|
|
Дискуссии - Наука
Полосухин Б.М.
В предыдущей нашей статье «От небытия к сознанию» была высказана мысль, что работе мозга может быть сопоставлена некая абстрактная математическая модель в виде универсальной машины Тьюринга. Мы не станем здесь рассказывать, как работает эта машина — подобные сведения можно почерпнуть из многих достаточно известных и популярных изданий (см., например, нашу монографию [1], [2]), а сразу перейдем к изложению сути вопроса.
Почему машина Тьюринга? На этот вопрос можно ответить, исходя из нескольких, достаточно тривиальных соображений. Во-первых, если мозг, хотя бы в какой-то своей части, является устройством переработки информации, то, хотя бы какая-то часть его работы может иметь алгоритмический характер. Во-вторых, значит, эта часть работы мозга может быть промоделирована на машине Тьюринга. В-третьих, почему, именно, машина Тьюринга, а не нечто другое? Дело в том, что сведение алгоритма к операциям на ленте машины позволяет оставить вне поля нашего зрения содержание обрабатываемой информации (которое для мозга невообразимо велико и разнообразно), и, следовательно, рассматривать работу мозга в этой ограниченной (алгоритмической) области, как чисто механическую.
Если нас интересует сознание, то на основе изложенных выше предположений, мы должны были бы допустить, что сознание возникает на основе работы какого-то, никому пока неизвестного, алгоритма. Но подобный вывод тут же заводит в тупик. Два соображения подсказывают наличие этого тупика. Соображение первое. Сознание крайне сложно, и поэтому ему мог бы соответствовать крайне сложный алгоритм. Вряд ли природа могла сразу создать такой сложный алгоритм. Скорее всего, в основе сознания должен был бы лежать какой-то достаточно простой, но необычный, исходный принцип. Соображение второе. Сложность сознания, многочисленные попытки подойти к нему с разных сторон, трудность его формализации, как раз наводят на мысль, что сознание в какой-то своей части неалгоритмично. Как говориться — от чего ушли, к тому и вернулись.
Получается, что от Тьюринговой модели сознания или следует отказаться, или искать в ней такое, что было бы отлично от алгоритма. Такой поиск, на наш взгляд, оказался успешным и показал выход из патового положения. Речь идет о самоприменимости машины Тьюринга, т.е. о таком процессе, когда на ленте машины записывается ее собственное описание. Доказано, что понятие самоприменимости машины Тьюринга алгоритмически неразрешимо, иными словами, не существует алгоритма, который будучи примененным к произвольной машине Тьюринга, мог бы дать однозначный ответ — самоприменима она или нет.
Таким образом, в машине Тьюринга возможен такой режим работы (он не подчиняется обычному режиму обработки информации), который «способен» моделировать некую неалгоритмическую составляющую работы мозга. В предыдущей статье «От небытия к сознанию» говорилось, что основу сознания может составлять процесс информационной индивидуализации. Этот процесс заключается в способности мозга «читать самого себя». Но самоприменимость машины Тьюринга — это тоже чтение самой себя. Стало быть, не лишено основания предположение, что самоприменимость машины Тюринга на абстрактном уровне как раз и моделирует способность мозга «читать» самого себя, и, как следствие из этого — самоприменимость машины Тьюринга может моделировать какую-то часть сознательной деятельности.
Следует отметить, что проблема самоприменимости машины Тьюринга является лишь частью более общей (возможно, глобальной) проблемы изучения самоприменимых процессов самой различной природы как в естественных, так и, возможно, в искусственных системах. На сайте Академии Тринитаризма (www.trinitas.ru <http://www.trinitas.ru>) и на сайте http://www.aicommunity.org постановке этой проблемы в теоретическом плане посвящены работы К. Истодина [3], [4]. Не исключено, что результаты этих исследований могут оказаться полезными для изучения конкретной задачи, о которой мы здесь говорим — самоприменимости машины Тьюринга.
К какой же сфере сознательной деятельности человека могут быть приложены идеи, вытекающие из рассмотрения процесса самоприменимости универсальной машины Тьюринга? Чтение многочисленных работ по психологии, а также многочисленных источников из области восточных философий, посвященных пониманию сознания (мы даже не будем на них ссылаться из-за многочисленности того и другого), заставляет нас поверить в то, что сознание человека образовано не менее, чем двумя основополагающими составляющими: это то, что можно было бы назвать «сознанием без мысли», когда выпукло выступает «бытийственная» часть сознания (по буддийской терминологии — чистое сознание), и второе — сознательная мыслительная деятельность; в этом случае человек как бы полностью отстранен от осознания своего «Я», и все подчинено решению какой-либо проблемы или задачи. Это — как бы две крайности; в обычных состояниях сознания мы одновременно и осознаем свое бытие, и отдаем себе отчет в том, какую задачу, и как, мы решаем. Названные здесь две составляющие сознания находят свое интересное сопоставление в работе универсальной машины Тьюринга, поставленной в режим самоприменимости. Об этом и пойдет речь в следующей, более узко специализированной, части статьи. Выделим эту часть мелким шрифтом.
На рис. 1 изображена схема универсальной машины Тьюринга. Укрупнено работу этой машины можно описать следующим образом. Машина читает (интерпретирует) некий алгоритм, записанный в правой зоне ленты, обрабатывает с помощью этого алгоритма некое входное слово, записанное в левой зоне ленты и, например, на месте этого входного слова записывает результирующее слово. Универсальность машины заключается в том, что какой бы алгоритм ни был записан в правой зоне ленты, если он применим к входному слову, машина будет работать одинаковым образом: она будет интерпретировать алгоритм, записанный справа
и обрабатывать на его основе слово, записанное слева. Мы здесь для простоты объяснения исключаем из рассмотрения вопросы кодирования информации как на ленте, так и описания машины. Этим мы показали, что универсальная машина Тьюринга в общем случае может решать любую задачу, для которой имеется алгоритм. Тоже самое может и мозг.
На рис.2 изображена ситуация когда универсальная модель поставлена в режим самоприменимости. Опять-таки укрупненно, чтобы не затруднять чтение, опишем, что может происходить в этом случае. В правой части ленты записан алгоритм интерпретации, ибо это все, что умеет делать универсальная машина — интерпретировать любой алгоритм. В данном случае она начнет интерпретировать сама себя. Но, интерпретируя сама себя, она будет искать входное слово, которое должен обрабатывать этот интерпретирующий алгоритм. Входным словом в этом случае оказывается вновь запись интерпретирующего алгоритма, который в свою очередь будет искать слово, подлежащее обработке (на рис.2 его нет). Поэтому считывающая головка машины «уйдет» в левую бесконечную часть ленты, и процесс работы машины никогда не закончится. Это, так сказать, случай «чистой» самоприменимости. Что ему может соответствовать в реальном мозге, мы сказать не можем, ибо тут ничего не обрабатывается, кроме самого себя. Но предположить, что это может соответствовать состоянию «чистого сознания» в буддизме, мы, наверное, можем.
На рис.3 изображена более реальная ситуация. На ленте помимо собственного описания имеются зоны, где записаны «следы» предыдущей работы (память), алгоритмы мыслительной деятельности (например, алгоритмы решения каких-то задач, или алгоритмы логического вывода и проч.), информация внешней среды (входные слова) и результаты работы (выходная информация). На рисунке сама машина чуть детализирована — показаны блоки устройства управления (УУ), блоки внутренней памяти машины (Q) и блоки управления движением считывающей головки (P). Принципиальное различие Рис.2 от Рис.3 заключается в том, что в последнем случае, машина, войдя в режим самоприменимости, не «затыкается» сама на себя, а слева на ленте находит алгоритм (или алгоритмы), подлежащий интерпретации и соответствующие слова — еще левее (входная информация), подлежащие обработке.
На что нам хотелось бы обратить внимание. В этом последнем, представленном здесь случае, в работе машины можно выделить два самостоятельных, но взаимно увязанных процесса. С одной стороны — это процесс самоприменимости, с другой — обработка какой-то информации. Можно предположить наличие следующей циклической взаимоувязки этих процессов. Активным источником «деятельности» является процесс самоприменимости, но он не закончится (не состоится), если после него не произойдет обработка какого-либо алгоритма. Отработанный алгоритм вновь запускает самоприменимость, и так, оба процесса обусловливают друг друга, и не могут в этом случае выполняться один без другого. Подобная ситуация реализации двух взаимообусловленных процессов в универсальной машине Тьюринга могла бы рассматриваться как абстрактная модель реального сознания у человека: он осознает свое существование (самоприменимость) и выполняет какую-то деятельность (решение задачи по какому-то алгоритму).
Известно, что в каких-то особых, часто критических ситуациях, человек действует как бы бессознательно, при этом обученный, натренированный человек выполняет задачу очень быстро и часто успешно (во всяком случае быстрее и успешнее, чем если бы он к каждому своему действию «подключал сознание»). Эта ситуация на абстрактном уровне соответствует работе машины Тьюринга без самоприменимости: выполняется лишь один процесс — интерпретация необходимого алгоритма.
Описанная здесь модель, естественно, представлена здесь в упрощенной и весьма общей форме. Вне рамок нашего рассмотрения остался наиболее трудный (например, для компьютерного моделирования) вопрос — вопрос кодирования информации в универсальной машине Тьюринга, да и вообще — вопрос ее компьютерного моделирования. Эта задача под силу лишь молодым и опытным программистам. А для этого должны быть решены иные проблемы — проблемы научной увлеченности данной задачей и материальной заинтересованности в ее решении.
Полосухин Б.М. Тьюрингова модель сознания // «Академия Тринитаризма», М.,Эл № 77-6567, публ.11453, 27.08.2004
[Обсуждение на форуме «Публицистика»]
Полосухин Б.М.
Тьюрингова модель сознания
к.ф.-м.н. Б.М. Полосухин
Литература
- Б.М. Полосухин Феномен вечного бытия. Некоторые итоги размышлений по поводу алгоритмической модели сознания. М.: Наука, 1993. — 176 с.
- Б.М. Полосухин Феномен вечного бытия… (электронная версия). http://www.polosuhin.narod.ru
- К. Истодин Природа самовыводимого формализма. http://www.trinitas.ru/rus/doc/0226/002a/02260040.htm
- К. Истодин Метафизика — основы теории самоприменимости. http://www.aicommunity.org/reports/ysto/emerg/emerg2.php
Полосухин Б.М. Тьюрингова модель сознания // «Академия Тринитаризма», М.,
 |