УСЛОВНЫЙ РЕФЛЕКС И АЛГОРИТМ

ВВЕДЕНИЕ

Интеллектуальная деятельность неразрывно связана с работой мозга человека. Возникает вопрос: можно ли вообще говорить о передаче вычислительным машинам хотя бы некоторых форм мыслительной деятельности, можно ли говорить об искусственном интеллекте, когда мы не знаем, что такое естественный интеллект? Скептики утверждают: чтобы построить искусственный интеллект, нужно прежде всего познать механизмы работы мозга человека. Между тем общеизвестно, что наука еще далека от решения задачи их раскрытия.

Можно поставить вопрос иначе: нельзя ли так организовать комплексный процесс исследования, чтобы ускорить продвижение вперед как на путях изучения высшей нервной деятельности человека, так и на путях построения все более и более совершенных кибернетических моделей его деятельности, и, что не менее важно, не может ли сама постановка задачи построения искусственного интеллекта облегчить процесс исследования механизмов работы мозга?

Такой подход к проблеме имеет основание. Достаточно воспроизвести в памяти некоторые этапы становления и развития других отраслей науки, например биохимии и биоорганической химии. В недалеком прошлом ученые считали, что синтез органических соединений присущ только живым организмам. Эти вещества нельзя получить искусственно. Когда Ф. Велер впервые синтезировал мочевину, то некоторые скептики тут же попытались исключить ее из числа органических соединений. В наши дни, когда ученые научились синтезировать сложнейшие белки, идти дальше по такому пути отрицания уже не представляется возможным. Метод синтеза занял прочное место в развитии биохимии и биоорганической химии. Он сделался средством проверки полноты

3

знаний, методом, стимулирующим развитие теории и экспериментальных исследований.

Рассматривая первые кибернетические модели интеллектуальной деятельности, исследователи-пессимисты говорят: «Это — не интеллект». Однако такие модели знаменуют начало пути эффективного познания и' моделирования работы мозга человека. Построение «искусственного интеллекта» можно определить как метод синтеза

Авторы настоящей книги не ставили перед собой задачи подробного описания устройства различных «разумных» кибернетических систем и сопоставления их с работой мозга (эти проблемы уже были отражены в других книгах). Они стремились рассказать об успехах, перспективах, проблемах и трудностях развития нового направления науки, которое в конечном счете ставит своей целью как познание механизмов различных сложных форм работы мозга, так и построение кибернетических моделей. Моделирование и кибернетическая теория в этом случае используются как одно из средств проникновения в тайны природы.

Авторы стремились сделать книгу доступной для широкого круга читателей. Вместе с тем она может оказаться полезной и для ученых, работающих в области кибернетики, физиологии, психологии и философии.

В настоящее время быстро возрастает число проблем, стоящих на грани различных областей науки. Существует даже мнение о том, что все действительно новые идеи рождаются на «стыке» наук. При развитии таких идей часто встречаются большие трудности, так как подготовка специалистов предусматривает обычно их узкую специализацию. В этих условиях научно-популярная литература обретает свое новое значение.

Создать тесное сотрудничество в работе кибернетиков, математиков, физиологов, психологов и философов не так просто. Авторы надеются, что настоящая книга сыграет положительную роль и в преодолении этих трудностей.

УСЛОВНЫЙ РЕФЛЕКС И АЛГОРИТМ

Раскрытие механизмов, лежащих в основе интеллектуальной деятельности человека, — одна из наиболее важных и сложных проблем на современном этапе развития физиологии. Хорошо известно, что в основе работы мозга лежит функционирование систем, объединяющих многие миллионы нервных клеток. Изучены биохимические процессы, которые определяют возникновение возбуждения нервных элементов, принципы функционирования, а также организацию синаптических бляшек, которые осуществляют передачу возбуждения с одной нервной клетки на другую. В то же время остается открытым вопрос о том, каким образом совокупная деятельность нервных элементов приводит к возникновению мышления человека и сложного поведения животных. Очевидно, нервные клетки образуют специфические организации, в которых возникают новые в качественном отношении явления и процессы, определяющие целесообразное поведение человека и животных. Однако пока неизвестно, как формируются такие объединения и каким образом возникающие в них процессы в конечном итоге приводят к тому, что обычно определяется как психическая деятельность человека: к процессу формирования понятий, принятия решений, обучению, памяти, прогнозированию.

Для многих исследователей в области высшей нервной деятельности оказались неожиданными достижения кибернетики по созданию так называемого «искусственного интеллекта». В условиях, когда перед учеными, изучающими высшую нервную деятельность, возникали все новые и новые трудности, кибернетикам удалось воспроизвести на вычислительных машинах достаточно сложные явления, которые относились к области интеллектуальной деятельности человека. Удалось, например, построить

5

системы, способные находить доказательство геометрических теорем. Как известно, эта форма интеллектуальной деятельности свойственна достаточно высокоодаренным и владеющим математическими методами специалистам. Были также созданы кибернетические устройства, которые решали задачи, выполняемые служащими банка, задачи по балансированию конвейерных линий и др. Каким же образом были достигнуты эти результаты, если ученым еще так мало известно о механизмах деятельности мозга?

Следует обратить внимание на то, что кибернетики, создающие модели «искусственного интеллекта», не использовали данных о работе нервных элементов, об организации ансамблей нейронов, о функциях нервных центров. Их интересовали проблемы, связанные с разработкой так называемых «эвристических» программ для вычислительных машин. Такие программы имели свои законы функционирования, свою организацию. Именно эта организация, а не устройство вычислительной машины определяла возможность создания элементов интеллектуальной деятельности. Отдельные операции — элементы работы эвристических программ — были очень просты: запись сигнала в памяти, сравнение сигналов и т. д. Способности к творческому (эвристическому) отысканию решений задач определялись спецификой целостной структуры, организацией информационных процессов. Результаты работы программ не зависели, от того, на каком именно физическом субстрате была реализована их деятельность.

Возник вопрос: не лежат ли какие-либо подобные принципы и в основе интеллектуальной деятельности человека и не обеспечивает ли развитие кибернетики каких-то более эффективных и прямых -путей к разгадке тайн работы мозга и расшифровке механизмов психической деятельности? Такая постановка вопроса привела к поискам новых подходов к исследованию механизмов работы мозга, связанных с использованием достижений кибернетики. Поиск шел по различным направлениям. Мы остановимся сначала на одном из них, связанном с развитием системы представлений об алгоритмическом анализе работы мозга.

6