "собственного

описания"; как было показано выше, этот цикл в свою очередь может

состоять из двух циклов. То, что в модели называется самопри-

менимостью (а в универсальной модели в той части, которая связана с

механизмом интерпретации, этот процесс, что очень важно, идет на

внутреннем языке), в реальном мозге при наличии соответствующих

рецепторов создает феномен, который мы называем способностью к

возникновению субъективного начала. Побочный эффект сделался доми-

нирующим фактором. Воистину, природа слепа и не видит, что творит.

Вновь прозвучало словосочетание "субъективное начало" (первый раз оно

было употреблено во второй главе). В принципе мы уже готовы уделить

ему большее внимание, но по необходимости, из-за композиционных осо-

бенностей построения излагаемого материала, это будет сделано в сле-

дующей главе.

Заканчивая данный раздел, отметим, что мы имеем следующую

иерархию алгоритмических моделей мозга, начиная с более простых:

- регидная специализированная модель без самоприменимости;

- регидная универсальная модель без самоприменимости;

- пластичная специализированная самоприменимая модель;

- регидная универсальная самоприменимая модель.

Если в данной иерархии руководствоваться только комбинацией

различных свойств моделей, то следовало бы ввести еще неуказанные

здесь пластичную специализированную несамоприменимую и регидную

универсальную несамоприменимую модели. Однако с информационной

точки зрения такие модели следует считать неустойчивыми, но кате-

горически утверждать, что подобные модели не могут реально существо-

вать, видимо, нельзя. Последняя в списке "регидная универсальная

модель с самоприменимостью" может считаться нами наиболее совершен-

ной.

Но сразу же напрашивается еще одна - "пластичная универсальная

самоприменимая модель", самая высшая и не указанная в данной

иерархии. Что это такое? Вопрос очень и очень непростой, и здесь дается

лишь предварительное мнение о его возможном решении. Пластичность и

универсальность (в том понимании, в каком эти термины использовались

применительно к тьюринговой модели) исключают друг друга, так как

универсальность структуры предполагает ее стабильность в пределах

сохранения принципа интерпретации, то есть по идее не должна допускать

ее пластичности. Мощность множества специализированных моделей

можно условно определить как мощность континуума (если быть более

строгим, то оно бесконечно, но счетно). Если рассуждать формально, то

самое ничтожное изменение структуры управляющего устройства порож-

дает новую специализированную модель. Однако когда специализирован-

ная модель сопоставляется с мозгом того или иного животного, то

небольшие изменения удобнее относить к зоне пластичности, объявляя

саму модель моделью вида, класса, отряда и т.д.

Множество универсальных моделей также бесконечно и счетно. При

сохранении принципа интерпретации одна модель отличается от другой

своим внутренним языком. Очевидно, что множества специализированных

и универсальных моделей не равномощны. Если воспользоваться образ-

ным сравнением, то универсальные модели - островки в океане специа-

лизации. Структурная пластичность противопоказана универсальной моде-

ли: она размывает ее в специализированное безбрежье. Поэтому, если

руководствоваться тезисом, что универсализм основан на принципе интер-

претации (другого принципа мы пока не знаем), то мозгу человека следует

поставить в соответствие четвертую по счету - универсальную регидную

модель. Что касается пятой, то о ней несколько слов в следующем

разделе.

Ниша для Бога

И еще один момент, который в связи с обсуждением универсаль-

ной тьюринговой модели заслуживает внимания хотя бы на уровне

первичного упоминания. Как уже было отмечено, основу работы

универсальной машины составляет алгоритм интерпретации. В теории

алгоритмов доказана теорема о том, что "существуют универсаль-

ные машины Тьюринга" [37,с.13О]. Множественное число, фигурирую-

щее в формулировке теоремы, не случайно. В зависимости от при-

нятого способа кодирования информации могут быть "построены"

различные универсальные машины, отличающиеся одна от другой

по таким характеристикам, как число состояний функциональной

таблицы, скорость обработки информации, используемый объем памяти

ленты.

Отличия моделей по названным критериям, видимо, должны являться

отражением факта каких-то отличий в моделируемых объектах. Нам

важно осознать, насколько существенными могут оказаться эти различия.

Очевидно, что число состояний, скорость обработки, объем памяти - это

количественные характеристики; качественная сторона алгоритма

интерпретации при этом не меняется, и, следовательно, мы не можем

говорить о качественных различиях в принципах обработки информации в

моделируемых универсальной моделью объектах.

Поэтому принципиальное значение имеет вопрос: можно ли построить

универсальную машину Тьюринга, в основе которой лежал бы алгоритм,

качественно отличный от алгоритма интерпретации? Очевидно, что этот

вопрос далеко выходит за рамки чисто математических интересов:

положительный ответ на него означает, что возможно существование

разума, качественно отличного от человеческого, отрицательный ответ

ведет к выводу, что человеческий разум - единственный во Вселенной

(это не означает, что человечество - единственное мыслящее

сообщество; единствен в этом случае человеческий принцип мышле-

ния).

На сегодняшний день теория алгоритмов не утверждает, что

универсальная машина Тьюринга единственна, наоборот, по способам

кодирования информации она множественна, но пока не предложено

никакого иного алгоритма, кроме алгоритма интерпретации, который мог

бы лежать в основе ее работы.

Когда мы ставим вопрос о качественно ином типе разума, то

естественно возникает мысль о Боге, ибо Бог мыслим как высший разум,

качественно отличный от человеческого. Выше было отмечено, что на

поставленный вопрос о различных типах разума возможны два ответа -

положительный и отрицательный. Однако нельзя исключить третий

вариант: формально ответ не может быть получен, если данный вопрос

являет собой алгоритмически неразрешимую проблему (об алго-

ритмической неразрешимости мы еще будем говорить далее). Автор

склонен считать, что при любом варианте ответа - положительном или

отрицательном - вывод один: Бога нет. Даже если ответ положителен, и

иной разум, возможно, существует, это не Бог, ибо Бог в принципе непоз-

наваем. И только третья ипостась ответа (алгоритмическая неразре-

шимость) образует нишу, в которой мог бы спрятаться Бог. Но даже этот

ответ не доказывает Бога, а только лишь не отрицает его.

Резюме для неспециалистов

У кого не хватило духу, навыков работы с "сухими" текстами, наконец,

уровня подготовки, может, как было обещано, обратиться к данному

резюме.

Объявленная цель - понять естественную природу возникновения

сознания и далее нащупать пути в сферу бессмертия. Сознанием обладает

только человек. Поэтому, чтобы понять его природу, нельзя говорить о

нем на человеческом языке. Предостережение Г.К.Честерсона "разуму

вредно и опасно препарировать разум" [42 с.315] оказалось как никогда

кстати: получилось так, что мы как бы вняли совету, поместив между

"объектом исследования" и разумом модель. Честерсон предостерегает,

собственно, вопрошающего, оберегая его рассудок. Может быть, и для

нас это стало полезным, но главное в том, что тьюрингова модель

оказалась пронзительным прожектором, осветившим доселе погруженные

во тьму глубины. Модель - инструмент; он должен обладать точностью

стрелы Робин Гуда, педантичностью зеркала, строгостью квадрата Мале-

вича. Этой моделью стала машина Тьюринга. Не понявшие принципов ее

работы вовсе не обязаны думать, что мозг устроен, как она.

Не столь важно, чтобы модель совпадала со своим прототипом -

важно, чтобы она сохраняла основные отношения, свойственные ему. В

игрушечном автомобиле колеса приводятся в движение или пружиной, или

электромотором, или инерционным маховиком. В игрушке нет

бензинового или дизельного мотора, но главное, что присуще любому

автомобилю - способность к движению, реализовано. Модель показала:

Первое. Различие между человеком и всем животным миром вписыва-

ется в концепцию двух типов моделей - специализированных и универ-

сальной.

Второе. Модель дает объяснение - почему животный мир бесконечно

разнообразен, а человек - один. В следующей главе это объяснение полу-

чит большую убедительность.

Третье. Универсальная модель обладает практически неограниченными

возможностями для своего "обучения", при этом структура модели никак

не меняется. "Способности" специализированной модели к обучению ниже,

а качество обучения иное.

Четвертое. В моделях (как специализированных, так и универсальной)

может быть организован процесс, имеющий название "самоприменимость".

Об этом загадочном процессе что-то сказано в прочитанной главе, что-то

будет раскрыто в главах последующих. Самоприменимости можно поста-

вить в соответствие, например, собаку, пытающуюся укусить собствен-

ный хвост, змею, заглатывающую самое себя, отражение одного зеркала

в другом. Наконец, самоприменимость - это отражение мозгом своей

собственной структуры и законов ее работы.

Стоит хотя бы немного вдуматься в приведенные сюжеты, чтобы

понять всю их загадочность и неразрешимость. Видимо, нет ничего удиви-

тельного, когда при отражении мозгом своих структурных и функциональ-

ных проявлений возникает такое загадочное явление, как сознание.

Поэтому с модельным процессом самоприменимости универсальной модели

мы связали способность к возникновению в реальном мозге нового

качества, названного термином "субъективное начало".

Пятое. Универсальная модель имеет свойство, которое можно опре-

делить термином "бимодальность", что соответствует способности модели

отделять себя от всего, что является "не моделью". В следующей главе

будет показано, что из этого свойства (в сочетании с самоприменимостью)

выводимо понятие Я. Кстати, специализированная модель свойством

бимодальности не обладает.

Шестое. Самоприменимость модели описывает, по нашему мнению,

некоторый реальный процесс, происходящий в мозге. Этот процесс, воз-

никший эволюционно, контролирует и, видимо, обеспечивает устой-

чивость мозга как информационной системы в случае неблагоприятных

внешних изменений.

В пятой главе по мере развертывания композиции будут дополнительно

проанализированы названные и другие особенности тьюринговых моделей,

что еще в большей степени укрепит нашу уверенность в правильности

выбранного пути: сознание целесообразно изучать на формализованных

моделях, понятно, сознанием не обладающих.